Современные гидрогеологические исследования и роль подземных вод в развитии Устюрта

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОВРЕМЕННЫЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В РАЗВИТИИ УСТЮРТА

Мираббас Закиров Ислом Каримов номидаги Тошкент давлат техника университети, Гидрогеология, му?андислик геологияси ва геофизика кафедраси профессори, г.-м.ф.д. (DSc), ,

Караматдин Джаксымуратов Навоий давлат кончилик институти Нукус филиали, илмий ишлари ва инновация буйича директор ўринбосари, г.-м.ф.н.,

Дилшод Бегим?улов Ислом Каримов номидаги Тошкент давлат техника университети, Гидрогеология, му?андислик геологияси ва геофизика кафедраси доценти, г.-м.ф.н. (PhD), ,

?олибжон Очилов Ўзбекистон Миллий университери таянч докторанти, Ислом Каримов номидаги Тошкент давлат техника университети, Гидрогеология, му?андислик геологияси ва геофизика кафедраси мудири, г.-м.ф.н. (PhD), доцент, И.А. Агзамова та?ризи асосида

Аннотация

В статье авторами рассматривается огромная территория Каракалпакского Устюрта. Для своевременного и полного освоения и развития широкомасштабных промышленных объектов территории Устюрта требуется большого количества как питьевой, так и технической воды. Как известно на этой территории отсутствуют местные открытые водоёмы, пригодных для водоснабжения, обводнения и оазисного орошения. В связи с этим актуальность проблемы заключается в комплексном исследовании с последующем выявлением и всесторонней оценкой региональных ресурсов слабоминерализованных подземных вод. Распределение минерализации подземных вод как по глубине, так и в пространстве с севера на юг возрастает значения минерализации. В изучаемой территории по направлению движения подземных вод минерализация изменяется от 7-10 г/л и приподнятых частях территории до 25 г/л и более. Эти условия нарушаются в том случае, когда территория состоит из плоского пониженного рельефа. Минерализация подземных вод в скважинах и колодцах этих территорий составляет 0,5-1 г/л. Они связаны с линзами пресных вод, образованными в результате поступления такырного стока и атмосферных осадков.

Ключевые слова: месторождения нефти и газа, подземные воды, минерализация, плато Устюрт, гидрогеологические исследования, водовмещающие породы, Барсакельмесский прогиб, зона активного водообмена, линзы подземных вод.

Annotasiya

Zamonaviy gidrogeologik tadqiqotlar va ustyurtning rivojlanishida er osti suvlarining roli

Maqolada mualliflar Qoraqalpoq Ustyurtining keng hududini ko'rib chiqib, uning ulkan hududidagi yirik sanoat ob'ektlarini o'z vaqtida va to'liq rivojlantirish va ekspluatasiyasini ta'minlash uchun katta miqdordagi ichimlik va sanoat suvi talab qilinadi. Ma'lumki, bu hududda suv ta'minoti, voha sug'orishga yaroqli mahalliy ochiq suv omborlari mavjud emas. Shu munosabat bilan muammoning dolzarbligi kam minerallashgan er osti suvlarining mintaqaviy resurslarini aniqlash va har tomonlama baholash bilan bog'liq keng qamrovli tadqiqotda yotadi. Er osti suvlari mineralizasiyasi qiymatlarini chuqurlik, hamda maydon bo'yicha shimoldan janubga tomon o'zgarishi keltirilgan. O'rganilayotgan hududda er osti suvlari harakati yo'nalishida mineralizasiyasi 7-10 g/l va hududning baland qismlari 25 g/l yoki undan ortiq miqdorgacha o'zgaradi. Bu sharoit hudud past tekislik relefdan iborat bo'lganda buziladi. Ushbu hududning burg'u quduqlarida va quduqlarida er osti suvlarining mineralizasiyasi 0,5-1 g/l ni tashkil qiladi. Ular taqirlarning pastki oqimi va yog'ingarchilik natijasi bilan bog'liq hosil bo'lgan suvli linzalardir.

Kalit so'zlar: neft va gaz konlari, er osti suvlari, mineralizatsiya, Ustyurt platosi, gidrogeologik tadqiqotlar, suv sig'adigan jinslar, Barsakelmesskiy Bend, faol suv almashinuvi zonasi, er osti suvlarining linzalari.

Annotation

the role of groundwater in modern geological research and the development of Ustyurt

In the article, the authors consider the vast territory of the Karakalpak Usturti, in order to ensure timely and complete development and exploitation of large industrial facilities in its vast territory, a large amount of drinking and industrial water is required. It is known that there is no water supply in this area, local open reservoirs suitable for irrigation of the Oasis. In this regard, the relevance of the problem lies in the extensive research on the identification and comprehensive evaluation of the regional resources of low mineralallashgan groundwater. The depth of the mineralization values of groundwater, as well as the change from North to South by area are given. Mineralization in the direction of the movement of groundwater in the area under study varies from 7-10 g/l and higher parts of the territory up to 25 g/l or more. These conditions are violated when the zone consists of a low flat relief. Mineralization of groundwater in drilling wells and Wells of this territory is 0,5-1 g/l. These are water lenses that are formed due to the lower flow of light and the result of precipitation.

Keywords: oil and gas deposits, groundwater, mineralization, Ustyurt plateau, hydrogeological studies, water-bearing rocks, Barsakelmessky trough, active water exchange zone, groundwater lenses.

В настоящее время с открытием месторождений нефти, газа и других твердых полезных ископаемых (железа, марганца, меди идр.), а также высокоминерализованных лечебных минеральных и термальных вод Устюрт превратился в один из важных промышленных районов Республики Узбекистан. Перспективность по отнощению вышесказанных полезных ископаемых плато Устюрта, геолого-структурное положение во многом сходится с условиями Мангишлака.

Рис. 1 Вырезка из Карты залежей питьевых и слабосоленых подземных вод Республики Узбекистан: 1 -артезианские бассейны; 2 -безперспективные территории; 3 - плато Устюрт 4 -1. Северный Устюрт, 2. Центральный Устюрт, 3. Южный Устюрт

слабоминерализованный подземный вода устюрт

Геолого - гидрогеологические исследования месторождений Устюрта сопровождались реским ростом темпа геолого-геофизических и гидрогеологических изысканий и выполнением большого объёма поисково-картировочного, структурного, эксплуатационного-разведочного и специального гидрогеологического бурения. Полученные результаты далют возможность ясно предстаывить структуру Устюртского плато и оценит перспективы использования её богатств, включая подземные водны территорий современного водообмена (рис.1) .

Перспективы освоения плато Устюрта, его восточной части определяется в настоящее время с одной стороны -развитие животноводства, с другой -широким строительством промышленных нефте-газоразрабатывающих и освоением лечебных термально-минеральных подземных вод.

Таким образом для своевременного и полного освоения и развития широкомасштабных промышленных объектов огромной территории Устюрта требуется большого количества как питьевой, так и технической воды. Как известно на территории исследований отсутствует местные открытые водоёмы, пригодных для водоснабжения, обводнения и оазисного орошения. Кроме всего удаленность исследуемой территории от крупных речных ресурсов, задача по комплексному исследованию с последующем выявлением и всесторонней оценкой региональных ресурсов слабоминерализованных подземных вод для последующих её использований является актуальной проблемой.

Изученность территории исследований. Отличаясь своеобразным геолого-тектоническим строением, своеобразными формами рельефа, наличием глубоких бессточных впадин и другими природным оазисом, с древних времен превлекала внимание исследователей. Как известно по историческим даннам о географии, первые землеописание территории плато Устюрт составлено ещё Клавдий Птолемеем во втором веке. А сведения о подземных водах района получены гораздо позже.

Крупный перелом в изучении плато Устюрта произошёл в 1950-60 годах. В этих годах в Каракалпакской части Устюрта были проведены и опубликованы ряд важных обобщенных исследований, в том числе гидрогеологическое условия в монографиях Г.Н.Каменского, М.М.Толстихина и И.Н.Толстихина «Гидрогеология СССР» (1959). И аналитическое описание О.К.Ланге «Подземные воды СССР» (1963).

Крупные гидрогеологические исследования, сопровождаемые большим объемом разведочных работ, опытно-эксплуатационных и научно-прикладных исследований такие как (1977-79гг. А.В. Пахомова, Н.И. Быков, Ш.К. Набиев) Государственная гидрогеологическую съемка масштаба 1:200 000, (1978-81гг. Т.Н. Джумамуратов), повторная Государственная гидрогеологическая съемка масштаба 1:200 000 с охватом более обширных территорий с включением Южного Устюрта. А также (2014-18гг. Н.П. Самендеров, Т.Б. Алланиязов) региональное гидрогеологическое исследование в пределах Центрально-Устюртского артезианского бассейна с целью оценки прогнозных ресурсов подземных вод неогеновых и меловых отложений.

На основании результатов вышеперечисленных источников и личных исследований проводится оценка роли подземных вод в освоении Устюрта и современные гидрогеологические исследования.

Обсуждение результатов. Согласно геологического строения выявлены водоносные серии меловых отложений, которые получили повсеместное распространение по исследуемой территории. В гидрогеологических условиях меловых отложений выявлены одна из наиболее мощных водоносных серий на территории Каракалпакского Устюрта. Исследованиями выделены две серия меловых отложений: неоком-аптский и альб-туронский [1,2].

Водовмещающие породы неоком-аптского водоносного комплекса широко распространены на исследуемой территории. В зависимости от структурного положения участков кровля водоносного комплекса вскрыта на различных глубинах. В сводных частях структур Центральноустюртской системы поднятий водовмещающие породы комплекса залегают под альбскими и неогеновыми образованиями на глубине в пределах 230-250 м. В североустюртской впадине, Барсакельмесском прогибе, Шахпахтинской ступени и Ассакеауданском прогибе они вскрываются на глубине от 1400-1700 до 1620-1990 м. Также в пределах Актумсукской зоне поднятий они вскрыты на глубине 970-1000 м. В этих пределах мощность водоносного комплекса в зависимости от количества и мощности коллекторов изменяется от 180-195 м (Барсакельмасский и Ассакеауданский прогибы) до 295-410 м при общей мощности комплекса от 460-640 м [1,2]. Несмотря, но то, что пористость водовмещающих пород составляет от 12 до 32 % из скважин получены низкие расходы до 0,4-0,7л/сек. На структурах, приуроченных на Актумсукской зоне, отмечается ухудшение коллекторских свойств водовмещающих пород и снижение водообильности. А также установлено наиболее высокое положение пьезометрического положения подземных вод комплекса занимает в глубоко опущенной части Барсакельмасского прогиба, а неколько ниже, на юго-востоке Ассакеауданского прогиба, в местах замыкания и слияния его с Амударьинской впадиной.

В целом подземные воды представляют собой высококонцентрированные рассолы. Наименьшая их минерализация отмечается в Центральноустюртской зоне, где она составляет 26-45 г/л, Барсакельмасском прогибе 167-198 г/л. Анологическая минерализация наблюдается подземных вод на территории Североустюртского и Южноустюртского прогибов.

Из солей в составе вод преобладает хлориды натрия. Содержание хлора составляет 115-121, а натрия 55-65г/л. Воды слабосульфатные, коэффициент сульфатности колеблится в пределах 0,23-2,0. Они в основном хлоридно натриевые воды. А содержание микрокомпонентов увеличивается с ростом минерализации пластовых вод и составляет: йода от 2-4 до 18 мг/л, брома до 462-543 мг/л, бора от 10-14 до 76-80 мг/л. Следует отметить, что наиболее погруженных частях Устюрта воды комплекса имеют температуру, достигающую до 100-109^оС (Аламбек). А участки с наиболее меньшего погружения пластов комплекса характеризуются температурой вод 44-73^оС.

Водоносный комплекс альб-туронских отложений соответствуют новому трансгрессивному циклу осадконакопления, имеет повсеместное распространение на Каракалпакском устюрте. Согласно литературных источников [1,2] устанавливается то, что водоносными определены как альбские, так и сеноманские и туронские отложения. Это положение не отмечается в пределах Центральноустюртской системы поднятий, где верхние слои разреза водоносного комплекса либо размыты (Карабаурское поднятие), либо по условиям залегания с дренированы в районе Айбугир [1,2]. Пластовые воды комплекса выше отмеченных районах высоко метаморфизованные (хлоридно-натриевый коэффициент 0,75-0,8), бессульфатные редко слабо сульфатные, хлоридные натриевые. В них содержание микроэлементов: йода до 15 мг/л, брома 208-547 мг/л, с температурой до 71^оС.

На территории каракалпакского Устюрта отложения неогеновой и четвертичной системы очень широко распространены. Водовмещающие породы этих отложений резко отличаются от водоносных пород нижележащих отложений. Это неизмененные и не дислоцированные породы, залегающие практически горизонтально на мощном палеоген-нижне миоценовом водоупоре. Образуя самую верхнюю часть гидрогеологического разреза (рис.1). На исследуемой территории подземные воды находятся под непосредственным воздействием климатических факторов т.е. областью активного водообмена и отличаются от нижележащих не только своими качественными и количественными характеристиками, но и условиями формирования.

Условия накопления водоносного комплекса происходило в различных фациальных условиях при неоднократном чередовании трансгрессий регрессий моря. Различные условия осадконакопления, обусловившие разнообразие в литологическом составе пород, определили гидрогеологическую неоднородность их как в вертикальном разрезе, так и по площади развития.

На большей части исследуемой территории описываемого водоносного комплекса подошвой служит мергелисто-глинистая толща палеогена и только на структурно-приподнятых участках территории мергели верхнего мела. Мощность этих отложений варьирует от 18-22 до 56-60 м, увеличение наблюдается по направлению общего погружения пласта. В связи с этим миоценовой толщи и местоположением дрен изменяется направление движения подземных вод (рис. 2). На севере плато движение их происходит к северо-западу от Актумсукской вала в сторону Самских солончаков и чинков плато, в центральной части подземный сток направлен к Барсакельмесской котловине, на юге от Центральноустюртской зоны поднятий к Ассакеауданской впадины, на востоке к Сарыкамышу (рис.2). Уклоны поверхности водоносного комплекса на большей части исследуемой территории незначительны и составляют 0,001-0,005, при сводной части Центральноустюртской зоны возрастает до 0,05.

В целом это обстоятельство т.е. глубокое залегание подземных вод, в основном мергелистый состав и умеренная загипсованность водосодержащих пород и как следствие, ухудшение условий области питания, и их циркуляция обусловили повышенную и высокую минерализацию подземных вод почти на всей территории Каракалпакского Устюрта. Таким образом, наименьшая минерализация подземных вод от 2,3-6,3 до 7,6-12,1 г/л выявлена на территориях, наиболее приподнятых плато (Центральноустюртской, Актумсукской зоны поднятий).

Рис. 2. Схема гидроизогипс грунтовых вод миоценовых отложений Каракалпакского Устюрта (по материалам А.С.Вишнякова и др.): 1 -линии изогипс подземных вод; 2 -направление течения подземных вод; 3 -государственная граница; 4 -граница Аральского моря

Значение общей минерализации на этих участках колеблется в пределах от 2,3 до 12,1г/л. Далее по направлению движения происходит быстрое нарастание минерализации и на большей части прогиба минерализация вод комплекса составляет 15-20 г/л, а на южной половине достигает 30-35 г/л, и на центральных участках исследуемой территории Ассакеауданского впадины и Саракамышской котловине значения его нередко достигает до 100-110 г/л. По значениям минерализации подземных вод комплекса наблюдается заметное увеличение их с глубиной. В при сводной части Центральноустюртской зоны на глубине 20 -25 м минерализация составляет3,2 - 6 г/л, на глубине 55 м наблюдается её увеличение до 9,3-10,0 г/л, на интервале глубин 83-113 м возрастание отмечено от 10,8 до25 г/л и на интервале 101-135 м достигает 21-33 г/л [2-7].

Менее минерализованные подземные воды (3-9 г/л), распространенные на территории исследований в областях формирования стока, имеет сульфатный или хлоридно-сульфатный натриевый состав. Содержание сульфатов колеблется в пределах 52-75 %^. экв, хлора 20-46 %^. экв и содержание щелочей достигает до 60 %^. экв. При увеличении минерализации на более 10 г/л концентрация хлора возрастает до 70%^. экв, а сульфат ион перемещается на второе мести. В подобных случаях катионы натрия с концентрацией до 75-80 %^. экв вступает на первое место.

Водообильности отложений комплекса неодинакова на различных участках территории исследований. По результатам откачек скважин, расходы изменяются в очень широких пределах: от десятых и даже сотых долей литра в секунду при понижениях уровня подземных вод на 7-12 м, и соответственно при расходе 10-14 л/сек понижение составляет 2-5 м. Для этих отложений коэффициент фильтрации, по данным пробных откачек изменяется в пределах от 1,5-1,9 до 50-90 м/сут, при этом для мергелей от 0,8 до 9 м/сут.

Таким образом, менее минерализованные воды приурочены к поверхностным отложениям по сравнению с водами более глубоко залегающих отложений. Но и они характеризуются пестротой минерализации и химического состава. Пресные и слабосолоноватые подземные воды с минерализацией до 3 г/л обычно приурочены к сводам антиклинальных поднятий относительно более высокими отметками, к причинковой дренированной полосе северной и северо-западной части Устюртского плато. В Североустюртской впадине подземные воды солоноватые с минерализацией от 3-5 до 10 г/л. Где увеличение минерализации связана крыльев депрессии к ее центральной части [3-6]. 

Заключение

Рассматривая распределение минерализации подземных вод как по глубине, так и в пространстве отмечается уменьшение количество выпадающих атмосферных осадков с севера на юг, в этом же направлении возрастает значения минерализации. В изучаемой территории по направлению движения подземных вод минерализация изменяется от 7-10 г/л и приподнятых частях территории до 25 г/л и более. При этом смена подземных вод различной минерализации происходит резко, на коротких расстояниях в отличии от северной половины, где рост минерализации постепенный.

Вышеперечисленные условия нарушаются на тех участках, где распространен плоский пониженный рельеф. В скважинах и колодцах этих территорий минерализация подземных вод составляет 0,5-1 г/л. Они связаны с линзами пресных вод, образованными в результате поступления такырного стока и атмосферных осадков.

Список использованной литературы

1. Акрамходжаев А.М., Авазходжаев Х.Х. и др. Геологическое строение и предпосылки нефтигазаносности Устюрта.Ташкент: Фан,1967, -400с.

2. Садыков Ж.С.,Кукабаев Б., Кугешев А.К., Вишняков А.С., Куликов Г.В., Соколов В.И. Подземные водыМангишлак-Устюртской нефтегазоносной провинции. -Алма-Аты: Наука,1970,-202с.

3. Закиров М.М., Шин Л.Ю. О факторах, влияющих на изменения концентрации водно-растворимого гелия в подземных водах Узбекистана // Доклады АН Руз. - 2018. - № 2. - С. 79-86 (04.00.00; № 5).

4. Закиров М.М., Юсупов Ш.С., Зиявуддинов Р.С. Особенности изменения концентрации гелия в подземных водах (на примере Южного Тянь-Шаня и Памира) // Геология и минеральные ресурсы. - 2018. - № 4. - С. 44-47 (04.00.00; № 2).

5. Джаксымуратов К.М. «Использование подземных вод в южном Приаралье» Монография. "Ilimpaz" Nukus. 2021, 80 стр.

6. Закиров М.М., Джаксымуратов К.М., Отелбаев А.А., Самендаров Н.П. Современное состояние подземных вод Каракалпакского Устюрта. Международная научно-практическая конференция «Фундаментальные и прикладные аспекты геологии, экологии и химии с использованием современных образовательных технологий. Республика Казахстан, Казахский Национальный исследовательский технический университет им. К.И.Сатпаева 2022.11.02. С.16-20.

7. Джаксымуратов К.М., Жуманазарова А., Курбаниязова Б. Changes in the regime and use of fresh groundwater in the Southern Aral Sea region. Solid State Technology, Vol. 63 №6 (2020), subscription@solidstatetechnology.us, 3 стр.

Размещено на Allbest.ru