Наукова бібліотека України

Loading
Формирование естественных ресурсов и химического состава минеральных вод
Рекреація, туризм - Трускавецкие минеральные воды. Маринов Н. А.

Формирование ресурсов

Приведенный материал по естественному режиму подземных минеральных вод показывает, что последние находятся в тесной зависимости от ряда метеорологических факторов, в частности, от осадков и температуры воздуха. Влияние этих элементов климата находит свое отражение в изменениях уровней минераль ных вод, дебитов водопунктов, химического и газового состава воды, ее температуры. Все это дает основание утверждать, что восполнение ресурсов минеральных вод в пределах зоны активного и затрудненного водообмена месторождения происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков. Это подтверждается также приведенными выше данными об изотопном составе минеральной воды «Нафтуся» № 1, показавшими, что она метеорного происхождения, а также окислительно-восстановительной обстановкой формирования минеральных вод месторождения.

Определенная роль в пополнении ресурсов минеральных вод принадлежит, по-видимому, и конденсационной влаге. Однако количественное значение ее из-за отсутствия экспериментальных исследований в настоящее время даже ориентировочно не может быть установлено.

Как уже неоднократно отмечалось выше, в структурном отношении Трускавецкое месторождение минеральных вод приурочено к небольшой синклинальной складке второго или более высокого порядков. Поэтому области питания его носят местный характер и располагаются на крыльях складки. Инфильтрация атмосферных осадков, формирующих естественные ресурсы минеральных вод, в более глубокие горизонты бассейна осуществляется через песчаники и конгломераты, выступающие на поверхность.

Как известно, величина естественных ресурсов любых типов подземных вод, в том числе и минеральных, формирующихся в зоне активного водообмена, в течение года подвержена значительным изменениям. В периоды выпадения осадков, в данном случае летом, ресурсы являются максимальными, в периоды отсутствия питания или резкого его сокращения (осенью и зимой) они существенно уменьшаются и к концу засушливого периода становятся минимальными. Помимо теоретического, большое практическое значение имеет знание именно минимальных естественных ресурсов минеральных вод, которыми в основном определяются и эксплуатационные ресурсы.

Попытка оценки естественных ресурсов минеральных вод «Нафтуся» № 1 предпринималась неоднократно. И. М. Койнов применил для этого балансовый метод, при этом он принял для расчетов среднее количество осадков, выпадающих на площади месторождения, равным 882 мм, среднюю величину поверхностного стока 41%, испарения 35—40% и инфильтрации 20—25%. При этих параметрах исследователь определил модуль подземного стока в 6,6 л/(с • км2). Тогда при площади участка месторождения «Нафтуся» № 1 в 0,6 км2 ресурсы составят 342 м3/сут. Нам представляется, что эта цифра весьма завышена. В произведенном расчете автор принял слишком высоким коэффициент инфильтрации осадков, который для аналогичных горноскладчатых районов, но сложенных трещиноватыми породами, оценивается обычно в 10—12%, а для описываемого, в котором водопроницаемые породы занимают 25—30% разреза, а остальное составляют глины и другие водоупорные образования, он, очевидно, не должен превышать 8—10%. В связи с этим коэффициент поверхностного стока представляется заниженным как минимум в 1,5 раза.

И. П. Пасека свои расчеты естественных ресурсов минеральных вод месторождения основывал на гидродинамическом методе, учитывающем фильтрационные свойства пород. По его данным, эти ресурсы на участке водозабора «Нафтуся» № 1 составляют 43,5 м3/сут, т. е. по сравнению с ресурсами, определенными И. М. Койновым, меньше почти в 8 раз. Эта цифра, отражающая фильтрационные особенности пород ближе подходит к цифре минимальных естественных ресурсов минеральных вод, но скорее всего несколько занижена. Действительно, дальнейшие разведочные и опытные работы, выполненные на участке месторождения, показали, что при существующем методе отбора минеральных вод эксплуатационные ресурсы их по состоянию на 15 августа 1972 г. определены в 47,2 м3/сут, в том числе по категориям: А — 16,4 м3/сут, В — 26,5 м3/сут и С — 4,3 м3/сут.

Разгрузка минеральных вод месторождения в зоне активного водообмена осуществляется с помощью эвапотранспирации, овражно-балочной сети, где эти воды выступают *на поверхность, питая маломощные источники, скрытно — в аллювиальные отложения Курортной балки и долины р. Воротыще, дренирующих участок месторождения «Нафтуся» № 1, долины р. Вишницы, проходящей через участок водозабора Липки и долины Поме-речки, находящейся на участке водозабора «Барбара», а также искусственно — с помощью сети эксплуатационных на воду скважин, пробуренных на месторождении. Минеральные воды затрудненного водообмена разгружаются главным образом скрытно путем непосредственного перетекания в аллювиальные отложения речных долин и по зонам разломов.

Формирование химического состава

Подземные минеральные воды на различных участках Трус-кавецкого месторождения вскрыты на глубину от первых десятков метров до 400 м.

Среди многочисленных факторов формирования химического состава минеральных вод в конкретных условиях описываемого месторождения ведущими являются два — солевой состав нижнемиоценовых отложений, слагающих месторождение, и химический состав атмосферных осадков, за счет которых происходит восполнение ресурсов минеральных вод. Остальные природные факторы формирования состава последних такие, как почвы, растительность, температура воздуха и глубоких горизонтов земной коры, давление и другие, несомненно, оказывают влияние на формирование их состава, но ведущими их, по-видимому, признать нельзя.

Водовмещающие породы месторождения представлены главным образом песчаниками и реже конгломератами и песками, залегающими среди глин. И в песчаниках, и в конгломератах, и особенно в глинах наблюдается повсеместное развитие хемо-генных образований, дающих или рассеянную минерализацию, или кучные скопления кристаллов (иногда заполняющих трещины), или различных размеров концентрированные залежи солей в виде линз, прослоев, пачек и крупных месторождений.

В составе солей установлены гипс (CaS04-2H20), галит (NaCl), карналит (MgCl2 * KCl • 6Н20), каинит (MgS04 • KCl - 3H20), лангбейнит (K2S04 • 2MgS04), мирабилит (Na2S04 • ЮН20), астраханит (MgNa2 (S04)2-4H20), сильвин (KCl), полигалит (K2MgCa2 (S04)2-2H20).

Исходя из повсеместного распространения перечисленных солей в водовмещающих породах месторождения и сходства компонентов минерализации минеральных вод с элементарным составом солей, можно утверждать, что за счет выщелачивания и растворения их происходит формирование как минерализации, так и солевого состава этих вод.

К подобному выводу об условиях формирования химического состава минеральных вод Трускавецкого месторождения ранее нас пришли А. М. Овчинников (1950, 1963 гг.), К. Г. Гаюн и Т. Ф. Левченко (1957 г.), К. Г. Гаюн (1959 г.), Т. Ф. Левченко (1960 г.), В. Г. Ткачук (1955 г.) и некоторые другие исследователи. Так, Т. Ф. Левченко в связи с этим писала, что «столь разнообразный химический состав минеральных вод Трускавца определяется большой засоленностью (различными по составу солями) пород нижнемиоценового возраста, в которых происходит циркуляция этих вод».

Рассмотрим роль атмосферных осадков в формировании химического состава минеральных вод месторождения. На эту роль их в процессе формирования состава подземных вод вообще впервые в 1933 г. обратил внимание В. И. Вернадский, считавший, что формирование поверхностной и верхней части подземной гидросферы начинается в атмосфере. Это привело исследователей к необходимости изучения химического состава атмосферных осадков. В настоящее время имеется обширная литература, в которой приводятся данные об этом. Изучение химического состава атмосферных осадков района Трускавца началось относительно недавно и мы располагаем лишь несколькими анализами их, относящимися к лету 1970 г. Один из этих анализов, характеризующий состав осадков июня месяца, приводится в табл. 38.

Как видно из табл. 38, основными компонентами состава атмосферных осадков из анионов являются сульфаты и хлориды, а из катионов—щелочи. Минерализация осадков составляет 0,037 г/л, т. е. довольно высокая. Перечисленные компоненты минерализации осадков соответствуют элементам, входящим в состав наиболее распространенных солей, наблюдающихся в породах молассовой толщи нижнего миоцена, слагающей район. Это дает основание утверждать, что они имеют континентальное происхождение и попали в атмосферу, по-видимому, вследствие деятельности ветра.

Если приведенную цифру минерализации осадков принять за среднегодовую, а среднегодовое количество осадков считать равным 882 мм, то получается, что с осадками на 1 км2 площади месторождения выпадает 3,2 т солей, в составе которых около 1,1т приходится на хлористый натрий, а остальные на сульфаты натрия и кальция. Конечно, эти цифры являются весьма ориентировочными, возможно завышенными в связи с принятой величиной минерализации осадков. Последняя, как известно, не постоянна. Она меняется по годам, в разные периоды года и даже в течение одного дождя. Все это указывает на то, что количество солей, поступающих на поверхность месторождения вместе с осадками, может варьировать в разные годы в значительных пределах. Однако для общей, предварительной оценки роли их в формировании состава минеральных вод приведенные данные со сделанными оговорками могут быть приняты.

Осадки, достигнув области питания Трускавецкого артезианского бассейна, попадают в зону аэрации последней. Здесь они вступают во взаимодействие с породами, слагающими эту зону, под влиянием которых изменяют свой состав и минерализацию и в таком метаморфизованном виде просачиваются до горизонта подземных вод, пополняют его запасы и одновременно изменяют состав воды.

Минеральные воды, имеющие минерализацию менее 0,8 г/л, относятся к гидрокарбонатному кальциево-магниевому типу (источник «Нафтуся» № 1, № 11 («Юзя»), скв. 21-Н, 8-НО, 9-Н и др.). С увеличением минерализации до 1,1 г/л вода становится гидрокарбонатно-сульфатной кальциево-магниевой, иногда с повышенным содержанием натрия. Повышение минерализации воды до 1,5 г/л приводит к дальнейшему росту в составе воды сульфат-иона, иона натрия и хлор-иона, при этом тип воды изменяется на сульфатно-гидрокарбонатный кальциево-магниевый или сульфатно-гидрокарбонатно-хлоридный кальциево-натрие-во-магниевый.

В дальнейшем относительное содержание гидрокарбонат-иона и иона магния в минеральной воде уменьшается, а содержание хлоридов и натрия в воде при минерализации ее около 2 г/л и более возрастает. Вначале она становится сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатной натриево-кальциевой (иногда магниевой), а затем хлоридно-сульфатной и хлоридной натриевой. Характерно, что как в составе хлоридных, так и хлоридно-сульфатных вод имеются рассолы с минерализацией до 300 г/л и выше.

Помимо элементов, формирующих макрокомпонентный состав минеральных вод, в последних, как уже отмечалось выше, присутствует значительное количество микрокомпонентов, а в минеральных водах «Нафтуся» № 1, кроме того, находятся разнообразные органические вещества, по-видимому, определяющие бальнеологические свойства этой воды.

В соответствующих разделах настоящей работы указывалось, что источником микрокомпонентов минеральных вод также являются водовмещающие породы, а органических веществ воды источников «Нафтуся» №1, «Нафтуся» №2, №11 («Юзя») и ряда скважин, расположенных на участке водозабора «Нафтуся» № 1 — битуминозные породы, обогащенные продуктами нефтяного ряда. В связи с локальностью распространения этих пород минеральные воды «Нафтуся» № 1 также имеют локальное распространение, они приурочены к наиболее высокой части разреза месторождения, что достаточно хорошо видно из данных, изображенных на рис. 15 и 17.

По данным И. М. Койнова, И. П. Пасеки и П. М. Пылата, в западной и южной частях месторождения в воротыщенских отложениях люминесцирующие органические вещества нефтяного характера проявляются сразу же с поверхности миоценовых отложений (скв. 1-НО, 3-НО, 11-НО, 12-НО, 14-НО). На участке существующего водозабора (скв. 14-Н, 17-Н, 9-Н, 8-НО) нефтяные органические вещества в стебникских отложениях отсутствуют или почти отсутствуют, встречаясь в единичных точечных скоплениях. В воротыщенских отложениях они появляются в 0,5—6 м от кровли. На водоразделе Курортной балки и долины р. Воротыще битуминозность этих отложений зафиксирована с глубины 24 м.

В вертикальном разрезе сначала появляются отдельные мелкие скопления органических веществ в виде точек или мелких пятен, люминесцирующих в ультрафиолетовом свете бурым или светло-коричневым цветом. С глубиной количество таких пятен увеличивается. Люминесценция становится более яркой — желтого цвета. Как отмечают указанные исследователи, очень часто органическими веществами обогащены отдельные прослои и в ультрафиолетовом свете породы приобретают ясную полосчатую текстуру. Еще глубже цвет люминесценции становится ярко-желтым, латунно-желтым, светло-желтым. Отдельные пятна лю-минесцируют голубоватым цветом. Песчаники по сравнению с глинами обычно имеют более темный цвет люминесценции — буровато-желтый.

Наиболее интенсивную битуминозность имеют породы в северной части месторождения, на участке распространения высокоминерализованных вод, вскрытых скв. 1-Г и 8-РК. Здесь часто в породах встречаются бурые скопления и пятна окислившейся нефти, жильный озокерит (скв. 5-РК), ощущается резкий сероводородный и битуминозный запах, наблюдаются проявления метанового газа, повышенные содержания в воде сероводорода, образующегося за счет разложения нефтяных органических веществ. Цвета люминесценции органических веществ в водовмещающих породах участка водозабора «Нафтуся» № 1 соответствуют смолистым, масляно-смолистым, смолисто-асфальтовым битумам. Наличие ярко-желтых и голубых цветов люминесценции свидетельствует о появлении более легких фракций битумов.

И. М. Койнов предполагает существование на этом участке в недалеком прошлом небольшой залежи нефти, приуроченной к верхней части верхневоротыщенской свиты, коллекторами которой служили прослои трещиноватых песчаников, залегающих среди глин. Формированию этой залежи здесь благоприятствовали антиклинальная структура участка и экранирующий разлом, создавшие условия для накопления нефтяных органических веществ. Последние, по его мнению, поступали из более глубоких горизонтов миоцена, эоцена и меловых отложений. В настоящее время под влиянием процессов денудации залежь полностью разрушилась.

В минералогии и учении о рудных месторождениях имеется понятие парагенезиса минералов, под которым, согласно А. Г. Бетехтину (Минералогия, 1950 г.), понимается группа минералов, совместно образовавшихся на той или иной стадии развития процесса минералообразования. Знание парагенезисов минералов помогает при поисках полезных ископаемых. В природе наблюдаются самые разнообразные парагенезисы минералов.

В учении о подземных водах это понятие не используется так как солевой состав воды, да и сама вода как минерал по отношению к водовмещающим породам является образованием эпигенетическим. Поэтому, отмечая самую тесную связь солевого состава минеральных вод описываемого месторождения с составом солей, заключенных в водовмещающих породах, и с минеральным составом последних, мы можем говорить лишь о наличии вторичной парагенетической связи между ними. Для минеральных вод, обогащенных органическим веществом, эта парагенетическая связь еще более сложная, так как она проявляется не только с составом солей, растворенных в породах, и с самими породами, но и с находившимся в них органическим веществом.

Трускавецкое месторождение, минеральные воды которого залегают в песчаниках, конгломератах, а местами и песках, заключенных среди глин и других водонепроницаемых пород, относится к пластовому типу. Оно занимает юго-западный склон Курортной балки, а также водораздел последней и долины р. Воротыще. Из этих особенностей расположения месторождения следует, что отдельные части его находятся в неодинаковых условиях по особенностям формирования химического состава минеральных вод.

Воды верхней части месторождения, располагающейся выше местного базиса эрозии, формируются в зоне активного водообмена. Породы ее относительно хорошо промыты и практически

не содержат солей. Ниже располагается зона затрудненного, а еще ниже — застойного режима подземных вод, характеризующаяся более высоким содержанием солей в породах, а местами и соленосных отложений.

В связи с этим уже первые скважины, пробуренные на участке месторождения Украинским гидрогеологическим управлением Укргеокаптажминвод, показали, что в распределении минерализации и состава минеральных вод наблюдается вертикальная зональность. Данные об этом были сообщены в отчетах о результатах гидрогеологических работ, выполненных на месторождении, составленных в периоды 1951—1963 гг. И. М. Койновым и К. Г. Гаюном, и 1955—1966 гг. И. М. Койновым. Отчеты


сопровождались схемами гидрохимической зональности месторождения. В опубликованной литературе вертикальная зональность химического состава минеральных вод месторождения освещается в трудах К. Г. Гаю-на (1959 г.), А. И. Германова, И. П. Пасеки и П. М. Пы-лата (1969 г.) и других исследователей. Позже были получены новые материалы, принципиально подтверждающие установленную вертикальную зональность минеральных вод и в то же время существенно уточняющие, а местами и коренным образом меняющие пространственное размещение выделенных ранее гидрохимических зон в разрезе месторождения.

Анализ полученных данных о химическом составе минеральных вод Трускавец-кого месторождения, выполненный И. П. Пасекой по состоянию на конец 1971 г., позволил ему составить несколько гидрохимических профилей через месторождение (рис. 15—18), как нам кажется, более правильно освещающих гидрохимическую структуру его.

На этих разрезах в составе единого пластового водного тела месторождения выделены водные тела с минерализацией до 1, от 1 до 3, от 3 до 10, от 10 до 20, от 20 до 50 и более 50 г/л.

Общий обзор разрезов показывает закономерное увеличение минерализации воды с глубиной на большей части плошади месторождения, при этом изменение состава ее идет по схеме, изложенной выше, т. е. происходит от пресных гидрокарбонатных

кальциево-магниевых вод через сульфатные к хлоридным и хло-р и дно - су л ь ф атн ы м и а тр и ев ы м.

Необходимо отметить огромное значение блоковой структуры месторождения на распределение гидрохимических зон не только в разрезе, но и по латерали, что особенно хорошо видно

на рис. 15, 16 и 18. Все водные тела месторождения имеют чрезвычайно неравномерную мощность. Некоторые из них при общей пластовой форме характеризуются прерывисто-пластовой и линзообразной формой. К последним, в частности, относятся и водные тела с минерализацией до 1 г/л, в пределах которых формируются минеральные воды «Нафтуся» № 1. Морфология и мощности водных тел обнаруживают тесную связь с контурами распространения соленосных отложений, развитых на площади месторождения, и в связи с этим на разрезах образуют «структуры», сходные со складчатыми тектоническими структурами, местами с пологопадающими моноклиналями. При общем закономерном увеличении минерализации воды с глубиной на отдельных участках месторождения выявлены случаи гидрогеохимической инверсии, выражающиеся в залегании менее минерализованных вод под более минерализованными (рис. 15 и 16 в районе скв. 27 и рис. 18 в районе скв. 1-РГ). Связано это, скорее всего, с неравномерной засоленностью пород в разрезе месторождения.

В заключение нельзя не отметить, что несмотря на тщательный анализ огромного фактического материала о химическом составе минеральных вод выявить на базе его определенные водоносные горизонты с характерным для них типом вод из-за сложности внутренней структуры месторождения не представилось возможным. И, наконец, следует подчеркнуть, что наряду с выявленной вертикальной зональностью подземных вод в пределах крупных структур описываемого района последняя, как показывают приведенные данные, характерна также и для малых артезианских структур.

РЕЖИМ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД, НАРУШЕННЫЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ

ЧЕЛОВЕКА

Помимо наблюдений естественного режима, на площади месторождения проводилось изучение нарушенного режима минеральных вод в связи с использованием их в лечебных целях. В табл. 39 приведены сроки и перечень водопунктов, по которым изучался нарушенный режим вод.

Продолжительность наблюдений была разной. По водопунк-* там загорского комплекса она менялась от 7 до 15 лет, верхневоротыщенского — от 3 до 20 лет и стебникского — составляла 5 лет. Изучение режима минеральных вод под влиянием деятельности человека заключалось в наблюдениях за поведением их уровней, дебитов водопунктов и химического состава.

Режим уровней

Результаты наблюдений за изменением уровней воды отражены на рис. 19. По большинству источников сработки уровней не зафиксировано, что свидетельствует о незначительном отборе воды. Только по нескольким источникам, забор воды из которых превышал поступление ее, наблюдалась сработка уровней в среднем до 4—5 м. Данные об этих водопунктах приведены в табл. 40.

Наиболее низкие положения уровней фиксируются летом, иногда в начале осени, что обычно совладает с максимальными отборами воды. Во второй половине осени в соответствии с уменьшением расходов воды уровни постепенно восстан ав л ив а юте я и достигают наивысшего положения зимой и в начале весны. По источнику № 4 («Барбара»), из воды которого в) зимнее время вымораживалась соль, наибольшие понижения отмечались в зимний период. Весной уровни его повышались и достигали максимального значения в конце осени.

При уменьшении водоотбора уровни повышаются, а после пре-кр а щения экеп л у а т а ции п<ри м ер -но в течение года восстанавливаются до первоначального положения и далее уже изменяются под влиянием климатических факторов. Некоторые водопункты понижают свой дебит под воздействием эксплуатации близрас-положенных водопунктов, если они находятся в сфере их влияния, причем рисунок кривой этого изменения подобен рисунку кривой изменения уровней последних, но с меньшей амплитудой. Явление взаимодействия и соответствующее изменение уровней при эксплуатации наблюдается между СКВ. 21-Н и источником «Нафтуся» № 1 и между скв. 24-Р и источником «Нафтуся» № 2.

Режим дебитов

Режим дебитов водопунктов гак же, как и уровней, определяется главным образом количеством отбираемой воды с того или иного участка водозабора и системой взаимодействующих скважин и источников, расположенных на них. Рассмотрим это на примере скв. 7-А, 7-К, 9-Б и 9-К, находящихся на участке водозабора «Юзя» (рис. 20). В начальный период эксплуатации дебит скв. 7-К и 9-К составлял 10-16 м3/сут. После ввода в эксплуатацию в 1959 г. скв. 4-К, 5-К, 6-К, 7-А и 9-Б, взаимодействующих со скв. 7-К и 9-К, дебит последних снизился до 7 м3/сут.

После прекращения эксплуатации в 1964 г. скв. 4-К, 5-К и 6-К дебит скв. 7-К начал возрастать и в 1970 г. достиг своего первоначального значения. Однако по скв. 9-К он продолжал снижаться до конца 1970 г. в связи с вводом в эксплуатацию в 1965 г. взаимодействующей с ней скв. 9-Б, за счет которой в основном и удовлетворялись потребности курорта в этом типе воды. Такие же колебания дебитов наблюдаются и по другим участкам и источникам месторождения, в частности по источнику «Нафтуся» № 1, по которому после подключения в 1963 г. в эксплуатацию взаимодействующей с ним скв. 21-Н дебит уменьшился с 5,2 до 0,17 м3/сут.

В связи с тем, что периоды интенсивного отбора воды из скважин и источников были непродолжительными, сработки статических запасов ее не наблюдалось. После прекращения эксплуатации водопунктов они, как правило, быстро восстанавливались.

Так как курорт Трускавец в основном развивался и развивается за счет интенсификации использования минеральной воды «Нафтуся» № 1, представляется крайне интересным и важным проанализировать режим отбора этой воды за многолетний период. С этой целью построен график (рис. 21), на котором видно, что в 1950—1954 гг. расход воды был относительно стабильным и составлял примерно 500—520 м3/год, или около 1,5 м3/сут. С 1955 г. наблюдалось резкое увеличение расхода воды, которое непрерывно продолжалось до 1971 г. включительно, и достигло 6100 м3/год, или возросло в 12 раз. Из этих данных следует, что на протяжении всех последних 15 лет эксплуатации месторождения ежесуточная добыча минеральной воды источника «Нафтуся» № 1 увеличивалась примерно на 1 м3, а ежегодно — на 370 м3.

На рис. 22 изображен лрафик потребления минеральной воды из источника «Нафтуся» № 1 по сезонам года по данным многолетних наблюдений. Из него видно, как на фоне постоянных максимальных летних расходов этоц воды происходило постепенное перераспределение их в сторону выравнивания оо остальным сезонам года. В настоящее время можно считать, что это выравнивание в основном завершилось и курорт, (преимущественно, из сезонного в первые годы после окончания второй мировой войны превратился в круглогодичный с примерно одинаковым числом лечащихся в течение осени, зимы и весны и максимальным — летом.

Если при существующем водопотреблении подобное распределение добычи воды по сезонам года, как показывает практика

эксплуатации месторождения, по-видимому, допустимо, то с дальнейшим ростом ее, исходя из неравномерного восполнения ресурсов подземных вод района, в периоды минимального питания возможна существенная сработка их запасов, которая может привести к ухудшению лечебных свойств воды источника «Нафтуся» № 1. Все это заставляет обратить внимание на необходимость тщательного наблюдения за режимом эксплуатации месторождения и в дальнейшем может потребоваться общегосударственного регулирования заезда больных на курорт.

Режим химического состава

По особенностям режима химического состава минеральных вод в пределах месторождения выделяются две группы водопунктов — со стабильным и переменным химическим составом воды. В первую группу входят водопункты, каптирующие слабоминерализованные минеральные воды (источник «Нафтуся» № 1, скв. 8-НО, 9-Н, 17-Н, 21-Н и некоторые другие), вторая — более многочисленная группа — включает все остальные водопункты, добывающие воду с минерализацией более 1 г/л.

Из рис. 23 и табл. 41 видно, что минерализация воды первой группы водопунктов является достаточно устойчивой.

Если исключить два первые года наблюдений за изменением минерализации воды, в течение которых отрабатывалась методика производства анализов, в связи с чем, по-видимому, и имели место значительные изменения ее, то на протяжении последующих 18 лет средняя минерализация слабоминерализованных вод колебалась лишь в пределах 0,67—0,76 г/л. Амплитуда ее за этот длительный период находилась в пределах 0,06—0,15 г/л,

что по отношению к средней минерализации составляет от 8 до 21,4%. По обоим водоносным комплексам с увеличением глубины амплитуда минерализации затухает.

Во всей группе имеются водопункты с уменьшающейся во времени, увеличивающейся и с резко переменной минерализацией воды. Характерными водопунктами, вода которых в процессе их эксплуатации уменьшает свою минерализацию, являются скв. 7-К, 9-К и 9-Б, находящиеся на участке водозабора «Юзя». Начальная минерализация воды первой скважины была равна 6—7,4 г/л, второй 13—16 и третьей И —15 г/л. К концу 1970 г. она снизилась соответственно до 2,6—3 г/л, 1—2 г/л и 9—11 г/л, что по отношению к среднему значению ее составляет 2,4; 9,6 и 1,3 раза. Указанное явление может быть обусловлено смешением воды верхних водоносных горизонтов, которая, как правило, слабоминерализованная, с более минерализованной водой нижележащих горизонтов и постепенным рассолением водовмещающих пород, происходящим под влиянием длительной эксплуатации водоносных горизонтов и интенсивного отбора воды из них. Из рис. 23 видно также, что в начальный период эксплуатации скважин интенсивность снижения минерализации воды являлась более высокой, чем в конечный, когда она практически стала стабильной, и что чем продолжительнее время их эксплуатации, тем вода становится менее минерализованной.

Минимальная минерализация воды чаще всего приходится на зиму, т. е. совпадает с периодом наименьшего отбора ее для лечебных целей; иногда она наблюдается в начале весны после таяния снега и выпадения осадков; летом минимальная минерализация фиксируется лишь после продолжительных обложных дождей. Максимальная минерализация отмечается, как правило, в конце лета и осенью и совпадает с максимальным отбором воды или более сухим периодом года.

К водопунктам, имеющим тенденцию к увеличению минерализации воды во времени, относится скв. 24-Р, находящаяся на водозаборе «Нафтуся» №2. За период работы скважины с 1962 по 1968 г. минерализация ее повысилась с 0,27 до 0,4 г/л, или на 68%. Объясняется это, скорее всего, усилившимся отбором воды из скважины, в связи с чем к ней начали подтягиваться более глубокие и более минерализованные воды, вызвавшие общее повышение ее минерализации. После снижения отборов воды в 1969 г. минерализация ее постепенно начала уменьшаться и к концу 1970 г. практически достигла прежнего уровня (0,29 г/л).

Наиболее многочисленной является группа водопунктов с переменной во времени минерализацией воды. В нее входят источники №3 («Бронислава»), №4 («Барбара»), №6 («Эдвард»), № 8 («Эммануил»), № 10 («Катерина»), скв. 5-РГ, 22-РГ. В табл. 42 приведены изменения амплитуд минерализации по некоторым из перечисленных водопунктов.

Амплитуда минерализации колеблется от 6,26 до 365 г/л, а ее отношение к средней минерализации варьирует от 140 до 654%. Отношение максимальной минерализации к минимальной находится в пределах 6,5—112, т. е. очень большое. Наиболее значительные изменения минерализации установлены в источниках-шахтах № 4 («Барбара») и № 10 («Катерина») и наблюдаются главным образом в периоды увеличивающихся отборов воды. По мере уменьшения последних минерализация ее уменьшается, а в случаях полного прекращения отборов вода в источниках в верхней части становится пресной. В источниках с менее минерализованной водой и в скв. 5-РГ, как видно из табл. 42, выведенные отношения значительно меньше.

В скважинах с убывающим и стабилизирующимся во времени значениями минерализации сезонные изменения последней проявляются довольно слабо, а если и бывают, то обычно максимальные— осенью и зимой, а минимальные—весной и летом (скв. 7-А, 7-К, 9-Б, 9-К).

По водопунктам с’резко переменным составом минерализации воды сезонные изменения ее достаточно четкие и определяются в основном величиной отбора и режимом выпадения атмосферных осадков. Максимальная минерализация воды чаще всего фиксируется в конце лета и осенью, а минимальная — зимой.

Кроме изменения минерализации воды во времени, в некоторых источниках описываемой группы — № 4 («Барбара»), № 7 («Фердинанд»), № 10 («Катерина») — в процессе эксплуатации наблюдалось иногда незакономерное изменение минерализации воды с глубиной. Впервые на это явление обратила внимание Р. Н. Козикова в 1951 г. при изучении состава воды источника

№ 4 («Барбара») через некоторое время после прекращения его эксплуатации. Ею в шахте этого источника установлены три слоя воды. Первый слой, залегающий в интервале от 5 до 35 м, имел минерализацию воды от 99 до 203 г/л и хлоридный натриевый состав. Минерализация воды второго слоя мощностью около 10 м составляла лишь 114 г/л при сульфатно-хлоридном натриевом составе. Наконец, минерализация воды третьего слоя, также имеющего мощность 10 м, возросла до 360 г/л, причем состав ее так же, как и первого слоя, являлся хлоридным натриевым (рис. 24).

В 1960 г. близкое к этому явление по шахте источника № 4 («Барбара») описала Т. Ф. Левченко. По ее данным, до глубины 47—50 м отмечалось повышение минерализации воды от 10 до 40 г/л, причем состав ее изменялся от сульфатно-хлоридного до хлоридно-сульфатного натриевого. С указанной глубины до 56 м минерализация воды возросла до 355 г/л, а состав ее стал хлоридный натриевый. Т. Ф. Левченко считает, что на изменение химического состава воды шахтных колодцев влияет не только опреснение верхних слоев грунтовыми водами, но и откачки воды для лечебных ванн, при которых в зависимости от их интенсивности происходит более или менее сильное перемешивание различных по минерализации слоев рапы. В источнике № 4 («Барбара») ею зафиксировано изменение минерализации и состава рапы, взятой с одной и той же глубины, до и после откачки, причем в последнем случае минерализация рапы сильно падала.

Аналогичное явление наблюдается в шахтах источников №7 («Фердинанд») и № 10 («Катерина»). Например, в первом из них минерализация воды до глубины 7 м составляет 7—10 г/л, далее до 9 м она увеличивается до 20 г/л, а на глубине 11 м достигает 300 г/л. До глубины 9 м состав воды хлоридно-сульфатный натриевый, с 11 м и до забоя — хлоридный натриевый.




Пошук по ключовим словам схожих робіт: