Вода и гидрогеология в Московской области

Статьи

Скважина. Бурение. Вода. Гидрогеология.

Первая из них до поры, до времени удерживается на поверхности или внутри кристаллов минералов силами межмолекулярного притяжения. При этом за счет окислительно-восстановительных, диффузионных, радиационных процессов постепенно меняется химический состав поровой воды. Подвижная вода, перемещается в межкристаллическом пространстве, поэтому имеет постоянный контакт с поровой водой, обмениваясь с ней растворенными компонентами.

Таким образом формируется солевой состав подземных подвижных вод. Как правило, в большей степени растворяются карбонатные породы (состоящие из углекислого кальция и/или магния) и хлориды натрия и калия. Поэтому в основном солевой состав подземных вод преимущественно определяется соотношением концентраций именно этих элементов.

Ядерные реакции в воде?

Насыщенность горных пород водой определяется в большей мере не их минералогическим и, соответственно, химическим составом, а наличием в них свободного пространства и его «геометрией», т.е. структурными особенностями.

Лучше всего пропускают через себя воду горные породы с интенсивной трещиноватостью, или сложенные разрозненными кристаллами минералов и обломками горных пород.

Гидрогеологические особенности Подмосковья

Пески — это относительно мелко кристаллические (с размерами зерен от десятых долей до первых миллиметров) осадочные горные породы, преимущественно сложенные кварцем и халцедоном (окисью кремния), кремнем (сложным по составу минеральным комплексом в основе которого опять же — окись кремния и алюмосиликаты). Часто на внешней поверхности этих минералов и поверхности их внутрикристаллических микротрещин встречаются окиси и гидроокиси железа, которые придают им желтовато-бурый оттенок.

Водоносность песков с точки зрения потребительской — не стопроцентная. В этом можно убедиться , взглянув на гидрогеологическую карту Подмосковья — как видно, большая часть песчаных скважин оказывается на юго-востоке Подмосковья «сухарями».

Состав подземных вод песчаных горизонтов, как правило проблем не создает, хотя в последнее время кроме иногда «мелькающих» в них бактерий, азотсодержащих соединений(аммония, нитратов, нитритов), выявляются и тяжелые металлы.

Известняки в подмосковном регионе

Благодаря высокому литостатическому давлению, оказываемому на них вышележащими толщами горных пород, известняки имеют мелкозернистую структуру и высокую плотность. При этом большая часть известняковых отложений нарушена системами трещин различной величины и пространственной ориентировки, по которым и перемещаются подземные воды. Водоносность известняков, помимо общей водонасыщенности определяется характером и интенсивностью трещиноватости. Дебит (водоотдача в единицу времени) скважин одного и того же диаметра, пробуренных в известняках одного горизонта может различаться на 2 порядка, т.е. в 100 раз.

Древние известняки каменноугольного периода залегают в Подмосковье на глубинах от 20 метров (юг, юго-восток, до более двухсот метров (северо-восток). Отметки даны по подошве (нижней границе пласта).Слои известняков могут существенно менять свою мощность (толщину) и форму (представляя складки). Кроме того, внутри самих отложений известняков могут встречаться маломощные пропластки глин и окварцованные участки.

Если повышается доля карбоната магния, то такие известняки называют доломитизированными.

Между слоями песков и известняками на большей части Подмосковья залегают мощные до 60 м отложения глины юрского периода мезозойской эры — времени разгула динозавров.

По возрастным, гидрогеологическим и гидрогеохимическим признакам по Подмосковью с севера на юг выделяют 5 гидрогеологических районов. В каждом из районов встречаются определенные горизонты водоносных известняков, названных по месту первоначального нахождения или наибольшего распространения.

I район

II район

Состав:
Fe (мг/л) — 0,2. 0,9 — до 5 (Егорьевск, Клин, Солнечногорск, Химки)
Ж — 3. 7 м-э/л
HCO₃ — , Ca 2+ , Mg 2+ , Na +

Подольско-Мячковский — Балашиха, Егорьевск, Химки (вероятный дебит — 0,5. 7 л/с)
L, м — 25. 180
Н, м — 20. 90

Состав:
Fe (мг/л) — 0,1. 1,0 — до 6 (Егорьевск, Клин, Солнечногорск, Химки)
Ж — 3,5. 7,2 м-э/л
HCO₃ — , Ca₂ + , Mg₂ + , Na +

III район

Восточная часть:
L, м — 20. 80
Н, м — 18. 40

Состав:
Fe, мг/л — 0,5. 2,3 — до 7,5 (Нарофоминск)
F, мг/л — 0,2. 1,0 — до 4,8 (Можайск)
Ж, м-э/л — 5. 7
H₂S, мг/л — до 0,003 (местами)

IV район

Состав:
Fe, мг/л — 0,5. 2,5
F, мг/л — 0,2. 1,0 — до 4,8 (Можайск)
Ж, м-э/л — 5. 7,5
СО₃ 2- , Ca 2+ , Mg 2+ — 0,4 г/л

V район

Состав:
F, мг/л — 0,1. 1,5
F, мг/л — 0,1. 1,5
Ж, м-э/л — 4. 7,7
СО₃ 2- , Ca 2+ , Mg 2+ — 0,4 г/л

Химический состав подземных вод известняковых горизонтов — преимущественно гидрокарбонатный, кальциево-магниевый, часто с высоким содержанием железа и фтора. Предельно допустимые концентрации (ПДК) железа и фтора составляют соответственно 0.3 мг/л и 0.7-1.5 мг/л. Жесткость воды, определяется суммарным содержанием кальция и магния, выраженным в миллиграмм-эквивалентах на литр, формально не превышает уровень ПДК( 7 мг-э/л). Вместе с тем, для нормальной работы домашней водной техники и для питьевых целей жесткость должна быть снижена до уровня 2.5-3 мг-э/л.

Серьезную проблему может создавать растворенный в подземной воде сероводород, чей характерный запах (тухлые яйца) улавливается при концентрациях даже в тысячные доли мг/л.

Красные цифры на схеме — интервал залегания водоносных песков, голубая цифра под ними — вероятность (1=100%) присутствия воды (по фактическим данным бурения скважин компаниями КВО и Мосгеоплан).

При цитировании статьи, пожалуйста, не забудьте дать ссылку на источник. Спасибо.

Об авторе

Темы научных исследований:

• Процессы техногенной миграции в подземные воды тяжелых металлов
• Электросорбционные методы очистки подземных вод и доизвлечения металлов и остаточных реагентов из промышленных стоков горных предприятий
• Изменение физико-химических параметров и солевого состава подземных вод при взаимодействии с минеральными средами и геофизическими полями

Опубликовано 75 научных работ,в том числе 34 патента РФ и США.

Очистка воды

По приведенным данным можно хотя бы приблизительно сориентироваться как в плане предстоящих затрат на бурение, так и на обустройство скважин и систему водоподготовки.

Портал БУРЕНИЕ СКВАЖИН НА ВОДУ
Все о воде и бурении скважин
Бурение на воду в Московской области

© 2003 — 2021 ВОДА — ДА!
Цитирование в любом виде — с обязательным согласованием с администрацией.

Бурение скважин на воду в Московской области

Московская область расположена в центральной части Восточно-Европейской равнины, в междуречье Оки и Волги. Средняя высота над уровнем моря – 180 метров. Область граничит на юге с Тульской, на юго-западе с Калужской, на западе со Смоленской, на северо-западе с Тверской областями.

В Московской области мы бурим скважины в:

• Домодедовский район;
• Каширский район;
• Ленинский район;
• Можайский район;
• Наро-фоминский район;
• Одинцовский район;
• Подольский район;
• Рузский район;
• Серпуховский район;
• Ступинский район;
• Чеховский район.

Рисунок 1 – карта Московской области

Подмосковье является частью Восточно-Европейской равнины. По геологическим процессам, происходящим сейчас, относится к аккумуляционно-денатационному типу территории. От этих процессов зависит толщина четвертичных отложений (на возвышенностях они меньше, так как идет процесс разрушения и сноса пород, а в долинах рек отложений больше, так как идет процесс осадконакопления).

Гидрогеологически Московская область ー единый подземный водоносный комплекс, состоящий из пяти горизонтов каменноугольных отложений, которые представляют интерес для водоснабжения в зависимости от сохранности и водообильности.

Водоносные горизонты Московской области:

• серпуховской и окской свит нижнего карбона;
• касимовский верхнего карбона;
• гжельский верхнего карбона;
• каширский среднего карбона;
• подольско-мячковский среднего карбона.

Водоносные горизонты тульской толщи нижнего карбона, упинской и угленосной толщи, характеризуются повышенной минерализацией вод и малым водообилием. На данные горизонты водозаборные скважины Московской области как правило не бурят.

Изыскания показывают, что все пять горизонтов отделены друг от друга большими слоями глины, которые затрудняют связь подземных вод между собой. Ранее проведенные гидрогеологические работы показывают, что каждый из вышеперечисленных горизонтов характеризуется особыми условиями формирования вод, поэтому их состав и условия залегания различные.

Рисунок 2 — Карта распространения основных водоносных горизонтов Московской области

Рисунок 3 — Геологическая карта Московской области

Выбор конструкции скважины

Мы предлагаем вам на выбор три самые популярные конструкции скважин. Если ни один вариант вам не походит, обращайтесь к нашим менеджерам, и мы обязательно предложим вам подходящую конструкцию.

Конструкция «НПВХ»

На сегодняшний день это самый технологичный и долговечный вариант исполнения скважины. Применяемые НПВХ трубы выдерживают нагрузку в несколько раз выше, чем трубы из полиэтилена и как правило могут заменить собой металл. Существуют геологические условия, при которых невозможно использовать НПВХ трубы, поэтому уточняйте у наших менеджеров геологическую ситуацию на вашем участке. Бурение происходит до водоносного известняка, после чего на кровлю водоноса устанавливается обсадная колонна. Колонна состоит из НПВХ труб диаметром 125 мм и толщиной стенки 6 мм. Соединение труб резьбовое «труба в трубу». После обсадки бурение продолжается уже в трубах и происходит до появления воды. При появлении воды бурение останавливается, прорабатывается ствол скважины и устанавливается вторая колонна обсадных труб. Вторая колонна состоит из НПВХ труб диаметром 90 мм и толщиной стенки 4 мм и резьбовым соединением «труба в трубу». В колонне сверлятся отверстия (перфорация), в диапазоне водопритока. (рис. 1) После установки второй колонны труб происходит откачка воды из скважины.

Гарантия на скважину — 5 лет

Срок службы — более 50 лет

Узнать стоимость скважины с конструкцией «НПВХ» в вашем районе можно здесь →

Рисунок 1 — Конструкция скважины «НПВХ»

Конструкция «Классика»

Данная конструкция является самым популярным решением на сегодняшний день. Бурение происходит до водоносного известняка, после чего на кровлю водоноса устанавливается обсадная колонна. Колонна состоит из металлических труб марки Ст 3 диаметром 133 мм и толщиной стенки 4,5 мм. Соединение труб резьбовое «труба в трубу». После обсадки бурение продолжается уже в трубах и происходит до появления воды. При появлении воды бурение останавливается, прорабатывается ствол скважины и устанавливается вторая колонна обсадных труб. Вторая колонна состоит из пластиковых труб ПНД диаметром 117 мм и толщиной стенки 7,3 мм и резьбовым соединением «труба в трубу». В колонне сверлятся отверстия (перфорация), в диапазоне водопритока. Рис 2. После установки пластиковой трубы происходит откачка воды из скважины.

Гарантия на скважину — 5 лет

Срок службы — около 40 лет

Узнать стоимость скважины с конструкцией «Классика» в вашем районе можно здесь →

Рисунок 2 — Конструкция скважины «Классика»

Конструкция «ГОСТ»

Для конструкции «ГОСТ» в качестве первой колонны используются цельнотянутые (бесшовные), толстостенные, металлические трубы. Именно цельнотянутые трубы разрешены для крепления эксплуатационных скважин в буровой литературе. Сталь у таких труб с высоким содержанием углерода, что способствует сопротивлению трубы к коррозии. Бурение происходит до водоносного известняка, после чего на кровлю водоноса устанавливается обсадная колонна. Колонна состоит из цельнотянутых металлических труб марки Ст 20 диаметром 133 мм и толщиной стенки 6 мм. Соединение труб резьбовое «труба в трубу». После обсадки, бурение продолжается уже в трубах, и происходит до появления воды. При появлении воды, бурение останавливается, прорабатывается ствол скважины и устанавливается вторая колонна обсадных труб. Вторая колонна состоит из пластиковых труб ПНД диаметром 110 мм и толщиной стенки 7 мм и резьбовым соединением «труба в трубу». В колонне сверлятся отверстия (перфорация), в диапазоне водопритока. Рис 3. После установки пластиковой трубы происходит откачка воды из скважины.

Гарантия на скважину — 5 лет

Срок службы — около 50 лет

Узнать стоимость скважины с конструкцией «ГОСТ» в вашем районе можно здесь →

Рисунок 3 — Конструкция скважины «ГОСТ»

Гидрогеология Подмосковья

Подземный водоносный комплекс Московской области представлен пятью горизонтами каменноугольных палеозойских отложений, представляющих интерес для водоснабжения: водоносный горизонт окской и серпуховской свит нижнего карбона, каширский и мячковско – подольский горизонты среднего карбона, касимовский и гжельский горизонты верхнего карбона.

Водоносные горизонты тульской, угленосной и упинской толщ нижнего карбона, расположенные подокскими известняками, а также горизонты верхнего девона на территории Московской области характеризуются малым водообилием и повышенной минерализацией вод.

Указанные пять водоносных горизонта, используемые для водоснабжения, отделены друг от друга значительными толщами глин, затрудняющими связь вод отдельных горизонтов. Каждый горизонт имеет свои условия формирования вод и различно реагирует на местные условия.

Водоносный горизонт окской и серпуховской свит нижнего карбона мощностью 60 – 70 м представлен известняками и доломитами. На юге области в пониженной части долины р. Ока водоносный горизонт имеет очень большое водообилие. Удельные дебиты скважин часто превышают 50 м3 / час, в то время как в других районах области удельные дебиты скважин этого горизонта редко достигают 25 м3 / час.

Каширский водоносный горизонт среднего карбона мощностью 40 – 60 м, представлен известняками и доломитами с прослойками известковых глин, характеризуется малым изобилием. Исключение составляет территория города Коломна, где в силу специфических гидрогеологических условий наблюдаются значительные удельные дебиты водозаборных трубчатых колодцев.

Московско – подольский водоносный горизонт верхнего карбона мощностью около 45 м представлен доломитами и известняками с многочисленными прослойками известковых глин. В зоне, прилегающей к южной границе его распространения, встречаются участки, где он состоит, в основном, из глин, являясь практически безводным. В местах, где водоносный горизонт покрыт гжельскими отложениями, удельные дебиты трубчатых колодцев не превышают 15 м3 / час, а там, где гжельские отложения отсутствуют и водоносный горизонт располагается на небольшой глубине, удельные дебиты достигают 60 м3 / час ( например город Щелково ).

Гжельский водоносный горизонт верхнего карбона мощностью около 75 м состоит из доломитов и известняков с очень редкими и маломощными прослойками мергеля и известняковой глины. Горизонт имеет хорошо развитую трещиноватостъ и большое водообилие. Удельные дебиты трубчатых колодцев иногда превышают 60 м3 / час. В пределах Клинско — Дмитровской гряды удельные дебиты уменьшаются до 10 – 20 м3 / час. Наша карта водоносных горизонтов поможет Вам узнать глубину скважины в нужном для Вас населенном пункте.

Карта водоносных горизонтов московской области.

Наша карта водоносных горизонтов Вам поможет более точно узнать глубину.

• Известняк
• Неглубокий песок
• Глубокий песок
• Показать карту Скрыть карту

По условиям залегания водоносных горизонтов, по качеству вод территорию области можно разделить на семь гидрогеологических районов.

Южный район имеет трубчатые колодцы, питающиеся водами серпуховской и окской свит нижнего карбона, глубиной 40 – 120 м с удельным дебитом до 15 м3 / час. Статические уровни воды в колодцах располагаются на глубине от 10 до 70 м. Плотные остатки вод не превышают 600 мг / л, содержание фтора около 1 мг / л.

Водозаборные скважины Юго – западного региона питаются водами каширского водоносного горизонта среднего карбона и серпуховской и окской свит нижнего карбона, Каширский водоносный горизонт характеризуется, как правило, небольшим водообилием. Удельные дебиты скважин составляют 2 – 3 м3 /час. В верхних слоях горизонта плотный остаток вод не превышает 300 мг / л, а содержание фтора порядка 0,5 мг / л. В нижних слоях плотный остаток до 500 мг / л. а фтор до 3 мг /л. Водоносный горизонт нижнего карбона более водообилен. Удельные дебиты здесь достигают 5 – 7 м3 / час. Характерно, что минерализация вод нижнего карбона уменьшается с юго – востока на северо – запад. В юго – восточных частях района плотный остаток достигает 900 мг / л, содержание фтора составляет 2,5 – 3 мг / л, значительно возрастает сульфатность вод. В северо – западных частях района плотный осадок не превышает 400 мг /л, а количество фтора в воде до 1 мг /л.

Большой центральный район занимает значительную часть территории области. Трубчатые колодцы района питаются главным образом водами мячковско – подольского водоносного горизонта, реже – каширского водоносного горизонта среднего карбона и горизонтов нижнего карбона. В этом районе колодцы следует закладывать на мячковско – подольский горизонт, который характеризуется большим водообилием, чем нижнележащие горизонты. Удельный дебит скважин рекомендуемого горизонта достигает 15 м3 /час. Воды Мячковско – подольского водоносного горизонта характеризуются плотным остатком до 500 мг / час, содержанием фтора обычно до 1 мг / л и относятся к гидрокарбонатному или гидрокарбонатно-сульфатному типу. Участки территории, приуроченные к районам залегания мезозойский фосфоритных отложений характеризуются водами с содержанием фтора до 5 мг /л.

В малом центральном районе трубчатые колодцы питаются водами Касимовского горизонта верхнего карбона и Мячковско – Подольского горизонта среднего карбона. Касимовский горизонт у южной границы района имеет мощность 10 – 20 м, к северу мощность его увеличивается до 45 м. Водообилие горизонта возрастает с юга на север, где удельный дебит скважин достигает 20 м3 / час. Воды горизонта имеют слабую минерализацию, плотный остаток не выше 300 мг/л, количество фтора до 0,6 мг л. Мячковско — Подольский горизонт характеризуется небольшим водообилием, удельные дебиты достигают 10 м3 / час. Воды характеризуются значительной сульфатностью и минерализацией. Плотный остаток достигает до 1650 мг / л, содержание фтора составляет 5,5 мг /л.

В восточном районе для водоснабжения используются воды гжельского и касимовского водоносных горизонтов верхнего карбона. Гжельский и касимовский горизонты характеризуются средним водообилием, удельные дебиты скважин превышают 20 м3 / час. Воды обоих водоносных горизонтов слабоминерализованные, гидрокарбонатные с плотным остатком до 300 мг / л, количество фтора до 0,6 мг /л. В наиболее низменных участках района встречаются скважины, воды которых имеют плотный остаток порядка 500 мг /л, повышенную сульфатность, а содержание фтора достигает 1,5 мг /л. Воды среднего и нижнего карбона этого района непригодны для водоснабжения из – за высокой минерализации (плотный остаток свыше 3000 мг / л ).

В Клинско – Дмитровском районе водозаборные колодцы питаются водами гжельского и касимовского горизонтов верхнего карбона. Воды гжельского горизонта гидрокарбонатного типа характерны слабой минерализацией, плотный остаток до 350 мг /л, содержание фтора до 0,3 мг /л. Водообилие скважин очень переменно (10 – 20 м3 /час ). Касимовский горизонт имеет воду гидрокарбонатного типа с несколько большей минерализацией, содержание фтора до 1,2 мг /л.

Для водоснабжения в приволжском гидрогеологическом районе используются воды гжельского водоносного горизонта верхнего карбона. Удельные дебиты скважин обычно равны 10 – 20 м3 / час, плотный остаток 400 – 700 мг /л, содержание фтора до 2 мг /л.

Из характеристик гидрогеологических районов области видно. Что наиболее трудные условия получения подземных вод наблюдается в юго – западном и малом центральном районах, где касимовский горизонт верхнего карбона и мячковско – подольский горизонт среднего карбона характеризуются малым водообилием, вода отличается большей жесткостью ( до 30 мг – экв / л ) и значительным содержанием фтора (до 4 мг /л ).

В каждом гидрогеологическом районе наряду с общими условиями использования подземных вод имеются отклонения. Например, в благоприятном большом центральном районе вблизи города Кунцево отмечается отсутствие мячковско – подольского горизонта, а водоносные горизонты Каширский и Нижнего карбона характеризуются малым водообилием, а вода – большим содержанием фтора (до 5 мг /л ).