Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Условия распространения и региональные закономерности формирования ресурсов подземных вод впадины Фес-Таза (Марокко)

ВАК РФ 25.00.07, Гидрогеология

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Мохссин Мустафа

Введение.

Глава 1. Физико-географический очерк.

Глава 2. Геологическое строение

2.1. Геоструктурное положение впадины.

2.2. Стратиграфия.

Глава 3. Подземные воды впадины, состояние их изученности и использования.

Глава 4. Исследование влияния геоструктурных особенностей впадины Фес

Таза на формирование ресурсов подземных вод.

Глава 5. Условия формирования и балансовая оценка естественных ресурсов подземных вод водоносного комплекса отложений лейаса.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Условия распространения и региональные закономерности формирования ресурсов подземных вод впадины Фес-Таза (Марокко)"

Проблема пресной воды является острой для Марокко. Хотя исследуемая территория входит в Атлантическую область, наиболее богатую водными ресурсами, неравномерность распределения последних не снимает этой проблемы.

Впадина Фес-Таза разделяет две других крупных области - Рифскую и Атласскую, являясь восточной, наиболее узкой частью крупного прогиба, называемого Южно-Рифским "коридором". Располагаясь между горными сооружениями Рифа на севере и Среднего Атласа на юге, этот "коридор" служил с древних пор очень важным транспортным путем между атлантическим побережьем и восточной частью Марокко, обеспечивающим тесные экономические связи между городами и сельскими населенными пунктами. Из-за мягкого климата и наличия плодородных земель данная территория характеризуется большой плотностью населения и развитым сельскохозяйственным производством. Впадина располагается в бассейне верхнего течения очень крупной реки Себу и ее крупного притока р. Инавен. Воды этих рек без предварительной очистки использовать для водоснабжения нельзя, поэтому водоснабжение всех населенных пунктов здесь базируется на подземных водах. Ресурсы их в пределах впадины распределены неравномерно, и значительная часть территории испытывает дефицит в питьевых водах.

Планируемое развитие промышленного и сельскохозяйственного производства, расширение городских поселений и повышение уровня их благоустройства требуют увеличения доли подземных вод в централизованном водоснабжении и орошении земель.

Вместе с тем, слабая гидрогеологическая изученность территории, отсутствие обобщающих сводных работ и четких представлений о распространении и условиях формирования ресурсов подземных вод приводит к бессистемному и неэффективному бурению скважин, часто безводных, к большим затратам на поиски и добычу подземных вод. Установленным фактом является то, что единственным перспективным водоносным комплексом в пределах изучаемой территории является водоносный комплекс в доломитах и известняках нижней юры.

Однако очень сложные условия залегания этого комплекса и неизученность его гидродинамической структуры не позволяют проводить эффективные поиски и разведку подземных вод без полного обобщения и систематизации всех имеющихся данных по геологическим и гидрогеологическим условиям впадины.

Актуальность настоящей работы определяется необходимостью уточнения закономерностей распространения и условий формирования подземных вод впадины Фес-Таза для перспективного планирования изучения и использования пресных подземных вод.

Целью работы является всестороннее системное изучение природных условий формирования и закономерностей пространственного распространения естественных ресурсов подземных вод в отложениях нижней юры. Основные задачи работы:

1. Изучение природных условий впадины Фес-Таза (орографии, климата, речной сети), их роли в формировании ресурсов подземных вод.

2. Установление гидрогеологической структуры впадины Фес-Таза и характера залегания водоносного комплекса отложений лейаса на основе анализа ее геоструктурных особенностей.

3. Выявление гидродинамической структуры потока подземных вод водоносного комплекса отложений лейаса на основе построения и анализа карт изопьез, расположения областей питания и очагов разгрузки подземных вод.

4. Региональная оценка естественных ресурсов подземных вод водоносного комплекса отложений лейаса балансовым методом.

Основными материалами для подготовки работы являются данные, собранные автором в архивах государственных организаций по водным изысканиям в городах Рабат, Фес, Таза, о буровых скважинах, о результатах рекогносцировочных обследований источников и замеров расходов рек, геофизических исследований. Использованы работы французских исследователей по геологии изучаемого района. Указанные материалы дополнены собственными наблюдениями автора при его поездках на объект исследований.

Метод решения поставленных задач включают систематизацию, комплексный анализ и обобщение региональных материалов и литературных данных по геологии, тектонике, климату, гидрографии и гидрогеологии впадины. Использовались статистические методы обработки данных, а также геоструктурный анализ на базе построенных специальных карт.

Защищаемые положения сводятся к следующему. 1. В гидрогеологическом отношении впадина Фес-Таза является артезианским склоном. Об этом свидетельствует моноклинальное залегание основного водоносного комплекса отложений лейаса с погружением его под слабопроницаемые породы миоцена, наличие непроницаемого барьера на пути подземного потока на линии Южно-Рифского разлома, в связи, с чем весь поток разгружается в пределах впадины.

2. Ступенчатые опускания водовмещающих пород лейаса на фоне их моноклинального залегания, их расчлененность на блоки разломами взаимно перпендикулярных направлений, погруженные или приподнятые друг относительно друга, определили сложную структуру потоков подземных вод, их обособленность друг от друга в гидродинамическом отношении.

3. Климатические и орогидрографические факторы имеют определяющую роль в формировании естественных ресурсов подземных вод впадины Фес-Таза, о чем свидетельствуют установленные зависимости общих и эффективных осадков от высоты местности и географического положения конкретных водосборов и тесная взаимосвязь подземных и поверхностных вод; последняя характеризуется большой величиной питания подземных вод за счет поглощения поверхностного стока и разгрузкой подземных вод в реки.

4. Естественные ресурсы подземных вод водоносного комплекса отложений лейаса в пределах впадины Фес-Таза равны 10,46 м3/с, что соответствует модулю подземного стока 4,3 л/с-км . Для всей изучаемой территории, включая часть Среднего Атласа, естественные ресурсы подземных вод равны 14,3 м3/с.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

1. Впервые собраны, обработаны систематизированы и обобщены материалы по геологическим и гидрогеологическим условиям впадины Фес-Таза.

2. Установлен и доказан фактическими данными тип гидрогеологической структуры впадины относительно основного водоносного комплекса отложений лейаса - артезианский склон.

3. Выявление и охарактеризованы факторы, контролирующие формирование и размещение естественных ресурсов пресных подземных вод водоносного комплекса отложений лейаса, изучена гидродинамическая структура потока подземных вод и выделены на основе этого балансовые участки.

4. Оценены естественные ресурсы пресных подземных вод водоносного комплекса отложений лейаса для балансовых участков и впадины в целом и даны рекомендации по их использованию. s

Практическая ценность полученных результатов заключается в возможности использования их как основы для перспективного планирования при выборе перспективных площадей и при определении обеспеченности эксплуатационного водоотбора естественными ресурсами подземных вод. Выявленные особенности гидродинамической структуры подземного потока и установленные величины естественных ресурсов подземных вод позволят рационально проектировать поисково-разведочные работы, выполнять схематизацию гидрогеологических условий и оценку эксплуатационных запасов подземных вод.

Апробация работы: а) по теме диссертационной работы опубликована статья в журнале "Геология и разведка"; б) результаты диссертационной работы докладывались на научных конференциях.

Структура и объем диссертационной работы.

Диссертационная работа состоит введения, 5 глав и заключения. Содержание диссертации изложено на 107 страницах, включая 25 рисунков и 13 таблиц. Список использованных литературных источников включает 66 наименований.

Диссертационная работа выполнена на кафедре гидрогеологии МГГРУ под руководством проф. Крысенко A.M., которому автор выражает глубокую благодарность. Большую помощь и поддержку автору оказали заведующий кафедрой гидрогеологии проф. Швец В.М. и сотрудники этой кафедры, которым автор выражает искреннюю благодарность.

Заключение Диссертация по теме "Гидрогеология", Мохссин Мустафа

Заключение

Настоящая диссертация является первой сводной обобщающей работой о подземных водах впадины Фес-Таза, составленной на основе обработки, систематизации и анализа разобщенных материалов исследований локального характера и разной направленности (водоснабжение, мелиорация, гидротехническое строительство и др.), собранных автором в архивах организаций, связанных с использованием водных ресурсов.

В результате работы над диссертацией:

• рассмотрены природные условия впадины Фес-Тазы: рельеф, климат, речная сеть, геолого-структурные условия, что дало возможность оценить влияние различных природных факторов на формирование естественных ресурсов подземных вод;

• систематизированны данные о буровых скважинах, результатах геофизических исследований, на основе которых, с использованием имеющихся материалов по геологии и тектонике, составлены карты мощности отложений миоцена и поверхности отложений лейаса и геоструктурная карта, позволившие уточнить строение и условия залегания отложений лейаса как основного коллектора подземных вод;

• систематизированы данные об очагах разгрузки подземных вод — дебитах источников, эксплуатационных скважин, разгрузке подземных вод в реки, что дало возможность оценить баланс подземных вод водоносного комплекса отложений лейаса.

В результате систематизации и анализа данных об орогидрографии, климате района исследований оценена роль природных факторов в формировании естественных ресурсов подземных вод. Установлена зависимость общих и эффективных осадков от высоты местности и географического положения метеостанций, тем самым оценен модуль питания подземных вод в различных частях изучаемой территории. Выявлена роль речной сети в питании и дренаже подземных вод: установлены зоны поглощения речных вод и участки разгрузки подземных вод в речные долины, величина поглощения и разгрузки подземных вод на указанных участках.

Установлен факт полного поглощения осадков (за исключением испарения и транспирации) сильно закарстованных доломитами и известняками лейаса на площадях их выходов на поверхность земли.

Анализом геоструктурных особенностей и гидрогеологических данных обоснована гидрогеологическая структура впадины и ее южного обрамления. В пределах самой впадины отмечено моноклинальное залегание основного водоносного комплекса отложений лейаса с погружением его под слабопроницаемые породы миоцена и наличие непроницаемого барьера на линии Южно-Рифского разлома из-за выклинивания отложений лейаса или глубокого погружения по разломам с амплитудой вертикальных смещений, превышающих их мощность. Это обусловило полную разгрузку подземных вод водоносного комплекса в пределах впадины. Все перечисленные особенности гидрогеологической структуры впадины свойственны определению "артезианский склон" по A.M. Овчинникову. В то же время отмечено блоковое строение водовмещающих пород, что определило существование отдельных изолированных в гидродинамическом отношении потоков подземных вод.

Собранные по фондовым материалам сведения о замерах дебитов источников и расходов рек были обобщены и проанализированы автором данной работы, что позволило оценить естественные ресурсы подземных вод по величине разгрузки подземных вод за период 1984-95гг. Оценена также приходная часть баланса по величине модуля питания (эффективным осадкам). Как отмечено выше величина естественных ресурсов подземных вод водоносного комплекса отложений лейаса

1 л составила 10,46 м /с, что соответствует модулю подземного стока 4,3 л/с-км .

Результаты выполненной автором работы могут служить основой для перспективного планирования использования подземных вод, более рационально проводить поисково-разведочные работы на подземные воды и оценить их эксплуатационные запасы. Учитывая сложность гидродинамической структуры потоков подземных вод основным методом оценки их эксплуатационных запасов следует считать гидравлический, дополняемый при получении необходимых данных гидродинамическим, включая моделирование.

Первоочередной задачей дальнейших исследований является организация мониторинга подземных вод, для чего следует организовать систематические наблюдения за гидродинамическим режимом, качеством, эксплуатационном водоотбором подземных вод, с постоянным контролем за изменением эколого-гидрогеологических условий в изучаемом регионе.

Публикации по теме диссертационной работы

Мохсин Мустафа. Условия формирования ресурсов подземных вод в падине Фес-Таза (Марокко). Материалы научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученных МГГРУ "Молодые наукам о земле", 2002. Мохсин Мустафа. Исследования влияния геоструктурных особенностей впадины Фес-Таза (Мрокко) на формирование ресурсов подземных вод. Материалы VI международной конференции "Новые идеи в науках о Земле", МГГРУ, 2003.

Мохсин Мустафа. Исследование влияния геоструктурных особенностей впадины Фес-Таза на формирование ресурсов подземных вод. Геология и разведка, № 5,2003.