Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Формирование линзы пресных подземных вод в юго-восточной части равнины Бакбо Северного Вьетнама и перспективы ее использования для водоснабжения

ВАК РФ 25.00.07, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Формирование линзы пресных подземных вод в юго-восточной части равнины Бакбо Северного Вьетнама и перспективы ее использования для водоснабжения"

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. С. ОРДЖОНИКИДЗЕ

На прамк рукописи

ЧАНХИКУАНГ

Формирование линзы пресных подземных вод в юго-восточной чвсгн равнины Бакбо Северного Вьетнама н перспективы ев использования для водоснабжения. " Ч

Специальность 25.00.07 - гидрогеология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геологсь минералогических наук

МОСКВА-2006

Работа выполнена на кафедре гидрогеологии Российского государственного геологоразведочного университета

Научный руководатель - доктор геолого-минералогических наук,

профессор В. М. Швец Официальные оппоненты 1) доктор геолого-минералогических наук, профессор

Хаустов Александр Петрович (РУДН) Г"1 • 2) кандидат геолого-минералогических наук Голицын Михаил Сергеевич (ВСЕГИНГЕО) Ведущая организация - ОАО «ВНИИЗарубежгеология»

Защита состоится 19 октября 2006 года в 17 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д.212.121.01 в Российском государственном геологоразведочном университете им. С. Орджоникидзе по адресу: 117997, ГСП-7, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 23, гидрогеологический факультет, аудитория 5-

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного геологоразведочного университета им. С. Орджоникидзе

Автореферат разослан 18 сентября 2006 года

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 117997, ГСП-7, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 23, Российский государственный геологоразведочный университет, ученому секретарю диссертационного совета Д.212.121.01. Телефон: (495) 433-65-44 (добавочный 11-60,12-05)

Ученый секретарь диссертационного а

49.

кандидат геолого-минералогических ш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность

Изучение и рациональное использование водных ресурсов Вьетнама в настоящее время является одной из актуальных задач, решение которой открывает возможности для устойчивого развития страны.

Исследуемый район охватывает юго-восточную приморскую часть бассейна Красной реки, где общий фон равнинного рельефа исторически является местом наиболее плотного проживания населения Северного Вьетнама. Здесь традиционно широко развито интенсивное земледелие, концентрируются промышленные производства и базы отдыха на побережье моря. В настоящее время данный район еще не использует подземные воды в промышленных масштабах. Населенные пункты и г. Намдинь (с населением более 350 тыс. чел.) обеспечиваются пресной водой, в основном, из поверхностных водотоков (главным образом из Красной реки). Однако поверхностные воды под влиянием морских приливов и антропогенных причин часто не отвечают санитарным требованиям и требуют тщательной водоподготовки. Поэтому более надежным и современным решением проблемы водоснабжения является использование пресных подземных вод. В связи с этим изучение подземных вод хозяйственно-питьевого назначения является актуальной проблемой в районе. Объект исследований

Объектом исследований являются подземные пресные воды, залегающие в виде линзы площадью 650 км2 в юго-восточной приморской части артезианского бассейна Красной реки.

Цель работы — изучить условия, факторы и процессы формирования пресных подземных вод, залегающих в виде линзы в водоносном горизонте среднего плейстоцена (<3р), содержащем солоноватые и соленые воды, а также оценить перспективы их использования для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Задачи работы

В соответствии с целевой установкой поставлены следующие задачи научных исследований:

- изучение природных условий исследуемого района (климат, рельеф, гидрография и др.) и определение их роли в формировании подземных вод;

- изучение геологических и гидрогеологических условий: характеристика водоносных горизонтов, построение гидрогеологической модели района (условия питания, движения и: разгрузки, взаимосвязь подземных и поверхностных вод, взаимодействие водоносных горизонтов);

- характеристика процессов, обусловивших формирование линзы пресных подземных вод;

- оценка естественных запасов и качества подземных вод линзы и перспектив ее эксплуатации.

Фактический материал

Фактическими материалами являются данные региональных геолого-гидрогеологических исследований, многолетние режимные наблюдения и опытно-фильтрационные работы, проводившиеся на территории района в разные годы, но в основном в течение 1995 - 2000 гг. (использовались фактические материалы, полученные следующими организациями — Ханойским горногеологическим институтом, Геологическим институтом Вьетнама, гидрогеологической экспедицией №2). Автор принимал непосредственное

участие в этих работах в качестве инженера. Методика исследования

Методика исследования включала: систематизацию, комплексный анализ и обобщение региональных материалов, фондовых и опубликованных данных по геологии и гидрогеологии района. Использовались историко-геологический,: палеогидрогеологический и гидрогеохимический методы исследований. Научная новизна

В диссертации впервые комплексно рассмотрено формирование линзы пресных вод в данном районе. Защищаемые положения

1. Формирование линзы пресных подземных вод в водоносном горизонте, среднего плейстоцена (<3р) является результатом проявления историко-геологических и гидродинамических.процессов в течение последних 5 тыс. лет.

2. Основным источником современного питания вод водоносного горизонта <3р являются пресные • воды ' нижележащих горизонтов верхнего неогена (Т^уЬ) и среднего триаса (Т2), смешивающиеся в результате перетекания с минерализованными водами горизонта , <3р, сохранившимися от последней трансгрессии Южно-Китайского моря..

3. Естественные запасы"' пресных подземных вод горизонта Ор сформировались за счет емкостных (2275* 106 м3) и упругих (2275* 104 м ) запасов, что дает возможность их использования для водоснабжения в течение 27,4 лет в количестве более 70 тыс. м3/сут.

Практическая значимость и реализация результатов работы

Практическая ценность полученных результатов заключается в возможности использования линзы пресных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения. ■

Апробация работы

Результаты диссертационной работьг доложены на научной конференции «Молодые - наукам о земле» (Москва, РГТРУ, 2006 г.). Публикации

По теме диссертационной работы опубликованы две статьи в журнале «Изв. вузов. Теология и разведка» и тезисы в трудах конференции «Молодые -наукам о зеМле>>. ■ 0 • '' • Структура и объем работы

" '' " 'Диссертационная работа имеет общий объем 106 стр., включая 19 рйсункбв, 17 таблиц и список литературных источников из 70 наименований, состоит из введения, 5 глав и заключения.

1 Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю, заведующему кафедрой гидрогеологии РГТРУ, доктору геолого-минералогических нйук, профессору В. М. Швецу.

В процессе работы помощь и поддержку автору оказали сотрудники кафедры гидрогеологии РГТРУ профессор Н. Н. Ленченко, профессор А. > Б. Лиселков, зав. лабораторией В. В. Головин, которым автор выражает свою признательность. ' '

Д ' Ав^ор" пользуется случаем выразить глубокую благодарность ректору 1ТГРУ, профессору Л. Г. Грабчаку, проректору по международным связям М. А. ЕмёДину,"декану по работе с : иностранными учащимися профессору Ж. В. Бунину, сотрудникам деканата и работникам библиотеки, оказавшим помощь в

процессе обучения в РГГРУ.

Автор выражает благодарность доценту Ханойского горно-геологического института Доан Ван Кань за консультации и помощь в сборе фактических материалов для данной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, сформулированы цель и задачи исследования.

В главе описаны местоположение, экономика, рельеф, гидрография, климат,исследуемого района.

Исследуемый район занимает юго-восточную приморскую часть территории равнины Бакбо (другое название впадина Красной реки) Северного Вьетнама. На северо-западе он ограничен провинцией Ханам, на западе -холмистыми горными районами провинции Нинбинь, Красная река является северо-восточной границей района, а юго-восточная граница примыкает к морю

Рис. 1. Обзорная карта провинции Намдинь

Условные обозначения 1 - граница между провинциями; 2 - граница между уездами; 3 - река; 4 -направление поверхностного стока; 5 - населенный пункт; 6 - останцовые горы.

Глава 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

(рис. 1).

В административном отношении данный район относится к провинции Намдинь и частично к провинции Нинбинь. Провинциальный центр г. Намдинь находится в 87 км к юго-востоку от столицы Вьетнама - г. Ханой. Провинция имеет общую площадь 1669 км (1995 г.), на ее территории проживает около двух миллионов человек. Основная масса населения (75 %) сосредоточена в деревнях и занимается сельским хозяйством и рыбной ловлей. Исследуемый район является важным экономическим районом Вьетнама, в котором наиболее широкое развитие получила текстильная промышленность.

Рельеф района выровненный, плоский с незначительным уклоном в направлении с северо-запада и запада к юго-востоку (к морю). Величина общего уклона поверхности в сторону моря не превышает 4-5 см/км. Абсолютные отметки составляют 1 - 4 м (в некоторых местах - всего 0,5 м). Кроме того, в западной и северо-западной частях района встречается ряд холмов - останцов коренных пород с абсолютными отметками до 100 м. В настоящее время в приморской зоне равнинная площадь интенсивно нарастает в сторону моря со скоростью 70 - 100 м в год.

Гидрографическая сеть в исследуемом районе очень густа. Все реки Северного Вьетнама относятся к одному морскому бассейну - заливу Бакбо Южно-Китайского моря. Расход воды в реках различен в течение года и зависит от сезона. Самым крупным водотоком в Северном Вьетнаме является Красная река. На исследуемой территории главное русло Красной реки имеет протяженность около 55 км. Уровень воды в реке колеблется в зависимости от сезона: в дождливый сезон - 581 см, а в сухой 104 см. Рукавами Красной реки являются р. Дай и р. Нинко. Главное русло и р. Дай соединяет канал Дао.

Климатические условия изучаемого района носят общие черты тропического муссонного климата Северного Вьетнама вообще и равнины Бакбо в частности. По особенностям внутригодовых изменений климатической обстановки отчетливо выделяются два сезона (дождливый и сухой). Дождливый сезон длится с мая до октября, количество атмосферных осадков изменяется от 87 до 427,5 мм в месяц. Сухой сезон продолжается с ноября до апреля следующего года, количество атмосферных осадков — от 11,8 до 66,9 мм в месяц. В дождливый сезон суммарное количество атмосферных осадков достигает 1450 - 1860 мм, что составляет 80 - 85 % общего их количества в год.

Относительная влажность воздуха очень высока, причем она мало изменяется. В пределах исследуемого района в среднем за год она составляет 84,5% и в течение года меняется от 76 до 90 %.

Среднегодовая величина испаряемости колеблется в пределах 650 - 870 мм/год.

Средняя температура воздуха в дождливый сезон составляет 28°С, а в сухой снижается до 15°С.

Глава 2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ

,.. В этой главе рассматриваются вопросы стратиграфии, тектоники, геоморфологии и истории геологического развития района.

Стратиграфия. Наиболее древними породами на исследуемой территории являются гнейсы протерозоя, обнаруженные в северо-западной части района. Отложения палеозоя не изучены. Мезозой представлен

карбонатными породами триаса, перекрытыми отложениями кайнозоя. Наиболее изучены неогеновые породы, представленные песчаниками и глинами. Равнинная часть района сложена мощной толщей четвертичных образований плейстоцена и голоцена, которые разделяются на следующие горизонты (снизу верх): лэчи (СЫс), ханой (СЬЬп), винфук (СЬцУр), хайхынг (С>1у №), тхайбинь (Р|у1Ь).

Горизонт лэчи ((¿¡1с) представлен пылеватыми глинами, а в некоторых местах - средне- и мелкозернистыми песками мощностью от 1 до 19,5м.

Горизонт. ханой ((ЗцИп) представлен осадками речного и морского генезиса.. В нижней части отложения С?цЬп представлены крупнозернистыми песками с включением гальки и гравия мощностью 10 - 55м, а в верхней части -глинами и суглинками с включением линз мелкозернистого песка. Мощность составляет 2 - 20 м.

Горизонт винфук ((?шур) представлен глинами мощностью до 35 м. ,

Горизонт хайхынг фгУ "'/¡А) разбивается на два подгоризонта: нижний и верхний. Отложения нижнего подгоризонта хайхынг (Огу2 ЬЬ|) представлены мелкозернистыми песками с включением лига глины мощностью 10-25 м. Отложения верхнего подгоризонта (С^у2'1!^) представлены глинами и суглинками. Мощность изменяется от 3,5 до 25 м.

Горизонт тхайбинь ({)&&) разбивается на три подгоризонта: нижний, средний и верхний. Отложения горизонта тхайбинь (ОпДЬ) представлены песками и суглинками и местами глинами. Они имеют повсеместное распространение.

Согласно схеме тектонического районирования Северного Вьетнама, составленной А. К. Довжиковом и др. (1965 г.), район равнины Бакбо относится к Ханойской депрессии. Характеризуемая территория представляет собой четвертичный прогиб, развивающийся на гетерогенном основании и состоит из ряда положительных и отрицательных структур различного порядка, осложненных продольными и поперечными разрывами между разломами.

Геоморфология. Исследуемый район занимает низовья Красной реки. Абсолютные отметки земной поверхности не превышают 4 м. а уклоны здесь практически отсутствуют. Район представляет наиболее низменную часть равнины Бакбо. В западной и северо-западной частях встречается ряд холмов -останцов коренных пород протерозойского и мезозойского фундамента с абсолютными отметками до 100 м. К данному району можно применить название - "дельта" или "устьевой участок Красной реки".

История геологического развития. Исследуемый.район входит в юго-восточную часть впадины Красной реки, которая представляет собой одну из четырех кайнозойских впадин континентального шельфа. Вьетнама, расположенного на северо-западной окраине Южно-Китайского, моря. Она развивалась на различных по составу и времени „ формирования консолидированных участках континентальной коры и выполнена главным образом олигоцен-четвертичными отложениями преимущественно континентального происхождения, мощность которых в наиболее погруженных частях впадины достигает 12-14 км.

Глава 3. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

В этой главе дается характеристика артезианского бассейна равнины Бакбо и водоносных и водоупорных горизонтов исследуемого района. Важно отметить, что в гидрогеологическом отношении территория равнины Бакбо изучена неравномерно по площади и на незначительную глубину. Более или менее полное представление можно составить лишь о подземных водах, приуроченных к четвертичным отложениям.

Характеристика артезианского бассейна равнины Бакбо. Артезианский бассейн равнины Бакбо находится в крайней северо-восточной части Индокитайского гидрогеологического района. По данным Нгуен Тхыонг Хунг (1968), внешней областью питания являются выходы пород в районе хребта Хоанг Лиен Шон, а также в виде останцовых гор в низменной части бассейна. Возраст этих пород — от архея до четвертичных. Внутренняя область питания и накопления подземных вод бассейна приурочена к межгорной впадине Красной реки. Впадина выполнена палеогеновыми, неогеновыми и четвертичными отложениями.

Автором выделяются следующие основные водоносные и водоупорные горизонты: 1- водоносный горизонт верхнего голоцена (С^г) (горизонт (ЗпДЬ); 2 - водоупорный горизонт среднего и нижнего голоцена (С^-О (подгоризонт 0[уг"'ЬЬ2); 3 - водоносный горизонт нижнего голоцена (СИп) (подгоризонт <Згу3~ 'Ым); 4 - водоупорный горизонт верхнего плейстоцена ((}ур) (горизонт (¡>шур и т(2нЬл); 5 - водоносный горизонт среднего плейстоцена ((?р) (горизонт а(2нЬп); 6 - водоупорный горизонт нижнего плейстоцена ((}1с) (горизонт СЫс); 7 -водоносный горизонт порово-трещинных вод верхнего неогена (Ы2'уЬ) (горизонт М2уЬ); 8 - водоупорный горизонт нижнего неогена (N0 (горизонт Ы^Ь); 9 -водоносный горизонт трещинных вод триасовых отложений (Тг) (рис. 3).

Водоносный горизонт верхнего голоцена ((¿И^. Глубина залегания подошвы от 5 до 20 м; мощность от нескольких метров до 18 м (в среднем 12,5 м). Годовая амплитуда колебания уровня подземных вод составляет 1 - 3 м. Уровень подземных вод колеблется от 0,5 - 1,0 до 3 - 4 м от земной поверхности.

Наиболее главным механизмом разгрузки подземных вод водоносного горизонта в районе является испарение. Определенную роль в дренировании подземных вод играет сток в море и перетекание в водоносный горизонт <3111 в дождливый сезон.

Дебиты скважин 0,1 - 1,45 л/с., удельный дебит колеблется в пределах 0,01 - 0,5 л/с на метр. По величине минерализации вода в основном пресная (М < 1 г/л) и солоноватая (от .1 до 3 г/л и более). Площади, занимаемые пресными и солоноватыми водами, составляют, 50 и 45 % соответственно. Химический состав и минерализация грунтовых вод изменяются по сезонам. Воды горизонта представлены гидрокарбонатно-хлоридным натриевым и хлоридно-гидрокарбонатным натриевым типом. В прибрежной зоне под влиянием интрузии морских вод в водоносный горизонт (ЗЬ2, воды представлены хлоридным типом с минерализацией более 3 г/л.

Водоупорный горизонт среднего и нижнего голоцена (£>Ь2.1). Глубина залегания подошвы горизонта (ЗЬ2-1 - от 9 до 40 м. Мощность — от 3,5 до 25 м (в среднем - 15 м). Коэффициент фильтрации колеблется в пределах 1,7.10"3 -

1,7.10"4 м/сут.

Водоносный горизонт нижнего голоцена (Qhj). Глубина залегания подошвы горизонта изменяется в пределах от 20 до 60 м. Его мощность - от 10 до 25 м. Воды горизонта Qhj имеют напорный характер. Пьезометрический уровень этих вод устанавливается ниже земной поверхности на 0,5 — 2,4 м, иногда глубже. Общая минерализация вод изменяется от 1 до 28 г/л в зависимости от глубины залегания. Эти воды не используются для хозяйственно-питьевого или других видов водоснабжения.

Водоупорный горизонт верхнего плейстоцена (Qvp). Этот водоупорный горизонт встречается на всей территории исследуемого района и включает отложения Qinvp и mQnhn. , По литологическому составу эти отложения представлены преимущественно глинами. Их. коэффициент фильтрации колеблется в пределах 1.7.10"4 - 1,7.10"5 м/сут. В северной части района мощность горизонта Qvp составляет от 20 до 25 м, а в южной - от 25 до 50 м.

Водоносный горизонт среднего плейстоцена (Qp). Его кровлей является водоупорный горизонт'Qvp, а подошвой - глины отложений лэчи. Горизонт имеет «межпластовый» характер залегания и является напорным. Глубина подошвы изменяется от 53 м (на севере района) до 155 м (на юге). Его мощность изменяется от 10 до 55 м (в среднем - 35 м). Пьезометрический уровень напорных вод колеблется от 0,8 м ниже земной поверхности и превышает её на 0,1 — 0,2 м. Дебиты скважин Достигают 2-16 л/с, удельный дебит колеблется в пределах 1,1 — 12 л/с на метр. Величина водопроводимости изменяется в пределах от 700 до 1500 м2/сут,а коэффициент фильтрации 25 - 35 м/сут.

В пределах исследуемого., района лимичёский состав воды Горизонта Qp имеет четкую зональность в плане. В северной и северо-восточной части подземные воды имеют общую минерализацию 1-4 г/л. Химический состав этих вод разнообразен. г(гидр<?карбонатно-хлоридные магниево-натриевые воды, хлоридные натриевые; и •¡с.^.), Э. юЖной и юго-западной части, площадь которой составляет 650 км2, подземные воды имеют общую минерализацию менее 1 г/л и характеризуются, .в,....основном, хлоридно-гидрокарбонатным кальциево-натриевым составом.,., 1

Источником питания подземных вод в южной части водоносного горизонта Qp в основном являются воды горизонта N2vb.

Водоупорный горизонт нижнего плейстоцена (Qlc) представлен Глинами, в некоторых местах - мелкозернистыми песками мощностью от 1 до 19,5 м:

Водоносный горизонт порово-трещинных вод верхнего неогена (N^vb). Его мощность изменяется от 35 до 85 м (в среднем 65 м). По условиям залегания воды горизонта являются напорными. Пьезометрический уровень колеблется от 0,4 м ниже земной поверхности и иногда превышает её на 0,1- 0,6 м. Минерализация этих вод изменяется в пределах от 0,4 до 7 г/л. Химический состав пресных вод представлен хлоридно-гидрокарбонатным кальциево-натриевым составом. Источником питания водоносного горизонта Nivb являются воды водоносного горизонта Т2.

Водоупорный горизонт нижнего неогена (Ni) представлен глинами. Его глубина залегания и мощность еще не определены.

Водоносный горизонт трещинных вод триасовых отложений (Tjj. Этот, горизонт распространен в юго-западной части исследуемого района. Он сложен отложениями среднего отдела триаса горизонта донзао (Tîdg), представленными

сильно трещиноватыми и закарстованными известняками. На западе исследуемого района известняки толщи донзао, выходящие на земную поверхность, образуют известняковые горы. В юго-восточном направлении они погружаются под кайнозойские отложения. Мощность отложений Tjdg достигает 720 м, а мощность водоносного горизонта - до 150 м, потому что на глубине 150 м известняки становятся монолитами.

Уровень подземных вод колеблется от 0,1-1,8 до 4-6,3 м. Между сезонами уровень подземных вод колеблется в пределах 1 — 2 м. Минерализация этих вод изменяется в пределах от 0,2 до 0,5 г/л, по химическому составу - это гидрокарбонатные магниево-кальциевые воды. '

Источником питания водоносного горизонта Т2 являются дождевые и поверхностные воды. Водоносный горизонт Т2 является источником питания вышележащих водоносных горизонтов N2vb и Qp.

Глава 4. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИНЗЫ ПРЕСНЫХ ВОД И УСЛОВИЯ ЕЕ ФОРМИРОВАНИЯ .

Характеристика гидродинамических условий. Линза пресных подземных вод исследуемого района приурочена к водоносному горизонту Qp, который распространен в пределах всей площади равнины Бакбо. В соответствии со схемой гидроизопьез горизонта Qp отмечено два направления движения подземных вод (рис. 2): первое генеральное направление - с северо-запада на юго-восток, т.е. к морю, характерное для всей равнины Бакбо; второе направление, характерное для исследуемого района - с юго-запада на северо-восток, в сторону Красной реки.

В районе г. Ханоя конфигурация гидроизопьез определяется интенсивным эксплуатационным водоотбором для целей водоснабжения г. Ханоя, в результате чего сформировалась крупная депрессионная воронка размером в поперечнике 25 — 30 км. Пьезометрические уровни имеют абсолютные отметки до -11 м.

По генеральному направлению движения вод горизонта Qp наблюдается постепенное повышение обшей минерализации подземных вод и они от пресных постепенно переходят в солоноватые и соленые воды. Среди , этих вод сформировались пресные воды в виде линзы площадью 650 км2. Водоносный горизонт погружается в юго-восточном направлении к морю и соответственно увеличивается мощность линзы от 10 до 55 м. В прибрежной части горизонт поднимается и уменьшается его мощность вплоть до выклинивания. Глубина залегания подошвы линзы максимально составляет 155 м (в центре).

Питание водоносного горизонта Qp (рис. 3), в основном, осуществляется за счет перетока из нижележащего водоносного горизонта N2vb в центральной части линзы через незначительный по мощности водоупор Qlc. Некоторое ,значение имеет питание линзы на юго-западе, где породы водоносного горизонта Qp непосредственно залегают на породах водоносного горизонта Т2. Разгрузка подземных вод горизонт Qp осуществляется, главным образом, за счет восходящего перетекания через разделяющий горизонт Qvp в водоносный горизонт Qhi (судя по разности напоров).

Рис. 2. Схема гидроизопьез водоносного горизонта <2р в равнине Бакбо.

Условные обозначения 1 - гидроизопьезы, м абс. выс.; 2 - река; 3 — населенные пункты; 4 -исследуемый район; 5 — направление движения вод; 6 - линия гидрогеологического разреза.

I -1

Рис. 3. Гидродинамический разрез

(линия гидродинамического разреза см. рис. 2)

Условные обозначения А - область питания; Б - область напора; 1 - 6 - водоносные и водонепроницаемые породы: 1 - средне- мелкозернистые пески, 2 — крупнозернистые пески с галькой и гравием, 3 — супеси и суглинки, 4 - глина, 5 - песчаники, 6 - известняки, 7 - направление движения вод; 8 - граница водоносного горизонта: а - определена, Ь - не определена; 9 - скважина и слева: абс. высота напора, м.

Изменение химического состава подземных вод по площади. Анализ построенной схемы гидрогеохимической зональности позволил установить следующие закономерности изменения минерализации и типа подземных вод водоносного горизонта (}р по площади (рис. 4).

1) Химический состав подземных вод горизонта изменяется от залива Бакбо в северном и северо-восточном направлении. Эти изменения выражаются в увеличении концентрации хлора, натрия и магния и уменьшении концентрации НСО3. В результате в северной и северо-восточной части водоносного горизонта (}р залегают преимущественно гидрокарбонатно-хлоридные магниево-натриевые воды (М>1г/л), а в южной и юго-восточной воды приобретают хлоридно-гидрокарбонатный кальциево-натриевый состав (М<1г/л).

2) Отсутствие морской интрузии в пределах приморской части водоносного горизонта Ор можно объяснить тем, что над ним залегает мощный водоупорный горизонт верхнего плейстоцена — горизонт винфук (Оур).

Таким образом, проведенный анализ свидетельствует о закономерном изменении минерализации и типов подземных вод водоносного горизонта <3р на исследуемой площади, т.е. о существовании отчетливо выраженной плановой гидрогеохимической зональности по направлению движения подземных вод.

!Г~Н о Н • I3 Гу~1« Ш5 I х I8 1-аГ Ч!8

Рис. 4. Схема гидрогеохнмической зональности водоносного горизонта <3р

Условные обозначения 1 - хлоридно-гидрокарбонатные калышево-натриевые воды; 2 -гидрокарбонатно-хлоридные магниево-натриевые воды; 3 — хлоридные натриевые воды; 4 - 6 - районы распространения подземных вод с минерализацией, г/л: 4 - до 1,5- (1-3), 6 - >3; 7 - останцовые горы; 8 - граница: а - распространение водоносного горизонта <5р, б - различных вод по минерализации.

Изменение химического состава подземных вод с глубиной. Автором построен график изменения минерализации воды с глубиной, залегания изученных водоносных горизонтов. Из графика следует, что для исследуемого района в пределах изученного разреза до глубины 160 м характерна переменная гидрогеохимическая зональность. В разрезе четвертичных отложений минерализация подземных вод постепенно увеличивается от 1 г/л на глубине 2 м до 24 г/л на глубине 45 м. Затем, ниже водоупорного горизонта винфук (С}ур), на глубине от 55 до 160 м минерализация изменяется в пределах от 0,3 г/л до 1 г/л. При этом химический тип воды изменяется от хлоридно-гидрокарбонатных магниево-натриевых (НСОз-С1-Ыа-Г^), и гидрокарбонатно-хлоридных магниево-натриевых (С1-НСОз-Ка-1^), через хлоридные натриевые (С1-Ыа) до хлоридно-гидрокарбонатных кальциево-натриевых (НСОз-С1-Ыа-Са).

Изотопный состав подземных вод. Анализ содержания кислорода-18 и дейтерия в подземных водах показывает, что воды всех горизонтов имеют общие концентрации 5,,0 (от - 5,33 до - 8,46 %,<,), из чего можно сделать вывод, что водоносные горизонты имеют тесную гидродинамическую связь.

Значения концентрации 14С в водоносных горизонтах <ЗЬ2 и С?!^ варьируют от 69,4 до 100 ПСУ, т.е. возраст воды в водоносных горизонтах и С2111 варьирует от 50 до 1630 лет. В центральной части линзы водоносного горизонта (2р значения концентрации 14С варьируют в пределах 91,8-100 ПСУ, за пределами линзы концентрация 14С уменьшается до 49,6 ПСУ, т.е. возраст воды линзы варьирует от 50 лет в центральной ее части до 1340 - 3000 лет на границе пресных и соленых вод и до более чем 4320 лет за пределами линзы. В водоносном горизонте Ы2уЬ имеется один анализ. Концентрация 14С равна 100 ПСУ, это свидетельствует о том, что воды горизонта Ы2уЬ — современные.

По результатам изотопных исследований можно сделать вывод, что воды всех горизонтов имеют метеорное происхождение, взаимосвязаны между собой и сформировались в период от современного до 5 тыс. лет.

Формирование химического состава пресных вод водоносного горизонта Ор. Важнейшим фактором формирования линзы пресных вод в исследуемом районе является история геологического развития района. Трансгрессии и регрессии Южно-Китайского моря в четвертичном периоде являются непосредственным следствием тектонических движений. Эти движения на территории равнины Бакбо были настолько контрастными, неравномерными и часто сменяющимися, что приводили к резким изменениям режима моря - к наступлению и отступлению даже в пределах одного геохронологического подразделения.

На основании эпох трансгрессии и регрессии Южно-Китайского моря в четвертичном периоде (табл.1) в отношении формирования химического состава подземных вод водоносного горизонта С2р в исследуемом районе можно выделить три основных периода.

- Первый период — регрессия Южно-Китайского моря. Подземные воды водоносного горизонта (2р сформировались в толще песков, гравия и гальки "континентального происхождения за счет метеорных вод. Химический состав вод, вероятно, был гидрокарбонатный кальциевый и гидрокарбонатный магниево-кальциевый.

- Второй период - трансгрессия.'Происходил процесс засоления воды горизонта <3р. Химический состав, очевидно, был преимущественно хлоридный натриевый.

- Третий период - современное время. После отступания моря начался процесс смещения, морских соленых вод с континентальными пресными, который продолжается и поныне. В результате воды, приобрели многокомпонентный химический состав с минерализацией 2,5-13 г/л и более.

О. процессах смешения метеорных и морских , вод в исследуемом районе свидетельствует график А. Н. Огильви. Из трафика смешения метеорных и

Таблица 1

Эпохи трансгрессия н регрессии Южно-Китайского моря в четвертичном периоде

Индекс водоносных горизонтов и водоупоров_ Длительность периода, тыс. лет Индекс Стратиграфических горизонтов. Литологическая колонка Мощность, м. Состав пород Эпохи трансгрессии и регрессии Период

(2Ьг 1 <31У5Й>2 -—7 _1_ До 1» Пылеватая глина, мелкозернистые пески Суша (метеорные воды) Третий

3 С^У'Л, Суглинки, супеси, мелкозернистые пески. Море (седиментогенные воды) Суша (метеорные воды)

<3112-1 10 <2ГУ2 'Ыъ --- 3,5 25 Глина, суглинки. Море (седиментогенные воды)

<ЗЬ! (З.у'-'ЬЬ, .-" 10 25 Мелкозернистые пески, пылеватая глина. Суша (метеорные воды)

Оур 125 <ЗшУр - . 20 50 Глина, Мелкозернистые пески Море (седиментогенные воды) Суша (метеорные воды) Второй

700 ОпЬп Глина, суглинки с включением линз мелкозернистого песка. Море (седиментогенные воды)

Ор • • • • • • 10 55 Крупнозернистые пески с галькой и гравием. Суша (метеорные воды) Первый

01с 1600 011с --- 1 -ь 19,5 Глина, в некоторых местах - мелко- среднезернистые пески. Суша (метеорные воды)

морских вод (рис. 5) видно, что точки ионного состава минерализованных вод горизонтов <3р и С)^ удовлетворяют уравнению прямой линии.: * Это подтверждает вывод, что воды водоносного горизонта С?р в третьем периоде истории образовались в процессе смешения метеорных и морских вод.

В современное время в формировании линзы , пресных вод горизонта Ор участвуют воды известняков Т2 толщи "донзао". Известняки выходят на' поверхность земли к западу линзы в виде останцовых гор. Характерной

♦ Na шСа дМд *С1 жНСОЗ

Рве. 5. График смешения метеорных н морских вод в приморской части равнины

Бакбо

особенностью известняков является наличие в них интенсивно развитого карста. Накопление и движение подземных вод в известняках происходит главным образом по закарстованным трещинам и пустотам, простирающимся, возможно, на глубину 100 - 150 м и более. Гидравлически воды водоносного горизонта Т2 связаны с подземными водами вышележащих водоносных горизонтов, в том числе водоносного горизонта порово-трещинных вод верхнего неогена (N2vb) и

водоносного горизонта <2р. О взаимосвязи этих горизонтов свидетельствуют и изотопные данные 14С по определению возраста вод.

По нашему мнению, основным источником питания линзы пресных вод водоносного горизонта <2р является перетекание пресных вод горизонта N2vb через незначительный водоупор (}1с; некоторое значение имеет питание линзы на юго-западе, где горизонт (}р непосредственно залегает на водоносном горизонте Т2.

Воды горизонта Т2 питают водоносный горизонт Т^уЬ. После того как пресные воды водоносного горизонта ЫгУЬ перетекают в водоносный горизонт <3р, происходит процесс их смешения с солоноватыми водами горизонта Г)р и частичное вытеснение солоноватых вод Ор вверх через водоупор (}ур. Нами выполнили расчет времени опреснения горизонта (2р за счет подтока пресных вод из горизонта М2уЬ и вытеснения его соленой воды через водоупор С£ур. Исходящие данные тср= 35м, па=0,1 - параметры горизонта С|р; Ко=1,7* 1СГ4, ш0= 35м - параметры горизонта <3ур. Принимаем разницу в уровнях на подошве и кровле глин С2ур равной ДН0= 0,4м, что соответствует наблюдаемой в действительности.

Запасы пресных вод в порах горизонта (2р равны:

V = ш^, *п, = 35 * 0,1 * 650.106 =22 75*10в

Переток воды через глины водоупора ()ур равен:

(2г =-^-ДН0Р = ±1^—0,4*650.10' = 1263 м /сут т„

1Иод вытеснен

- = 1,8*10' сут.» 4931 лет

т„ 35

Период вытеснения соленых вод горизонта С2р в горизонт (З^: х V 2275*10'

1263

В результате этого образуется линза пресных вод в горизонте С?р. По результатам анализа пресные воды линзы имеют преимущественно хлоридно-гидрокарбонатный кальциево-иатриевый состав с рН 7,5 - 8,2 и минерализацию от 0,4 до 1,0 г/л.

Учитывая, что в течение геологической истории и в настоящее время метеорные воды имели большое значение в формировании подземных вод, рассмотрим их химический состав. Химический состав метеорной воды гидрокарбонатно-хлоридный магниево-натриевый:

С153НС0.47

МО,039---

(№ + К)47Ме30Са23

По закарстованным трещинам и пустотам известняков горизонта Тг атмосферные осадки питают этот водоносный горизонт. В процессе движения атмосферной воды в водоносном горизонте Тг протекает процесс углекислотного выщелачивания карбонатной породы:

СаСОз + С02 + НгО —» Са2+ + 2НСОз" В результате этого воды водоносного горизонта Тг имеют гидрокарбонатный мапшево-кальциевый состав с минерализацией 0,2 - 0,5 г/л: М(0Д - 0,5) НС03(77-97) 4 ^ Са(58 - 46)М§(32 - 38) у В свою очередь воды горизонта Тг питают вышележащий водоносный горизонт Ы2уЬ. При внедрении пресных подземных вод гидрокарбонатного

магниево-кальциевого состава горизонта Т2 в водоносный горизонт М2уЬ, содержащий пылеватую глину морского происхождения, в поглощенном комплексе которой преобладает натрий, могут происходить реакции катионного обмена:

? 1Мя+ + Гя2* = Ь N3 + Гя2+ 1 а порода вода 1 аво;;а ^ порода

В результате катионного обмена в водоносном горизонте Ы2уЬ формируются подземные воды гидрокарбонатного кальциево-натриевого состава (табл. 2). При перетекании воды горизонта 1^2уЬ в горизонт <3р они смешиваются с солоноватыми водами горизонта (}р и становятся более солеными (табл. 2). Процесс смешения пресных гидрокарбонатных кальциево-натриевых вод горизонта Ы2уЬ и солоноватых гидрокарбонатно-хлоридных магниево-натриевых вод горизонта (}р показан на рис. 6.

О 0,5 1 1,5 2 2,5 3

М, г/л

♦ №+К ■ Са а Мд »С! ж НСОЗ

Рис. 6. График смешения гидрокарбонатных кальциево-иатриевых и гидрокарбонатно-хлоридных магниево-натриевых вод

Из графика видно, что точки ионного состава пресных вод линзы

удовлетворяют уравнениям прямых, соединяющих соответствующие точки исходных вод. По мере роста минерализации смешанных вод содержание иона хлора растет быстрее, чем гидрокарбонатного и соответственно воды представлены гидрокарбонатно-хлоридным магниево-натриевым составом при минерализации более 1,0 г/л. Таким образом, в результате смешения формируется линза пресных вод преимущественно хлоридно-гидрокарбонатного кальциево-натриевого состава.

Таблица 2

Содержание макрокомпонентов (мг/л) подземных вод в водоносных горизонтах Тг, ^уЬ и <3р (9/1995)

Водоносный горизонт Макрокомпоненты Т2 РР

Ыа 22 57,3 89,5

Са 62,5 30,1 34,6

мё 22,4 14,6 17,2

С1 20,5 35,5 63,8

НСОз 241 247 250

РН 7,1 8 8,1

Минерализация 250 330 490

Формула Курлова НСОэ87 НСОз 69 НС0357С125

Ca53MgЗ 1 Ыа48Са30 Ка55Са25

Глава 5. ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛИНЗЫ ПРЕСНЫХ ВОД ДЛЯ ХОЗЯЙСТВЕНО-ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Линза пресных подземных вод горизонта (2р, приуроченная к водоносному горизонту С>р, представляет собой месторождение подземных вод артезианского бассейна платформенного типа и расположена в краевой части артезианского бассейна.

К сожалению, оказалось, что в процессе проведения гидрогеологических исследований в исследуемом районе в недостаточном объеме была получена исходная информация для решения задачи по оценке эксплуатационных запасов пресных подземных вод. Поэтому нами дается оценка лишь естественных запасов, которые являются основным источником формирования эксплуатационных запасов и играют существенную роль при оценке производительности водозаборного сооружения. При выполнении расчетов нами принимались во внимание следующие условия и ограничения: 1) Оценка производится в контуре площади распространения пресных вод; 2) Расчетный срок эксплуатации для будущих водозаборов обычно принимается округленная величина 104 сут. => 27,4 лет.

В общем случае естественные запасы водоносного горизонта <3р на площади распространения линзы пресных вод Р составляют:

V,- Уу+ У. =Р(ц*Ь + цт),

где V, — общие естественные запасы; Уу — упругие запасы; Уе - емкостные запасы; ¡л* - упругая водоотдача; р. - гравитационная водоотдача; А* - высота напора над кровлей пласта; т — мощность пласта.

Средний расход использования естественных запасов подземных вод (), будет равен:

где а - коэффициент использования естественных запасов участка; -расчетный срок водоотбора.

По результатам исследования на площади линзы пресных вод принимаем следующие значения: Б = 650 км2; ц* = 0,0005; ц = 0,1; Л* = 70 м (средняя величина); т — 35 м. (средняя мощность); и = 104 суток; а = 0,3.

Расчет объема естественных запасов пресных вод составляет около 2,3*109 м3. Средний расход использования естественных запасов линзы из расчетного срока эксплуатации 27,4 лет составит более 70 тыс. м'/сут.

Оценка качества пресных подземных вод. В настоящее время во Вьетнаме нормативным документом для оценки качества питьевых вод является ГОСТ 5944-95. Сравнение этого документа с СанПиНом, действующим в России, показывает их большое сходство (табл. 3).

Таблица 3

Нормируемые компоненты и показатели ДДК (не более), мг/л Нормируемые компоненты и показатели линзы пресных вод, мг/л

ГОСТ 5944-95 Вьетнам СанПиН 2.1.4.1074-01 Россия

Водородный показатель - рН . 6-9 7,5 - 8Д

Обшзя минерализация (сухой остаток) 1000 1000(1500) 400-1000

Жесткость общая, мг-экв/л 7,0 7,0(10) <7,0

Аммиак (№Ц) 3,0 2,0 0,55 -1,86

Барий (Ва*) - 0,1 0,0008 - 0,0011

Железо (Ре. суммарно) 0,5 0,3(1,0) 0,2 - 5,5

Кобальт (Со) - 0,1 0,0001-0,01

Марганец (Мп, суммарно) 0,1 0,1 (0,5) 0,014-0,08

Медь (Си, суммарно) 1,0 1,0 0,0007-0,0016

Мышьяк (Аз, суммарно) 0,05 0,05 0,00015-0,045

Ншеяь (N1, суммарно) - 0,1 0,001 - 0,01

Нитраты (поЖЬ) 45 45,0 13,2-16,3

Свинец (РЬ, суммарно) 0,05 0,03 0,0013-0,0026

Сульфаты (8С>0 400 500 2-41

Хлориды (С1-) 350 350 55-350

Хром (Сг'*) - 0,05 0,0004 - 0,001

Цинк (гп2+) 5,0 5,0 0,0032-0,0053

В таблице 3 приводятся результаты 100 химических анализов пресных подземных вод горизонта (}р. Сравнение фактических данных с нормами, действующими во Вьетнаме, показывает, что содержание практически всех

компонентов химического состава вод горизонта С>р не превышает ПДК, за исключением железа. Это обстоятельство осложняет решение проблемы водоснабжения в районе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Заключение

В диссертационной работе содержится новое решение актуальной научной и практической задачи, связанней с формированием и перспективами использования линзы пресных вод водоносного горизонта (2р в юго-восточной части равнины Бакбо (Северный Вьетнам).

Основные научные и практические результаты исследований заключаются в следующие.

1) Построена гидродинамическая и гидрогеохимическая схема неоген-четвертичных отложений, позволившая дать характеристику гидрогеологических условий формирования линзы пресных вод в водоносном горизонте (2р.

2) Выявлена гидрохимическая зональность пресных вод горизонта Ор с выделением трех гидрохимических зон по площади, отличающихся величиной минерализации и общим химическим составам.

3) На основании анализа истории геологического развития района определен характер водообмена, направленность процессов формирования подземных вод, связь водоносных горизонтов с поверхностными водами и между собой.

4) Установлено, что основным процессом формирования минерализованных вод горизонта <2р является смешение вод морского и континентального генезиса. Образование линзы пресных вод связано с перетеканием пресных вод из нижележащих водоносных горизонтов неогена и триаса.

5) Анализом изотопного состава подземных вод определено геологическое время формирования линзы пресных вод. Высказана возможность образования вод с преобладанием в катионном составе натрия за счет катионного обмена.

6) Показано, что линза пресных вод горизонта <3р представляет собой месторождение пресных вод, расположенное в краевой приморской части артезианского бассейна Красной реки. Подсчитаны естественные запасы пресных вод линзы, дающие возможность получать более 70 тыс. м3/сут в течение 27,4 лет.

Рекомендации

Дальнейшее изучение подземных вод горизонта (?р исследуемой территории должно быть направлено на:

- создание сети скважин для наблюдения за гидродинамическим режимом и химическим составом подземных вод; на этой сети особое внимание следует уделить изучению взаимосвязи подземных и поверхностных вод, а также вод будущего эксплуатируемого горизонта С?р с водами нижележащих отложений

, особенно для зон, где развиты трещины и разломы;

- изучение гидрогеологических условий на больших глубинах;

- организацию опытно-балансового участка для определения отдельных элементов баланса подземных вод линзы и уточнение ее ресурсов;

- создание водозаборов для рационального использования пресных вод линзы;

- изучение и количественную оценку интрузии морских вод при интенсивном отборе пресных вод линзы;

- изучение и выяснение закономерностей развития карста в горизонте в связи с формированием в нем пресных подземных вод.

Настоящая диссертационная работа представляет собой первую сводку по формированию линзы пресных вод и перспективам ее использования в районе. Автор надеется, что она будет полезна при дальнейшем изучении линзы пресных вод. Вполне естественно, что по мере накопления фактического материала сделанные автором выводы будут уточняться и конкретизироваться.

В дальнейшем автор намерен продолжать гидрогеологические исследования, в основном в том же районе. Все критические замечания и советы будут приняты с благодарностью и, безусловно, учтены в дальнейшей работе.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Гидрогеологические условия провинции Намдинь Северного Вьетнама и перспективы использования пресных подземных вод для водоснабжения // Изв. вузов. Геология и разведка. М.:2005, №3. С. 69-71.

2. Химический состав линзы пресных вод в водоносном горизонте <3р равнины Бакбо Северного Вьетнама // Изв. вузов. Геология и разведка. М.:2006.№З.С. 44-49.

3. Формирование химического состава линзы пресных вод на равнине Бакбо (Северный Вьетнам) // Научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые - наукам о земле». РГГРУ. М.:2006. С. 117.

Подписано в печать 44. 09. 2006 г. Объем <.° п.л. Тираж 4 ее экз. Заказ № " в'

Редакдионно-издательский отдел РГГРУ Москва, ул. Миклухо-Маклая, 23

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Чан Хи Куанг

Введение.

Глава 1. физико-географические условия.

1.1. Административное положение.

1.2. Общая характеристика рельефа.

1.3. Гидрография.

1.4. Климат.

Глава 2. геологическое строение.

2.1. Краткая история геологических и гидрогеологических исследований равнины Бакбо и провинции Намдинь.

2.2. Стратиграфия.

2.3. Структурно-тектонические условия.

2.4. Геоморфология.

2.5. История геологического развития района.

Глава 3. гидрогеологические условия.

3.1. Характеристика артезианского бассейна равнины Бакбо.

3.2. Характеристика водоносных горизонтов и водоупорных толщ.

Глава 4. гидрогеологическая характеристика линзы пресных вод и условия её формирования.

4.1. Характеристика гидродинамических условий.

4.2. Характеристика химического состава подземных вод.

4.3. Изотопный состав.

4.4. Формирование химического состава пресных вод водоносного горизонта Qp.

Глава 5. оценка перспектив использования линзы пресных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

5.1. Оценка естественных запасов пресных вод горизонта Qp.

5.2. Оценка качества пресных подземных вод горизонта Qp.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Формирование линзы пресных подземных вод в юго-восточной части равнины Бакбо Северного Вьетнама и перспективы ее использования для водоснабжения"

Актуальность

Изучение и рациональное использование водных ресурсов Вьетнама в настоящее время является одной из актуальных задач, решение которой открывает возможности для устойчивого развития страны.

Исследуемый район охватывает юго-восточную приморскую часть бассейна Красной реки, где общий фон равнинного рельефа исторически является местом наиболее плотного проживания населения Северного Вьетнама. Здесь традиционно широко развито интенсивное земледелие, концентрируются промышленные производства и базы отдыха на побережье моря. В настоящее время данный район еще не использует подземные воды в промышленных масштабах. Населенные пункты и г. Намдинь (с населением более 350 тыс. чел. [67]) обеспечиваются пресной водой, в основном, из поверхностных водотоков (главным образом из Красной реки). Однако поверхностные воды под влиянием морских приливов и антропогенных причин часто не отвечают санитарным требованиям и требуют тщательной водоподготовки. Поэтому более надежным и современным решением проблемы водоснабжения является использование пресных подземных вод. В связи с этим изучение подземных вод хозяйственно-питьевого назначения является актуальной проблемой в районе. Объект исследований

Объектом исследований являются подземные пресные воды, л залегающие в виде линзы площадью 650 км в юго-восточной приморской части артезианского бассейна Красной реки.

Цель работы

Изучить условия, факторы и процессы формирования пресных подземных вод, залегающих в виде линзы в водоносном горизонте среднего плейстоцена (Qp), содержащем солоноватые и соленые воды, а также оценить перспективы их использования для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Задачи работы

В соответствии с целевой установкой поставлены следующие задачи научных исследований:

- изучение природных условий исследуемого района (климат, рельеф, гидрография и др.) и определение их роли в формировании подземных вод;

- изучение геологических и гидрогеологических условий: характеристика водоносных горизонтов, построение гидрогеологической модели района (условия питания, движения и разгрузки, взаимосвязь подземных и поверхностных вод, взаимодействие водоносных горизонтов);

- характеристика процессов, обусловивших формирование линзы пресных подземных вод;

- оценка естественных запасов и качества подземных вод линзы и перспектив ее эксплуатации.

Фактические материалы

Фактическими материалами являются данные региональных геолого-гидрогеологических исследований, многолетние режимные наблюдения и опытно-фильтрационные работы, проводившиеся на территории района в разные годы, но в основном, в течение 1995 -2000 гг. (использовались фактические материалы, полученные следующими организациями - Ханойским горно-геологическим институтом, Геологическим институтом Вьетнама, Гидрогеологической экспедицией №2). Автор принимал непосредственное участие в этих работах в качестве инженера. Методика исследования

Методика исследования включала: систематизацию, комплексный анализ и обобщение региональных материалов, фондовых и опубликованных данных по геологии и гидрогеологии района. Использовались историко-геологический, палеогидрогеологический и гидрогеохимический методы исследований. Научная новизна

В диссертации впервые комплексно рассмотрено формирование линзы пресных вод в данном районе. Защищаемые положения

1. Формирование линзы пресных подземных вод в водоносном горизонте среднего плейстоцена (Qp) является результатом проявления историко-геологических и гидродинамических процессов в течение последних 5 тыс. лет.

2. Основным источником современного питания вод водоносного горизонта Qp являются пресные воды нижележащих горизонтов верхнего неогена (N2vb) и среднего триаса (Т2), смешивающиеся в результате перетекания с минерализованными водами горизонта Qp, сохранившимися от последней трансгрессии Южно-Китайского моря.

3. Естественные запасы пресных подземных вод горизонта Qp сформировались за счет емкостных (2275*106 м3) и упругих (2275*104 о м) запасов, что дает возможность их использования для л водоснабжения в течение 27,4 лет в количестве более 70 тыс. м /сут.

Практическая значимость и реализация результатов работы

Практическая ценность полученных результатов заключается в возможности использования линзы пресных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Апробация работы

Результаты диссертационной работы доложены на научной конференции «Молодые - наукам о земле» (Москва, РГГРУ, 2006 г.). Публикации

По теме диссертационной работы опубликованы две статьи в журнале «Изв. вузов. Геология и разведка» и тезисы в трудах конференции «Молодые - наукам о земле». Структура и объем работы

Диссертационная работа имеет общий объем 106 стр., включая 19 рисунков, 17 таблиц и список литературных источников из 70 наименований, состоит из введения, 5 глав и заключения.

Заключение Диссертация по теме "Гидрогеология", Чан Хи Куанг

Заключение

В диссертационной работе содержится новое решение актуальной научной и практической задачи, связанней с формированием и перспективами использования линзы пресных вод водоносного горизонта Qp в юго-восточной части равнины Бакбо (Северный Вьетнам).

Основные научные и практические результаты исследований заключаются в следующие.

1) Построена гидродинамическая и гидрогеохимическая схема неоген-четвертичных отложений, позволившая дать характеристику гидрогеологических условий формирования линзы пресных вод в водоносном горизонте Qp.

2) Выявлена гидрохимическая зональность пресных вод горизонта Qp с выделением трех гидрохимических зон по площади, отличающихся величиной минерализации и общим химическим составам.

3) На основании анализа истории геологического развития района определен характер водообмена, направленность процессов формирования подземных вод, связь водоносных горизонтов с поверхностными водами и между собой.

4) Установлено, что основным процессом формирования минерализованных вод горизонта Qp является смешение вод морского и континентального генезиса. Образование линзы пресных вод связано с перетеканием пресных вод из нижележащих водоносных горизонтов неогена и триаса.

5) Анализом изотопного состава подземных вод определено геологическое время формирования линзы пресных вод. Высказана возможность образования вод с преобладанием в катионном составе натрия за счет катионного обмена.

6) Показано, что линза пресных вод горизонта Qp представляет собой месторождение пресных вод, расположенное в краевой приморской части артезианского бассейна Красной реки. Подсчитаны естественные запасы пресных вод линзы, дающие возможность л получать более 70 тыс. м /сут в течение 27,4 лет. Рекомендации

Дальнейшее изучение подземных вод горизонта Qp исследуемой территории должно быть направлено на:

- создание сети скважин для наблюдения за гидродинамическим режимом и химическим составом подземных вод; на этой сети особое внимание следует уделить изучению взаимосвязи подземных и поверхностных вод, а также вод будущего эксплуатируемого горизонта Qp с водами нижележащих отложений N2vb , особенно для зон, где развиты трещины и разломы;

- изучение гидрогеологических условий на больших глубинах;

- организацию опытно-балансового участка для определения отдельных элементов баланса подземных вод линзы и уточнение ее ресурсов;

- создание водозаборов для рационального использования пресных вод линзы;

- изучение и количественную оценку интрузии морских вод при интенсивном отборе пресных вод линзы;

- изучение и выяснение закономерностей развития карста в горизонте T2dg в связи с формированием в нем пресных подземных вод.

Настоящая диссертационная работа представляет собой первую сводку по формированию линзы пресных вод и перспективам ее использования в районе. Автор надеется, что она будет полезна при дальнейшем изучении линзы пресных вод. Вполне естественно, что по мере накопления фактического материала сделанные автором выводы будут уточняться и конкретизироваться.

В дальнейшем автор намерен продолжать гидрогеологические исследования, в основном в том же районе. Все критические замечания и советы будут приняты с благодарностью и, безусловно, учтены в дальнейшей работе.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Чан Хи Куанг, Москва

1. Абдрахманов Р. Ф., Попов В. Г. Минеральные лечебные воды Башкортостана. Уфа, Гилем, 1999.

2. Али-Заде С. А., Алиев Ф. Ш., Красильщиков Л. А., Листенгартен В. А. Геология и гидрогеология предгорных равнин. М., Недра, 1990.

3. Белоусова А. П., Гавич И. К., Лисенков А. Б., Попов Е. В. Экологическая гидрогеология. М., ИКЦ Академкнига, 2006.

4. Боревский Б. В., Дробноход Н. И., Язвин Л. С. Оценка запасов подземных вод. Изд. 2-е. Киев, Высшая школа, 1989.

5. Боревский Б. В., Самсонов Б. Г., Язвин Л. С. Методика определения параметров водоносных горизонтов по данным откачек. Изд. 2-е. М., Недра, 1979.

6. By Нгок Ки, Нгуен Ким Нгок. Гидрогеохимическая особенность иона хлора в четвертичных отложениях района Хайфона.// "Геология", вып. № 41/4-76, Ханой (на вьетнамском языке).

7. By Нгок Ки. Гидрогеологические особенности северной части Вьетнама.// "Геология", вып. № 45/11-76, Ханой (на вьетнамском языке).

8. Гавич И. К. Гидро-геодинамика. М., Недра, 1988.

9. Геологическая карта равнины Бакбо. Масштаб 1:500000. Гостехиздат., Ханой, 1965 (на вьетнамском языке).

10. Геологическая карта района Намдинь. Масштаб 1:200000. Гостехиздат., Ханой, 1999 (на вьетнамском и английском языке).

11. Геологическая карта района Нинбинь. Масштаб 1:200000.

12. Гостехиздат., Ханой, 1970 (на вьетнамском и английском языке).

13. Геотектоническая карта северной части Вьетнама. Масштаб 1:500000. Гостехиздат., Ханой, 1975 (на вьетнамском языке).

14. Гидрогеологическая карта равнины Бакбо. Масштаб 1:500000. Гостехиздат. Ханой, 1998 (на вьетнамском языке).

15. Гидрогеология Азии. Под общ. ред. Н. А. Маринова. М., Недра, 1974.

16. Гидродинамические и физико-химические свойства горных пород. Под ред. Веригина Н. Н. -М., Недра, 1977.

17. Гидрологический справочник. Изд-во ГУВ, Ханой, 19561970, 1971-1985 (на вьетнамском языке).

18. Голицын М. С., Колдышева Р. Я. Оценка нормативной базы питьевых подземных вод.// Использование и охрана природных ресурсов в России, № 9-10,2003.

19. Гольдберг В. М., Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. М., Недра, 1984.

20. Данг Хыу Он. Гидравлическая взаимосвязь между поверхностными и подземными водами равнины Бакбо. Ежегодник "Научные исследования", Горно-геологический институт, Ханой, 1994, (на вьетнамском языке).

21. Джамалов Р. Г. Подземный водообмен суши и моря и его закономерности.// Автореферат доктор. Диссертации, Ленинград, 1991.

22. Джамалов Р. Г., Зекцер И. С., Месхетели А. В. Подземный сток в моря и мировой океан. М., Наука, 1977.22.3екцер И. С. Закономерности формирования подземного стока и научно-методические основы его изучения. М., Наука, 1977.

23. Каменский Г. Н. Основы динамики подземных вод. M.-JL, Госгеолтехиздат, 2-е изд., 1943.

24. Карцев А. А., Вагин С. Б., Басков Е. А. Палеогидрогеология. М., Недра, 1969.

25. Кац Д. М., Шестаков В. М. Мелиоративная гидрогеология. Изд 2-е. М., Изд-во Моск. ун-та, 1992.

26. Ковалевский В. С. Исследования режима подземных вод в связи с их эксплуатацией. М., Недра, 1986.

27. Ковда В. А. Происхождение и режим засоленных почв, т. 1. М., 1946.

28. Короткое А. И., Павлов А. Н. Гидрохимический метод в геологии и гидрогеологии. Л., Недра, 1972.

29. Костяков А. Н., Фаворин Н. Н., Аверьянов С. Ф. Влияние оросительных систем на режим грунтовых вод. М., 1956.

30. Крайнов Б. Н., Рыженко Б. Н., Швец В. М. Геохимия подземных вод. М., Наука, 2004.

31. Крайнов С. Р., Швец В. М. Геохимия подземных вод хозяйственно-питьевого назначения. М., Недра, 1985.

32. Куделин Б. И. Принципы региональной оценки естественных ресурсов подземных вод. М., Изд-во Моск. ун-та, 1960.

33. Нгуен Тхыонг Хунг. Основные черты гидрогеологических условий Северного Вьетнама.// «Известия о геологической разведке», № 11,1968 (Вьетнам).

34. Нгуен Дык Там. Геология впадины Красной реки, Вьетнам.// "Геология", вып. № 85-86/1968, Ханой (на вьетнамском языке).

35. Объедков Ю. JI. Формирование естественных ресурсов подземных вод аридных районов. М., Наука, 1986.

36. Зб.Огильви А. Н. К вопросу о методике изучения минеральныхисточников. Труды. Бальнеол. Ин-т Кавк. Минер. Вод, 1925.

37. Питьева К. Е. Основы региональной геохимии подземных вод. М., Изд-во Моск. ун-та, 1995.

38. Питьева К. Е., Брусиловский С. А., Вострикова JI. Ю. Чесалов С. М. Практикум по гидрогеохимии. М., Изд-во Моск. ун-та, 1984.

39. Плотников Н. И. Поиски и разведка пресных подземных вод. М., Недра, 1985.

40. Подземный сток на территории СССР. Под ред. Куделина Б. И. М., Изд-во Моск. ун-та, 1966.

41. Посохов Е. В. Происхождение содовых вод в природе. JL, Гидрометеоиздат, 1969.

42. Селецкий Ю. Б., Поляков В. А., Якубовский А. В., Исаев И. В. Дейтерий и кислород-18 в подземных водах (масс-спектрометрические исследования). М., Недра, 1973.

43. Системный подход к управлению водными ресурсами. Под ред. Бисваса А. М., Наука, 1985.

44. То Ван Нью. Прогноз эксплуатационных запасов подземных вод на территории Ханоя (СРВ). «Вопросы гидрогеологии». Изд-во Моск. ун-та, 1981.

45. Фам Ки Нган. Определение коэффициента фильтрации водовмещающих пород водоносного горизонта Qp в районе Ханоя методом статистики.// Геологический и полезный ископаемый журнал, Ханой, № 1/1999.

46. Федорова Т. К. Физико-химические процессы в подземных водах. М., Недра, 1985.

47. Фрид Ж. Загрязнение подземных вод. М., Недра, 1981.

48. Чан Туат, Нгуен Дык Ньат. Основные гидрологические условиярек северной части Вьетнама. Изд-во ГУВ, Ханой, 1980 (на вьетнамском языке).

49. Шестаков В. М. Динамика подземных вод. Изд 3-е. М., Изд-во Моск. ун-та, 1995.

50. Штенгелов Р.С. Формирование и оценка эксплуатационных запасов пресных подземных вод. М., Недра, 1988.

51. Bui Hoc, Le Thi Lai, Maria-Theresia Schafmeister, Pham Khanh Huy, Do Van Binh. Application of isotopic hydrogeological methods to investigate ground water in Namdinh area.// Geology, №21.2003, Hanoi, (на английском языке).в) фондовой

52. Вьетнамский государственный стандарт о качестве для хозяйственно-питьевой воды. Том 1, Ханой, 1995.

53. Доан Ван Кань Ресурс и экология подземных вод в районе Намдинь и Ханам.// Итоговый отчет, Ханойский горногеологический институт, 1997.

54. Доан Ван Кань. Изучение качества подземных вод в юго-восточной приморской зоне равнины Бакбо с использованием программы GWW.// Итоговый отчет, Ханойский горногеологический институт, 1997.

55. Карта рельефа равнины Бакбо. Масштаб 1:200000. Изд-во «Карты главного управления земельных кадастров», 1996 (на вьетнамском языке).

56. Нго Куанг Тоан. Особенности формирования и история развития четвертичных образований северо-востока равнины Красной реки.// канд. диссертация, Ханойский университет, г. Ханой (Вьетнам), 1995.

57. Нгуен Ван Кы и др. Гидрологические условия впадины Краснойреки и ее роль в формировании современных трещин.// Доклад на научно-техническом конгрессе, Ханой, 1986 (на вьетнамском языке).

58. Нгуен Ван Льен. Основные особенности геологии и тектоники впадины Красной реки (СРВ).// Автореферат канд. диссертации. Москва, 1995.

59. Нгуен Ван Тук. Подземные воды равнины Бакбо северного Вьетнама и перспективы их использования для целей водоснабжения.//Канд. диссертации, Москва, 1971.

60. Нгуен кань Шон. Закономерности формирования режима подземных вод впадины Красной реки и их взаимосвязь с трещинообразованием.// Автореферат канд. диссертации, Москва, 1997.

61. Нгуен Ким Нгок. Ресурс подземных вод городов Северного Вьетнама.// Доклад на симпозиуме «водоснабжения Ханоя», г. Ханой (Вьетнам), 02.1995.

62. Нгуен Тхи Тху Ха. Формирование и закономерности распространения азотного загрязнения в подземных водах четвертичных отложений правобережья Красной реки в пределах г. Ханой (Вьетнам).// Автореферат канд. диссертации, Москва, 1997.

63. Нгуен Хюы Туан. Условия формирования и региональная оценка эксплуатационных ресурсов подземных вод четвертичных отложений впадины Красной реки (СРВ).// Канд. диссертация, Москва, 2002.

64. Нгуен Зуй Хунг. Исследование и определение качества подземных вод в некоторых районах провинции Намдинь.// Итоговый отчет, Намдиньское научно-экологическое учреждение,2000.

65. Нгуен Дин Кат. Геотектоника Северного Вьетнама.// Канд. диссертации, Москва, 1973.бб.Особенности режима подземных вод равнины Бакбо.// Итоговый отчет промышленного министерства Вьетнама, Ханой, 1998.

66. Планы изучения и использования подземных вод в районе Намдинь до 2010.//Доклад областной администрации, 2000.

67. Подземные воды равнины Бакбо. Под ред. Ле Ван Хиен. Изд-во «управления геологии и минералов» в Министерстве промышленности. Ханой, 1998 (на вьетнамском языке).

68. Управления геологии и минералов в Министерстве промышленности. Ханой, 2001 (на вьетнамском языке).

69. Фам Ки Нган. Определение вещественного переноса в водоносном горизонте Qp в районе Ханоя.// Итоговый отчет министерской программы. № B49-18-6d-31, Ханойский горно-геологический институт, 1996.