авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 15 |

«3 Оглавление О ГЛАВ Л ЕН И Е ...»

-- [ Страница 4 ] --

e-mail: ra-mag@yandex.ru Введение Глубинные разломы, бесспорно, играют одну из ведущих ролей в сейсмическом режиме региона. Поэтому изучение их генезиса, меха низмов развития с учетом конкретных индивидуальных геотектониче ских особенностей региона представляет особый интерес.

Одним важным классификационным признаком глубинных разло мов является характер перемещения по этим разломам, т.е. их кинема тическая природа. Косвенными признаками активности разломов явля ются расположенные вдоль них цепочки эпицентров землетрясений, вулканов, термальных источников. Подавляющее большинство земле трясений земной коры приурочено к зонам так называемых «живых», активных разломов. Хотя очаги современных сильных землетрясений могут располагаться в любой части зоны живого разлома, выявлены места, где они возникают особенно часто. Это пересечения и сочлене ния разнонаправленных разломов. Современные движения земной коры (СДЗК) имеют сложную, полигенетическую природу, разную энергети ческую обусловленность. СДЗК – только кадр в проявлении других ти пов тектонических движений и, как правило, продолжают движения ближайшего геологического прошлого. Изучение современной геоди намики важно для предсказаний потенциальных мест и возможных магнитуд сильных землетрясений. Предсказание времени свершения землетрясения пока является сложнейшей задачей для исследователей.

Почему не удаются такие прогнозы? Главная причина – хаотический характер динамики сейсмоактивных разломов. В системе разломов дей ствуют много механизмов, создающих сильную неустойчивость. Это и миграция флюидов, циркулирующих в земной коре, способная снизить Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии прочность разлома на порядок. То есть вторжение флюидов может спровоцировать землетрясение почти неожиданно. Неустойчивость создают и химическое разупрочнение пород, и фазовые переходы с из менением объема. Экспериментально установлено [35], что минералы, содержащие воду при одноосном сжатии под действием нагрузки свы ше 104 кгс/см2 разлагаются с выделением воды со взрывом. Такие явле ния сопровождаются увеличением объёма конечных продуктов, а реа лизация процесса со взрывом связана с деформациями вещества. Все эти и другие, еще не познанные механизмы, действуя вместе, превра щают литосферу в хаотичную нелинейную, постоянно меняющуюся систему. В такой системе, как известно, прошлое не определяет буду щее. Отсюда, немного обращаясь в область философии, приходим к выводу о том, что очаг землетрясения – одна из бесчисленных форм существования вечно меняющейся геологической среды. Отсюда и трудности с прогнозом времени свершения землетрясения.

Исследование глубинных разломов, изучение их генезиса, про странственной локализации, механизмов развития и влияния на геотек тонические и сейсмические условия приближают нас к пониманию гео логических процессов, происходящих в земной коре и мантии.

Пространственная локализация разломов Как размещаются глубинные разломы, хаотично или с какой-то за кономерностью? Вопрос этот не простой. В каждом регионе обычно устанавливается несколько систем разломов, и выделить в их сложном переплетении единые системы, связанные общностью происхождения, нелегко. В пределах таких систем следует разделить разломы на основ ные и сопряженные, что мы и попытались сделать ниже. Это необходи мо, чтобы определить характер напряжений, обусловивших перемеще ние масс земной коры. С размещением глубинных дислокаций связаны особенности сейсмичности регионов, их геотектонический и флюидо динамический режимы, особенности пространственного положения и миграции очагов сильнейших землетрясений и т.д.

Новый этап усиления сейсмической активности Восточного Кавказа требует более пристального внимания к выявлению зон возможных очагов сильных землетрясений, контролю за режимом сейсмической активности. Нами сделана попытка последовательного анализа имею щегося опубликованного, фондового материалов и полевых наблюде ний с целью представления современной картины геодинамической ситуации, дизъюнктивной тектоники и современной сейсмичности ис следуемой территории. В качестве основного материала использованы данные о сейсмичности, результаты магнитометрических исследований, гравитационная карта, карта тепловых потоков Дагестана, материалы 104 Р.А. Магомедов дешифрирования космоснимков, результаты геодезических измерений, фрагменты изданных геологических карт, разрезы, а также результаты анализа материала собственных исследований. Для анализа использова лись данные более чем 700 землетрясений с магнитудой М 3,8, про исшедших на территории площадью около 73,5 тыс. км2 (координаты:

С.Ш. 41°00'–44°001';

В.Д. 45°30'–48°30') за период 1960–2012 гг. В ка честве минимальной выбрана магнитуда 3,8, так как при относительно более низких значениях представительность ощутимых сейсмических событий резко падает.

Анализ материала показывает, что блоки докембрийского фунда мента отделены друг от друга рифтогенноподобными мобильными шовными зонами и, проявляются в верхних структурных этажах зонами повышенных деформаций. В рельефе поверхности Мохоровичича от четливо выделяются Пшекиш-Тырныаузская шовная зона [11]. Она пересекается поперечными зонами разломов: Аварско-Сулакской пере ходящей в Н. Чиркей-Экибулакской, Шура-Озеньским, Искендерон Махачкалинским, Губденским, Ахатлы-Кумторкалинским, Какаюртов ским, Пираузским и Аграхано-Тбилисско-Левантийским левосдвиговой зоной I порядка Н.В. Короновского [11], которая является новейшим структурным элементом Кавказа и западной границей ДВ, связанная с левосдвиговыми деформациями вдоль долины р. Акташ. Кроме левого сдвига I порядка выделены Махачкалинский левый сдвиг и правые сдвиги II порядка – Андийский, Андийско-Сулакский, Губденский и Гамриозеньский. Правые сдвиги образовались при продвижении участ ка земной коры к северо-востоку, но их смещение отставало от основ ных сдвигов – Аграхан-Тбилисско-Левантийского и Махачкалинского.

Вышеназванные сдвиги разделяют ДВ на тектонические блоки. В преде лах Дагестана Пшекиш-Тырныаузский разлом рассекает фронтальную часть ДВ. Здесь, в районе Экибулака в нем преобладают раздвиговые движения с образованием миндалевидной структуры. С миндалевидной структурой связан очаг Дагестанского землетрясения 1970 г. (М = 6,6, Н = 13 км, J0 = 9 б). Глубинные разломы (Терский, Салатауский, Черно горский, Андийский, Ахвай-Хадумский) выделяются по геофизическим и геологическим данным как крупные нарушения фундамента с плика тивно-дизъюнктивными осложнениями, фациальной изменчивостью осадков в чехле.

Таким образом, глубинная структура ДВ имеет блоковый характер.

Участки с различным уровнем зеркала складчатости и узкие протяжен ные ступени с крутым залеганием мезозойских и кайнозойских слоев достаточно определенно намечают границы блоков. Предположитель но, с глубиной крутые ступени альпийского комплекса должны перехо дить в разломы доюрского фундамента.

Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии Составленная нами по результатам анализа фондового материала схема дизъюнктивной тектоники (рис. 1), позволила установить блоко вое строение северо-восточного сегмента Восточного Кавказа и вы явить ограничения блоков по разрывным нарушениям сбросового и сдвигового типов.

Рис. 1. Схема дизъюнктивной тектоники Дагестанского выступа Зоны разрывных нарушений и глубинных разломов: 1 – фрагмент Аграха но-Тбилисско-Левантийской левосдвиговой зоны I порядка;

2 – Терский глу бинный (Срединный, Махачкалинский);

3 – Пшекиш-Тырныаузская шовная зо на;

4 – Губденский;

5 – Искандерон-Махачкалинская левосдвиговая зона II порядка;

6 – Чиркей-Экибулакский;

7 – Какаюртовский;

8 – Пираузский;

9 – Зурамакентский;

10 – фрагмент Черногорского разлома;

11 – Продолжение Черногорского разлома (зона повышенной трещиноватости в виде линеамента протягивается от пос. Иха до г. Буйнакска и далее на юго-восток, где подтвер ждается закартированным разрывом);

12 – Салатауский;

13 – Андийско Сулакский;

14 – Гимринский;

15 – Ахатлы-Кумторкалинский;

16 – Нарат Тюбинская зона разломов (в осадочном чехле);

17 – Аксайский.

Оси антиклиналей и синклиналей: а – Экибулакская;

б – Кизил-Булакская;

в – Тепсели-тауская;

г – Шамхал-Булакская;

д, е – Миатлинские.

Тектонические элементы: I – Сулакский выступ;

II – Капчугайский грабень;

III – Эльдамо-Кукуртауский выступ (Талгинский) 106 Р.А. Магомедов Современное развитие глубинных разломов и сейсмичности Восточный Кавказ отличается резко дифференцированным характе ром новейших движений. Большая дифференцированность движений и повышенная сейсмичность Восточного Кавказа по сравнению с Запад ным, согласуется с его более высокой подвижностью в течение всего альпийского цикла. Под влиянием медленного пульсационного давления выступа Аравийской плиты происходит миграция сейсмической актив ности с Ю-З на С-В. На разных участках скорость такой миграции оцени вается разными авторами от 5–6 до 20–30 км/год (Д.А. Лилиенберг).

За последние 30–40 лет на территории Восточного Кавказа инст рументальным путем зарегистрированы довольно много сильных зем летрясений, в том числе: Дагестанское – 14.05.1970 г. (8–9 баллов), Салатауское – 23.12.1974 г. (7 баллов), Буйнакское – 9.01.1975 г. с си лой в эпицентре равной 8 баллам, Кумторкалинские – (31.01. с силой в 7 баллов и 21.02., 14.04.1999 г.) и др. Высокосейсмичный район к западу от Махачкалы приурочен к вершине поперечного поднятия ДВ и одновременно к вероятному продолжению Пшекиш-Тырныаузской шовной зоны. К пересечениям Черногорского разлома поперечными разломами относятся очаги известных сильных землетрясений, в част ности, Буйнакское землетрясение 1975 г. с М = 5,6, Н – 6,5 км, J0 = 8,0 б. Вместе с тем, очаг Буйнакского землетрясения связан и с Капчугайским грабеном. К потенциально высокосейсмичному отно сится и Аксайский разлом, который проходит по западной окраине ДВ. Он является естественным разделом между Чеченской впадиной и ДВ. С зоной пересечения Аксайского и Пшекиш-Тырныаузского раз ломов Р.А. Левкович связывает очаг разрушительного землетрясения 1830 г., интенсивность которого достигала 9 баллов. Эта зона ВОЗ связана с раздвигом, формируемым пересекающимися глубинными разломами.

Об активизации современных геодинамических процессов, выра женной в усилении горизонтального тектонического напряжения зем ной коры, свидетельствуют результаты высокоточных линейно-угловых геодезических измерений, проводившихся в 1991 г. [8]. За 1979–1987 гг.

средние скорости современных вертикальных движений земной по верхности по Терско-Сунжинской антиклинальной зоне составили 4–8 мм/год, в то время как по данным инструментальных наблюдений только за шесть месяцев 1979 г. – 30–60 мм/год [24]. Такой знакопере менный режим движения земной поверхности отдельных участков по бережья Каспийского моря обусловлен, по-видимому, пространственно волновым характером передачи тектонических напряжений [25].

Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии Принимая во внимание вышеизложенное, для описания механизма геотектонических процессов и особенностей современного сейсмиче ского режима территории Восточного Кавказа, нам представляется, что наиболее привлекательна так называемая «клавишная модель» [16].

Упругая сейсмическая энергия в очаге потенциального сильного землетрясения (блоке земной коры, в районе Восточного Кавказа) нака пливается за счет сжатия, создаваемого пододвигающимися под Кав казское сооружение с севера Скифской, а с юга – Аравийской плитами.

В определенный критический момент блок коры, накопивший предель ное тангенциальное напряжение, «отскакивает» в сторону Скифской плиты, что сопровождается сильным землетрясением. В следующий «промежуток времени» (период образовавшейся зоны растяжения) ве роятны субвертикальные движения горст-грабенов. Особенно интен сивно подобные «движения» могут проявиться в узких (шириной не сколько км) линейно-вытянутых, ориентированных в субкавказском направлении зонах – участках новейших поднятий и опусканий земной коры. Анализ истории развития и геолого-структурного строения рай она показал [17], что и в новейшее время здесь происходили сильные сейсмические события. Это – район Миатлов, Шамхал-Булака и Экибу лака, где в майкопское время отмечалось интенсивное грабенообразо вание, когда были заложены протяженные узкие зоны сброшенных бло ков пород, в которых мощность осадков в 2 и более раз превышали значения в сопряженных блоках. Чередование фаз сжатий и растяжений земной коры при прохождении тектонической волны (чередование подъемов, связанных с сжатиями, и опусканий блоков земной коры, связанных с растяжениями) через такие зоны может привести к силь ным сейсмическим событиям. Взаимодействие между блоками осуще ствляется за счет сцепления их торцов. Критическими в области ДВ являются узкие, линейно-вытянутые зоны горст-грабенов в районе Ми атлов, Шамхал-Булака и Экибулака и три блока (рис. 1): Сулакский, Капчугайский и Эльдамо-Кукуртауский (Талгинский). При изменении геодинамической обстановки в сопредельных территориях или при прохождении очередной тектонической волны последний блок может «сработать» первым.

Для анализа современной напряженности и направленности гео тектонических процессов в регионе был проведен анализ каталога землетрясений за период с 1960 года по настоящее время на предмет выявления повторяемости сильных землетрясений, миграции и про странственной локализации их очагов. Представительной магнитудой среди ощутимых землетрясений (с М = 4 и выше) за данный период является М 4 (табл. 1).

108 Р.А. Магомедов Таблица Распределение землетрясений по магнитудам Магнитуда Количество % землетрясений 4 (3,8–4,4) 579 79, 5 (4,5–5,4) 133 18, 6 (5,5–6,4) 13 1, 7 (6,5–7,4) 1 0, 8 (7,5–8,4) – 726 За последние 10–12 лет наблюдается резкий рост землетрясений представительной магнитуды (рис. 2), что, вероятно, является форшо ковой активностью более сильного ближайшего будущего землетрясе ния. Это согласуется с выводом о росте сейсмической активности за последние 30–40 лет.

Как известно «сейсмическую погоду» определяют сильные земле трясения, периодичность которых (точнее – квазипериодичность) для В.

Кавказа по историческим данным превышают сто лет. Инструменталь ный период для определения периодичности сильных и сильнейших землетрясений слишком мал.

Рис. 2. Изменение количества землетрясений во времени Он пригоден, с некоторыми допущениями, для определения про странственных, временных и энергетических распределений очагов средней силы землетрясений. На графике (рис. 3) видно, что за инстру ментальный период прослеживается определенная закономерность вре Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии менного распределения землетрясений с магнитудой более 5,5 (макс.

6,6): периодичность (квазипериодичность) составляет 9,5 ± 3 года.

Рис. 3. Временное распределение землетрясений Таким образом, в ближайшие 4,5 ± 3 года вероятность свершения сейсмического события с М более 5,5 на Восточном Кавказе высокая.

В области ДВ, помимо прилегающих к нему территорий, такое событие может случиться на стыке Сулакского блока с Капчугайским грабеном или на стыке последнего с Талгинским блоком (см. рис. 1).

Вместе с тем, этот же график показывает наличие за последние пол века снижения сейсмической активности по максимальным магниту дам, что может быть связано с периодичностью сильных землетрясений Восточного Кавказа (с М 6,5). В данном случае снижение активности, вероятно, связано с периодом ее спада продолжительностью 50–60 лет.

Периодичность (квазипериодичность) сильных землетрясений для тер ритории Восточного Кавказа по данным анализа исторических событий составляет примерно 90–120 ± 10 лет. Таким образом, следующее силь ное землетрясение на территории региона, вероятно, следует ожидать в 2070 ± 10 лет. Это не означает, что в ближайшее десятилетие не мо жет случиться подобное событие. Здесь действуют много факторов, в том числе, не познанные глубинные и не до конца осознанные исследо вателями космические и нелинейность самых процессов, протекающих в вечно меняющейся геологической среде, о чем было сказано выше.

Проведенные исследования позволяют сделать заключение, что метод простого анализа числовых совокупностей дает возможность от носительно несложно проанализировать геотектонический режим и вы явить ритмы сейсмоактивизации разных периодов. Применение сейс 110 Р.А. Магомедов мологического метода (в частности, анализ пространственно-временной локализация очагов землетрясений) дает нам возможность составить общее представление об относительной современной напряженности и направленности геотектонических процессов в регионе. Территориаль но зоны повышенной сейсмической активности приурочены к эпицен тральным зонам сильных землетрясений. Анализ данных показывает, что вероятности попадания землетрясений разных магнитуд сохраняет ся практически для всех блоков и систем разломов, что позволяет сде лать вывод о существовании общих региональных закономерностей пространственного положения зон разрядки тектонических напряжений и об однородности их физической природы.

Выводы Проведенные исследования позволили установить высокую со временную тектоническую активность региона. Интерпретация дан ных геодезических измерений при существующей степени изученно сти показывает, что рассматриваемая территория характеризуется неоднородностью в распределении современной геодинамической активности. Эта дифференциация носит блоковый характер, границы между участками современных поднятий и опусканий земной поверх ности выражены высокоградиентным изменением скоростей совре менных вертикальных движений земной поверхности (СВДЗП). Осо бенность движений состоит в том, что они сосредоточены в узких линейно-вытянутых межблоковых зонах. Возникновение этих зон обу словлено высокой геодинамической активностью разломов в фунда менте. Дагестанский выступ (ДВ) представляет собой участок земной коры, где происходит разрядка тектонической энергии через активные («живые») разломы. По зонам глубинных разломов происходит реали зация волновых движений.

В результате проведенных исследований уточнено пространствен ное расположение разломов в области ДВ и на этой основе составлена схема дизъюнктивной тектоники в масштабе 1:200 000. На основе со ставленной схемы выполнено прогнозирование зон ВОЗ в области ДВ.

Современная очаговая зона землетрясений приурочена к зоне сочлене ния Сулакского выступа с Капчугайским грабеном. Потенциально но вой очаговой зоной землетрясений является место сочленения Талгин ского выдвинутого блока с Капчугайским грабеном и Губденским блоком. При изменении геодинамической обстановки в сопредельных территориях или при прохождении очередной тектонической волны эти блоки могут «сработать» первыми. Критическими являются узкие, ли нейно-вытянутые зоны горст-грабенов в районе Миатлов, Шамхал Булака и Экибулака.

Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии Современный и последний (30–40-летний) всплеск сейсмической активности в области ДВ отражает естественный ход геологических процессов в регионе с «расконсервацией» генетически обретенных и накопленных в современный период геонапряжений. За последние 10– 12 лет наблюдается резкий рост землетрясений представительной (сре ди землетрясений с М 3,8) магнитуды М 4 что, вероятно, является форшоковой активностью более сильного ближайшего будущего земле трясения. Это согласуется с выводом о росте сейсмической активности за последние 30–40 лет.

Механизм геотектонических процессов и особенности современно го сейсмического режима Восточного Кавказа вписываются в рамки «клавишной модели».

Наблюдается закономерность временного распределения землетря сений с магнитудой более 5,5 (макс. 6,6): периодичность (точнее – ква зипериодичность) составляет 9,5 ± 3 года. Таким образом, на Восточ ном Кавказе, в ближайшие 4,5 ± 3 года велика вероятность свершения сейсмического события с М 5,5.

Интегральный вывод Разнонаправленные «квазипериодические» блоково-глыбовые «пе ремещения» по глубинным разломам, обусловленные механизмом «сжатие-растяжение», являющимся следствием ротационно-пульса ционного режима планеты и прохождения тектонических волн разных периодов, определяют современный сейсмический режим (пространст венно-временное и энергетическое распределение очагов землетрясе ний) территории Восточного Кавказа. А природа геодинамических и геотектонических процессов, возникновения самых глубинных разло мов в земной коре, их простирание лежит глубже и, видимо, определя ется тепловым режимом земных недр, формой и пространственным по ложением неоднородностей (в том числе и температурных) в теле Земли и ее ротационно-пульсационным режимом как планеты.

Литература 1. Ажгирей Г.Д. О некоторых важных закономерностях тектонического строения и движения Земной коры. Изв. АН СССР, Серия геол., № 8. 1960.

2. Брод И.О. Тектоника и нефтеносность Вост. Предкавказья // Сов. геол.

1938. № 7.

3. Буторин Г.Д., Галин В.Л. Тектоника передовой складчатой зоны Дагестан ского выступа в связи с поисками залежей нефти и газа. – Сов. геол., 1972, № 9.

4. Гутерман В.Г. Сила тяжести и тектогенез. Природа, 1992, № 9.

5. Елизаров Ю.Н. Геологическое строение западной части Гудермесского хребта. 1962.

6. Карта современных вертикальных движений земной коры Восточной Европы. М 1:2 500 000. М.: ГУГК СССР, 1973.

112 Р.А. Магомедов 7. Карта современных вертикальных движений земной коры по геодезиче ским данным на территории СССР. М 1:5 000 000. М.: ГУГК СССР, 1989.

8. Касьянова Н.А., Абрамова М.А., Гайрабеков И.Г. Геотектоника. 1994.

№ 4. С. 30.

9. Кожевников А.В., Никитин М.Ю. Антропоген долины реки Сулака на Се верном Кавказе // Бюллетень М. о-ва исп. природы, отд. геологии, т 2 (3), 197 с.

10. Короновский Н.В. Аграхан-Тбилисско-Левантийская левосдвиговая зо на – важнейшая структура Кавказского региона // Докл. РАН. 1994. Т. 337, № 1.

11. Короновский Н.В. Линеаменты Бол. Кавказа и Предкавказья по изобра жениям на космических снимках и их геологическое истолкование // Вестн.

Моск. ун-та. Сер. геол. 1984. № 6.

12. Криволицкий Н.В. Тектонические характеристики области Известняко вого Дагестана // Тр. ВНИГРИ, 1954, № 4.

13. Кропоткин П.К. Новая геодинамическая модель // Природа. 1989. № 1.

14. Левкович Р.А. и др. Геодинамический эффект создания крупных водо хранилищ в сейсмоактивных областях. М.: Наука, 1982, 76 с.

15. Лилиенберг Д.А. Закономерности и механизмы современной геодина мики морфоструктур Крыма, Кавказа и Каспия // Проблемы геоморфологии и геологии Кавказа и Предкавказья. Материалы международного совещания «Геоморфология гор и равнин: взаимосвязи и взаимодействие». XXIV пленум геоморфологической комиссии РАН. – Краснодар, 1998 г.

16. Лобковский Л.И., Баранов Б.В. // Докл. АН СССР. 1984. Т. 275. № 4.

С. 843–847.

17. Магомедов Р.А. Геодинамический режим области Дагестанского клина в альпийском цикле развития Восточного Кавказа // Мониторинг и прогнозиро вание природных катастроф. Тр. ИГ ДНЦ РАН. Вып. 56. – С. 66–80.

18. Магомедов Р.А. Гидрогеодинамический режим области Дагестанского клина Восточного Кавказа в связи с сейсмичностью. ИГ ДНЦ РАН. – Махачка ла 2003. – 204 c.

19. Маркус М.А. Долгоживущие структуры Восточного Кавказа. – Сов.

Геология, 1986, № 10.

20. Милановский Е.Е. Новейшая тектоника Кавказа. М., 1968. 484 с.

21. Пейве Д.В., Пущаровский Ю.М. Теоретические проблемы геологии океанов. Природа, 1982, № 1.

22. Периодические процессы в геологии / Ред. Логвиненко Н.В., «Недра», 1976. 264 с.

23. Персиков Э.С. Вязкость магматических расплавов. М., 1984.

24. Сидоров В.А., Кузьмин Ю.О. Современные движения земной коры оса дочных бассейнов. М.: ИГИРГИ, 1989. 183 с.

25. Синягина М.И., Орленка Л.П. // Геодезия и картография. 1959. № 8. С. 22.

26. Смирнова М.Н., Яковлева Т.В., Станулис В.А. и др. Влияние глубинно го строения на формирование осадочного чехла и миграцию флюидов в связи с перспективами нефтеносности Терско-Сунженского прогиба. 1970, Сводный отчет № 19820.

27. Соборнов К.О. Формирование складчато-надвиговой структуры Даге станского клина // Геотектоника.1991. № 3.

28. Солоненко В.П. Прогноз землетрясений – желаемое и достигнутое.

Природа, 1979, № 2.

Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии 29. Сулейманов А.И., Крамынин П.И. Обнаружение геомагнитного эффекта в разломной зоне, связанного с подготовкой землетрясения // Геодинамика и сейсмичность Восточного Кавказа. Материалы научно-практической конфе ренции посвященные 50-летию со дня основания сейсмостанции «Махачкала».

Тр. ИГ ДНЦ РАН, Вып. 48, Махачкала 2002. – С. 237.

30. Талалаев В.Д. Важнейшие особенности альпийской складчатости Сев. Вост. Кавказа // Тр. Сев. Кав. НИПИнефть. Грозный, 1977. Вып. 12, ч. 1.

31. Тектоническая карта мира / Отв. ред. Леонов Ю.Г., Хаин В.Е. М.: Изд во Мингео СССР, 1984.

32. Шатский Н.С. Геологическое строение восточной части Черных гор и нефтяные месторождения Миатлы и Дылым (Северный Дагестан). – Тр. Гос.

исслед. нефт. ин-та, 1929, вып. 4.

33. Шатский Н.С. О надвигах восточной части Черных гор на Сев. Кав казе // Бюл. МОИП. Отд. геол. 1925. Т. 33, вып. 3–4.

34. Шило Н.А. // ДАН СССР. 1989. Т. 305. № 2. С. 412.

35. Черский Н.В., Царёв В.П. О новых моделях физико-химических преоб разований горных пород в высокомобильных областях Земли // Докл. АН СССР. – Т. 245, № 5. – 1979. – С. 1200–1203.

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗМЕЩЕНИЯ ЗАЛЕЖЕЙ УГЛЕВОДОРОДОВ ПРИКУМСКОЙ НЕФТЕГАЗОНОСНОЙ ОБЛАСТИ ВОСТОЧНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ М.М. Меликов Институт геологии ДНЦ РАН, Республика Дагестан, г. Махачкала, ул. М. Ярагского 75, тел.: (8722)-62-93-95;

факс: 8722-62-06-82;

e-mail: ra-mag@yandex.ru Известно, что более 90% углеводородов (УВ) добывается из анти клинальных ловушек. Даже при наличии больших ресурсов УВ, которые из них будут извлекаться, необходимо учитывать как экономические и географические факторы, так и, известную из зарубежной практики, общую тенденцию прироста запасов УВ за счет выявления неантикли нальных ловушек. Известно также, что количество открываемых анти клинальных структур, за последние десятилетия резко снизилось и в бу дущем эта тенденция вряд ли изменится в лучшую сторону. Однако этот недостаток может быть восполнен путем обнаружения крупных скопле ний на акватории моря, с одной стороны, и в антиклинальных ловушках на суше – с другой. Для этого необходимы новые подходы и методы, хо тя поиск неантиклинальных ловушек в мировой практике относится к одной из самых трудных задач нефтяной геологии. Сама проблема выяв ления неантиклинальных ловушек пока еще имеет в основном прогноз ный характер, изучение и решение ее развиваются в аспекте выявления критериев их существования.

114 М.М. Меликов В Восточном Предкавказье основные перспективы нефтегазоносно сти связываются с триасовыми, юрскими и нижнемеловыми отложе ниями. Открытие Озерного и Таловского месторождений, указывающее на перспективность поисков скоплений УВ в Восточно-Манычском прогибе, также позволяет положительно оценить перспективы поисков залежей неструктурного типа [11].

Ниже нами дается характеристика данной проблемы с позиций оценки роли гидрогеологических факторов на формирование и разме щение залежей УВ.

Поскольку установлено, что зоны нефтегазонакопления формируют ся в пределах нефтегазоносных бассейнов (НГБ), являющихся частью крупных природных водонапорных систем (ПВНС), исследование гидро геологических условий нефтегазоносных комплексов становятся весьма актуальными. Для прогноза нефтегазоносности используется ряд факто ров, которые в той или иной степени отражают процессы миграции и ак кумуляции УВ. Наименее изученной, но не менее важной в прогнозиро вании залежей УВ является миграция, поскольку в итоге весь процесс формирования их можно представить как результат миграции.

Правильное решение вопроса об источниках, механизмах и путях миграции УВ, роли подземных вод во всех этих процессах в большин стве случаев может определить рациональное направление геологораз ведочных работ на УВ, стратегию и тактику их проведения. Так, для примера можно указать на то, что различные представления о механиз мах миграции УВ могут определять объем, сужать или расширять круг объектов поисково-разведочных работ.

С целью определения возможных зон аккумуляции УВ нами ис пользовались результаты гидродинамических исследований, которые позволяют рассматривать мезозойскую водонапорную систему как со вокупность фильтрационно-анизотропных блоков, ограниченных раз рывными нарушениями с сочетанием горизонтального и вертикального типов водообмена. Возможность такой трактовки можно объяснить следующими положениями:

– подземные воды – основной фактор образования, сохранения и разрушения залежей УВ, т.е. их можно рассматривать в качестве одного из важнейших факторов при их прогнозировании;

– структурный контроль представляет собой ничто иное, как кон троль гидрогеологический. Структуры являются перспективными тогда, когда они являются зонами разгрузки подземных вод. Тектонический контроль предполагает приуроченность образования залежей к опреде ленным циклам тектогенеза. Стратиграфический и литологический кон троль осуществляется приуроченностью залежей к определенным стра тиграфическим и литологическим комплексам.

Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии Гипотеза о миграции УВ пластовыми водами исключает из ком плекса перспективные локальные структуры и неструктурные ловушки, расположенные в наиболее погруженных частях депрессии. Альтерна тивная ей гипотеза миграции УВ в газовой фазе позволяет решать положительно вопрос о перспективах нефтегазоносности указанных структурных и неструктурных геологических тел. Имея в виду это об стоятельство, рассмотрим проблемы миграции и формирования залежей нефти в мезозойском комплексе Восточного Предкавказья, а точнее, его платформенной части. Поскольку мы принимаем положение, что зоны разгрузки являются потенциальными участками скопления УВ, для оценки возможных зон их скоплений выполнен сравнительный анализ энергетических потенциалов пластовых вод [2] нефти (рис. 1–2).

Величины приведенных напоров, подсчитанные по методике С.С. Бондаренко [1], преобразованные из формулы А.И. Силина-Бек чурина [8], использованы для характеристики энергетического потен циала воды, а оценка энергетических потенциалов нефти выполнена по методике картирования гидродинамических ловушек, разработанной в ИГиРГИ [4]. Выбор указанных методик обоснован в работе [2].

Наиболее благоприятными участками для скопления нефти счита ются площади, обладающие минимальными потенциалами [2, 3, 5, 10].

Далее рассмотрим особенности динамики (частично) подземных вод (более широко рассмотрены в работе [2]) основных водоносных горизонтов мезозойского структурно-гидрогеологического этажа (СГГЭ), а также закономерности распределения энергетических потен циалов углеводородов.

Неокомский водоносный горизонт характеризуется несколько зани женными величинами энергетических потенциалов (рис. 1,а). Наиболь шие величины отмечаются в южной части (пл. Соляная, –548 м;

Кочу беевская, –637 м), с закономерным снижением в северо-восточном направлении (пл. Южно-Сухокумская, –1350 м;

Озек-Суат, –1342 м и др.). Относительно повышенными значениями характеризуется и другая зона (район площадей Hoгайская, Октябрьская и Солончаковая).

На фоне нормального снижения потенциалов отмечаются, условно будем называть, две зоны «энергоминимумов», приуроченных к площа дям Сухокумской группы месторождений и району площадей Талов ская и Южно-Таловская.

Между указанными зонами минимумов расположен участок срав нительно высоких потенциалов, выполняющий роль «водораздела».

Сохранение повышенных потенциалов на этом участке, видимо, объяс няется плохими коллекторскими свойствами водовмещающих пород.

Полоса расположения основных нефтегазовых месторождений (НГМ) является местом поступления воды, как с севера, так и с юга. Отсутст вие преград для движения вод в восточном направлении позволяет до 116 М.М. Меликов пустить, что воды могут разгрузиться в акватории Каспийского моря, и, возможно «унося» с собой УВ.

Рис. 1. Схематические карты энергетических потенциалов нефти Водоносные горизонты: а – неокомский;

б – верхнеюрский карбонатный Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии Рис. 2. Схематические карты энергетических потенциалов нефти (условные обозначения см. рис. 1) Водоносные горизонты: в – келловейский;

г – байос-батский В неокомском водоносном горизонте выделяются две зоны с благо приятными гидродинамическими условиями для скопления и сохране ния залежей УВ: первая – в районе площадей Восточная, Русский Ху тор, Сухокумская, Южно-Сухокумская и вторая – Таловская, Южно Таловская. Обе зоны ориентированы разнонаправленно и совпадают с участками пониженных значений потенциалов.

118 М.М. Меликов Верхнеюрский карбонатный водоносный горизонт (рис. 1 б), в от личие от других горизонтов, характеризуется трещинно-поровыми кол лекторами и наличием в разрезе сульфатно-доломитовой толщи. Наи более высокие значения потенциалов приурочены к Таловской площади (–703 м), расположенной в зоне максимальной мощности сульфатно доломитовой толщи. Здесь можно предположить, что в областях мак симального развития сульфатно-доломитовых отложений происходит увеличение, как напоров, так и энергетических потенциалов.

Снижение потенциалов происходит с юга и востока в сторону Су хокумского блока, где и отмечается локальная зона энергоминимума.

Минимальные значения потенциалов соответствуют районам, где резко уменьшается мощность сульфатно-доломитовой толщи, и создаются благоприятные условия для перетока воды в перекрывающие горизон ты. В верхнеюрском карбонатном горизонте оконтурен участок в рай оне площадей: Восточная, Русский Хутор, Сухокумская, Южно-Сухо кумская, где наблюдаются благоприятные условия для образования гидродинамических ловушек.

Келловейский водоносный горизонт (рис. 2 в) характеризуется наи более высокими величинами энергетических потенциалов в юго западной части (пл. Перекрестная, –985 м, Капиевская, –997 м) и на се вере (пл. Буйнакская, –507 м, Степная, –670 м, Юбилейная, –691 м).

Снижение значений от указанных районов происходит к участкам рас положения основных НГМ. В зависимости от геолого-структурных условий, поток подземных вод келловея расходится в различных направлениях, как бы образуя зону водораздела по линии Южно-Буй накская–Восточно-Сухокумская–Ногайская. Для келловейского водо носного горизонта отмечается одна зона локального энергоминимума, характеризующаяся пониженными значениями энергетических потен циалов: северо-западная (пл. Восточная, –1650 м, Зимняя Ставка, – 1571 м). Следует отметить, что зоны энергоминимума протягиваются в субширотном направлении по одной линии от северо-запада до юго восточных границ рассматриваемого участка.

В отличие от вышележащего верхнеюрского карбонатного горизонта в келловейском заметно увеличивается размер ловушки в северо западной части. Байос-батский водоносный горизонт (рис. 2 г). В общем плане отмечается закономерное снижение энергетических потенциалов в северо-западном направлении. Максимальные значения в юго-восточной части достигают –455 м (пл. Комсомольская) и –451 м (пл. Кочубеев ская). Достаточно четко выделяется зона энергоминимума в Прикумской области, оконтуренная пьезоизогипсой –300. Значительное уменьшение величин отмечается именно там, где резко снижается мощность перекры вающего глинистого водоупора байоса. Зона энергоминимума соответст вует расположению НГМ, интенсивно разрабатываемых с 60-х годов.

Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии Следует отметить, что в южной части территории на площадях Та румовская и Комсомольская наблюдается сверхвысокое пластовое дав ление, что, возможно, объясняется резким ухудшением фильтрацион ных свойств водоносного горизонта [5, 10].

Приведенная гидродинамическая характеристика энергетических потенциалов байос-батского водоносного горизонта соответствует представлениям большинства гидрогеологов, изучавших указанный регион в последние годы. Однако следует отметить, что наблюдается значительная разница в абсолютных величинах приведенных напоров, что может существенно изменить представление о скоростях движения подземных вод и, вместе с тем, и об условиях сохранения залежей УВ.

В байос-батском горизонте ориентация гидродинамической ловушки становится северо-восточной, и ее размеры уменьшаются по сравнению с вышележащим келловейским горизонтом.

Нами рассмотрена растворимость жидких УВ в пресной воде для трех смесей, представленных в равных соотношениях по массе сле дующих составляющих (по Л. Прайсу): № 1 – гексан, диметилбутан, метилпентан, метилциклопентан;

№ 2 – пентан, гексан, циклопентан, циклогексан, диметилбутан, метилпентан, изопентан;

№ 3 – толуол и метилциклогексан.

Кривые изменения растворимости УВ в пресной воде в зависимости от температуры, построенные по данным табл. 1 и 2, представлены на рис. 3.

Таблица Смеси УВ Растворимость смесей УВ в пресной воде, г/см при Т°С №1 25 102,6 114,4 128,8 142,5 151,5 161, №2 15,8 28,1 36,5 52,5 101,0 128,0 203, №3 45,2 80,3 113,0 149,0 189,0 289,0 465, Таблица Усредненные значения Снижение растворимости смеси УВ*, г/100 г растворимости Температура смеси УВ в воде, воды, °С В пресной В воде, насыщенной насыщенной воде метаном** метаном, % 80 0,044 0,028 90 0,052 0,038 100 0,059 0,042 110 0,070 0,045 120 0,086 0,051 130 0,108 0,062 140 0,120 0,073 150 0,145 0,101 * – смесь толуола и метилциклогексана 1:1 по массе;

** – при 33.4 МПа.

120 М.М. Меликов Рис. 3. Кривые изменения растворимости УВ от температуры в пресной воде Исходя из геолого-гидрогеологических условий и приведенных графиков зависимости растворимости УВ в воде и таблиц, наиболее приемлемым для мезозойских отложений принят механизм миграции УВ в составе подземных вод в силу следующих априорных положений:

– мезозойские отложения до формирования залежей УВ представ ляли собой элизионные гидродинамические системы;

– высвобождаемые элизионные воды обладают значительной рас творяющей способностью ОВ и располагают достаточными ресурсами пластовых вод и соответствующей направленностью потоков к зонам расположения основных залежей УВ в мезозойских отложениях к об ластям сочленения Терско-Каспийского прогиба с платформенной ча стью и Восточно-Манычского прогиба с Прикумско-Тюленевским ме гавалом, а также в шельфовой зоне Каспийского моря.

Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии На основе эволюционно-динамической теории нефтегазоносности недр [9], для исследуемой территории выделяют три зоны распростране ния очагов генерации ОВ: 1) Кавказская (Восточная часть Б. Кавказа);

2) Восточно-Манычская;

3) Терско-Каспийская (соответствует одноимен ному прогибу), с общим объемом генерации 6250 млн. ТУТ. Для плат форменной части общее количество УВ, мигрировавших из осадочных образований составляет 5,5 млрд. т, из которых на нижнемеловые отло жения приходится 18%, на юрские – 50% и триасовые – 18% [6].

Основными генерирующими толщами являются нижнетриасовые и нижне-среднеюрские отложения;

не исключается и роль олигоценовых высокобитуминозных пород в формировании залежей в верхнемеловом комплексе. Наибольшим нефтегенерирующим потенциалом характери зуются юрские терригенные отложения с высокой концентрацией ОВ.

В триасовых отложениях с меньшим содержанием ОВ нефтегазообра зование происходило в раннемеловое – плиоценовое время с после дующей дифференциацией газовых УВ в юрские и меловые отложения платформенного чехла [7].

Анализ и сопоставление карт приведенных напоров подземных вод и энергетических потенциалов УВ водоносных комплексов мезозойских отложений позволяет отметить следующее:

Современные гидродинамические условия значительно нарушены многолетней разработкой месторождений УВ, степень их нарушенно сти способствует переформированию старых и образованию новых залежей УВ. Распределение напоров и энергетических потенциалов, характеризующих область сочленения Предкавказской эпигерцинской платформы и Терско-Каспийского передового прогиба, свидетельству ют о снижении их величин от краевого прогиба к платформенной части.

На территории, прилегающей к зоне краевого прогиба, дальнейшие перспективы открытия залежей УВ ограничены, т.к. отсутствуют усло вия для образования гидродинамических ловушек.

В северной части бассейна динамика подземных вод приобретает сложный характер. Гидродинамические условия данного района наибо лее благоприятны для формирования и сохранения гидродинамических ловушек. Местоположение участков, благоприятных для образования гидродинамических ловушек, показывают, что они во всех горизонтах расположены, примерно, одинаково и совпадают с районами ранее из вестных НГМ;

ориентация и их размеры меняются в каждом горизонте, что позволяет выбирать наиболее рациональную сетку расположения скважин с учетом влияния гидродинамического фактора и ввести до разведку на ряде площадей: Восточная, Русский Хутор, Сухокумская, Южно-Сухокумская, Таловская и др.

122 М.М. Меликов В целом, оценивая состояние вопроса о роли гидрогеологического фактора в формировании и размещении залежей нефти и газа, можно считать достоверно установленными (что признано большинством ис следователей) следующие положения:

– снижение напоров (энергетических потенциалов) подземных вод в глубоких горизонтах разнонаправлено – от обрамления в глубь бассей на и из глубоких прогибов к их бортам. При наличии возможности об разования зон разгрузки пластовых вод, должно возникнуть ощутимое латеральное движение в тех же направлениях. Вертикальная миграция подземных вод в направлении падения их напоров происходила и про исходит, что подтверждается существованием в водоносных комплек сах разнообразных гидрогеологических аномалий, как «положитель ных», так и «отрицательных»;

– образование залежей нефти и газа в структурных ловушках, нахо дящихся на путях потоков пластовых вод, в зонах региональной и ло кальной разгрузки, а также у гидравлических барьеров, соответствует тектоническим нарушениям и границам выклинивания продуктивных пластов.

Исходя из вышеизложенного и состояния изученности, к задачам ближайшего будущего нефтегазовой гидрогеологии региона следует отнести:

1. Исследование механизма, условий и форм миграции УВ в под земных водах, поскольку формы первичной и вторичной миграции неф ти и газа в водонапорных комплексах остаются спорными и дискусси онными, несмотря на наличие большого количества различных гипотез по данному вопросу.

2. Продолжение исследований процессов и соотношений латераль ной и вертикальной составляющих миграции пластовых вод, содержа щих ОВ и газовые компоненты в различных состояниях, по нефтепро мысловым данным разработок НГМ.

3. Изучение роли гидрогеологического фактора в формировании, размещении и разрушении залежей УВ в ловушках неантиклинального типа, в т.ч. и гидродинамических, а также разработка и усовершенство вание гидрогеологических методов их поисков применительно к кон кретным регионам, в частности к Восточному Предкавказью.

Результаты этих исследований могут служить научной основой для прогноза нефтегазоносности в конкретных условиях различных НГБ.

Литература 1. Бондаренко С.С. О динамике подземных вод Западно-Сибирского арте зианского бассейна // Изв. вузов. Геол. и развед. 1961. № 4. С. 96–106.

2. Дибиров Д.А., Меликов М.М. Гидрогеологические аспекты формирова ния и размещения залежей углеводородов Восточного Предкавказья. Журнал «Вестник ДНЦ РАН», № 13. Махачкала, 2003. С. 29–36.

Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии 3. Дибиров Д.А., Гайдаров Г.М. Гидрогеологические условия мезозойских отложений платформенной части Восточного Прекавказья в связи с их нефте газоносностью // Материалы конф. «Нефтегазоносность мезозойских отложе ний Кавказа». Махачкала. 1986. С. 136–142.

4. Еременко Н.А., Михайлов И.И. и др. Методика картирования гидравли ческих ловушек нефти и газа // Сов. геол. 1975. № 9. С. 3–10.

5. Киссин И.Г. Гидродинамические аномалии в подземной гидросфере.

М.: Наука, 1967. 136 с.

6. Мирзоев Д.А., Джапаридзе Л.И. и др. Некоторые аспекты превращения органического вещества и нефтегазообразование в осадочных толщах мезозоя Восточной части Предкавказья // Материалы докл. VI Всесоюз. Семинара «Теоретические, природные и экспериментальные модели нефтегазообразова ния и их использование в прогнозе нефтегазоносности». Л., 1989. С. 55–56.

7. Мирзоев Д.А. Нефтегазообразование и нефтегазонакопление в платфор менных и складчатых районах Дагестана // Материалы 27-й сессии Междунар.

геол. конгресса. М.: Наука, 1984.

8. Силин-Бекчурин А.И. Метод приближенного учета скоростей фильтра ции и подземного стока рассолов по пьезометрам // Тр. лаб. гидрогеол. проблем им. Ф.П. Саваренского АН СССР. 1949. Т.11. С. 130–137.

9. Соколов Б.А. Эволюционно-динамические критерии оценки нефтегазо носности недр. М.: Недра, 1985. С. 166–167.

10. Hubbert M. Entrapment of Petroleum under Hydrodynamic Conditions //Am.

Assoc. Petrol Geol. Bull. 1953. Vol. 37 № 8. P. 1954–20206.

11. Шарафутдинов Ф.Г., Мирзоев Д.А. и др. Геология нефтегазовых место рождений Дагестана и прилегающей акватории Каспийского моря. Махачкала, 2001. 297 с.

ИЗУЧЕНИЕ РЕЖИМА ПИТАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ВОСТОКА ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ НА ОСНОВЕ ВОДНОБАЛАНСОВОЙ МОДЕЛИ WATBUG Е.Е. Лапина1, Т.В. Орехова ИВП РАН, Москва, 119991, ул. Губкина, д. 3, 8(499)1355385, факс 8(499)1355615, shtriter_elena@rambler.ru;

Геологический институт БАН, Болгария, София, 1113, ул. Акад. Г. Бончев, бл. 24, факс +359 2 8724 638, tvorehova@gmail.com Для восточной части Тверской области, характеризующейся избы точным увлажнением и соответственно промывным режимом почв, рас считаны величины фактической эвапотранспирации и питания грунтовых вод за период 2001–2005. Для расчетов использована воднобалансовая модель WATBUG на месячной основе, где входными данными являются фактические величины количества осадков, температуры воздуха и диа пазон продуктивной влаги в почве. Сравнение смоделированных величин инфильтрационного питания с результатами расчетов по режимным на блюдениям за уровнями грунтовых вод показало перспективность ис пользования программы WATBUG.

124 Е.Е. Лапина, Т.В. Орехова Введение Инфильтрационное питание подземных вод (ПВ) обычно определя ется как нисходящий поток воды, поступающий на уровень ПВ, в ре зультате чего наступает его подъем [8]. Многочисленные исследования показали, что питание ПВ отличается значительной пространственной и временной изменчивостью [3, 8]. Методов его оценки множество [5, 10]. Rushton (1988) ввел понятие «потенциальное питание ПВ», которое относится к превышению осадков над испарением [9].

Для оценки потенциального питания ПВ могут использоваться ме тоды водного баланса, включая широко известную классическую мо дель водного баланса Thornthwaite & Mather [11].

Цель настоящего исследования – оценка питания ПВ и других эле ментов водного баланса восточной части Тверской области по климати ческим данным за период 2001–2005.

Общие природные условия района исследований Регион расположен в пределах Верхневолжской низины, с отметка ми поверхности земли 130–140 м, между 56°21' и 56°54' с.ш. и 36°00' и 37°10' в.д. Основной водной артерией является река Волга.

Климат региона умеренно-континентальный, с холодной зимой и умеренно теплым летом. Средняя годовая температура воздуха состав ляет 3,8°С, средняя относительная влажность воздуха – 69%;

среднее годовое количество осадков по области колеблется от 560 до 720 мм, по району среднемноголетняя величина равна 593 мм [2, 6].

Устойчивый снежный покров образуется к середине декабря, дер жится 157–160 дней, начинает таять с середины марта и сходит в сере дине апреля [2]. Отношение количества осадков к величине испарения составляет около 1,2;

влажность воздуха довольно высока на протяже нии всего года и колеблется около 80% [2, 6].

Среди почв преобладают дерновые разной степени оподзоленности на суглинистых и супесчаных породах моренных, зандровых, озерно ледниковых и древнеаллювиальных отложений. Среднемноголетние (50% обеспеченности) запасы продуктивной влаги в метровом слое суг линистой почвы весной на дату перехода температуры через 10°C со ставляют 210 мм, супесчаной – 150–260 мм [6].

Метод Оценка инфильтрационного питания ПВ проводилась с использова нием программы WATBUG [13], основанной на известной модели ба ланса почвенной влаги [11]. Теоретическая основа модели представлена в табл. 1. Размерность балансовых элементов – в мм слоя воды, расчеты проводятся на ежемесячной основе. В этой модели используются тер мины «дефицит влаги» (deficit, DEF) и «избыток влаги» (surplus, SUR).


Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии Таблица Балансовые расчеты почвенной влаги по методу Thornthwaite & Mather, 1957 [7, 11] Влажный период Сухой период SUR = (P – Rs) – Eо 0 SUR = (P–Rs) – Eo W Wmax W = Wmax SUR Wmax – W SUR Wmax – W S + (P–Rs)–Eo Wmax·exp(–APWL/Wmax) W Wmax Wmax R (P–Rs)–Eo 0 (P–Rs)–Eo–(Wmax–W) (P–Rs) + W E Eo Eo Eo DEF 0 0 0 Eo – E Обозначения к таблице 1:

W – запасы продуктивной влаги в почвенном слое;

Wmax – диапазон продуктивной (активной) влаги (ДПВ);

Rs – поверхностный сток;

Eo – потенциальная эвапотранспирация (по методу Thornthwaite);

E – фактическая эвапотранспирация;

R – питание ПВ;

APWL – сумма потенциальных потерь воды [Ео – (P – Rs)], относящаяся к по следовательным сухим месяцам.

Поверхностный сток обычно предполагается равным определен ному проценту от месячной суммы осадков (5–6%). Разница между оставшейся суммой осадков и потенциальной эвапотранспирацией (P–Rs–Ео) может быть как положительной (влажный период), так и от рицательной (сухой период). Избыток влаги, возникающий во время влажного периода, распределяется между почвой (пока она не насытит ся влагой) и подземными водами. Во время сухого сезона почвенная влага постепенно расходуется на испарение.

Для каждого месяца последовательно рассчитываются элементы ба ланса, которые находятся в первой колонке таблицы: запасы продуктив ной влаги в почве, питание ПВ и фактическая эвапотранспирация. Для сухих периодов вычисляется сумма потенциальных потерь воды (APWL).

Необходимый набор исходных данных минимален: температура воздуха, осадки и несколько начальных параметров. Описанный метод успешно отражает сезонность балансовых элементов. Преимущество программы WATBUG состоит в облегчении трудоемкого процесса рас чета баланса влаги в почве по климатическим данным, причем расчеты могут проводиться как на ежемесячной, так и на ежедневной основе.

К недостатку классического подхода [11] относится то, что поверхно стный сток считается равным постоянному проценту от месячной суммы осадков независимо от сезона. Программа WATBUG вообще не оценива ет поверхностный сток, поскольку он зависит от многочисленных харак теристик конкретного участка. Этот метод также не учитывает влияния 126 Е.Е. Лапина, Т.В. Орехова определенного растительного покрова. Потенциальная эвапотранспира ция определяется по Thornthwaite, однако для месяцев с отрицательной температурой этот метод дает нулевые значения, что нереально.

Независимо от ограничений метода, основанная на нем программа WATBUG продолжает успешно использоваться – например, для условий Бельгии, Танзании и Бурунди получены многолетние значения питания ПВ на основе климатических данных за период более 30 лет [7, 12]. При этом модель отражает существенную изменчивость питания ПВ в разные годы, связанную с колебаниями месячных осадков и температур.

Результаты После введения необходимых данных (диапазон продуктивной вла ги ДПВ задавался равным 150 и 200 мм), на выходе модели получены величины потенциальной и фактической эвапотранспирации, фактиче ского запаса влаги в почвенном слое и инфильтрационного питания подземных вод.

На рис. 1 и рис. 2 показана динамика элементов водного баланса, рассчитанных по модели.

Рис. 1. Месячные осадки (P), питание ПВ (R) и фактический запас влаги в почве (S) в мм слоя за 2001–2005 гг., модель WATBUG (ДПВ = 200 мм) Рис. 2. Рассчитанное питание ПВ (R) и фактическая эвапотранспирация (E) для периода 2001–2005 гг., модель WATBUG (ДПВ = 200 мм) Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии Контролем достоверности полученных на модели значений питания ПВ послужили режимные данные в наблюдательной скважине первого от поверхности московского надморенного водно-ледникового водоносного горизонта (ВГ). Мощность горизонта до 10 м. Глубина залегания уровня 0,5–3,0 м. Наблюдения здесь велись в период 1994 – сентябрь 2005 г.

Скважина расположена на правом берегу Иваньковского водохрани лища, в районе деревни Плоски Конаковского района Тверской области.

Пойма и часть I террасы (аккумулятивной) затоплены, наблюдается сла бый уклон поверхности террас в сторону водохранилища. Скважина на ходится в пределах II террасы (цокольной) на расстоянии 400 м от уреза водохранилища. Глубина скважины 6,5 м, абсолютная отметка устья 134,8 м. Верхняя часть разреза выполнена пылеватыми аллювиальными песками мощностью 1 м, залегающими на моренных суглинках.

Замеры уровней осуществлялись с частотой 5 раз в месяц. Для сбо ра выпадающих жидких и твердых осадков применялся осадкомер Третьякова О-1, для замеров температур – психрометр МВ-4М, метео пост д. Плоски.

При расчетах питания по режимным данным использована формула Н.Н. Биндемана [4, 5]:

R = µ hi, (1) i где hi – амплитуды подъемов УГВ в разные периоды в течение года (мм), а µ – недостаток насыщения (водоотдача) пород в зоне аэрации, равный 0,08. Предыдущие (1997–1999) расчеты питания по режимным данным наблюдательных скважин указанного ВГ по формуле Биндема на показали, что при годовом количестве осадков 750 мм на зеркало грунтовых вод поступает 86 мм/год при преобладании суглинков в зоне аэрации, или 160–260 мм/год – при преобладании песков. При годовом количестве осадков 471 мм – соответственно 67 и 126–210 мм/год [1].

На рис. 3 показано сопоставление фактических приращений УГВ с рассчитанными на модели величинами питания. Модельные данные приведены с учетом формирования снежного покрова, когда из-за про мерзания почвы прекращается питание ПВ, и последующего снеготая ния, когда происходит интенсивное восполнение запасов ПВ. Модель WATBUG в целом отражает сезонные колебания питания ПВ.

В табл. 2 представлены расчеты инфильтрационного питания ПВ за период 2001–2005 (2005 год – до 1 октября) по модельным данным и режимным наблюдениям. В последней колонке представлены расчет ные данные с учетом формирования снежного покрова и последующего снеготаяния.

128 Е.Е. Лапина, Т.В. Орехова Рис. 3. Сопоставление фактических изменений УГВ (h, м) и расчетных величин питания ПВ (R, мм) при ДПВ = 200 мм Таблица Сравнительная таблица режимных и моделируемых величин инфильтрационного питания по скважине 3020, д. Плоски, 2001–2005 (µ = 0,08) µ Режимные Модель наблюдения Осадки Год (Р) Питание R, мм (R/P, %) Питание при заданном ДПВ, мм R, мм (R/P, %) мм/год 150 200 200* 2001 757 170 (22,4%) 118 (15,6) 94 (12,4) 65 (8,6) 2002 501 220 (43,9) 158 (31,5) 129 (25,9) 138 (27,5) 2003 761 230 (30,2) 280 (36,8) 271 (35,6) 262 (34,4) 2004 733 162 (22,1) 228 (31,1) 224 (30,6) 238 (32,5) 2005 327 57 (17,4) 46 (14,1) 46 (14,1) 61 (18,7) Среднее 616 168 (27,2) 166 (27,0) 153 (24,8) 153 (24,8) При статистической обработке величин питания 5-летнего массива месячных данных, смоделированных и рассчитанных аналитически по режимным замерам уровней, значимая корреляция (r = 0,59) получена только при учете накапливания и таяния снега. Такой коэффициент корреляции для коротких рядов наблюдений (5 лет в нашем случае) свидетельствует об успешности использования программы.

Средне-многолетнее значение годового питания ПВ за период 2001–2005 по модельным расчетам составляет при заданном влагозапа се 150 мм – 166 мм/год, при 200 м – 153 мм/год при среднегодовом ко личестве осадков за тот же период 616 мм/год;

рассчитанная по режим ным данным среднегодовая величина инфильтрационного питания составила 168 мм/год.

Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии Выводы Проведенные исследования показали возможность применения про граммы WATBUG для оценки элементов водного баланса и изучения режима питания грунтовых вод, залегающих на глубине 0,5–3,0 м, в условиях гумидного климата (на примере Тверской области).

Сравнение с расчетами инфильтрационного питания по режимным данным в одиночной скважине по формуле Биндемана показали сход ные результаты.

Литература 1. Ахметьева Н.П., Лапина Е.Е., Лола М.В. Экологическое состояние при родных вод водосбора Иваньковского водохранилища. – М.: Изд-во ЛКИ, 2008. – 240 с.

2. География Тверской области. – Тверь, 1992. – 288 с.

3. Ковалевский В.С. Гидрогеологическое обоснование совместного исполь зования поверхностных и подземных вод в Московском регионе.– Водные ре сурсы, 1996. – Т. 23. – № 4. – С. 472–480.

4. Ковалевский В.С. Комбинированное использование ресурсов поверхно стных и подземных вод. – М.: Научный мир, 2001. – 332 с.

5. Лебедев А.В. Оценка баланса подземных вод. М.: Недра, 1989. 174 с.

6. Мирзоев Е.С., Мирзоев А.Е. Конаковский район. Краеведческий справоч ник. – Тверь, 1995. – 330 с.

7. Bakundukize C., Van Camp M.,. Walraevens K. Estimation of groundwater re charge in Bugesera region (Burundi) using soil moisture budget approach. Geologica Belgica, 2011, 14/1–2: 85–102.

8. de Vries, J.J. and Simmers I. Groundwater recharge: an overview of processes and challenges. Hydrogeology Journal, 2002, 10 (3–4), 5–17.

9. Rushton K.R. Numerical and conceptual models for recharge estimation in arid and semi-arid zones. In: Simmers I. (ed) Estimation of natural groundwater re charge. 1988. NATO ASI Series C. 222. Reidel, Dordrecht, pp. 223–238.

10. Scanlon, B.R., R.W. Healy and P.G. Cook. Choosing appropriate techniques for quantifying groundwater recharge. Hydrogeology Journal, 2002, 10 (34), 18–39.

11. Thornthwaite, C.W, J.R. Mather. Instructions and tables for computing po tential evapotranspiration and the water balance. Publications in Climatology, 1957, 10(3): 183–311. Laboratory of Climatology, Drexel Institute of Technology, Center ton, New Jersey, USA.

12. Van Camp M., Martens K., Walraevens K. Impact of recent climate variabil ity on an aquifer system in north Belgium. Geologica Belgica, 2012, 15/1–2: 73–80.

13. Willmott C.J. WATBUG: a Fortran IV Algorithm for Calculating the Cli matic Water Budget, Publications in Climatology, 1977, 30 (2), 1–55. Centerton, New Jersey.


130 М.В. Лехов ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ, МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРТИЗА В ГОРОДСКОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ.

АКТУАЛИЗАЦИЯ ГОСТ НА ИСПЫТАНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТОВ М.В. Лехов Геологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова – Ленинские горы, Москва, ГСП-1, 119991, lehov@mail.ru Промышленное и гражданское строительство в стадии проектирова ния включает в себя оценку взаимодействия сооружений с геологической средой, в частности, с одним из наиболее важных факторов – подземны ми водами. Гидрогеологические исследования исходят из необходимо сти, с одной стороны, правильного конструктивного решения по защите от негативного воздействия подземных вод, с другой, – оценки эколо гического свойства – влияния строительства и эксплуатации сооруже ния на подземные воды и техногенную обусловленность связанных с ними физико-геологических явлений, главным образом, – подтопления, осадки, оползней. Эти две стороны тесно связаны между собой в иссле довательской, методической части, и требуют обоснованного прогноза, в первую очередь, геофильтрационного, который, как правило, осуще ствляется с помощью математического моделирования. Обоснованного – значит базирующегося на необходимых знаниях гидрогеологических условий и изученных параметрах, требуемых для гидрогеологических расчетов. Такую базу и должны предоставлять инженерные изыскания в строительстве.

Преобладающее место в городском промышленном и гражданском строительстве занимают задачи гидродинамические – долгосрочный прогноз изменения условий залегания грунтовых вод в окрестности проектируемого сооружения и расчеты строительного водопонижения, то есть канонические задачи подпора и дренажа. От решения таких вполне ординарных задач может кардинально зависеть проектное ре шение в части выбора и размещения конструкций, защитных дренаж ных и противофильтрационных мероприятий, организации строитель ства и даже отказ от реализации проекта. Таким образом, оба вида гидрогеологических работ – изыскательских и прогностических – име ют свое практическое значение в строительстве. Однако положение в том и другом, по мнению автора, может быть названо весьма неблаго получным. Во-первых, – из-за формального нецелевого отношения к постановке задач, организации и выполнению исследований, во-вторых, – из-за падения качества изысканий, а отсюда изучения гидрогеологи ческих условий, в том числе количественных характеристик, включая как геофильтрационные параметры, так и уровни подземных вод.

Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии Последнее десятилетие связано с повсеместным внедрением чис ленного моделирования подпора в практику везде, где подземная часть сооружения затрагивает поток подземных вод, вне зависимости от того, нужно или нет. Однако численная модель требует известной полноты изученности, геологической, фильтрационной, балансовой. В то же время, изыскания оперируют в лучшем случае десятком скважин с со мнительными уровнями воды и парой экспресс откачек. Задача подпора от подземного сооружения даже получила свое бессмысленное назва ние – барражный эффект. В прежнее время она рассматривалась редко, лишь при очевидном ожидании негативных последствий и выборе средств защиты. В расчетах водопонижения на численных моделях производится расчет групповой откачки, не имея необходимых пара метров. Изыскания не включают в себя не только разведку, достаточ ную хотя бы для литологического обоснования фильтрационной схемы, но и кустовые откачки. Без них же невозможно получить упругую и гравитационную емкость пласта, рассчитать нестационарный дренаж и, в конце концов, оптимизировать проект организации строительства и с позиций технических, и в отношении оценки воздействия на приле гающую территорию.

На выполнение прогнозных расчетов, по сути, не корректных из-за отсутствия исследований, расходуются иногда весьма немалые средст ва, накладывается требование наличия лицензий, использования серти фицированных программ, что также находит отражение в повышении стоимости работ и, в конце концов, сказывается на росте цен. При этом упускаются из вида принципиальные и очевидные соображения.

В большинстве случаев (конечно, не во всех) подпор от локального сооружения (строительство в городе имеет точечный характер) заведо мо незначительный. На расстоянии десятков – сотни метров, соизмери мом с его размерами, уровни повышаются на величину меньшую, чем сезонные и годовые их колебания. Бытует мнение, что на водораздель ном склоне он может быть значительным. Расчеты же показывают, что, например, на наклонном водоупоре заметным подпор от локального фундамента может быть только вблизи его контура. На водоразделе с низкими градиентами и характерным растеканием грунтовых вод тем более не существует условий для подпора. На картах повышения и по нижения уровней грунтовых вод в большинстве отчетов по прогнозно му моделированию изображены гидроизогипсы, маркированные значе ниями в см – десятки см, и только в окрестности сооружения редко первыми м. Не проще ли использовать простые оценочные расчеты, тем более что базируется модель на крайне ограниченном материале. Кроме того, при достаточно большой глубине залегания уровня воды повыше 132 М.В. Лехов ние в 1–2 м не несет никаких последствий, фундамент все равно будет подтоплен. А при близком залегании следует сразу же рассматривать вопросы дренажа, и сообразно этому ставить задачу, связанную с его эффективным размещением и параметрами.

Из практики построения карт гидроизогипс известно, что свободная поверхность стремится к сглаживанию влияния неоднородности и внут ренних границ на деформирование гидродинамической сетки. Даже в условиях плотной застройки Москвы отдельные сооружения не находят на ней отражение, и карта гидроизогипс имеет весьма плавный характер.

Моделирование подпора от одного сооружения без учета окружающих и без учета местных или региональных факторов нестационарности, может восприниматься только как пробная оценка, даже если она использует численные методы и сертифицированную программу. Исходные данные УГВ могут быть сильно кратковременно искажены, например, включе нием неизвестного эксплуатационного дренажа, подчиняющегося собст венному регламенту. Это ставит под сомнение попытки решения обрат ной задачи моделирования, особенно если привлекаются данные по архивным скважинам в окрестности строительства. Обратная задача мо жет иметь корректное решение только при наличии опорных кустовых опытов и знания баланса потока.

Следует задуматься о целевом и прикладном назначении моделиро вания в строительном проектировании. Результат прогноза подпора вместе с проектной документацией направляется в экспертизу. Предмет рассмотрения – карта изменения модельных напоров потока и, в луч шем случае, прогнозные глубины залегания грунтовых вод. Предмет критического разбора – обоснованность модели, что совершенно спра ведливо, но не учитывает принципиальную невозможность сделать это, имея результаты изысканий сложившейся практики. Вопросы, для ре шения какой инженерной, экологической, геомеханической задачи вы полнены расчеты, не возникают. За исключением требования расчета осадки при водопонижении. Требование – одностороннее и неразреши мое с позиций обоснованности знаний о свойствах грунтов за предела ми строительной площадки.

Можно было бы назвать непонятным требование сертификата со ответствия программы моделирования, выдвигаемое кем бы то ни было, если не обратить внимание на обильные предложения в интернете услуг по сертификации программного обеспечения, весьма дорогостоящих.

Программа гидрогеологического моделирования состоит из двух сис тем – кода математических расчетов и кода сервиса работы с данными, визуализации и экспорта результатов. Требовать сертификат соответст вия математического решения стандарту – задача и бессмысленная Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии (в сложных случаях, которые и заставляют применять численное модели рование, тестирующих решений не может быть), и губительная по отно шению к развитию творческого начала, которое заставляет вести поиск нестандартных решений, а, возможно, и разрабатывать новые модели и новые программы. Нельзя не отметить, что программное обеспечение не входит в «Единый перечень продукции, подлежащей обязательной сер тификации», утвержденный Правительством РФ. Требование сертифика ции противозаконно и является прихотью чиновника.

Формальное отношение к прикладной стороне результатов гео фильтрационного прогноза привело к подчиненному положению и формализму гидрогеологических исследований в составе инженерных изысканий. Материалы не содержат данные наблюдений за восстанов лением уровней воды в скважинах, не включают в себя опытно фильтрационные работы того вида, который необходим для получения требуемых для прогноза параметров, в первую очередь, кустовых отка чек или наливов. Редкие кустовые, одиночные и экспресс опыты прово дятся без планирования эксперимента, без подготовки скважин и пред варительной прокачки. Ставка на одиночные кратковременные откачки является методически ошибочной. В первоначальный период проявля ются факторы, которые кардинально искажают ожидаемую теоретиче скую кривую временного прослеживания, – например, емкость ствола скважины, высачивание, кольматация. Несовершенство скважины в не однородном пласте, особенно при неизвестном положении водоупора еще более усложняет интерпретацию. Как правило, проводимость ока зывается существенно, иногда на порядок заниженной из-за невозмож ности учесть факторы и неквалифицированной интерпретации.

Следует отметить и положение с кадрами, не только инженерно научными. При производстве специальных гидрогеологических работ, даже простых наблюдений за уровнями воды в процессе и после бурения, не говоря уже об откачках, качество материалов напрямую связано с ква лификацией техников-геологов и мастеров, их добросовестным отноше нием к эксперименту и документации. Потеря этих качеств, возможно и полное отсутствие персонала со специальным средним образованием, по видимому, является одним серьезных причин развала отрасли.

Особенностью гидрогеологических прогнозных исследований явля ется необходимость получения информации, изучения условий и пара метров на площади, значительно превышающей участок строительства, на котором проводятся инженерно-геологические изыскания. В услови ях города понятны организационные и правовые трудности выхода изыскателей за границы участка. Поэтому представляется необходимым составить единую открытую пополняемую базу данных УГВ и ОФР и 134 М.В. Лехов предоставить ее свободное использование при проведении изысканий и научных исследований организациям и частным лицам. Том изысканий должен содержать помимо материалов проведенных гидрогеологиче ских исследований (включая первичную документацию для повторной интерпретации) в обязательном порядке анализ фондовых материалов по рассматриваемой территории в радиусе 1 – 5 км, карту гидроизогипс, листы откачек, графики режимных наблюдений по ближайшим мони торинговым скважинам. В этом случае обоснование прогнозных расче тов не будет иметь обособленный характер и низкую достоверность.

Конечно, для этого должна быть предусмотрена соответствующая сметно-организационная основа. Правда, упомянутые предложения уже существуют в виде инструкций и норм. Но не выполняются.

Для повышения эффективности изысканий представляется целесо образным возврат к их стадийной организации, выделении предвари тельных и рабочих изысканий. На первой стадии необходимо прово дить пробные изыскания, уделяя внимание обязательному анализу архивных материалов. Это уже позволит создать геофильтрационную модель участка с сооружением, рассмотреть альтернативные варианты для предотвращения негативных явлений, определить задачи и объем дальнейших изысканий, или же остановиться на полученном результа те. Последующая рабочая стадия, включающая целевое бурение, опыт но-фильтрационные работы, режимные наблюдения, специальные ра боты, а также детальное моделирование, в этом случае обретает характер осмысленного, гораздо более качественного исследования.

Изыскания должны соответствовать целевому назначению прогноза и характеру строительства.

В заключении хотелось бы обратить внимание на вопрос стандарти зации гидрогеологических исследований в изысканиях, связанных с изучением параметров. ГОСТ 1978 г. на испытания проницаемости грунтов является взвешенным документом, отражающим опыт, накоп ленный в условиях стабильных производственных отношений плановой экономики. При бескомпромиссном контроле и добросовестном отно шении к делу изыскания нуждались в стандарте в меньшей степени, чем сейчас. Недостатки нормативов компенсировались творческим подхо дом, квалификацией и ответственностью исполнителей.

В настоящее время произошел поворот от качественного подхода к формальному, усилилась бюрократическая сторона. Во многом следует пересмотреть требования к изучению проницаемости горных пород с учетом развития методов и технического обеспечения. Должна быть усиленна роль кустовых откачек как единственного способа получения параметров не только проводимости, но и емкости, упругой и гравита Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии ционной, а при необходимости перетекания и сопротивления ложа во доема. В этом отношении, возможно, и в названии нового стандарта должна фигурировать не «проницаемость грунтов», а «геофильтраци онные свойства горных пород», так как в область прогнозных исследо ваний попадают не только основания сооружений, но и водоносные го ризонты и массивы, и определять следует большее число параметров.

Следует сделать акцент на контролируемом ведении первичной доку ментации, представлении данных лабораторных испытаний, листов от качек, обобщении архивных данных испытаний в окрестности проведе ния изысканий.

При снижении профессионального уровня и убыли специалистов актуализация, разработка нового стандарта нуждается в более высокой степени ответственности, учитывая, что ГОСТ является документом и методическим, и фискально-правовым.

Подводя итог кратким критическим замечанием в отношении всех сторон гидрогеологии строительства, упомянутых в названии, пожалуй, главным представляется ощущение нарастающего и поглощающего формализма, потери интереса к творческой стороне исследования, сни жения квалификации исполнителей всех уровней. «Норматив», «инст рукция» обрели значение всеобщего регулятора, методического руко водства и даже учебника. Научный подход, исследовательская сторона, достижения отечественной школы отошли на дальний задний план. На производстве и даже в обучении студентов основой методической под готовки становится знание нормативов, а не теория и результаты науч ных исследований.

Закономерным выводом из обсуждения сложившейся ситуации на VIII Общероссийской конференции «Перспективы развития инженер ных изысканий в строительстве в Российской Федерации» 2012 года явилось мнение участников заседания гидрогеологической секции о необходимости выделить гидрогеологические изыскания в отдельный вид, разработать правовые основы такой реорганизации. Экспертизу следует проводить для ограниченного ряда объектов. И заниматься ею должны только внештатные эксперты. Следует вспомнить участников экспертных комиссий министерств СССР. За плечами эксперта стояли опыт и признание в кругу коллег. Дальнейшее же «совершенствование»

нормативов гидрогеологических исследований представляется весьма опасным. Содержание методики, методологии, качество результатов определяется все же не правилами и нормами, а образованием, научным уровнем, достижениями, опытом естествоиспытателей.

136 А.Г. Верхотуров ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАБАЙКАЛЬЯ А.Г. Верхотуров Забайкальский государственный университет, г. Чита, weral0606@yandex.ru В последнее десятилетие в Забайкальском крае значительное вни мание уделяется освоению новых и ранее разведанных месторождений.

На севере Забайкалья к ним относятся Апсатское – угольное, Удокан ское – медных руд, Чинейское – титаномагнетитовых руд;

на юго востоке – Бугдаинское, Быстринское, Ново-Широкинское и др. – поли металлических руд, Березовское – железорудное и др. Предполагаемые объемы добычи руды оцениваются в десятки млн. тонн в год, например по Быстринскому ГОКу – 10 млн. тонн, по Бугдаинскому – 16 млн. тонн в год и т.д. Освоение этих и других месторождений потребует большего количества воды для технического и хозяйственно-бытового водоснаб жения, значительными будут и объемы водоотведения.

Экологический анализ проектов освоения большинства рудных месторождений Забайкалья показывает, что в первые годы практически все они могут разрабатываться без предварительного осушения. На этом этапе для защиты объектов горных предприятий (карьеров, отвалов вскрышных пород, промышленных площадок) от атмосферных осадков и склоновых вод достаточно строительства нагорных и водосборных канав, принимающих и отводящих воды в пруды-отстойники. После углубления карьеров до обводненной части месторождений баланс водоотведения существенно изменяется в связи с постепенным увеличением количества откачиваемых и сбрасываемых сточных вод. При этом следует уделить самое пристальное внимание вскрытию водоносных зон разрывных на рушений и участков развития трещинно-карстовых вод.

Основную роль в формировании больших водопритоков в пределах региона имеют трещинно-жильные воды зон тектонических нарушений и контактов [3]. Коллекторами вод этого типа служат зоны дробления пород, линейно вытянутые вдоль тектонических нарушений и контак тов, водообильность которых очень высокая. По данным бурения экзо генная трещиноватость уменьшается сверху вниз и полностью затухает на глубине около 120 м. Приповерхностные разломы с трещинно карстовыми водами прослеживаются до глубины 0,3 км. Структуры глубинных разломов проникают на большие глубины, обеспечивая вы ход высокодебитных источников 3,5–10 л/c [3].

Карьерный и рудничный водоотлив (табл. 1) следует рассматривать как потенциальный ресурс водоснабжения, что обусловлено значитель Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии ными расчетными объемами водоотлива, большими объемами потреб ления технической воды в процессах добычи и обогащения различных типов руд, низкой обеспеченностью региона водными ресурсами.

Таблица Данные водоотлива по некоторым горнорудным предприятиям Удельный Глубина водоприток, Водоотлив, Примеча м3/сут на 1м Предприятие отработки, м3/сут ние м понижения уровня Приаргунское ПГХО около 1000 18000 18 – (2006 г.) Вершино-Дарасун около 600 6820 11 – ский рудник (2006 г.) Комбинат «Балей золото» (бывший) 366 до 7560 до 21 Не работает (1994–95 гг.) Ново-Широкинский 750 800–1573 1,1–2,1 – (2005 г.) При использовании систем водопонижения сбрасываемые воды прак тически без очистки могут использоваться в технических целях. Опыт эффективного использования подземных вод карьерного и шахтного во доотлива в Забайкальском крае есть, например, на территории Краснока менского промышленного узла (ОАО «ППГХО»), где их объемы состав ляют 42 тыс. м3/сут, из которых используют 22,8 тыс. м3/сут [4].

Взаимодействие техногенных систем с геологической средой фор мирует горно-геологическую среду, которая с одной стороны включает объекты горного производства, с другой – геологическую среду. Сфера их взаимодействия в каждом конкретном случае может иметь различ ные размеры, объемы и другие параметры, значения которых опреде ляются как типом месторождения полезного ископаемого, так и спосо бом его разработки. Например, на юге Забайкалья за длительный период (более 40 лет) работы ОАО «ППГХО» в районе произошли ко ренные изменения, как на поверхности, так и в геологической среде.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 15 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.