Подземные воды Карельского перешейка
Введение
Сведения о подземных водах Карельского перешейка впервые появились в работе Седергольма «О подземной воде Финляндии» (Sederholm, 1909).
Рассматриваемая территория находится полностью в пределах Московского артезианского бассейна. Её основные гидрогеологические закономерности определяются следующими факторами:
-общее погружение кровли кристаллического фундамента и пластов осадочной толщи на юго-восток в сторону осевой части Московской синеклизы;
-увеличение мощности осадочной толщи в этом же направлении, чередование в оса- дочной толще водопроницаемых пород и водоупорных горизонтов; наличие в нижней части разреза рифейских отложений, выполняющих глубокие отрицательные структуры в кристаллическом фундаменте (Крестецкий ав- лакоген, Тверской грабен и др.).
В строении осадочного чехла принимают участие отложения от рифейских до кайнозойских, общая мощность которых составляет от 100 до 2800 м и более
1 ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ КАРЕЛЬСКОГО ПЕРЕШЕЙКА
Подземные воды четвертичных образований
Водовмещающими породами являются пески различного гранулометрического состава, однородные или с включением гравия, гальки и валунов, местами гравийно-галечные слои, а также песчаные и супесчаные про- слои и линзы в толще ленточных и валунных глин и суглинков.
Глубина залегания вод в четвертичных отложениях изменяется в широких пределах в зависимости от абсолютных отметок местности. Наибольшее распространение имеют воды безнапорные, со свободной поверхностью. Отсутствие выдержанных по площади водоупоров в толще четвертичных отложений обусловливает гидравлическую связь между различными по возрасту водоносными комплексами.
По химическому составу воды в основном пресные, и только в отдельных пунктах отмечается повышенная минерализация.
Комплекс элювиально-делювиальных отложений (el — delQrv)
Элювий представлен дресвой и щебнем кристаллических пород, мощность его изменяется от нескольких сантиметров до 2,5 м. Делювий наблюдается по обнаженным склонам кристаллических гряд, на склонах и в понижениях между холмами в области развития камового и конечно-моренного ландшафтов. Литологический состав этих пород разнообразен: в северной части Карельского перешейка делювий представлен мелкообломочным материалом с кусками и глыбами кристаллических пород. Мощность отложений изменяется от нескольких сантиметров до 2,0—3,0 м.
Элювиально-делювиальные образования являются водоносными на отдельных участках только во время весеннего снеготаяния и в период затяжных дождей (северная часть Карельского перешейка).
По химическому составу воды пресные (до 300—750 мг/л), мягкие и умеренно-жесткие, преимущественно гидрокарбонатные кальциевые или натриевые, реже хлоридные магниевые. Сведения о водообильности описываемых пород отсутствуют, но, очевидно, она незначительна.
Комплекс эоловых отложений (eolQrv)
Эоловые отложения распространены лишь на отдельных участках Карелельского перешейка (по берегам Ладожского озера, Финского залива и некоторых рек). Площади их распрастранения сравнительно небольшие. В большинстве случаев эоловые отложения образуют холмы и гряды высотой 3,0— 20,0 м и представлены тонко- и мелкозернистыми, реже — среднезернистыми песками, слоистыми, на отдельных участках с прослоями погребенной почвы Мощность их изменяется от 1,0—5,0 до 10,0—20,0 м (побережье Финского залива), чаще до 10,0 м.
Эоловые пески обладают хорошей водопроницаемостью, но в большинстве случаев безводны, так как атмосферные осадки через их толщу инфильтруются в нижележащие отложения, водоносны только в тех местах, где они залегают на водонепроницаемых глинах озерно-морского или озерно ледникового происхождения .
Воды безнапорные, глубина залегания изменяется от 0,8 до 6,60 м, столб воды от 0,5 до 5,80 м, дебит — 0,05— 0,58 л/с (по данным 100 откачек), чаще 0,1—0,4 л/с.
Воды пресные (до 300 мг/л), общая жесткость их до 3,6 мг-экв (до 10°) Вследствие близкого залегания к поверхности и отсутствия водоупорной кровли они могут легко загрязняться органическими и другими вредными элементами.
Комплекс озерно-морских отложений послеледниковых трансгрессий (1-mQiv)
Озерно-морские отложения развиты до абсолютных отметок 10,0— 18,0 м, редко до 20,0—25,0 м и представляют собой осадки водных бассейнов. Озерно-морские отложения представлены песками мелко- и среднезернистыми, реже крупнозернистыми, однородными или с включением гравия, реже гальки, а также супесями и глинами На отдельных участках в толще озерно-морских осадков встречаются прослои иловатой породы — сапропеля, представляющего собой образования времени литоринового моря. Мощность озерно-морских отложений изменяется от 0,5 до 10,0—13,0 м, а в береговых валах до 15,0—18,0 м. Наиболее распространенная мощность 6,0—8,0 м. Водовмещающими породами являются пески, супеси и песчаные прослои и линзы, залегающие среди глин. Мощность водовмещающих пород изменяется от 0,5 до 10,0 м, чаще составляет 2,0—4,0 м.
Воды озерно-морских отложений безнапорны, и только на участках, перекрытых глинами (озерно-морскими), приобретают небольшой местный напор — до 1,0, реже до 3,0—4,0 м. Глубина залегания воды изменяется от 0,0 до 10,0 м, чаще до 3,0 м.
Водообильность озерно-морских отложений находится в зависимости от литологического состава водовмещающих пород. Дебит имеющихся эксплуатационных скважин изменяется от 0,01 до 1,15—1,8 л/с при удельном дебите от 0,008 до 0,45 л/с и более, чаще до 0,1 л/с.
Воды озерно-морских отложений пресные, с минерализацией от 60 до 150 мг/л — на побережье Ладожского озера, до 300—700 мг/л (чаще до 500 мг/л) — по побережью Финского залива. Они в основном мягкие, с общей жесткостью до 2,5 мг-экв (7°d), преимущественно гидрокарбонатные кальциевые и натриевые, реже сульфатные и хлоридные. В некоторых местах отмечается присутствие в воде нитритов и нитратов, свидетельствующих о загрязнении вод.
Комплекс озерно-ледниковых отложений (lglQIIIcd)
Комплекс озерно-ледниковых отложений имеет значительное распространение. Эти отложения залегают непосредственно с поверхности или под слоем болотных и аллювиальных отложений и подстилаются мореной валдайского оледенения, а в отдельных местах палеозойскими породами. Они представлены двумя толщами — песчаной и глинистой. Песчаная толща, залегающая в верхней части разреза, распространена на Карельском перешейке.
Песчаная толща сложена песками тонко- и разнозернистыми, на отдельных участках с редким включением гравия и гальки, местами с прослоями супесей, суглинков и глин. Мощность этих пород на Карельском перешейке изменяется от 2,0—5,0 до 40,0 м, чаще до 10,0— 20,0 м, причем наибольшая мощность отмечена в районе Белоострова, Мельничных Ручьев, Лемболово, Всеволожского (до 20,0—40,0 м). В северо-восточной и центральной частях описываемой территории мощность обычно составляет 5,0—10,0 м, а в южной части (в бассейнах рек Полометь, Пола, Ловать) преимущественно до 5,0 м.
Водовмещающими породами являются пески различного гранулометрического состава и супеси мощностью от 0,5 до 40,0 и, чаще 5,0— 10,0 м
. Наибольшая мощность (до 15,0—40,0 м) отмечена на территории Карельского перешейка — в Озерках, Осиновой Роще, Левашове, Парголове, Мельничных Ручьях, Всеволожском. Воды песчаной толщи преимущественно безнапорные, однако в местах, где имеются прослои суглинков, они иногда имеют небольшой местный напор — до 1,0—3,0 м, а на отдельных участках (Шувалово, Озерки, Мельничный Ручей, Ольгино) до 10,0—29,0 м.
Воды вскрываются на глубинах 0,6—35,0 м, чаще до 3,0 м. Статический уровень воды в скважинах устанавливается на глубине от 0,6 до 10,0—13,0 м, причем наибольшие глубины наблюдаются на участках, где озерно-ледниковые образования перекрыты породами более молодого возраста Чаще всего уровни расположены на глубине до 2,0—3,0 м В скважинах, заложенных в пониженных участках местности, иногда наблюдается самоизлив.
Дебит скважин в зависимости от гранулометрического состава водовмещающих песков изменяется от 0,025 до 6,8 л/сек, при удельных дебитах до 0,1 —1,0 л/с и более Наиболее чаще встречаемый удельный дебит 0,1—0,5 л/с.
Литологический состав описываемых пород, а в связи с этим и их водоотдача сильно изменяются даже на сравнительно небольших рас- стояниях. Так, в пос. Всеволожском удельный дебит скважин 0,15— 12,0 л/с, а в районе ст. Мельничный Ручей — 0,0085—1,2 л/с.
На Карельском перешейке воды озерно-ледниковых отложений характеризуются повышенным содержанием железа, количество которого в отдельных пунктах превышает 5 мг/л, а в воде из скважины «Победа» Выборгского района составляет 39,16 мг/л. Наличие железа можно объяснить поступлением его вместе с болотными водами, с которыми воды озерно-ледниковых отложений имеют связь, а также за счет выщелачивания железистых минералов, имеющихся в толще озерно-ледниковых песков.
Комплекс отложений, слагающих камы (lglQIIIvd)
Отложения, слагающие камы, развиты во многих районах. Морфологически камы выражены в виде холмов или группы холмов округлой формы, камовых террас, приуроченных к древним ледниковым ложбинам, по которым текут в настоящее время реки или располагаются озера/
Относительная высота камовых холмов изменяется от 8,0 до 55,0— 60,0 м. Отложения, слагающие камы, представлены доdольно пестрым комплексом пород, среди которых преобладающую роль играют пески тонко- и крупнозернистые, пылеватые, слюдистые, с включением гравия и гальки, с редкими прослоями крупного гравелистого песка, супесей и суглинков.
Несколько отличное строение имеют камы в пределах центральной возвышенности Карельского перешейка (в районе Токсово, Лемболово), где они сложены преимущественно тонко- и мелкозернистыми слоистыми песками с большой примесью пылеватых частиц.
Мощность отложений, слагающих камы, изменяется от 0,7 до 80,0—100,0 м. Наибольшая мощность наблюдается в пределах центральной возвышенности Карельского перешейка (40,0—100,0 м).
Водовмещающими породами являются преимущественно пески различного гранулометрического состава — от тонко- до крупнозернистых, иногда с прослоями гравелистого песка, местами с прослоями супесей, суглинков и глин. Мощность водовмещающих пород составляет: в пределах Карельского перешейка от 0,5 до 45,0 м (преимущественно до 2,0—10,0 м).
Кроме основного водоносного горизонта, на отдельных участках в камах наблюдаются подвешенные водоносные линзы, водоупором для которых служат прослои и линзы глин.
Водообильность отложений, слагающих камы, зависит от гранулометрического состава водовмещающих пород: дебит эксплуатационных скважин находится в пределах от 0,008 до 2,0—3,25 л/с, удельный дебит скважин, вскрывших мелкозернистые пески 0,1—0,7 л/с, средне- и разнозернистые пески — 0,9—3,25 л/с (по данным 24 откачек).
Коэффициент фильтрации отложений, слагающих камы, колеблется от 0,07 до 10—17 м/сутки.
Воды камов пресные, преимущественно гидрокарбонатные кальциевые, минерализация их до 700—950 мг/л, чаще до 400 мг/л, общая жесткость от 0,36 до 11,0 мг-экв, чаще до 3,6—6,0 мг-экв (до 10—7° ).
Комплекс флювиогляциальных отложений (fglQIIIfd )
Наиболее крупные массивы флювиогляциальных отложений отмечаются в центральной части Карельского перешейка.
Флювиогляциальные отложения представлены песками тонко- и разнозернистыми, однородными или с включением гравия, гальки и валунов, на отдельных участках содержат гравийно-галечниковые слои, местами линзы супесей и суглинков. Эти образования залегают первыми от поверхности или под слоем болотных, озерно-морских и озерно- ледниковых отложений и подстилаются чаще всего верхней мореной валдайского оледенения, реже палеозойскими и допалеозойскими породами. Мощность флювиогляциальных отложений изменяется от 0,5 до 15,0—35,0 м, чаще до 10,0 м. Водовмещающими породами являются пески различного гранулометрического состава мощностью от 0,5 до 33,0 м, чаще до 8,0 м.
Водообильность флювиогляциальных отложений зависит от гранулометрического состава водовмещающих пород. Большей частью эти отложения слабо водообильны, реже водообильны. Дебит скважин, вскрывших разнозернистые пески с гравием, галькой и валунами, а также гравийно-галечниковые слои, достигает 0,3—2,2 л/с, а удельный— 0,03—4,0 л/с, чаще 0,1—0,4 л/с. Там, где водовмещающими породами являются тонко- и мелкозернистые пески, дебит колодцев составляет 0,03—0,05 л/с, средне- и разнозернистые пески — 0,2—0,75 л/с.
Воды флювиогляциальных отложений преимущественно гидрокарбонатные кальциевые, имеют минерализацию от 30 до 745 мг/л, чаще— до 400 мг/л, общую жесткость — от 0,7 до 12 мг-экв, чаще до 5 мг-экв. (до 14° d). В отдельных пунктах встречены воды с минерализацией до 1222 мг/л. По-видимому, здесь воды флювиогляциальных отложений подпитываются водами из верхнедевонских известняков.
Комплекс конечно-моренных отложений (gltQIIIvd)
Отложения, слагающие конечные морены, имеют незначительное развитие.
Коиечно-моренные гряды имеют высоту от 3,0—5,0 до 35,0—40,0 м. Они сложены разнообразными породами: песками с включением гравия, гальки и валунов, местами с линзами и прослоями суглинков, реже — валунными суглинками.
Водовмещающими породами являются разнообразные пески, часто разнозернистые с гравием, галькой и валунами, реже — песчаные прослои в суглинках. Мощность водовмещающих пород изменяется от 2,0 до 6,0—7,0 м, чаще до 3,0 м. В тех случаях, когда конечные морены залегают на водопроницаемых породах, вода в них часто практически отсутствует.
В ряде районов вода в конечных моренах вскрыта колодцами глубиной 1,2—9,0 м. Уровень воды в них расположен на глубине от 0,0 до 6,0 м, в зависимости от местоположения скважины: у подножия глубина меньше, на склонах — больше, на вершинах гряд вода может быть встречена на глубине до 20,0—40,0 м, чаще до 20,0 м.
Конечно-моренные отложения являются пестрыми по степени водообильности — от практически безводных до водообильных, что объясняется разным гранулометрическим составом пород. Дебит скважин изменяется от 0,0049 до 0,39 л/с, источников — от 0,01 до 0,6 л/с.
Вода преимущественно гидрокарбонатная кальциевая, минерализация от 115 до 500, реже до 998 мг/л и жесткость от 1,4 до 12,4 мг-экв (3,92—34,72°d); на отдельных участках отмечается присутствие азотистой, азотной кислот и аммиака, что свидетельствует о загрязнении воды
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
