бурение скважин на воду

Вода и гидрогеология в Московской области

Статьи

О воде и скважинах:

Скважина. Бурение. Вода. Гидрогеология.

Версия для печати

ГИДРОГЕОЛОГИЯ - ОСОБЕННОСТИ ПОДМОСКОВНОГО РЕГИОНА

Процессы, обуславливающие перемещение

Гидрогеология - область геологии, где изучается происхождение подземных вод, их физико-химическое взаимодействие с горными породами, в том числе процессы, обуславливающие перемещение в них вод и обмена с ними минеральным веществом. Вода в горных породах может находиться в связанном или подвижном состоянии.

Первая из них до поры, до времени удерживается на поверхности или внутри кристаллов минералов силами межмолекулярного притяжения. При этом за счет окислительно-восстановительных, диффузионных, радиационных процессов постепенно меняется химический состав поровой воды. Подвижная вода, перемещается в межкристаллическом пространстве, поэтому имеет постоянный контакт с поровой водой, обмениваясь с ней растворенными компонентами.

Таким образом формируется солевой состав подземных подвижных вод. Как правило, в большей степени растворяются карбонатные породы (состоящие из углекислого кальция и/или магния) и хлориды натрия и калия. Поэтому в основном солевой состав подземных вод преимущественно определяется соотношением концентраций именно этих элементов.

  • Ядерные реакции в воде?

Существует гипотеза, согласно которой изменение солевого состава воды может происходить и за счет ядерных реакций атомов водорода и кислорода, составляющих молекулы воды, при взаимодействии их с глубоко проникающими космическими частицами. Эта гипотеза подтверждается тем фактом, что перед землетрясениями изменяется не только газовый состав подземных вод (появляются растворенный, водород, гелий, некоторые другие инертные газы), но и меняется изотопный состав, в частности растворенного урана.

Насыщенность горных пород водой определяется в большей мере не их минералогическим и, соответственно, химическим составом, а наличием в них свободного пространства и его "геометрией", т.е. структурными особенностями.

Лучше всего пропускают через себя воду горные породы с интенсивной трещиноватостью, или сложенные разрозненными кристаллами минералов и обломками горных пород.

  • Гидрогеологические особенности Подмосковья

В подмосковном регионе водоносными породами являются относительно глубоко залегающие пески и известняки.

Пески - это относительно мелко кристаллические (с размерами зерен от десятых долей до первых миллиметров) осадочные горные породы, преимущественно сложенные кварцем и халцедоном (окисью кремния), кремнем (сложным по составу минеральным комплексом в основе которого опять же - окись кремния и алюмосиликаты). Часто на внешней поверхности этих минералов и поверхности их внутрикристаллических микротрещин встречаются окиси и гидроокиси железа, которые придают им желтовато-бурый оттенок.

Водоносность песков с точки зрения потребительской - не стопроцентная. В этом можно убедиться , взглянув на гидрогеологическую карту Подмосковья - как видно, большая часть песчаных скважин оказывается на юго-востоке Подмосковья "сухарями".

Состав подземных вод песчаных горизонтов, как правило проблем не создает, хотя в последнее время кроме иногда "мелькающих" в них бактерий, азотсодержащих соединений(аммония, нитратов, нитритов), выявляются и тяжелые металлы.

  • Известняки в подмосковном регионе

Известняками называют осадочные горные породы, преимущественно состоящие из кальцита-карбоната кальция. Чаще всего внешне известняк напоминает застывший цементный раствор, при этом цвет известняка не обязательно серовато-белых оттенков.

Благодаря высокому литостатическому давлению, оказываемому на них вышележащими толщами горных пород, известняки имеют мелкозернистую структуру и высокую плотность. При этом большая часть известняковых отложений нарушена системами трещин различной величины и пространственной ориентировки, по которым и перемещаются подземные воды. Водоносность известняков, помимо общей водонасыщенности определяется характером и интенсивностью трещиноватости. Дебит (водоотдача в единицу времени) скважин одного и того же диаметра, пробуренных в известняках одного горизонта может различаться на 2 порядка, т.е. в 100 раз.

Древние известняки каменноугольного периода залегают в Подмосковье на глубинах от 20 метров (юг, юго-восток, до более двухсот метров (северо-восток). Отметки даны по подошве (нижней границе пласта).Слои известняков могут существенно менять свою мощность (толщину) и форму (представляя складки). Кроме того, внутри самих отложений известняков могут встречаться маломощные пропластки глин и окварцованные участки.

Если повышается доля карбоната магния, то такие известняки называют доломитизированными.

Между слоями песков и известняками на большей части Подмосковья залегают мощные до 60 м отложения глины юрского периода мезозойской эры - времени разгула динозавров.

По возрастным, гидрогеологическим и гидрогеохимическим признакам по Подмосковью с севера на юг выделяют 5 гидрогеологических районов. В каждом из районов встречаются определенные горизонты водоносных известняков, названных по месту первоначального нахождения или наибольшего распространения.


Условная гидрогеологическая схема МО
(основные водоносные горизонты)


  • I район

2 горизонта: Клязьминско-Ассельский, местами - Касимовский
Lмакс, м - 150
Нмакс, м - 50
  • Клязьминско-Ассельский (вероятный дебит - 0,3…27 л/с)
    Состав:
    Fe (мг/л) - 0,2...0,7 (исключая Клин и Талдом)
    F (мг/л) - 0,2…1
    Ж - 4-7 м-э/л
    HCO3-, SO4-2, Ca2+, Mg2+
  • Касимовский (вероятный дебит - 2…8 л/с)
    Состав:
    Fe (мг/л) - 0,3...0,4 (Дмитров, Ногинск, Орехово-Зуево - 1,5…3,9)
    F (мг/л) - до 3,6
    Ж - 5,2…6 м-э/л
    H2S (Дмитров) - до 0,003 мг/л
  • II район

2 горизонта: Касимовский и Подольско-Мячковский
  • Касимовский (вероятный дебит - 0,5...7 л/с)
    Lмакс, м - 20...125
    Нмакс, м - 10...60

    Состав:
    Fe (мг/л) - 0,2...0,9 - до 5 (Егорьевск, Клин, Солнечногорск, Химки)
    Ж - 3...7 м-э/л
    HCO3-, Ca2+, Mg2+, Na+

  • Подольско-Мячковский - Балашиха, Егорьевск, Химки (вероятный дебит - 0,5...7 л/с)
    L, м - 25...180
    Н, м - 20...90

    Состав:
    Fe (мг/л) - 0,1...1,0 - до 6 (Егорьевск, Клин, Солнечногорск, Химки)
    Ж - 3,5...7,2 м-э/л
    HCO3-, Ca2+, Mg2+, Na+

  • III район

2 горизонта: Подольско-Мячковский, местами - Каширский, частично оба (вероятный дебит - 1,5...7 л/с)
  • Западная часть:
    Lмакс, м - более 100
    Н, м - более 100

    Восточная часть:
    L, м - 20...80
    Н, м - 18...40

    Состав:
    Fe, мг/л - 0,5...2,3 - до 7,5 (Нарофоминск)
    F, мг/л - 0,2...1,0 - до 4,8 (Можайск)
    Ж, м-э/л - 5...7
    H2S, мг/л - до 0,003 (местами)

  • IV район

2 горизонта: Каширский и Окско-Протвинский (вероятный дебит - 0,7...7 л/с)
  • L, м - 80...160
    Н, м - 80...100 (до 150)

    Состав:
    Fe, мг/л - 0,5...2,5
    F, мг/л - 0,2...1,0 - до 4,8 (Можайск)
    Ж, м-э/л - 5...7,5
    СО32-, Ca2+, Mg2+ - 0,4 г/л

  • V район

Окско-Протвинский горизонт (вероятный дебит - 0,1...4 л/с)
  • L, м - 20...80
    Н, м - 15...30

    Состав:
    F, мг/л - 0,1...1,5
    F, мг/л - 0,1...1,5
    Ж, м-э/л - 4...7,7
    СО32-, Ca2+, Mg2+ - 0,4 г/л

В пояснениях указаны L - глубина залегания известняка в метрах (по подошве), Н - напор воды в скважине (расстояние от поверхности земли до устоявшегося после откачки уровня воды), жесткость (Ж) и гидрогеохимические характеристики вод - ее солевой состав.

Химический состав подземных вод известняковых горизонтов - преимущественно гидрокарбонатный, кальциево-магниевый, часто с высоким содержанием железа и фтора. Предельно допустимые концентрации (ПДК) железа и фтора составляют соответственно 0.3 мг/л и 0.7-1.5 мг/л. Жесткость воды, определяется суммарным содержанием кальция и магния, выраженным в миллиграмм-эквивалентах на литр, формально не превышает уровень ПДК( 7 мг-э/л). Вместе с тем, для нормальной работы домашней водной техники и для питьевых целей жесткость должна быть снижена до уровня 2.5-3 мг-э/л.

Серьезную проблему может создавать растворенный в подземной воде сероводород, чей характерный запах (тухлые яйца) улавливается при концентрациях даже в тысячные доли мг/л.

Красные цифры на схеме - интервал залегания водоносных песков, голубая цифра под ними - вероятность (1=100%) присутствия воды (по фактическим данным бурения скважин компаниями КВО и Мосгеоплан).

А. Секисов,
гидрогеолог, д.т.н.

При цитировании статьи, пожалуйста, не забудьте дать ссылку на источник. Спасибо.

Об авторе

Секисов Артур Геннадиевич. Ведущий научный сотрудник Российского государственного геологоразведочного университета(бывший МГРИ), доктор технических наук

Темы научных исследований:

  • Процессы техногенной миграции в подземные воды тяжелых металлов
  • Электросорбционные методы очистки подземных вод и доизвлечения металлов и остаточных реагентов из промышленных стоков горных предприятий
  • Изменение физико-химических параметров и солевого состава подземных вод при взаимодействии с минеральными средами и геофизическими полями
Опубликовано 75 научных работ,в том числе 34 патента РФ и США.

Очистка воды

Современные технические средства позволяют эффективно очищать воду от всех вышеперечисленных загрязнителей, но все это затраты, к которым надо быть готовым.

По приведенным данным можно хотя бы приблизительно сориентироваться как в плане предстоящих затрат на бурение, так и на обустройство скважин и систему водоподготовки.


Бурение скважин на воду. Нимфа ручья.


 


Вода - ДА!

Портал БУРЕНИЕ СКВАЖИН НА ВОДУ
Все о воде и бурении скважин
Бурение на воду в Московской области

Партнеры Вода-ДА! ВСВ © 2003 - 2016 ВОДА - ДА!
Цитирование в любом виде - с обязательным согласованием с администрацией.

Авторские права охраняются законами РФ