Особенности динамики химического состава грунтовых вод долины реки Нивы (Мурманская область)

Результаты поисково-оценочных работ для выявления источников хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Кандалакша на территории Мурманской области показали, что данная задача может быть решена посредством вовлечения в эксплуатацию подземных вод, локализованных в четвертичных отложениях долины р. Нивы. В связи с этим авторы настоящей работы провели анализ гидрогеохимических условий долины среднего течения р. Нивы с целью определения пространственно-временных вариаций концентраций компонентов химического состава подземных вод продуктивного и гидравлически связанного с ним водоносных горизонтов.

Район исследований входит в состав Балтийского гидрогеологического бассейна, который характеризуется развитием поровых вод в четвертичных отложениях и трещинных вод кристаллических пород [1]. Все подземные воды принадлежат зоне свободного водообмена и формируются под влиянием дренирующего воздействия речной сети и климатических факторов.

Питание подземных вод происходит за счет атмосферных осадков (429 мм/год) при малом их испарении (250 мм/год), что способствует формированию запасов подземных вод. Разгрузка подземных вод осуществляется в виде инфильтрации в реки, озера и Кандалакшский залив Белого моря.

Вследствие отсутствия выдержанного водоупора между водоносными подразделениями четвертичных отложений и кристаллических пород подземные воды гидравлически взаимосвязаны, образуя единую гидродинамическую систему.

В верхней зоне водоносной системы четвертичных отложений долины среднего теченияр. Нивы выделяются водоносные горизонты, имеющие ограниченное распространение в виде разобщенных участков, к которым относятся современный торфяно-болотный горизонт (bQIV) мощностью около 0, 5 м и верхнечетвертично-современный морской горизонт (mQIII–IV) мощностью от 0, 7 до 4, 2 м.

Первым от поверхности широко развитым горизонтом является водоносный осташковский водно-ледниковый горизонт (f, lgQIIIos). Водовмещающими породами являются валунно-гравийно-галечные отложения с песчаным разнозернистым заполнителем с прослоями супеси (рис. 1). Мощность горизонта колеблется от 5, 1 до 18 м. Глубина залегания уровня изменяется от +1, 02 до 7, 0 м. Коэффициент фильтрации варьирует в пределах 1, 34–20, 8 м/сут. Питание смешанное и происходит как за счет инфильтрации атмосферных осадков, таяния снегов, так и за счет гидравлической связи с нижележащими водоносными горизонтами.

Залегающий ниже осташковский ледниковый горизонт (gQIIIos) преимущественно слабоводоносный. Литологический состав горизонта представлен валунно-гравийно-галечными отложениями с супесчаным заполнителем, коэффициент фильтрации которых составляет 0, 02 м/сут. Мощность горизонта изменяется от 0, 5 до 9, 5 м. Горизонт играет существенную роль в балансе подземных вод, питая нижележащий продуктивный горизонт за счет литологических окон.

В нижней части разреза четвертичных отложений, заполняющих ложе долины р. Нивы, залегает водоносный подпорожский водно-ледниковый горизонт (f, lgQIIIpd). Горизонт развит узкой полосой (300–600 м) вдоль современного русла реки. Глубина залегания кровли водоносного подпорожского водно-ледникового горизонта изменяется от 7, 0 до 22, 0 м. Мощность горизонта колеблется от 7, 3 до 28, 1 м, достигая максимальной величины вблизи современного русла р. Нива. Водовмещающими породами являются валунно-гравийно-галечные отложения с песчаным заполнителем. Дебиты скважин достигают 8, 7–13, 5 л/с, коэффициенты фильтрации составляют 19, 5–30, 8 м/сут.

Учитывая сравнительно высокие фильтрационные свойства и большую мощность, водоносный подпорожский водно-ледниковый горизонт оценивается как наиболее перспективный для использования его в качестве источника водоснабжения г. Кандалакши.

Водообильность и фильтрационные свойства архейского комплекса кристаллических пород (AR) на большей части территории исследований невысоки и определяются характером и степенью трещиноватости. Питание его осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и гидравлической связи с вышележащими водоносными горизонтами.

Формирование химического состава природных вод рассматриваемого района происходит в замкнутом пространстве, где область разгрузки и область питания близки, в результате чего поверхностные и подземные воды схожи по своему составу.

Поверхностные воды р. Нивы в районе исследований имеют преимущественно сульфатно-гидрокарбонатный кальциево-магниево-натриевый состав, весьма пресные (минерализация от 0, 05 до 0, 1 г/л), нейтральные (рН 6, 2–7, 8). Типовой состав поверхностных вод можно представить следующей формулой:

Подземные воды четвертичных отложений по химическому составу преимущественно гидрокарбонатные натриево-магниево-кальциевые ультрапресные с минерализацией от 0, 05 до 0, 127 г/л. Низкая минерализация вод зоны свободного водообмена объясняется высокой выщелоченностью пород и мало отличается от минерализации речных вод, особенно в периоды паводков. Небольшая минерализация (0, 06–0, 146 г/л) также характерна для вод архейского комплекса кристаллических пород, где распространены сульфатно-гидрокарбонатный кальциевый и магниево-кальциевый гидрогеохимические типы. Значения водородного показателя свидетельствуют о формировании слабо кислой водной среды (рН – от 5, 5 до 6, 4) в кристаллических образованиях архея и нейтральной (рН – от 6, 6 до 8, 1) – в отложениях четвертичного возраста. Величина общей жесткости подземных вод рассматриваемого района изменяется от 0, 22 до 2, 92 ммоль/л, что диагностирует их как очень мягкие и мягкие.

Перейти на страницу: 1 2

Еще статьи

Уpбанизация и заселенность теppитоpии
« Города – великое творение ума и рук человеческих. Им принад­лежит решающая роль в территориальной организации общества. Они служат зеркалом своих стран и районов. Города-лидеры назы­вают духовными мастерскими человечества и двигателями про­гресса.» – такую восхищенную характеристику ...