Подземные воды межгорных артезианских бассейнов

                                Министерство образования и науки  РФ

                                 Астраханский государственный университет 

                                Естественный институт 

                                Факультет, геолого – географический 

                                Кафедра, геология и геохимия  горючих ископаемых.

 

 

                                     

 

                                   “Подземные воды межгорных артезианских бассейнов”

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

студент гр.ДГГ32

Шакиров.А.Ш

Проверила: доцент

Ущивцева  Л.Ф.

 

 

 

 

 

Астрахань 2014

                                                   Оглавление

Введение ………………………………………………………………………………………………………………………………….………….3

Глава 1 Физико-географический очерк межгорной впадины Хэйхэ…………………………………….….…………6

1.1. Орография и геоморфология…………………………………………………………………………………………………..…….7

1.2. Климат…………………………………………………………………………………………………………………………………………….7

1.3. Гидрография……………………………………………………………………………………………………………………………………7

Глава 2 Геологическое строение межгорной впадины Хэйхэ……………………………………………………..........8

2.1. Тектоника…………………………………………………………………………………………………………………………….…………8

2.2. Геология дочетвертичных образований……………………………………………………………………………………….9

2.3. Четвертичные отложения……………………………………………………………………………………………………………..9

Глава 3 Гидрогеологические условия межгорного артезианского бассейна Хэйхэ…………………………10

3.1. Строение гидрогеологического разреза бассейна………………………………………………………………………10

3.2. Формирование подземных вод……………………………………………………………………………………………………11

3.3. Формирование  химического состава подземных вод………………………………………………………………..13

Глава 4 Обоснование балансово-гидрогеодинамической модели межгорного артезианского бассейна Хэйхэ……………………………………………………………………………………………………………………………………15

4.1. Структура  баланса потока подземных вод…………………………………………………………………………………15

4.2. Количественная оценка элементов баланса подземных вод. ………………………………………………….16

4.3.Гидродинамические  параметры модели…………………………………………………………………………………………………………………………………………..…..19

4.4. Верификация  балансово-гидродинамической модели…………………………………………………………….20

Глава 5 Оценка ресурсов подземных вод межгорного артезианского бассейна Хэйхэ………………..22

5.1. Естественные  ресурсы подземных вод…………………………………………………………………………………….22

5.2. Естественные  запасы подземных вод……………………………………………………………………………………….23

5.3. Эксплуатационные  запасы подземных вод……………………………………………………………………………….23

Заключения ………………………………………………………………………………………………………………………………….…..26

Список   литература…………………………………………………………………………………………………………………………..28

                                                

                                                                                                       

 

 

 

Введение

В настоящее время изучение закономерностей формирования и региональная оценка ресурсов подземных вод в масштабах 1: 100 ООО - 1: 200 ООО является одним из основных видов исследований, выполняемых приоценк е прогнозных эксплуатационных запасов подземных вод. Такие исследования широко проводятся как на территории России, так и на территории КНР. В тоже время, ряд вопросов оценки ресурсов подземных вод и закономерностей их формирования в межгорных артезианских бассейнах разработан относительно слабо.

Применительно к межгорному артезианскому бассейну Хэйхэ это касается исследования общих закономерностей строения гидрогеологического разреза и распределения фильтрационных параметров рыхлых отложений основного водоносного комплекса. В предыдущих работах недостаточно полно охарактеризованы основные составляющие баланса питания и разгрузки подземных вод четвертичного водоносного комплекса: величины поглощения стока малых рек в предгорной зоне системы Циляныпань, наличие или отсутствие подземного притока из горного обрамления бассейна, распределение по площади величин питания грунтовых вод за счет инфильтрации атмосферных осадков (конденсации), а также фильтрации из распределительных каналов и на массивах орошения, распределение величин разгрузки грунтовых вод испарением и транспирацией.

Решение этих вопросов для территории межгорного артезианского бассейна среднего течения реки Хэйхэ имеет принципиальное значение для исследования основных закономерностей формирования и разработки принципов оценки ресурсов подземных вод аналогичных районов Китая с целью их рационального использования и охраны.

Межгорная впадина Хэйхэ, имеющая площадь порядка 8 400 км2, является важным промышленно-сельскохозяйственным районом Северо-западного Китая. В связи с особенностями климатических условий территории, являющейся районом с аридным климатом, развитие народного хозяйства на территории впадины в решающей степени определяется наличием и возможностью использования водных ресурсов.

Общая величина потребления водных ресурсов по состоянию на 2004 год

4 П составляет 652,1 -10 м /сут [71]. Промышленное, сельскохозяйственное и коммунальное водоснабжение на территории осуществляется за счет использования поверхностных вод двух транзитных рек: Хэйхэ и ее притока Лиюаньхэ и подземных вод. По состоянию на 2004 год в общем балансе водопотребления использование подземных вод составляет 123,3-104м3/сут (19 % от общей потребности в воде).

Систематические гидрогеологические исследования на территории впадины Хэйхэ, были начаты с 60-х годов прошлого века. В результате этих исследований было выяснено, что 1) артезианский бассейн Хэйхэ ограничен непроницаемыми горными обрамлениями во всех сторонах, кроме северо-западной границы; 2) основным водоносным горизонтом является комплекс четвертичных отложений мощностью от 100 до 800 м; 3) охарактеризованы общие закономерности изменения геофильтрационных свойств водовмещающих пород, условий формирования подземных вод и их химического состава; 4) предварительно количественно оценены главные источники питания подземных вод, представленные поглощением речных вод и из оросительных сетей каналов, инфильтрации атмосферных осадков (и конденсацией); 5) основные виды разгрузки: родниковый, русловой, эвапотранспирация и эксплуатация; и оценены естественные и эксплуатационные ресурсы подземных вод по данным, имеющимся на тот период.

Тем не менее, в связи с размерами артезианского бассейна Хэйхэ и сложностью его геологического строения до настоящего времени гидрогеологические условия бассейна и закономерности формирования ресурсов подземных вод изучены относительно слабо и в большинстве случаев рассматриваются весьма схематически. Среди элементов баланса потока подземных вод, инфильтрационное питание за счет атмосферных осадков и конденсации , поглощение из площадных сетей оросительных каналов и орошаемых полей (Qop), эвапотранспирационная разгрузка {Que) и фильтрационные потери из р. Лиюаньхэ были оценены условно и ориентировочно.

В соответствии с этим целью настоящей работы являлось изучение закономерностей формирования структуры и баланса потока подземных вод на территории межгорной впадины Хэйхэ в северо-западной части КНР и прогнозная оценка ресурсов подземных вод для промышленно-сельскохозяйственного водоснабжения. Для достижения поставленной цели в рамках настоящих исследований решались следующие задачи:

1. Изучение физико-географических  и геолого-структурных условий  межгорной впадины Хэйхэ и определение их роли в формировании подземных вод бассейна.

2. Исследование закономерностей  строения гидрогеологического разреза  и распределения геофильтрационных параметров основного водоносного комплекса рыхлых четвертичных отложений.

3. Исследование положения и типа  внешних и внутренних границ  бассейна и оценка гидродинамических  условий на них.

4. Проведение оценки всех составляющих  баланса подземных вод на основании  имеющихся фактических материалов.

5. Оценка основных элементов  водного баланса потока подземных  вод и уточнение геофильтрационных параметров четвертичного водоносного комплекса на основе использования методов математического моделирования.

6. Оценка естественных ресурсов  и эксплуатационных запасов подземных  вод артезианского бассейна Хэйхэ и разработка рекомендаций для их рационального изучения и использования.

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Физико-географический очерк межгорной впадины Хэйхэ.

 

1. Орография и геоморфология.

Исследуемая территория, представляющая собой предгорный шлейф северного склона системы Циляньшань, расположена в северно-западной части Китая. Это типичная межгорная впадина, ограниченная на юге и юго-западе горами Циляньшань с абсолютными отметками рельефа до 2500-4500 м, на севере и северо-востоке - горной системой Луншоушань-Хэлишань с отметками поверхности до 1400-2500 м. В целом абсолютные отметки поверхности межгорной впадины Хэйхэ изменяются пределах 1300-2200 м, с общим понижением с юга, юго-востока на север, северо-запад (рис. 1).

Рис. 1. Съемка межгорной впадины Хэйхэ со спутника. Сиреневым пунктиром показана примерная граница межгорной впадины (артезианского бассейна Хэйхэ).

1.2 Климат.

Климат на территории межгорной впадины - засушливый континентальный, с четким разделением на четыре сезона года. Среднегодовая температура воздуха по многолетним данным составляет 8,1oС, среднемесячная температура летом до 23,8oС, зимой -9,7oС. Количество атмосферных осадков изменяется относительно мало, уменьшаясь с юго-востока на северо-запад от 130 до 100 мм/год при средней величине 115 мм/год. В этом же направлении повышается величина испаряемости от 1500 до 2000 мм/год.

1.3 Гидрография.

В южной высокогорной зоне Циляньшань формируется множество малых и больших рек, из которых наиболее крупой является Хэйхэ и ее приток Лиюаньхэ. Река Хэйхэ является второй крупнейшей в Китае внутриконтинентальной рекой. Она берет свое начало в южной высокогорной зоне системы Циляньшань, где формируется основной объем речного стока, протекает через всю впадину с юго-запада на север, в пункте Чжэнися выходит из межгорной впадины в равнину Эцзина и теряет поверхностный сток на территории автономного района Внутренней Монголии. Средний многолетний расход реки в пункте Инлуося (на выходе из горной системы) составляет 4,25.106 м3/сут. Расход ее притока р. Лиюаньхэ в пункте Лиюаньбао (на выходе из горной системы) - 0,71.106 м3/сут. Остальные (малые) горные реки при выходе из горной системы на предгорную равнину (на границе межгорной впадины) полностью теряют свой сток в связи с поглощением в рыхлые отложения конусов выноса.

В центральной части впадины наблюдаются многочисленные выходы подземных вод на поверхность в виде родников (родниковых зон), расположенных в основном в промежуточной области между периферической зоной конусов выноса и равнинной частью впадины. Суммарный дебит родников составляет 1,71.106 м3/сут.

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Геологические условия межгорной впадины Хэйхэ.

2.1 Тектоника.

Горная система Циляньшань в Центральной Азии на территории Китая состоит из ряда высоких параллельных хребтов и разделяющих их межгорных впадин. Эти хребты простираются в основном с запада, северо-запада на восток, юго-восток. Протяженность горной системы около 800 км при ширине от 200 км до 400 км. С севера и северо-востока Циляньшань ограничена пустыней Алашань, по границе которой проходит так называемый Ганьсуйский коридор (или коридор Хэси), а на юго-западе и западе - бессточной Цайдамской впадиной, которая на значительном протяжении является соляной пустыней.

Межгорная впадина Хэйхэ является частью Ганьсуйского коридора (Хэси), и относится к части обширной Гобийской депрессии, относительное опускание которой с начала плейстоцена составило около тысячи метров. Об этом свидетельствует мощность отложений плейстоцена, которая в центральной части впадины составляет более 600-800 м. Горные обрамления контактируют с впадиной в основном в виде сложных систем многочисленных надвигов.

2.2 Геология дочетвертичных образований.

В пределах горного обрамления впадины Хэйхэ распространены горные породы широкого геохронологического диапазона - от докембрия до современных четвертичных отложений различного генезиса. Следует отметить, что палеозойские и мезозойские образования распространены на поверхности и изучены только в пределах складчатого обрамления межгорной впадины Хэйхэ.

Представлены эти отложения вулканогенными и вулканогенно-осадочными (граниты, базальты, андезиты, туфы и др.) и метаморфическими (гнейсы, кварциты, сланцы, филлиты и др.) образованиями, осадочными в разной степени метаморфизованными породами (песчаники, мраморизованные известняки, гравеллиты, углистые сланцы, алевролиты и др.). На ограниченных участках (миоцен, плиоцен) они представлены слабо метаморфизованными и рыхлыми отложениями (песчанистые глины, песчаники, пески, гравийно-галечниковые образования и др.).

В пределах собственно межгорной впадины Хэйхэ эти породы образуют складчатый фундамент и практически не изучены.

  2.3 Четвертичные отложения. 

В пределах рассматриваемой территории четвертичные отложения развиты повсеместно, но их распространение, генезис, литологический состав и мощности существенно различны в пределах горного обрамления и на территории собственно межгорной впадины Хэйхэ.На склонах южного горного обрамления четвертичные отложения представлены песками и супесями, являющимися аллювиальными отложениями горных рек голоценового возраста, делювиальными и эоловыми отложениями (лёсс, супеси) верхнего плейстоцена. Мощность изменяется в пределах 30-50 м. На склонах северного горного обрамления, в связи с отсутствием постоянных поверхностных водотоков, четвертичные отложения преимущественно представлены лессами эоловых отложений голоцена и верхнего плейстоцена. Только в оврагах, где формируются временные водотоки в дождливый период, распространены аллювиально-пролювиальные отложения, представленные супесями и песками. Мощность этих отложений составляет менее 30 м. На территории межгорной впадины Хэйхэ комплекс отложений четвертичного возраста образует верхний структурный этаж, мощность которого в южной части впадины достигает 600-800 м, сокращаясь в северной части до 100-200 м и менее, и полностью выклиниваясь в северном <замыкании> впадины.