ГЕОЭКОЛОГИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ, 2012, № 6, с. 527-539
УДК 624.131
ОЦЕНКА УСЛОВИЙ ВЗАИМОСВЯЗИ ВОДОНОСНЫХ ГОРИЗОНТОВ НА ОСНОВЕ КРУПНОМАСШТАБНОГО КАРТИРОВАНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ г. МОСКВЫ
© 2012 г. И. А. Позднякова, И. А. Кожевникова, И. А. Костикова, Л. С. Томс
Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН, Уланский пер., д. 13, стр. 2,Москва,101000 Россия.
E-mail: irina_pozd58@mail.ru
Поступила в редакцию 15.10.2011 г.
Оценка условий взаимосвязи подземных вод - необходимый элемент оценки защищенности стратегического для целей питьевого водоснабжения г. Москвы подольско-мячковского водоносного горизонта от проникновения загрязняющих веществ из залегающих выше водоносных горизонтов. Предложен подход к оценке условий взаимосвязи и защищенности подземных вод, базирующийся на крупномасштабном картировании геологического строения и гидрогеологических условий территории г. Москвы. Полученные результаты могут быть использованы для решения вопросов охраны подземных вод и планирования хозяйственной деятельности на территории города.
Ключевые слова: районирование, подземные воды, водоносный горизонт, слабопроницаемые отложения, защищенность, взаимосвязь, загрязнение, вертикальная фильтрация, геологическое строение, гидрогеологические условия, фильтрационные расчеты.
ВВЕДЕНИЕ
В Институте геоэкологии им. Е.М. Сергеева Российской академии наук (ИГЭ РАН) в 2009 г. коллективом авторов под руководством Заслуженного деятеля науки России, д.г.-м.н. В.М. Ку-тепова и д.г.-м.н. И.В. Галицкой была составлена "Карта районирования по условиям взаимосвязи водоносных горизонтов с элементами защищенности подольско-мячковского водоносного горизонта" в масштабе 1:10 000. Кроме авторов статьи
рты также принимали участие Е.М. Грибов , И.В. Козлякова,
в составлении ка Н.Г. Анисимова, М.Н. Комаревская, О.К. Миронов и С.Н. Полево-дова.
Карта отражает условия взаимосвязи водоносных горизонтов и защищенности наиболее перспективного для питьевого водоснабжения подоль-ско-мячковского горизонта, сохранение качества подземных вод которого актуально для г. Москвы. Оценка защищенности подземных вод подольско-мячковского водоносного горизонта имеет большое значение как для охраны подземных вод, так и для планирования хозяйственной деятельности на территории города.
Составленная карта - первый опыт оценки защищенности подземных вод подольско-мячков-
ского водоносного горизонта в каменноугольных отложениях от проникновения загрязнения из "надъюрского" в залегающих выше мезокай-нозойских отложениях, выполненной на основе районирования территории Москвы по геологическому строению и условиям взаимосвязи подземных вод. Предельная глубина оценки типов геологического строения ограничена кровлей подольско-мячковского водоносного горизонта. Карта содержит два информационых слоя: первый слой - районирование территории по условиям взаимосвязи водоносных горизонтов; второй -элементы защищенности подольско-мячковского водоносного горизонта от проникновения загрязнения из "надъюрского". В данной статье дается описание первого информационного слоя карты -районирования территории по условиям взаимосвязи водоносных горизонтов - его содержание, методика разработки и техническая реализация.
В основе районирования по условиям взаимосвязи "надъюрского" и подольско-мячковского водоносных горизонтов лежит районирование территории по геологическому строению разделяющей их толщи. Разные типы геологического строения разделяющей толщи выделяются по наличию или отсутствию в разрезе слабопроницаемых отложений - юрских и каменноугольных
глин, и условиям залегания подольско-мячковс-кого водоносного горизонта в толще каменноугольных отложений. Типы разделяющей толщи показаны на карте цветом, римской цифрой и индексом.
Для разных типов геологического строения толщи, разделяющей "надъюрский" и подольско-мячковский горизонты, выполнена фильтрационная схематизация гидрогеологических условий и оценка защищенности подземных вод в границах их распространения. Оценка защищенности включала расчет времени вертикальной фильтрации подземных вод из "надъюрского" в первый от поверхности водоносный горизонт в каменноугольных отложениях и в подольско-мячковский [2].
Районирование по условиям взаимосвязи водоносных горизонтов позволило выявлять территории, в пределах которых за счет отсутствия или сокращения мощности слабопроницаемых отложений и увеличения их проницаемости формируются условия прямой связи "надъюрского" и первого от поверхности водоносного горизонта в каменноугольных отложениях. На таких участках, приуроченных к погребенным долинам разного возраста, подземные воды подоль-ско-мячковского горизонта наименее защищены от проникновения загрязнения из "надъюрского" горизонта, а время вертикальной фильтрации составляет 1-20 лет.
Геологическое строение
и гидрогеологические условия территории г. Москвы
Геологическое строение характеризуется на основе геологических карт дочетвертичных и каменноугольных отложений, составленных в ИГЭ РАН для Москвы и присоединенных территорий в масштабе 1 : 10 000 [5]. Глубина картирования геологического строения ограничена кровлей не-расчлененных отложений подольского и мячковс-кого горизонтов среднекаменноугольного возраста и суворовской подсвиты кревякинской свиты верхнекаменноугольного возраста, распространенных повсеместно и представленных известняками и доломитами с прослоями мергелей и карбонатных глин. К этим отложениям приурочен основной (наиболее перспективный для питьевого водоснабжения) подольско-мячковский водоносный горизонт.
Фактическим материалом для построения карт служили буровые журналы более чем 25 тыс. скважин, пробуренных в разные годы. Геологическое
строение территории изучено неравномерно. Наибольшее количество скважин, особенно глубоких, сосредоточено в местах плотной застройки в центре города, на участках особо ответственных подземных и наземных транспортных сооружений и в местах катастрофических проявлений на поверхности земли оползней и карстово-суффо-зионных провалов.
Геологическое строение территории неоднородное. Изменчивость геологического строения обусловлена наличием сети погребенных эрозионных врезов в коренных породах каменноугольного и юрского возрастов, заполненных песчано-глинистыми четвертичными отложениями [3,4]. В зависимости от наличия и глубины древних эрозионных врезов меняется геолого-гидрогеологическое строение толщи, перекрывающей основной водоносный горизонт.
Наиболее полный разрез каменноугольных отложений на севере и северо-востоке территории, где на нерасчлененных средне-верхнекаменноугольных отложениях залегают верхнекаменноугольные, представленные карбонатными и терригенными породами касимовского и гжельского ярусов. Наиболее древние из них - воскресенские глины, ратмировские известняки и неверовские глины, выходят в тальвегах и на склонах древних эрозионных врезов. Более молодые - перхуровские и измайловские известняки и разделяющие их мещеринские глины, слагают древние погребенные водоразделы и их склоны. Уцелевшие от размыва останцы трошковских глин и русавкинских известняков встречаются лишь небольшими фрагментами в северо-восточной части территории города и на присоединенных территориях в Зеленограде и Акулове.
Наиболее лаконичный разрез каменноугольных отложений характерен практически для всей южной и юго-западной частей города и встречается фрагментарно в глубоких частях доледниковых эрозионных врезов в центре и на северо-западе, где средне-верхнекаменноугольные отложения залегают непосредственно под мезокайно-зойскими.
Мезозойская толща включает (снизу вверх) континентальные среднеюрские суглинки и супеси с прослоями песка и углистыми включениями нерасчлененного бат-келловейского яруса; морские средне-верхнеюрские глины келловей-окс-фордского яруса и супеси и суглинки титонского яруса; морские, преимущественно песчаные, отложения мелового возраста.
Мезозойские отложения полностью размыты в центральной части Главной Московской ложбины и ее притоков. Бат-келловейские отложения присутствуют фрагментарно в бортах и тальвегах эрозионных врезов в центре, на северо-востоке и юго-востоке города и имеют небольшую мощность.
Вышезалегающие келловей-оксфордские глины сохранились на водоразделах доледниковых эрозионных врезов, где могут достигать большой мощности (иногда более 20 м), и перекрываются верхнеюрскими песчано-глинистыми отложениями титонского яруса. В тальвегах и склонах доледниковых долин келловей-оксфордские глины маломощны, опесчанены и залегают под четвертичными флювиогляциальными и аллювиальными песками. На большей части изученной территории в верховьях древних эрозионных врезов тальвеги проходят в средне-верхнеюрских келло-вей-оксфордских глинах на абсолютных отметках от 108 до 116 м.
Отложения титонского яруса распространены лишь на доледниковых водоразделах, где их мощность колеблется от 10 до 30 м, максимальную мощность имеют в пределах Теплостанской возвышенности, где практически полностью сохранились от кайнозойского размыва. Титонский ярус на изученной территории сложен морскими песчано-глинистыми отложениями. Нижняя часть яруса преимущественно супесчано-суглинистая с прослоями глауконитового песка и обломками фосфоритов; верхняя - состоит из песков мелкозернистых, кварцево-глауконитовых, часто глинистых.
Песчано-глинистые отложения мелового возраста слагают дочетвертичную поверхность в северо-западной, западной, юго-западной, южной частях сплошным покровом, и лишь фрагментарно, небольшими островками выходят на дочетвертичную поверхность в восточной, северо-восточной, северной частях города. Отложения нижнего отдела включают берриасский, готеривский, бар-ремский, аптский и альбский ярусы. Это морские отложения, представленные бурыми, темно серыми и серыми с зеленоватым оттенком песками и песчаниками со слоем фосфоритовых галек в основании; выше по разрезу они постепенно замещаются светлыми желто-серыми мелкозернистыми песками, изредка переслаивающимися с тонкими прослоями рыхлого песчаника. Верхнемел
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.