9.10 Гидрогеологическая характеристика Донбасса

Осадки. Годовое количество осадков составляет 400-500 мм. Большая часть выпадает в июне-июле. Летние осадки кратковременны и носят ливневый характер. Ливни смывают и уносят в реки огромное количество твердого материала. В зимнее время выпадает 25-30% годовых осадков

Влажность воздуха (относительная, R) в ноябре-феврале 80-90%; май-сентябрь — 40-50%; в среднем — 60-65%. Среднегодовой дефицит влажности воздуха 3,3-4,2 мм.

Испарение. С поверхности суши испаряется 300-400 мм/год. Испарение с водной поверхности 850-1100 мм/год. Наибольшее испарение в июле-августе, наименьшее - в ноябре.

Таким образом, климатические условия Донбасса неблагоприятны для пополнения запасов подземных вод. Донбасс относится к зоне недостаточного увлажнения и в результате подземные воды имеют повышенную минерализацию.

Реки. Главной водной артерией Донбасса является р. Дон и его основной приток Сев. Донец. Основное питание реки Донбасса получают за счет весеннего снеготаяния, дающего 40-80% годового стока. Дождевое питание рек незначительно. Значительную роль играют подземные воды, которые дренируются реками в центральной части Донбасса вследствие глубокого вреза. Немалую роль в питании донецких рек играют шахтные воды, количество которых достигает 12-15 м³/сек, т.е. превышает среднегодовые расходы большинства донецких рек.

Воды рек Донбасса имеют высокую минерализацию (от 1 до 2 г/л), доходя в отдельных случаях до 14 г/л (р. Мокрая Плотва). Жесткость воды значительна и колеблется от 6 до 25 мг-экв./л. Поэтому речные воды непригодны для питья и орошения. Минерализация относится к сульфатному типу. Содержание SO₄^- в пределах 200-1000 мг/л, а иногда и выше. Источником загрязнения поверхностных вод являются высокоминерализованные часто кислые воды, сбрасываемые в реки и балки промышленными предприятиями и шахтами. Общая жесткость воды Сев. Донца не превышает 8-10 мг-экв/л.

В пределах центральной части Донбасса продуктивные (угленосные) отложения каменноугольного возраста представлены переслаиванием аргиллитов, алевролитов и песчаников с маломощными прослоями угольных пластов и известняков. Каменноугольные отложения в отдельных районах несогласно перекрыты мергельно-меловой толщей верхнего мела.

Характеристика водоносных горизонтов каменноугольных отложений.

Мощность каменноугольных отложений непостоянна и изменяется от бортов прогиба к его оси от 2-4 км до 8 км. В песчано-глинистой толще выделено 330 выдержанных водоносных горизонтов, в том числе 105 в известняках и 225 в песчаниках. Основными водоносными горизонтами являются пласты песчаников и известняков. Известняки более водообильны, чем песчаники. Расход источников, питаемых песчаниками, составляет 0,3-0,6 л/сек, в редких случаях 3 л/сек. В известняках расход составляет 3-6 л/сек, а известны случаи до 2500 м³/час (шахта «Ломоватская-Южная» из известняка m₅). Средний приток воды в шахту 75-90 м³/час (20-25 л/сек), реже 300-400 м³/час и более.

Циркуляция подземных вод в известняках и песчаниках происходит в основном по трещинам. Существует три типа трещин: а) по напластованию; б) перпендикулярно напластованию (по простиранию); в) перпендикулярно напластованию (по падению). Наибольшая трещиноватость, а следовательно, и наибольшая водоносность наблюдается в зонах тектонических нарушений как складчатого, так и разрывного характера. При пересечении горными выработками тектонических нарушений наблюдается обильные притоки 100-200 м³/час. Однако после вскрытия такой трещины приток быстро уменьшается (в 5-10 раз), а то и вовсе уменьшается.

В отдельных случаях, особенно в антрацитовых районах, к выходам глинистых пород также приурочены источники подземных вод с дебитом 10-15 м³/час. В этих районах аргиллиты разбиты на тонкие пластинки, между которыми может циркулировать вода. В зоне выветривания и в участках тектонической нарушенности трещиноватость аргиллитов (глинистых сланцев) увеличивается.

В открытых частях Донбасса (Чистяково-Снежнянский, Боково-Хрустальский, Должано-Ровенецкий угленосные районы) подземные воды обладают низкой минерализацией (до 1 г/л) и гидрокарбонатным Na-Ca составом. В районах, где карбон перекрывается четвертичными отложениями, наблюдается увеличение минерализации до 2-3 г/л, в водах возрастает содержание сульфат иона. К периферии бассейна минерализация увеличивается до 40-50 г/л, состав изменяется на хлоридно-натриевый (р-н г. Новомосковска). С глубиной состав вод изменяется на хлоридно-натриевый с минерализацией 3-6 г/л.

Водоносность мергельно-меловой толщи верхнего мела.

Мергельно-меловые отложения верхнего мела распространены на большей части территории Донбасса, располагаясь почти сплошным полем по периферии бассейна. Состав толщи меняется как в вертикальном разрезе, так и по площади от мела и мергелей до песчаников и песков. Мощность отложений 100-600 м.

Водоносный горизонт приурочен к верхней трещиноватой части мергельно-меловой зоны. Общая мощность трещиноватой зоны достигает 100 м, однако наиболее трещиноваты 50-70 м. Трещиноватая зона почти повсюду водоносна, воды напорные, что объясняется значительным превышением областей питания над областями разгрузки и наличием в кровле водоупорных пород. Величина напоров изменяется от 5 до 40 м. Наибольшей водоносностью отличается левобережье р. Сев. Донца, где производительность скважин достигает 150 л/с («Лесная дача»).Воды пресные гидрокарбонатно-кальциевые, с минерализацией до 1 г/л и общей жесткостью 2,5-5 мг-экв.

Водоносный горизонт трещиноватой зоны мергельно-меловой толщи очень широко используется для водоснабжения. Такие водозаборы как I Донецкий, Славяносербский и Амвросиевский являются крупнейшими водозаборами, и общий суммарный расход ежегодно составляет около 35 км³/сут. Наш город обеспечивается водой Славяносербского водозабора (на правом берегу р. Сев. Донца, у г. Славяносербска). Он состоит из 14 скважин, эксплуатирующих мергельно-меловой водоносный горизонт. С 1959 г. и по настоящее время установилось равновесие между отбираемым и поступающим количеством воды. Общая минерализация составляет 0,8-1,2 г/л.