Особенности мерзлотно-гидрогеологических, геохимических и геотермических условий на ключевых участках изучения подземных вод бестяхской террасы

В рамках работ по изучению гидрогеологического, гидрогеохимического и геотермического режимов области питания подземных вод межмерзлотного водоносного комплекса бестяхской террасы для постановки детальных исследований были выбраны источники Улахан-Тарын, Булуус и Ерюю. В 2007-2010 гг. ИМЗ СО РАН были проведены следующие работы по сбору обобщению и анализу имеющихся материалов:

1) гидрометрические наблюдения на участках разгрузки источников и уровенные наблюдения по гидрогеологическим скважинам, расположенным от областей питания до участков разгрузки подземных вод, а также оценка особенностей формирования режима и условий питания надмерзлотно-межмерзлотных водоносных горизонтов;

2) гидрохимическое опробование подземных вод, формирующих эти источники, выявление особенностей формирования химического состава подземных вод, а также оценка межгодовой и многолетней изменчивости их химического состава за более чем пятидесятилетний цикл наблюдений.

3) температурные наблюдения на площади распространения надмерзлотно-межмерзлотных подземных вод формирующих источники, а также оценка условий формирования и динамики температурного поля в различных ландшафтно-климатических и геолого-геоморфологических условиях бестяхской террасы.

Источник Улахан – Тарын

Изучение подземных вод Центральной Якутии началось с широко известного ныне источника Улахан-Тарын (рис. 5.1), что в переводе с якутского означает «большая наледь». В 1939 г. его посетили известные отечественные гидрогеологи В.М.Максимов и Н.Н.Толстихин, проводившие изучение подземных вод в долине р. Лены между населенными пунктами Покровск и Кангалассы. Результаты их исследований послужили толчком к появлению смелой идеи о существовании Якутского артезианского бассейна и возможности получения пресных подземных вод из подмерзлотных водоносных горизонтов.

Впоследствии на источнике Улахан – Тарын Институтом мерзлотоведения СО РАН были организованы стационарные наблюдения за его дебитом режимом, химическим составом и динамикой образуемой им наледи. Круглогодичные наблюдения были начаты в 1964 г. и продолжались до 1967 г. В дальнейшем эти наблюдения носили эпизодический характер и заключались в измерении расходов воды ручья, образуемого источником. Начиная с 2005 г. на этом участке возобновлены регулярные режимные наблюдения за параметрами дебита источников и их гидрохимическое опробование.

Рис. 5.1. Источник Улахан – Тарын, цирк В

Источник Улахан-Тарын находится в долине одноименного ручья – притока первого порядка р. Лены. В верхнем течении долина ручья неясно выражена, а в среднем представляет собой извилистое корытообразное понижение, врезанное в песчаные отложения бестяхской террасы р. Лены. В нижнем течении ручья ширина его долины достигает 500-900 м, а крутые склоны террасы, высотой 15-25 м вблизи источников обнажены, что свидетельствует о продолжающемся их разрушении и расширении долины. В песчаные склоны долины ручья врезаны так называемые цирки. Они представляют собой вытянутые в плане понижения, образованные в результате разрушения бортов террасы термосуффозионной деятельностью подземных вод

Одним из специфических природных явлений, широко распространенных на участке расположения этого источника, являются многочисленные суффозионные воронки. Диаметр самых крупных из них достигает 20 м и более, а глубина до 15 м и более. При благоприятных условиях через эти воронки происходит инфильтрация атмосферных осадков и надмерзлотных подземных вод, которые питают межмерзлотный горизонт в его области разгрузки. Подтверждением этому могут служить полноводные годы, или периоды резкого выпадения большого количества атмосферных осадков. В таких случаях дебит источников значительно увеличивается за короткий период. В качестве примера можно привести 2006 г., когда в августе выпало 151 мм осадков. Если в начале июля дебит источника Улахан – Тарын на замыкающем створе был равен 432 л/с, то в октябре он составил около 1300 л/с.

Разгрузка подземных вод до 2008 г. происходила в четырех основных цирках (А, B, C, D), в которых сконцентрированы все крупные выходы подземных вод (рис.5.2).

1-русло ручья; 2-источники подземных вод; 3-бровка бестяхской террасы

Рис. 5.2. План расположения источников подземных вод в долине

Ручья Улахан – Тарын

Источники приурочены в основном к нижней части склона террасы. Нисходящие струи выносят большое количество песка. Часть подземных вод разгружается на дне цирков, где существуют иногда довольно мощные грифоны, диаметром до 1,5 м и высотой 10-15 см над зеркалом воды.

О строении разреза на участке разгрузки подземных вод можно судить по водозаборной скважине Г-001 (рис 5.3), которая расположена в цирке В, а также по разведочной скважине 34 (рис 5.4)расположенной недалеко от источника Наледный, в 3 км от основной группы источников.

Рис. 5.3. Геолого-технический разрез разведочно-эксплуатационной скважины Г-001

Разведочно-эксплуатационная скважина № Г-001 каптирует межмерзлотный водоносный горизонт вскрытый в интервале 27-65 м. Глубина залегания уровня воды в скважине изменяется от 9 до 11 м от поверхности земли и зависит от времени года и климатических факторов, связанных с питанием источников. Разрез представлен мелко- и среднезернистыми песками, в основании которых залегают щебенистые отложения карбонатных пород с песчаным заполнителем. Кровля коренного основания скважиной не вскрыта.

Скважина периодически эксплуатируется. Водоотбор в среднем составляет 5-10 м³/сут, вода используется для бутилирования. При проведении экспресс-откачки осенью 2010 г., с дебитом около 16 м³/час, за 1 час уровень воды в скважине понизился на 11,9 м. Через 10 минут после окончания откачки уровень восстановился до первоначального (10,1 м). Это свидетельствует о значительных ресурсах межмерзлотного водоносного горизонта.

Рис. 5 4. Геолого-технический разрез разведочной скважины 34, (Бойцов, 2009)

В 1982 г. Ленской ГРЭ была пробурена скважина № 34, которая расположена по левому борту распадка руч. Улахан-Тарын в 50 м от бровки террасы. Эта скважина вскрыла межмерзлотный водоносный горизонт в интервале 28-86 м. Подмерзлотные воды были вскрыты на глубине 422 м. Глубина скважины составила 502 м. Пъезометрический уровень установился на абсолютной отметке 139,6 м (+3,2 над устьем скважины). Глубина вскрытия подмерзлотных вод (422 м) – соответствует мощности многолетнемерзлых пород, которая для этой и прилегающих территорий правобережья реки Лены является максимальной (Белых, Дмитриев, 1985). Вода из скважины самоизливает, в настоящее время дебит самоизлива составляет около 0,09 л/с. Зимой вокруг скважины образуется наледь, рост которой прекращается с установлением низких температур воздуха и замерзанием воды в приустьевой части скважины. В теплый период самоизлив продолжается.

Поиск по сайту: