Водообменные процессы. 
Гидрогеологическая характеристика района исследований "Скважина 21-V Оземлянская"

Следуя классификации участков ЗИВ можно констатировать, что в пределах территории Беларуси распространена региональная группа, водораздельно-долинная подгруппа, сплошной тип. По количеству относительно выдержанных водоносных пластов преобладает многопластовый подтип участков ЗИВ, отличающийся своеобразием, особенно в верхней части зоны интенсивного водообмена. Толща водно-ледниковых и моренных отложений антропогена мощностью до 200 м представляет собой чередование водоносных горизонтов, приуроченных к флювиогляциальным отложениям, и относительно водоупорных горизонтов — морен. Указанные отложения не выдержаны по площади, их мощность подвержена значительным изменениям. Поэтому многопластовый тип ЗИВ на отдельных участках переходит в двухи однопластовый. Это означает, что гидродинамический способ определения мощности верхней гидродинамической зоны не всегда можно использовать. Приходится применять геолого-гидрогеологический метод, основанный на учете положения в разрезе регионального водоупора.

Динамика подземных вод ЗИВ в целом характеризуется наличием нисходяще-латерально-восходящего цикла. Но сравнительно высокая проницаемость относительно водоупорных слоев приводит к тому, что на большинстве ключевых участков кривая изменения напоров с глубиной в области восходящей фильтрации неконтрастна (ее крутизна по отношению к оси ординат небольшая), а на участках распространения двухпластового и однопластового типов участков ЗИВ она может вообще представлять собой вертикальную линию. Преобладают I и III классы участков ЗИВ, т. е. в большинстве случаев подошва зоны интенсивного водообмена находится глубже подошвы «подруслового потока» .

Мощность зоны интенсивного водообмена в пределах Припятского прогиба.

Изменяется в значительных пределах — от 100 до 500 м. Минимальная мощность (100−150 м) установлена на границе Оршанского и Припятского бассейнов (Бобруйск — Любань — Солигорск — Копыль — Столбцы) на расстоянии около 260 км. Ширина полосы10−30 км. Минимальная мощность ЗИВ обусловлена неглубоким залеганием водоупоров. На северо-восток от указанной полосы в направлении Быхов-Кричев зона интенсивного водообмена имеет мощность 150−200 м.

Мощность ЗИВ в пределах изучаемого района изменяется в пределах от 150 до 300 м. Максимальная мощность установлена в районе г. Мозыря и составляет 300 м.

В пределах территории Беларуси устанавливается принципиальное совпадение мощности зоны интенсивного водообмена и мощности зоны пресных вод. Исключением является некоторые участки Припятской впадины в долинах крупных рек, где зона интенсивного водообмена в нижней части содержит солоноватые и соленые воды, подтекающие снизу из надсолевых отложений (район г. Калинковичи, на р. Припять; Милград на р. Днепр и др.).

Мощность ЗИВ в пределах Беларуси изменяется спокойно, закономерно. Градиент мощности обычно равен — 0,002. Однако имеются участки, где мощность верхней гидродинамической зоны изменяется значительно на небольшом расстоянии, градиент мощности равен 0,009- 0,01 (г. Старые дороги, Узда, Городея, Несвиж, Копыль). Такие участки требуют повышенного внимания и особой тщательности при проведении поисково-разведочных работ на пресные воды — поверхность раздела зон интенсивного и замедленного водообмена здесь имеет сложную форму, ее положение в разрезе следует уточнять в процессе дальнейших гидрогеологических исследований путем бурения ярусов скважин для определения мощности ЗИВ и зоны пресных вод.

Основными дренами на территории БССР являются реки Западная Двина, Дисна, Березина (западная), Неман, Березина (восточная), Днепр, Припять, Сож и устьевые части их притоков.

Градиенты напора в основании ЗИВ вблизи гидравлического водораздела равны 0,125, а к р. Припять уменьшаются до 0,43.

Естественные запасы и ресурсы подземных вод.

Под естественными запасами подземных вод подразумевают объем, содержащийся в порах и трещинах горных пород. Зная положение кровли ЗИВ (свободной поверхности грунтовых вод) и ее подошвы и особенности геолого-гидрогеологических разрезов по ключевым участкам, можно определить естественные (емкостные) запасы пресных подземных вод в виде мощности слоя воды в метрах. При расчетах используются данные о коэффициенте водоотдачи м — параметр, который практически не изучается в процессе полевых опытно-фильтрационных работ. Поэтому приходится оперировать справочными данными. Принимаем, что коэффициент водоотдачи флювиогляциальных песков антропогена равен моренных отложений антропогена — 0,05; песков палеогена, мела, среднего и верхнего девона — 0,2; песчаников верхнего протерозоя — 0,1; мела и мергеля верхнего мела и карбонатных пород девона- 0,01; трещиноватой зоны гранитов архея — среднего протерозоя — 0,01. Умножая принятые величины м на мощность пласта, получаем мощность слоя содержащейся в нем воды. Суммируя результаты в пределах мощности ЗИВ, получаем соответствующую ей мощность слоя вода h в метрах. Разделив последнюю на мощность ЗИВ, находим средний коэффициент водоотдачи мср.

Несмотря на условность принятых исходных величин коэффициента водоотдачи, средний коэффициент водоотдачи пород ЗИВ, видимо, отражает геолого-литологические закономерности региона. Увеличение мср свидетельствует о более значительной роли песков и песчаников в разрезе верхней гидродинамической зоны. Уменьшение мср, наоборот, подчеркивает большую роль относительно водоупорных и трещиноватых пород.

Коэффициент водоотдачи пород ЗИВ изменяется по территории БССР от 0,05 до 0,18, составляя «среднем 0,0935.

Мощность сдоя пресных вод в зоне интенсивного водообмена также подвержена изменениям. Минимальные ее величины равны 6,6 — 13,0 м (г. Столбцы, оз. Нарочь, Добруш), максимальные — достигают 32,3 — 38,1 м (г. Орша, Полоцк, Могилев, Клецк, Лунинец). Средняя мощность слоя пресных вод на территории БССР определяется величиной 24,55 м.

При площади республики 207,6 тыс. км2 естественные запасы пресных подземных вод определены ориентировочно в количестве 5100 км³.

При оценке естественных ресурсов использовалась карта С. С. Белецкого, на которой показаны изолинии величин коэффициента подземного стока, характеризующего долю годового количества атмосферных осадков, расходуемых на питание подземных вод. Модуль подземного стока изменяется от 0,54 до 4,26 л/(с*км2). Средний модуль подземного стока — 2 л/(с*км2).

С помощью площадного модуля подземного стока легко оценить естественные ресурсы подземных вод исследуемых территорий. Естественные ресурсы пресных подземных вод Белоруссии равны 415,2 м3/с. Этого расхода достаточно, чтобы снабдить кондиционной питьевой водой население в 7 раз большее, чем-то, которое проживает в настоящее время на территории республики.

Но площадной модуль подземного стока мало пригоден для выявления водообильных участков (месторождений подземных вод), так как он не привязан к мощности ЗИВ и не характеризует поэтому интенсивности водообмена. Необходимо оценивать естественные ресурсы подземных вод по объемному модулю подземного стока, измеряемому в л/(с*км3). Он показывает, сколько литров воды вытекает в секунду с кубического километра пород ЗИВ. Переход от площадного модуля к объемному производится путем деления величины площадного модуля на мощность ЗИВ, выраженную в километрах.