Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Формирование потоков подземных вод Ширазской впадины (Иран)

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Камали Голамреза

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК.

1.1. Общая характеристика.

1.2. Административное положение.

1.3. Рельеф.

1.4 .Климат.

1.4.1. Температурный режим.

1.4.2. Осадки.

1.4.3. Испарение.

1. 5. Гидрографическая сеть.

1.6. Почвенно-растительный покров.

ГЛАВА 2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ.

2.1. Геологическая изученность территории.

2.2. Стратиграфия.

2.3. Тектоника.

2.3.1. Гповальная тектоника.

2.3.2. Тектоника района.

2.3.3. Разломы района.

2. 4 .Магматизм и диапиры.

2.5. Литология четвертичных отложений Ширазской впадины.

2 .6. Расчленение четвертичных отложений (01 - СЦ).

2.7. Отложения озера Махарлу.

Выводы.

ГЛАВА 3. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ШИРАЗСКОЙ ВПАДИНЫ.

3.1 Гидрогеодинамические условия.

3.2. Характеристика водоносных горизонтов (комплексов).

3.3. Химический состав подземных вод.

3.4.тяжелые металлы в подземных водах ширазской впадины.

3.5. геотемпературное поле ширазской впадины.

Выводы.

ГЛАВА 4. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ БАЛАНС ШИРАЗСКОЙ ВПАДИНЫ.

4.1. Баланс потоков подземных вод Ширазской впадины в.

4.1.1. Приходные составляющие водного баланса.

4.1.2.Расходные составляющие водного баланса.

4.2. Характеристики баланса подземных вод Ширазской впадины по отдельным районам.

4.3. Уравнение водного баланса озера.

ГЛАВА 5. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ШИРАЗСКОЙ ВПАДИНЕ.

ГЛАВА 6. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОТОКОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ШИРАЗСКОЙ ВПАДИНЫ.

6.1. Первый этап решения эпигнозной задачи: обоснование геофильтрационных параметров строения потока подземных вод.

Введение Диссертация по геологии, на тему "Формирование потоков подземных вод Ширазской впадины (Иран)"

Месторождения подземных вод конусов выноса, предгорных шлейфов и межгорных впадин приурочены к аллювиально-пролювиальным отложениям четвертичного возраста, слагающим верхнюю часть геологического разреза межгорных и предгорных впадин молодых горно-складчатых областей. Наиболее широко они распространены в Средней Азии, южном и восточном Казахстане, Предкавказье, в таких странах как: в Иране, Турции, Пакистане, Индии, Бангладеше, Афганистане и др.

Ширазская впадина была изучена фирмами: (Махабкодс, 1975 г,. 1980 г.) ; (Абкав, 1975 г.) ; (NKRC, 1991 г. ,1996 г.) ;(Параб, 1993 г., 1997 г.)

Ширазская впадина относится к внутридолиному конусу выноса и небольшой межгорной впадине. При этом приблизительно можно сказать, что аналог Ширазской впадины - Яхсуйская впадина. Поэтому при изучении формирования подземных вод и определении гидрогеологических параметров Ширазской впадины, использованы некоторые аналогичные геофильтрационные параметры Яхсуйской впадины. Надо отметить, что эта впадина в течение нескольких лет до 1987г. хорошо была изучена специалистами гидрогеологами кафедры гидрогеологии МГУ (Шестаков В.М., Никитин P.M., Фиделли И.Ф., Куваев А.А., Поздняков С.П., и .др.).

На протяжении 25 лет - в связи с быстрыми темпами развития народного хозяйства страны, - на территории Ширазской впадины (включая город Шираз с населением около 1700 ООО ч.) возникли гидрогеологические проблемы, обусловленные нарушением режима и баланса подземных вод; в частности, в 70-ые годы началась активизация процессов подтопления, которая усилилась в 80-ые годы - в связи с широким размахом строительства и резким увеличением объемов водопотребления; вместе с тем, выполненные до настоящего времени исследования недостаточно учитывали происходящие изменения гидрогеологических условий под влиянием хозяйственной деятельности;

Соответственно, научное обобщение современного и качественное прогнозирование перспективного состояния гидрогеологических условий Ширазской впадины, направленное на выявление на этой основе закономерностей формирования потоков и ресурсов подземных вод, имеет важное народнохозяйственное значение.

В соответствии с изложенным ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ являлось изучение закономерностей формирования потоков подземных вод на территории Ширазской впадины в условиях интенсивного влияния хозяйственной деятельности с оценкой возможностей дальнейшей их эксплуатации и прогнозированием управления, для чего решились следующие задачи:

• анализ и обобщение фактических данных и материалов по геолого-структурному строению, гидрогеологическим условиям Ширазской впадины;

• гидрогеодинамическая стратификация потока подземных вод с выделением водоносных и разделяющих пластов в четвертичных отложениях Ширазской впадины по геологическим и гидродинамическим данным;

• исследование роли различных факторов формирования потоков подземных вод территории;

• изучение условий формирования режима и баланса подземных вод в естественных условиях и при интенсивном влиянии хозяйственной деятельности, в частности, для обоснования эффективности дренажа на территории города Шираз.

МАТЕРИАЛАМИ для решения поставленных задач явились:

• опубликованные работы по изучению природных аналогичных условий регионов - межгорные впадины и конусы выноса в Средней Азии и Закавказье;

• результаты гидрогеологических работ на территории Ширазской впадины, выполнены до 1997 г., включающие материалы обработки данных бурения и опробования более 10 разведочных, 56 наблюдательных и 1550 эксплуатационных скважин;

• фондовые материалы, полученные при проведении гидрогеологических съемок в регионе, при создании работы использованы материалы более 15 фондовых отчетов.

При работе над диссертацией в качестве ОСНОВНЫХ

МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ использованы:

• анализ и обобщение гидрогеологических карт, разрезов и синтез информации по природным условиям территории, направленный на изучения закономерностей формирования потоков подземных вод приуроченных к межгорным впадинам;

• решение эпигнозных задач методами численного моделирования по материалам режимно-балансовых наблюдений на территории Ширазской впадины с использованием литературных и архивных материалов, включая определение геофильтрационных параметров по данным режима напоров, реагирующих на внутригодовую изменчивость режима водоотбора;

• аналитические и модельные решения прогнозных задач по определению эффективности дренажа подземных вод на территории город Шираз.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ.

Диссертационная работа имеет общий объем 261 страниц, состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы из 62 наименований, проиллюстрирована 5? рисунками и 3&таблицами.

Заключение Диссертация по теме "Гидрогеология", Камали Голамреза

Выводы

1. Ширазская впадина относится к аридным зонам. Она образовалась в период тектонических эпох орогенеза Альп в южной части цепи складчатого Загроса и включает себя мощные аллювиальные и пролю-виальные четвертичные отложения, имеющие в разрезе четко выраженный ритмичный характер с чередованием песчано-галечных и суглинистых пород. По контуру четвертичных отложений располагается горное обрамление, сложенное палеогеновыми отложениями морского генезиса. По геологическим данным об изменчивости литологического состава четвертичных отложений Ширазской впадины, а также по данным распределения напоров в потоке подземных вод выделяются четыре водоносных пласта - грунтовый и межпластовые воды.

2. По направлению с запада на восток впадины в потоке подземных вод выделяются области питания, частичной разгрузки, транзита и региональной разгрузки. Уровень грунтовых вод залегает на площади 130 км2 не глубже 3 м , так что в балансе потока роль испарения достаточно велика. Основными источниками питания подземных вод являются: -- подземные приток из горного обрамления, поглощение из водотоков, инфильтрация атмосферных осадков, ирригационных и техногенных вод.

3. Грунтовые воды в зоне питания вокруг впадины имеют минерализацию до 1 г/л, а в зоне разгрузки минерализация заметно повышается, что может быть связано с процессами испарения и континентального засоления грунтовых вод и антропогенным загрязнением (удобрения, отходы химического производства).

4. Анализ графиков уровней воды в наблюдательных скважинах, режима водотоков и работы водоотбора позволил выделить четыре типа гидродинамического режима подземных вод: гидрологический; оросительный; водозаборный и смешанный, причем в межпластовых водах водозаборный режим характерен для центральной части впадины.

5. Для возможности гидрогеодинамического анализа потоков подземных вод применительно к решению задач региональной оценки ресурсов и дренирования подземных вод была разработана геофильтрационная модель потока в четвертичных отложениях впадины. С этой целью проведено эпигнозное моделирование потока, декомпозиция которого осуществлялось в два этапа. На первом этапе использованы данные внутригодовых изменений напоров межпластовых вод, которые связывались с сезонными изменениями водоотбора во внутренней части впадины. При этом исходные значения проводимости задавались по данным опытных откачек с корректировкой по данным ВЭЗ, значения упругой емкости пластов определялись по эмпирической формуле В.М. Шестакова зависимости упругоемкости от глубины залегания пласта, коэффициенты перетока задавались по данным, полученном на объекте - аналоге(Яхсуйская долина в Таджикистане).

6. Подтопление города Шираз, происходящее вследствие изменения структуры водного баланса городской территории, захватывает большую часть города, так что для ее мелиорации необходимо устройство крупного дренажа.

7. На основе тестовых расчетов, проведенных для обоснования эффективности запроектированного дренажа на территории города Шираз, показано, что наибольшее влияние оказывает величина площадного питания, радикально меняющая дренажный эффект, причем в случае больших значений площадного питания, соответствующих данным, имеющимся для городских территорий Средней Азии, запроектированный дренаж может оказаться неэффективным. В связи с этим при устройстве дренажа необходимо предусмотреть этапность его строительства с постановкой режимных наблюдений, по которым можно было бы корректировать развитие дренажа.

8. Для прогнозов эффективности горизонтального дренажа в условиях, характерных для потоков в межгорных впадинах, должна использоваться модель многопластового потока, в которой геофильтрационные параметры могут быть определены с различной точностью, причем наибольшая точность определения требуется при задании прово

Библиография Диссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Камали Голамреза, Москва

1. Опубликованная

2. Анистратов Ю.И., Милановский Е.Е., Фельдман Л.Г. Толковый горногеологический словарь, основные термины, М. Изд-во Русский язык 1993.

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

4. Всеволожский В.А. , Основы гидрогеологии , МГУ, 1991.

5. Гавич И. К.; Гидрогеодинамика. -М., Недра, 1988.

6. Горшков С.П. Концептуальные основы геоэкологии. Изд-во Смоленского гуманитарного университета, 1999.

7. Гавшина З.П. , Дзекцер Е.С. Условия подтопления грунтовыми водами застраиваемых территорий, СтройиздатМ. 1982.

8. Гвоздецкий H.A. Проблемы изучения карста и практика. Изд-во. МЫСЛЬ М., 1972.

9. Геологический словарь, (под ред. Криштофовича А.Н.) М. том 1,2, 1955.

10. Гидрогеологические расчеты на ЭВМ. (под ред. Штенгелова P.C.) -Изд-во МГУ, 1994.

11. Гидрогеологические исследования в межгорных впадинах (под ред. Шестакова В.М.). МГУ, 1987.

12. Гидрогеологические исследования в межгорных впадинах южного Таджикистана, (под ред. Шестакова В.М.). МГУ, 1991.

13. Гидрогеология, (под ред. Шестакова В.М. Орлова М.С.) Изд-во МГУ, 1984.

14. Геофизические методы исследования (под ред. Хмелевского В.К) -М., Недра 1988.

15. Давыдов Л.К. , Дмитриева A.A. , Общая гидрология , Гидрометеоиз-дат Санкт-Петербург, 1973.

16. Карбонатные фации в геологической истории», (перевод с английского), М., Недра 1980.

17. Кац Д.М. , Шестаков В.М. Мелиоративная гидрогеология. МГУ, 1992.

18. Гидрогеология и инженерная геология аридной зоны СССР, (под ред. Кенесарина Н.А) выпуск 4, Изд-во ФАН, Ташкент, 1967.

19. Короновский И.В., Якушова А.Ф. Основы геологии. Высшая школа, 1991.

20. Королев В.А. Мониторинг геологической среды. .: Изд-во МГУ, 1995.

21. Костенко Н. П. Геоморфология. Изд-во МГУ, 1985.

22. Красильщиков Л.А. Влияние неотектонических процессов на формирование подземных вод предгорных равнин. Советская геология № 10 -1989 г. стр. 94-102.

23. Куваев A.A. Шестаков В.М. Оценка интенсивности разгрузки подземных вод по гидрогеотермическим данным. Водные ресурсы № 6, 1989, стр. 5-16.

24. Листенгартен В.А. Закономерности формирования, особенности методики оценки ресурсов и перспективы использования маломинерализованных подземных вод равнин АзССР. Изд-во ЭЛМ Баку, 1983.

25. Листенгартен В.А. Формирование ресурсов подземных вод аллюви-ально пролювиальных равнин. Изд-во ЭЛМ Баку, 1987.

26. Ломакин Е.А. Мироненко В. А. Шестаков В.М. Численное моделирование геофильтрации. Изд-во. Недра М. 1988.

27. Мавлянов Г.А., Ганиев К.Г. Методика составления водного баланса межгорных впадин. Изд-во ФАН УзССР, Ташкент, 1973.

28. Маринова М.А., Гидрогеология Азии. М. Недра, 1974.

29. Маккавеев A.A. Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии. Изд-во Недра, 1971.

30. Мавлянов Г. К. Ганиев К. Г. Методика составления водного баланса Изд-во ФАН, Ташкент, 1973.

31. Мироненко В.А., Румынии В.Г. Проблемы гидрогеоэкологии. Том 1. Теоретическое изучение и моделирование геомиграционных процессов. -: Изд-во МГГУ, 1998.

32. Огильви A.A. Основы инженерной геофизики М. Недра, 1990.

33. Питьева К.Е. Гидрогеохимия. Изд-во МГУ ,1978

34. Питьева К.Е., Брусиловский С.А., и др. Практикум по гидрогеохимии. -Изд-во МГУ, 1984.

35. Плотников Н.И. Техногенные изменения гидрогеологических условий. -М.: Изд-во Недра, 1989.

36. Плотников Н.И. Эксплуатационная разведка подземных вод. Изд. 2-е. М., Недра, 1979.

37. Плотников Н.И. Поиски и разведка пресных подземных вод, Изд-во. Недра ,М., 1985.

38. Применение ЭВМ в практикуме по динамике подземных вод. (под ред. Шестакова В.М.)- Изд-во МГУ, 1987.

39. Процессы подтопления застроенных территорий грунтовыми водами (под. Ред. Трофимов В.Т.). Изд-во Наука ,М., 1985.

40. Хаин В.Е., Короновский Н.В., Ясаманов H.A. Историческая геология. Изд-во МГУ, 1997.

41. Шестаков В.М. Гидрогеодинамика МГУ, 1995.

42. Шестаков В.М. , Марин Ю.М. Формирование вод повышенной жесткости в зоне разгрузки грунтовых вод конуса выноса; Вестн. МГУ Сер. 4, Геология. 1996. № 4 стр. 91-95.

43. Шестаков В.М., Кравченко И.П., Штенгелов P.C. Практикум по динамике подземных вод. 3-е изд. - Изд-во МГУ, 1987.

44. Шварцев С.Л. Общая гидрогеология Изд-во Недра, 1996.

45. Штенгелов P.C.; Фиделли И.Ф. Интерпретация многолетних гидро-геодинамических наблюдений с использованием ЭВМ. Изд-во МГУ, 1989.

46. Штенгелов P.C. Формирование и оценка эксплуатационных запасов подземных вод: Изд-во Недра, 1988.

47. Международный Геологический конгресс, Тектоника Азии, доклад Штеклин Й, том 5, стр. 53-68; М. 1984

48. Alan Wright and Irene du Toit; Artificial recharge of urban wastwater, the key component in the development of an industrial town on the arid west coast of South Africa; Hydrogeology Journal, v.4, no. 1, 1996, p. 118-129.

49. Alavi ,M. Techtonophysics , 229(1994)

50. Bower H. Groundwater hydrology, 1978.

51. Ghassemi F., Mathematical model application in Ground-water Studies of Iran. Ground Water, 1979, vol. 17, N 4, p. 359-365

52. Grischek Т., Nestler W., Piechniczek D., and Fischer Т.; Urban ground water in Dresden, Germany. Hydrogeology Journal, v.4, no. 1, 1996, p. 48-63

53. NADJI M. Rerouting of the Kor River from the Zagros Region into the Persian Gulf, Iran; Z. angew. Geol., 43 (1997)3.

54. SAMANI N. On the application of a numerical groundwater model to the Sarvestan basin, Fars province, Iran; Regional Conference on Water Resources Management, Isfahan, Iran, 1995.

55. Todd D.K. Groundwater Hydrology JOHN WILEY SONS 1975.1. Фондовая

56. Гидрохимический отчет 1,2 о качестве соли озера Махарлу. Кучмешкиан. М., фирма Параб 1994.

57. Геологический и Гидрогеологический отчеты Ширазской впадины № 396, фирма Махабкодс. 1986.

58. Геологический отсчет № 420-327-859 National Karst Research Center (NKRC), 1996.

59. Гидрогеологический отсчет № 420-64-149 о артезианском бассейне Махарлу National Karct Research Center (NKRC), 1980.

60. Гидрогеологический отсчет, Фарская зональная водная компания, 1994,1995.

61. Геологические отчеты Ирана. Geological survey of Iran, 1980 -198261 .Отсчет № 1,4, о изучении обоснования дренажа на территории города Шираз, фирма Параб; 1996.