Оценка запасов подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения на водозаборе ИП Счастливцев, эксплуатируемом на не утвержденных запасах в д. Зониха Слободского района Кировской области

Курсовая работа

По курсу гидрогеологиЯ

Тема

ОЦЕНКА ЗАПАСОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ДЛЯ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ НА ВОДОЗАБОРЕ ИП СЧАСТЛИВЦЕВ, ЭКСПЛУАТИРУЕМОМ НА НЕ УТВЕРЖДЕННЫХ ЗАПАСАХ В Д. ЗОНИХА СЛОБОДСКОГО РАЙОНА КИРОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Преподаватель: Емельянова И.А.

Студент: Рямов С.П.

Группа: ПГ 4-2з

Екатеринбург 2014

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЙОНЕ РАБОТ

1.1 Административное местоположение водозабора

Водозабор ИП Счастливцев (скв. № 18967) в административном отношении расположен на территории Слободского района Кировской области в 300 м южнее от жилой застройки д. Зониха, в 200 м от автомобильной трассы Киров - Слободской на территории бывшего п/л «Дружба» (рис. 1.1).

1.2 Физико-географическое положение водозабора

В геоморфологическом отношении водозабор ИП Счастливцев расположен в бассейне р. Вятки, в пределах долины р. Сандаловки - правого притока первого порядка р. Вятки.

Район работ расположен в зоне умеренно-континентального климата с умеренно-холодной снежной зимой и теплым дождливым летом. Среднегодовая температура воздуха - положительная +1,5?С. Средняя температура самого холодного месяца - января -15?С, самого теплого месяца - июля +18?С. Продолжительность теплого периода года 200 - 208 дней, холодного 157 - 165 дней.

Территория исследуемого водозабора находится в зоне достаточного увлажнения: среднегодовое количество осадков составляет 500 - 680 мм и преобладает над испарением (300 мм). В отдельные годы наблюдаются значительные отклонения от средней нормы: минимальное количество осадков может не превышать 380 - 400 мм, а максимальное - достигать 800 мм. Основное количество осадков выпадает в виде дождей в теплый период года, что важно для питания подземных вод. Снежный покров устанавливается в середине ноября и сходит во второй декаде апреля. В конце зимы толщина снежного покрова - максимальная и составляет 60 - 70 см. Средняя глубина промерзания почвы - от 50 см до 70 см. Пополнение запасов подземных вод происходит за счет талых и дождевых вод в апреле - мае и сентябре - октябре месяцах и атмосферных осадков.

В целом, истекший мониторинговый период характеризуется среднегодовой температурой воздуха на 1,7 ?С выше нормы, а количеством выпавших осадков - на 8,4 % меньше нормы. Осень 2008 г. была теплее, а по количеству осадков близкой к многолетним среднегодовым значениям. Зима 2008 - 2009 гг. была более теплой (на 2,6 ?С выше нормы) и малоснежной. Весна 2009 г. также характеризуется незначительным количеством осадков, а в летний период количество осадков превысило средние многолетние значения, особенно в июне месяце. Таким образом, осадки в течение мониторингового периода распределялись неравномерно: с максимумом в июне и минимумом - феврале месяцах [23].

Таблица 1.1 Среднемесячные показания температуры воздуха и количество осадков в период с сентября 2008 г. по октябрь 2009 г. в г. Кирове

Рельеф исследуемой территории представляет собой холмисто-увалистую равнину. Максимальные абсолютные отметки поверхности земли составляют около 150,0 м, минимальные отметки приурочены к долине р. Сандаловки и составляют 125,0 м.

Гидрографическая сеть в районе работ представлена средним течением р. Сандаловки - правого притока первого порядка р. Вятки. Расстояние от оцениваемого водозабора до русла р. Сандаловка составляет около 130 м. На р. Сандаловке в пределах исследуемой территории сооружен пруд с абсолютной отметкой поверхности зеркала воды - 124,5 м. Река Сандаловка относится к разряду малых рек с шириной русла до 6 - 8 м, глубиной 0,3 - 0,7 м. Течение реки спокойное, скорость течения - 0,3 л/с.

Основной уклон зеркала подземных вод направлен к р. Вятке, которая протекает с юго-востока на запад на расстоянии 7 - 12 км от оцениваемого водозабора.

По водному режиму реки района работ относятся к восточно-европейскому типу, с наиболее высоким уровнем воды в период весеннего половодья (апрель - май) и осеннего паводка (октябрь). Межень на реках устанавливается в зимний (февраль) и летний (июль) сезоны года. Замерзают реки в конце ноября, вскрываются в середине апреля. Весеннее половодье длится 10 - 15 дней.

1.3 Геолого-гидрогеологические условия района работ

Участок работ находится в пределах восточной части Русской платформы, кристаллический фундамент представлен Волго-Камской антиклизой, осложненной Казанско-Кажимским авлакогеном. Авлакоген пересекает территорию Кировской области в направлении с юго-запада на северо-восток и представляет собой узкий грабен разделяющий на севере Сысольский и Коми-Пермяцкий своды, а на юге Котельнический и Немский (Северо-Татарский). Осадочный чехол относительно кристаллического фундамента осложнен системой Вятских валов (Вятская зона дислокаций). Ориентация валов строго подчинена направлению прогиба в фундаменте.

Согласно тектонического строения района работ геологический разрез территории представлен отложениями четвертичной и пермской систем (рис. 1.2, 1.3).

1.3.1 Геологическое строение

Геологическое строение исследуемой территории приводится до глубины распространения эксплуатируемой толщи и подстилающих ее отложений.

Пермская система

Средний отдел

Уржумский горизонт

Уржумская серия (P2ur)

Уржумская серия в пределах исследуемой территории пользуется повсеместным распространением, перекрыта более молодыми образованиями и на дневную поверхность не выходит. Кровля уржумской серии вскрывается эксплуатационными скважинами района работ на глубине 80,0 - 95,0 м, что соответствует абсолютным отметкам 40,0 - 50,0 м. Сложена серия глинами коричневыми и красно-коричневыми плотными аргиллитоподобными, известняки имеют подчиненное значение. В разрезе скв. № 18967 уржумская серия вскрыта на глубину 2,0 м.

Пермская система

Верхний отдел

Котельничская серия

На основании цикличности осадконакопления котельничская серия подразделяется на слободскую, юрпаловскую и путятинскую свиты, отвечающие трем крупным терригенным циклам седиментации. В пределах исследуемой территории путятинская свита полностью подвергнута эрозионному размыву.

Слободская свита (P3sl)

Отложения слободской свиты в пределах исследуемой территории распространены повсеместно и перекрыты более молодыми образованиями, в результате чего выхода на дневную поверхность не имеют. В разрезах эксплутационных скважин района работ слободская свита представлена полной своей мощностью (58,0 - 60,0 м), кровля свиты вскрыта на глубине 20,0 - 44,0 м, что в абсолютных отметках составляет 102,0 - 110,0 м. Нижняя граница слободских отложений проводится по базальной пачке песчаников руслового генезиса, однако в разрезе может быть ее выпадение, что влечет за собой условность проведения границы между образованиями пород описываемого подразделения и подстилающими их уржумскими отложениями.

В сложении слободской свиты принимают участие глины, алевролиты, песчаники с линзами конгломератов.

Глины - коричневые, розовато-коричневые, красновато-коричневые, пятнами голубовато-серые, алевритистые, известковистые. Глины характеризуются слоистой, комковатой, реже брекчиевидной текстурой, наличием серовато-коричневых стяжений различной формы и размеров. Алевролиты - серовато-коричневые, голубовато-серые плотные глинистые, известковистые образуют слои до 6,0 м. Песчаники коричневые, желтовато-коричневые, коричневато-серые полиминеральные мелко-среднезернистые глинистые, известковистые слабосцементированные. Песчаники залегают на разных глубинах (32 - 54 м, 62 - 94 м) и соответствуют основным ритмам осадконакопления, замещаясь по простиранию песчанистыми алевролитами.

Юрпаловская свита (P3jur)

В пределах района работ отложения юрпаловской свиты распространены повсеместно, выходят на дневную поверхность и лишь в долине р. Сандаловки перекрываются отложениями четвертичного аллювия (рис. 1.2). Подошва юрпаловской свиты приурочена к глубине 20,0 - 44,0 м.

В сложении свиты принимают участие глинистые породы с прослоями карбонатов и обломочного материала, песчаники. От нижележащих слободских отложений они отличаются значительным количественным увеличением прослоев карбонатных пород. В основании толщи пород описываемого подразделения залегают песчаники по простиранию часто замещающиеся на алевролиты.

Глинистые породы слободской свиты - коричневые, пятнами серовато-коричневые, алевритистые, известковистые, комковатой текстуры, содержат конкрециевидные карбонатные стяжения и обломки красновато-коричневых глин. Песчаники - серые, желтовато-серые, зеленовато-серые мелкозернистые полиминеральные глинистые, известковистые слабосцементированные. Мощность песчаников в разрезах скважин изменяется от 7,0 м до 17,0 м [21].

Четвертичная система

Четвертичные образования перекрывают сплошным чехлом пермские отложения и представлены породами голоцена (аллювиальные отложения пойменных террас (аН)), средне-верхнего звена (элювиальные и делювиальные образования (e, d II-III), делювиальные и солифлюкционные отложения (d, s II-III)) (рис. 1.3).

Делювиальные и солифлюкционные отложения перекрывают сплошным чехлом склоны долины р. Сандаловки и представлены суглинками, песками в подошве с гравием. Мощность отложений составляет 3 - 4 м.

Водораздельные пространства представлены маломощными (около 3,0 м) отложениями элювиального и делювиального генезиса и представлены суглинками, супесями, песками, песками с гравием.

Аллювиальные отложения пойменных террас распространены в долине р. Сандаловки и сложены песками, суглинками, глинами, в основании представлены песками с гравием, галькой, валунами. Мощность отложений составляет около 10,0 м.

1.3.2 Гидрогеологические условия района работ

Учитывая целевое назначение проводимых работ, в настоящей главе охарактеризованы водоносные гидрогеологические подразделения, залегающие в зоне пресных вод, а также непосредственно граничащие с ними (нижележащие) отложения.

Согласно гидрогеологического районирования район работ расположен в западной части Камско-Вятского артезианского бассейна, и в соответствии с геологическим строением на территории района работ в зоне пресных вод выделяются следующие водоносные гидрогеологические подразделения:

1. Водоносный верхнечетвертично-современный аллювиальный горизонт (аQII-IV).

2. Водоносный юрпаловский терригенный комплекс (P3jur).

3. Водоносный слободской терригенный комплекс (P3sl).

4. Водоносная уржумская карбонатно-терригенная свита (P2ur).

Водоносный верхнечетвертично-современный

аллювиальный горизонт (аQII-IV)

Водоносный верхнечетвертично-современный аллювиальный горизонт распространен в долине р. Сандаловка и в долинах среднего и нижнего течений ее притоков (рис. 1.4). Аллювиальные отложения слагают русло и пойму рек. Ширина долины р. Санадаловка в пределах района работ составляет около 250 м. По данным предшествующих исследований, аллювиальные отложения в пределах района работ распространены до глубины 10,0 - 12,0 м [3]. Водовмещающие породы представлены песками с примесью гравия, гальки и валунов, приуроченных к основанию водоносного горизонта. Аллювиальные отложения залегают первыми от поверхности земли на отложениях котельничской серии верхней перми и практически не имеют ярко выраженной водоупорной кровли. Рассматриваемый водоносный горизонт содержит безнапорные подземные воды, глубина залегания уровня которых составляет 0,0 - 4,0 м.

Питание водоносного горизонта осуществляется за счёт инфильтрации атмосферных осадков и поверхностных вод. Разгрузка происходит в речную сеть и нижележащий водоносный юрпаловский терригенный комплекс в условиях отсутствия разделяющего водоупора.

Ввиду незащищенности водоносного верхнечетвертично-современного аллювиального горизонта его воды практически не используются для хозяйственно-питьевых нужд.

Водоносный юрпаловский терригенный комплекс (P3jur)

Водоносный юрпаловский терригенный комплекс пользуется повсеместным распространением и характеризуется приповерхностным залеганием, лишь в долине р. Сандаловки и ее притоков перекрыт отложениями водоносного верхнечетвертично-современного аллювиального горизонта (рис. 1.4). Водоносный юрпаловский терригенный комплекс в пределах исследуемой территории частично размыт и представлен в разрезе до глубины 20,0 - 44,0 м (рис. 1.5, 1.6). Водовмещающими породами комплекса являются песчаники, которые в плане могут замещаться на алевролиты песчанистые. Основная пачка водовмещающих пород приурочена к основанию комплекса, их мощность составляет 7,0 - 17,0 м.

В пределах района работ имеется две скважины №№ 6551, 3390 оборудованные под эксплуатацию юрпаловского терригенного комплекса. Дебиты скважин на момент бурения составляли 1,1 л/с и 2,5 л/с при понижении 8,0 м и 2,0 м соответственно. Удельный дебит комплекса изменяется от 0,14 л/с/м (скв. № 6551) до 1,25 л/с/м (скв. № 3390), а коэффициент водопроводимости - 18,2 - 162,5 м2/сут. Более подробные данные о гидродинамических параметрах водоносного юрпаловского терригенного комплекса на рассматриваемой территории отсутствуют.

Водоносный комплекс находится в зоне активного водообмена и содержит слабонапорные подземные воды, которые являются пресными гидрокарбонатными и сульфатно-гидрокарбонатными магниево-кальциевыми с минерализацией около 0,4 г/л. По величине общей жесткости подземные воды относятся к категории умеренно-жестких - жестких (5,5 - 7,95 мг-экв./л), а по реакции рН - слабощелочных (7,8) (прил. 6).

Питание водоносный юрпаловский терригенный комплекс получает за счет инфильтрации атмосферных осадков и поверхностных водотоков, а также за счет перетока грунтовых вод через гидравлически ослабленные окна из вышележащего водоносного верхнечетвертично-современного аллювиального горизонта по долинам рек. Разгрузка комплекса происходит в долины рек и овражно-балочную сеть за пределами участка работ.

В результате своего приповерхностного залегания воды комплекса относятся к категории недостаточно защищенных от поверхностного загрязнения и редко самостоятельно используются с целью хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Водоносный слободской терригенный комплекс (P3sl)

Водоносный слободской терригенный комплекс характеризуется повсеместным распространением в плане и представлен полной своей мощностью в разрезе (58,0 - 60,0 м), подстилая более молодые юрпаловские отложения (рис. 1.5, 1.6).

Распределение подземных вод в толще слободских отложений осложняется тем, что водовмещающие породы (песчаники и песчанистые алевролиты) залегают на различных глубинах, не выдерживаются по простиранию и разобщаются глинами и алевролитами. Песчаники, слагающие нижнюю часть разреза слободских отложений иногда замещаются алевролитами или глинами. Мощность таких песчаников составляет 11,0 - 18,0 м. Эффективная мощность песчаных отложения в разрезе скв. № 18967 - 29,6 м.

Водоупорной кровлей для подземных вод слободского терригенного комплекса служат одновозрастные глины и глинистые породы юрпаловских отложений. Нижним водоупором являются подстилающие уржумские глины.

Водообильность рассматриваемого комплекса различна и зависит от условий залегания водовмещающих пород. Удельные дебиты скважин, в разрезах которых присутствует несколько прослоев водоносных песчаников слободского генезиса, составляют 2,8 л/с/м, что в целом не характерно для рассматриваемой территории. Удельный дебит для скважин района работ, эксплуатирующих водоносный слободской терригенный комплекс составляет 0,01 - 0,16 л/с/м, коэффициент водопроводимости - 1,3 - 20,8 м2/сут (прил. 6).

По условиям залегания и характеру водовмещающих пород подземные воды слободского терригенного комплекса - пластово-поровые, трещинные напорные. Величина напора подземных под колеблется от 25,0 м до 31,0 м. Статические уровни устанавливаются на глубине 6,0 - 18,0 м, что в абсолютных отметках составляет 129,0 - 120,0 м. Общий уклон потока подземных вод направлен к основной дрене - р. Вятке и составляет 0,021.

По химическому составу подземные воды рассматриваемого водоносного комплекса - гидрокарбонатные натриевые, магниево-натриевые и магниево-кальциевые с величиной сухого остатка от 0,23 мг/л до 0,6 мг/л. По величине общей жесткости подземные воды комплекса могут быть как очень мягкими (0,3 - 0,7 мг-экв./л), так и жесткими (8,35 мг-экв./л) в зависимости от глубины залегания водоносных пластов. Активная реакция рН подземных вод комплекса изменяется от 7,5 до 9,25, что характеризует среду как слабощелочную и щелочную (прил. 6).

Питание водоносный слободской терригенный комплекс получает за счет инфильтрации атмосферных осадков и поверхностных водотоков в районах выхода рассматриваемого комплекса на поверхность за пределами исследуемой территории. Кроме этого, питание поступает через гидравлически ослабленные окна из вышележащих водоносных подразделений. Разгрузка комплекса происходит в речную сеть также за пределами района работ и путем инфильтрации в подстилающую водоносную свиту.

Подземные воды водоносного слободского терригенного комплекса используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения местного населения.

Водоносная уржумская карбонатно-терригенная свита (P2ur)

Отложения рассматриваемой свиты на исследованной территории развиты повсеместно и подстилают более молодой слободской комплекс. Эксплуатационные скважины района работ вскрывают водоносную уржумскую карбонатно-терригенную свиту лишь в кровле и только редкие оборудованы под ее эксплуатацию совместно с вышележащими водоносными подразделениями. Кровля свиты отмечается на глубине 86,0 - 96,0 м, что в абсолютных отметках составляет 40,0 - 50,0 м, погружаясь в направлении с юго-востока на северо-запад. Уржумская свита вскрыта скважинами частично на глубину до 25,0 м. Водовмещающими породами свиты являются известняки глинистые, мощность прослоев которых изменяется от 6,0 м до 9,0 м.

Основное питание свита получает за счет инфильтрации атмосферных осадков за пределами исследуемой территории, где водовмещающие породы характеризуются приповерхностным залеганием. Кроме этого, питание свиты осуществляется за счет перетекания подземных вод из вышележащих комплексов через гидравлически ослабленные "окна". Разгрузка происходит в речную и овражно-балочную сеть за пределами района работ.

1.4 Геолого-гидрогеологическая изученность района работ

Район работ расположен на территории листа О-39-XIV, в пределах которого в 1967 г. Циновкиным Б. Н. и другими была проведена геолого-гидрогеологическая съемка масштаба 1 : 200 000 в комплексе с колонковым бурением [21]. По данным бурения описаны нижнепермские и уфимские отложения, подробно охарактеризованы выступающие на поверхность казанский и татарский ярусы. Среди четвертичных отложений обособлены флювиогляциальные, элювиально-делювиальные, аллювиальные отложения древних и современных террас и болотные отложения. С привлечением геофизических данных и бурения более детально, чем раньше, охарактеризована тектоника района. На структурной карте по подошве татарского яруса представлены Ивкинско-Чемезинское поднятие, Снигиревская и Филейская флексуры, Бурмакинский прогиб и восточное крыло Шихово-Чирковской брахиантиклинали [3].

В 1976 г. Пузановой Л. М. проведена работа по выявлению и обобщению в Кировской области всех имеющихся скважин на воду, пробуренных различными организациями. Результатом работы явился «Каталог эксплуатационных на воду скважин» занесенный в Базу данных ИКС ГМГС [24].

В 1996 - 1999 гг. гидрогеологической партией Территориального центра мониторинга недр (г. Н. Новгород) по методике «ГИДЕК» (г. Москва) выполнена работа (ответственный исполнитель Шпагина О. Н.) по оценке прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод Кировской области и обеспеченности ими потребностей хозяйственно-питьевого водоснабжения [22]. Основным результатом выполненной работы явился вывод: территория Кировской области (в том числе и исследуемая территория) обеспечена прогнозными эксплуатационными ресурсами подземных вод. Модуль эксплуатационных ресурсов для территории города Кирова составляет 1,21 л/с/км2 [22].

Вывод

В геоморфологическом отношении район работ расположен в бассейне р. Вятки, в пределах долины р. Сандаловки - правого притока р. Вятки.

В геоструктурном плане рассматриваемая территория расположена в зоне Вятских дислокаций. В гидрогеологическом отношении данная территория попадает в пределы Камско-Вятского артезианского бассейна.

Водозаборная скважина № 18967 ИП Счастливцев расположена в 300 м южнее от жилой застройки д. Зониха, в 200 м от автомобильной трассы Киров - Слободской на территории бывшего п/л «Дружба». Скважина пробурена в 1968 г. на глубину 82,0 м и оборудована под эксплуатацию водоносного слободского терригенного комплекса. Водовмещающие породы комплекса представлены песчаниками и алевролитами песчанистыми. Суммарная мощность водовмещающих пород составляет 29,6 м. Глубина залегания кровли верхнего водоносного пласта составляет 32,0 м. Воды носят напорный характер, величина напора - 17,8 м. Принятый к расчету коэффициент водопроводимости составил 3,9 м2/сут, коэффициент пьезопроводности - 105 м2/сут, допустимое понижение - 32,6 м. Оценка запасов подземных вод производилась гидравлическим методом и подтверждена гидродинамическим. Запасы оценены в заявленном количестве - 30 м3/сут. Запасы классифицированы по категории В.

Водоносный пласт содержит пресные подземные воды гидрокарбонатные смешанного катионного состава с минерализацией 0,24 г/л, мягкие (жесткость - 3 мг-экв./л), слабощелочные (рН - 7,8). Качество подземных вод эксплуатируемого комплекса по определяемым показателям отвечает требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», ГН.2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования» и дополнение к нему - ГН.2.1.5.2280-07.

Питание целевого водоносного комплекса осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и поверхностных водотоков в районах выхода комплекса на поверхность за пределами исследуемой территории.

водозабор питьевой подземный прогнозный

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1 : 200 000. Серия Средневолжская. Листы О-39-XIV (Киров), 0-39-XX (Нолинск). СПб.: Изд-во СПб картофабрики ВСЕГЕИ, 2001.

2. Классификация запасов и прогнозных ресурсов питьевых, технический и минеральных подземных вод. М., (ГКЗ), 2007 г.

3. Справочное руководство гидрогеолога под ред. В. М. Максимова, Ленинград, «Недра», 1979 г.

4. Биндеман Н. Н., Язвин Л. С. Оценка эксплуатационных запасов подземных вод. (Методическое руководство). М., «Недра», 1969 г.

5. Боревский Б. В. и др. Оценка запасов подземных вод / Б. В. Боревский, Н. И. Дробноход, Л. С. Язвин - 2-е изд., перераб. и доп. - К.: Вища шк. Головное изд-во, 1989 г.

6. Гордеев П. В. и др. Руководство к практическим занятиям по гидрогеологии. - М., Высш. школа, 1981 г.

7. Клементов П. П., Кононов В. М. Методика гидрогеологических исследований. - М.: Высш. школа, 1978 г.

8. Ковалевский В. С. Исследования режима подземных вод в связи с их эксплуатацией. - М.: «Недра», 1986.

Размещено на Allbest.ur