Грунтовые и межпласговые воды четвертичного комплекса

Грунтовые воды на территории области практически повсеместно приурочены к четвертичным отложениям. Отличаются наиболее за­метными колебаниями уровня, так как, располагаясь на первом от поверх­ности водоупорном горизонте, особенно заметно реагируют на измене­ния погодных условий. Дренаж этих вод может осуществляться даже б условиях слабого развития гидрографической сети [38]. Водоупором для грунтовых вод области служит в большинстве случаев слабопроницае­мая верхняя морена. Уровень этих вод обычно повторяет рельеф. Не­редко в западинах и понижениях происходит скопление грунтовых вод. вызывающее заболачивание почв.

В ходе изменения уровня грунтовых вод хорошо выражена сезон­ная изменчивость погодных условий. Наиболее высокий подъем уров­ня наблюдается весной и связан с таянием снега. Второй пик, чаще менее выраженный, наблюдается во второй половине осеннего периода. Минимумы отмечаются обычно перед снеготаянием и в конце летнего периода — в начале осени.

На территории области грунтовые воды приурочены в основном к следующим генетическим комплексам пород: 1) конечно-моренным и донно-моренным отложениям; 2) зандровым пескам; 3) озерно-ледниковым пескам, супесям и суглинкам; 4) аллювиальным и древнеаллювиальным отложениям; 5) торфяникам.

В пределах конечно-моренных отложений глубина залегания грун­товых вод существенно меняется. В межхолмовых впадинах уровень их может находиться у поверхности, на холмах и грядах - на глубине 15-20 м и более. Отдельные холмы и гряды, особенно камы и озы, при отсутствии водоупорной кровли накапливают значительное количество воды, в связи с чем у подножия их можно встретить источники, отли­чающиеся достаточно высоким дебитом (до 5 куб. м/час и больше). Грунтовые воды этих местоположений отличаются обычно умеренной минерализацией — от 300 до 500 мг/л, реже более.

В пределах донно-моренных отложений зоны днепровского оледе­нения водоносными породами служат чаще лессовидные суглинки, не­редко снизу опесчаненные. Уровень грунтовых вод в них находится на глубине от 1-2 до 10-15 м. Такие же отложения зоны валдайского оледенения, где водоносные породы представлены чаще легкими су­глинками или супесями, характеризуются обычно меньшей глубиной залегания грунтовых вод - от 1 до 8-10 м. Минерализация этих вод составляет чаще 200-500 мг/л [36].

В пределах достаточно широко распространенных на территории области зандровых равнин водоносная толща может колебаться в до­вольно широких пределах: от нескольких метров до 15—25 м и более. Водоупором является валдайская или днепровская морена. Зандровые пески обладают хорошими фильтрационными свойствами, и в них фор­мируется довольно обширный водоносный горизонт. При близком зале­гании морены и в наиболее выраженных понижениях рельефа грунто­вые воды находятся обычно на небольшой глубине (от 1 до 2 м). На повышенных участках зандровых равнин при значительной мощности песков уровень грунтовых вод находится чаще на глубине 3—5 м и глубже. Грунтовые воды зандровых равнин отличаются меньшей мине­рализацией — нередко от 100 до 200 мг/л.

Различной зернистости пески, линзы песка в толще ленточных глин являются обычно водовмещающими породами в пределах озер-но-ледниковых равнин. Максимальная мощность их редко превышает 10 м. Грунтовые воды находятся чаще на глубине 1—2 м и лишь в пре­делах наиболее высоких, хорошо дренированных участков залегают глубже 3-4 м. Эти воды также слабо минерализованы.

Грунтовые воды в древнеаллювиальных отложениях надпойменных террас наиболее крупных рек области могут залегать на достаточно боль­шой глубине — от 5 до 8 м на первых надпойменных террасах, до 3-5 м на вторых надпойменных террасах. В поймах грунтовые воды на заболо­ченных участках находятся близко к поверхности, на высокой пойме глу­бина их увеличивается иногда до 2-3 м. Минерализация может изменять­ся заметно даже в пределах поймы одной реки.

Болотные воды как на низинных, так и на верховых торфяниках в течение большей части года находятся у поверхности. В целинном со­стоянии лишь на немногих типах болот уровень воды может опускать­ся глубже 1,5 м. Минерализация болотных вод существенно меняется по различным типам болот - от 600-800 мг/л на отдельных типах ни­зинных до 50-100 мг/л на верховых торфяниках.

Качество грунтовых вод, особенно залегающих близко к поверх­ности, далеко не всегда соответствует требованиям санитарных норм. Наиболее загрязнены воды, залегающие близко к поверхности и от­личающиеся слабой проточностью. Для них нередко характерен гни­лостный запах, избыточное содержание аммония и нитритного азота, кислая реакция. В колодцах, питающихся такими водами, обычно бактериальное загрязнение, цвет воды желто-бурый вследствие присут­ствия в ней гуминовых кислот и солей железа. Почти постоянно в та­кой воде содержится коллоидная муть.

Болотные воды на низинных торфяниках отличаются повышенным содержанием гуминовых кислот, железа, имеют неприятный вкус. На верховых торфяниках они слабо минерализованы, имеют кислую реак­цию, неприятный вкус.

При значительной мощности фильтрующей толщи суглинков или песков качество грунтовых вод, как правило, соответствует санитар­ным нормам.

Воды надморенного водоносного горизонта почти на всей террито­рии области содержат очень мало микроэлементов, особенно йода и фтора. Наиболее бедны йодом воды в песчаных породах и торфяниках.

Межпластовые воды четвертичной толщи заключены в песчаных и песчано-гравийных межморенных отложениях. В основном они сла­бонапорные. Первый межморенный водоносный горизонт на северо-за­паде области вскрывается на глубинах 5-10 м, реже на большей глу­бине. Относительно маловоден. Дебит источников и колодцев, питающихся этими водами, составляет 2—5 куб. м/сутки. Общая мине­рализация воды изменяется в пределах 300-500 мг/л. Вода обычно удовлетворительного качества.

Второй хорошо выраженный межморенный водоносный горизонт заключен в более мощной толще песчаных и песчано-гравийных отложе­ний, составляющей в среднем 10—15 м, а в отдельных местах 30—40 м и более. Глубина залегания водонасыщенной толщи на водоразделах со­ставляет обычно 30-40 м. На склонах речных долин и глубоких овра­гов, балок этот горизонт нередко выклинивается. В таких местах обыч­ны источники, отличающиеся достаточно высоким дебитом - от 10-15 до 30-35 куб. м/час. Дебит колодцев обычно меньше: 2-5 куб. м/сутки. Вода этого горизонта чистая, бесцветная, без запаха, приятного вкуса. Общая минерализация ее составляет 400-700 мг/л. Реакция слабощелочная или нейтральная. Содержание микроэлементов в воде данного горизонта за­метно выше. По качеству эти воды в большинстве случаев являются луч­шими для использования в питьевых целях, так как имеют хорошие гид­рохимические показатели, приятный вкус, не загрязнены.

Подморенный водоносный горизонт напорных вод залегает на глу­бине от 40 до 70 м. Мощность его меняется в основном от 5—10 до 25-30 м. Сплошного распространения он не имеет, заполняет древние ложбины, долины доледникового рельефа.

Рассматриваемый горизонт вскрывается лишь долинами некоторых рек, в основном Вазузы, Угры, Десны и их притоками. Дебит источ­ников, питающихся водами этого горизонта, - 3-5 куб. м/час. Колодцев, достигающих этого водоносного горизонта, в области немного. В основ­ном они находятся в долинах указанных рек и их притоков. Дебит та­ких колодцев не превышает обычно 2-3 куб. м в сутки. Качество воды этого горизонта удовлетворительное. Минерализация ее составляет 300-600 мг/л. Иногда отмечается повышенное содержание железа (до 4,5-5 мг/л). Вода чистая, прозрачная, без запаха, приятная на вкус, с тем­пературой 5-6° С.

Помимо этих основных водоносных горизонтов в толще четвертич­ных отложений имеются локально распространенные водоносные гори­зонты в песчаных слоях и линзах, включенных в моренные отложения разного возраста. Площади распространения их трудно учесть. Они не отличаются водообилием и существенного значения в балансе водных ресурсов не имеют. Использование их для водоснабжения ограничено. Количество колодцев, питающихся этими водами, невелико.

Суммарные ресурсы воды в четвертичном комплексе на территории области составляют ориентировочно около 75 куб. м с. В настоящее время эти воды достаточно широко используются в основном для водо­снабжения небольших населенных пунктов. Значение их для водоснаб­жения населения на протяжении многих десятилетий постепенно пада­ло, особенно заметно в 60-70-е годы, когда многие населенные пункты области переходили на использование артезианских вод из более глу­боких горизонтов. Однако независимо от развивающегося централизо­ванного артезианского водоснабжения колодцы сохранились во многих деревнях. В 1970 году на территории области существовало примерно 27 000 колодцев, большая часть которых использовалась населением. Исчезновение многих деревень явилось основной причиной уменьше­ния количества колодцев.

Пресные воды коренных пород заключены, как уже отмечалось, в водоносных горизонтах юрских, меловых, каменноугольных и верх­ней части девонских отложений. Юрские и меловые водоносные гори­зонты распространены в южных районах области, где эксплуатируются отдельными буровыми скважинами. В ряде случаев эти воды (в основном меловые) выходят на поверхность, образуя довольно мощные источники. Выходы их на поверхность имеются в долинах Сожа, Остра, Десны с расходом до 1,0-2,5 куб. м,час, иногда более. Питают они и отдельные колодцы. Водоносные горизонты представлены часто мелкозернистыми песками, отличающимися относительно невысокой водонасыщенностью и плохой водоотдачей. В связи с этим дебиты скважин сравнительно небольшие: до 10-15 куб. м/час. Отдельные скважины способны давать до 30-40 куб. м/час.

Воды в этих отложениях обладают в основном слабым напором. Глубина их залегания заметно меняется. В пределах местных водораз­делов глубина скважин, берущих воду из этих горизонтов, изменяется обычно в пределах 40—70 м. Минерализация этих вод находится в ос­новном в пределах 500-700 мг/л. Содержание основных элементов — в пределах нормы на питьевую воду.

Воды рассматриваемых отложений пока не имеют достаточных перспектив для артезианского водоснабжения. Мелкозернистость пес­ков и плохая водоотдача затрудняют эксплуатацию подземных вод этих отложений. Эксплуатация скважин, использующих эти воды, возмож­на лишь с применением особых фильтров.

Породы карбона, подстилающие четвертичные отложения на боль­шей части центральных районов, в восточных, северо-восточных и юго-восточных районах области, содержат водоносные горизонты, суще­ственно различающиеся по водообилию, качеству вод, напору и иным особенностям. Мощность этих пород колеблется от двух-трех десятков метров в западной части их распространения до 120—150 м на востоке области. Залегают они на глубине от 30-40 до 60—80 м. В связи с этим вскрываются долинами наиболее глубоких рек, что обуславливает вы­ходы подземных вод этих отложений на поверхность.

В вертикальном разрезе в составе пород карбона преобладают изве­стняки, доломиты, мергели с прослойками песков и песчаников. Гли­ны играют подчиненную роль и образуют локальные водоупоры.

Толща каменноугольных пород включает пять основных водонос­ных горизонтов (снизу вверх): лихвинский, угленосный, окский, серпу-ховский и каширский. Первый из них заключен в толще известняков и доломитов и находится, по всей видимости, в комплексе с нижеле­жащим водоносным горизонтом, поскольку воды в них не отличаются по дебиту, напору и химическому составу. Воды этого горизонта широ­ко используют для водоснабжения населения.

Угленосный водоносный горизонт включает толщу разнозернистых песков с прослоями угля. Залегает на глубине от нескольких десятков до 150 м. Воды этого горизонта отличаются небольшим дебитом из-за слабой водоотдачи песков. Широкого использования для водоснабже­ния населения не имеют.

Окский водоносный горизонт представлен известняками и песка­ми. Хорошо выражен в Сафоновском, Вяземском и Гагаринском рай­онах. Глубина залегания изменяется от 20-30 до 100-120 м. В доли­не Угры имеются мощные выходы этих вод на поверхность. Дебиты скважин сильно различаются, иногда даже в пределах небольшой пло­щади (от 2 до 200 куб. м/час).

Серпуховский и Каширский водоносные горизонты хорошо выра­жены на северо-востоке области в Гагаринском, Новодугинском, Сычев-ском районах. Первый из них заключен в известняках, второй - в доломито-мергелистой толще. Глубина скважин небольшая и обычно не превышает 40 м. Не отличаются скважины этих горизонтов и значи­тельным дебитом, чаще он находится в пределах 6—10 м3/час и лишь в отдельных скважинах достигает 15-20 м:з час. Родники каширского водоносного горизонта используются в качестве питьевых источников в ряде населенных пунктов северо-востока области.

Воды карбона в целом отличаются хорошим качеством, минерали­зация их изменяется чаще от 400 до 600 мг/л, в редких случаях дос­тигает 700-800 мг/л. Наиболее удобны для эксплуатации горизонты и подгоризонты, представленные известняками, доломитами. Они доста­точно водообильны, обладают хорошим напором. Скважины, установ­ленные в этих горизонтах, отличаются наиболее высоким дебитом. Во­доносные горизонты, представленные песками, менее благоприятны для эксплуатации, прежде всего ввиду плохой водоотдачи песков.

Водоносная толща верхнего девона сложена преимущественно доло-митизированными известняками, доломитами, с прослоями мергелей, алевритов, известковатых глин, песчаников и песков. Общая мощность ее достигает 200—250 м. Выделяют здесь до шести водоносных горизонтов, из которых лишь два верхних пригодны для использования на питьевые цели. Первый заключен в трещиноватых доломитах и доломитизирован-ных известняках с прослоями мергелей, второй - в доломитах с просло­ями песков, песчаников, песчанистых известняков с прослоями глин. Глубина залегания этих водоносных горизонтов изменяется от 40—70 м в долинах рек до 100-150 м и более на водоразделах.

В водоснабжении (особенно крупных населенных пунктов централь­ных, западных, северо-западных и южных районов области) наиболее широко используют воды первого из этих горизонтов, отличающиеся обилием и хорошим качеством. Дебит скважин, эксплуатирующих этот горизонт, достигает в ряде случаев 180—200 м3/час.

Вода более глубоких водоносных горизонтов имеет повышенную ми­нерализацию (до 1,5— 2,0 г/л) и для питья непригодна.