В гидрогеологическом плане территория Ханты-мансийского автономного округа – Югра относится к Западно-Сибирскому артезианскому бассейну. В разрезе платформенного чехла выделяются два гидрогеологических этажа с четко выраженной гидродинамической и гидрохимической зональностью. Они различаются по условиям залегания, формирования и характеру режима подземных вод (ПВ), химическому и газовому составу. В вертикальном разрезе этажи разделены региональным водоупором мощностью от 200 до 1000м.
В соответствии со схемой регионального гидрогеологического районирования
(«Перечень гидрогеологических районов для ведения Государственного водного кадастра», 1983г.) - рис.1, большая часть территории округа (в границах платформенной части ХМАО) относится к западно-Сибирскому сложному бассейну пластовых вод. Горноскладчатая часть территории (площадь 18,7 тыс.км2), с весьма слабой плотностью населения и отсутствием крупных населенных пунктов принадлежит Больше-Уральскому сложному бассейну корово –блоковых вод и характеризуется развитием трещинных и трещинно-жильных ультрапресных вод в зоне экзогенной трещиноватости пород палеозойского субстрата.
Трещинные и трещинно-жильные горизонты и комплексы в границах Больше-Уральского сложного бассейна образуют множество локальных бассейнов местного стока, оконтуриваемых по линиям местных топографических водоразделов. В их пределах осуществляется питание, транзит и разгрузка подземных вод дренируемых эрозионными врезами.
Рис.1
Хозяйственно-питьевое водоснабжение на всей территории ХМАО осуществляется за счет водоносных структур первого гидрогеологического этажа, который на территории платформенной части округа выделен в три гидрогеологических района.(рис.2).
Рис.2
Верхний гидрогеологический этаж мощностью до 400 м содержит преимущественно пресные подземные воды с минерализацией менее 1 г/дм3 и включает: плиоцен-четвертичный водоносный комплекс (ВК), атлым-новомихайловский и тавдинский (последний – только в восточной части округа). Условия питания и циркуляции, а также влияние климатических и техногенных факторов, обуславливают использование этих подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения. В гидродинамическом отношении этаж представляет собой единую водонасыщенную систему. Водовмещающие породы представлены разнозернистыми песками с прослоями глин. Воды напорные, по химическому составу гидрокарбонатные со смешанным катионным составом, хлоридно-гидрокарбонатные кальциево-натриевые.
Район развития только плиоцен-четвертичного водоносного комплекса, эксплуатационные ресурсы которого широко используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения мелких водопотребителей (газокомпрессорные станции, жилые поселки газовиков и нефтяников и др.) Этот район занимает северо-западную часть округа, охватил полностью площади Березовкого, а также северо-западные части Советского, Октябрьского и Белоярского административных районов. Общий размер района - 36.78 тыс.кв.км.
Район совместного развития неоген-четвертичного и атлым-новомихайловского водоносных комплексов, где целевым для хозяйственно-питьевого водоснабжения является последний. Именно атлым-новомихайловский комплекс за счет своих ресурсов обеспечивает водоснабжение крупных потребителей центральной части округа. Общая площадь района -413.2 тыс.кв.км.
Район совместного развития неоген-четвертичного, атлым-новомихайловского и тавдинского водоносных комплексов. Занимает самую северо-восточную часть территории ХМАО площадью 139.6 тыс.кв.км. Здесь для хозяйственно-питьевого водоснабжения населения используются ресурсы, не только атлым-михайловского, но и тавдинского ВК, поскольку последний развит здесь в песчаных фациях и представляет собой коллектор с промышленной водоносностью.
Ниже дается описание каждого из трех основных водоносных комплексов, слагающих указанные выше районы.
Плиоцен-четвертичный водоносный комплекс
Приурочен главным образом к четвертичным отложениям различного генезиса (аллювиальные, озерные, флювиогляциальные, болотные), образующим сплошной плащеоб-разный покров территории округа. Литологически отложения сложены песками и супесями, переслаивающимися с относительно слабопроницаемыми глинами и суглинками. В это гидростратиграфическое подразделение включены и песчаные осадки абросимовской свиты на площадях развития неогена.
Общая мощность водоносного комплекса (ВК) в среднем 40-60 м. На этом фоне, в пределах северной части округа (на субмеридиональном участке долины р.Оби), картируется переуглубленная ложбина с мощностью плиоцен-четвертичных отложений 100-250 м. Такая мощность отмечается в северной приводораздельной части ХМАО, а также на отдельных местных водоразделах. Эффективная мощность отложений, согласуясь с общей мощностью ВК, несколько ниже. На большей части территории в среднем 20-50 м.
Воды горизонта безнапорные, реже - напорные. Уровень подземных вод отмечен на глубине от 0.5-3.0 м в долинах рек до 10-11 м на более высоких участках террас и водоразделах.
Питание ВК происходит в весенне-летний период за счет инфильтрации атмосферных осадков. Разгрузка осуществляется в долинах эрозионных врезов, на участках озерных котловин, а также испарением и транспирацией растительностью.
Состав подземных вод преимущественно гидрокарбонатный кальциевый, обычно с минерализацией от 0.2 до 0.3 г/л. Воды имеют высокую окисляемость до 20 и более мг 02/л), высокие содержания железа и марганца. На отдельных участках глубоких погребенных долин (п.п. Приобье, Пунга и др.), воды комплекса приобретают гидрокарбонатный натриевый (содовый) состав и несвойственную этому району минерализацию (до 0,6-0,9 г/л), что, вероятно, связано с подтоком подземных вод из нижнего гидродинамического этажа с последующим их преобразованием за счет процессов смешения и натрий-кальциевого кати-онного обмена.
Эксплуатационные ресурсы плиоцен-четвертичного комплекса, в условиях отсутствия других водных объектов, широко используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения небольшими групповыми водозаборами и одиночными скважинами с производительностью от первых десятков до 1,0-1,5 тыс.м3/сутки (главным образом, это объекты по транспортировке газа предприятия Тюментрансгаз). Наиболее крупным, из числа специально разведанных в этом водоносном комплексе, является Няганьский (Городской) водозабор, долгие годы снабжавщий в прошлом население г.Нягань.
Атлым-новомихайловский водоносный комплекс.
Данное гидростратиграфическое подразделение приурочено к нерасчлененным отложениям одноименных свит олигоцена. Цитологически комплекс представлен мелко-среднезернистыми песками и алевритами с прослоями и линзами песчаных глин. Локально в разрезе комплекса выделяется горизонт многолетнемёрзлых горных пород (ММГП).
В соответствии с распределением областей распространения различных типов (ММГП) в разрезе атлым-новомихайловского ВК выделяются 4 типа разрезов:
таликовая зона (вдоль долин крупных рек Оби и Иртыша и на самом юге ХМАО);
- зона с развитием локальных (островных) массивов ММГП;
- зона сплошного развития слоя ММГП, разделяющего продуктивный ВК на 2 под-горизонта (надмерзлотные и подмерзлотные воды) - к северу от широтного течения р.Оби;
- зона сплошного развития ММГП с промораживанием значительной мощности в подошвенной части атлым-новомихайловскго ВК. Это территория к северу от широты г.Когалым.
Это определяет достаточно сложный характер распределением мощностей атлым-новомихайловского ВК.
Кровлей комплекса на большей части территории ХМАО служат глины туртасской свиты или глинистые отложения в кровле собственно ВК.
Водоупорной подошвой являются глины и глинистые пачки (северо-восточная часть округа) тавдинской свиты.
Воды комплекса напорные. Статические уровни в поймах рек Оби и Иртыша фиксируются на глубине 0-0.5 м; в пределах террасового ряда - 5-30 м, на водоразделах устанавливаются в зависимости от абсолютных отметок поверхности. В течении года наблюдаются колебания статических уровней, амплитуда которых составляет 0.9-3.5 м. Распределение напоров в естественных условиях и смежных с ним вышезалегающих водоносных горизонтах по площади и в разрезе определяет области питания и разгрузки.
Питание происходит, в основном, в летний период, на склонах долины р.Оби и водораздельных пространствах перетеканием из вышезалегающего неоген-четвертичного ВК. Разгрузка происходит в долинах эрозионных врезов перетеканием через вышезалегающие водоносные горизонты и слабопроницаемые толщи.
Водообильность комплекса характеризуется дебитами эксплуатационных гидрогеологических скважин от 0.3 до 45 л/с, при понижении уровня от первых метров до первых десятков метров.
Воды по гидрохимическому составу гидрокарбонатные кальциево-магниевые, иногда натриевые с минерализацией до 0.6 г/дм3. В целом по показателям качества удовлетворяют требованиям СанПиН-96 за исключением повышенной концентрации железа (до 5 мг/л, реже 10 и более), марганца (первые единицы ПДК), кремния и связанных с ним отклонений по органолептическим показателям. В санитарном отношении воды благополучные. Характеризуются надежной защищенностью от поверхностного загрязнения. Это определяет выбор ВК как основного источника централизованного и децентрализованного водоснабжения различных водопотребителей. Именно за счет ресурсов ПВ атлым-новомихаиловского ВК организовано централизованное хозпитьевое водоснабжение крупных и мелких водопотребителей ХМАО на территории его развития.
Тавдинскии водоносный комплекс.
Развит в северо-восточной части округа. Водовмещающими являются мелкозернистые, иногда глинистые, пески с линзами и прослоями глин. Подстилается тавдинский комплекс глинами люлинворской свиты (кровля регионального водоупора в восточной части ХМАО). Суммарная мощность комплекса варьирует от 160 м до 220 м.
Подземные воды. комплекса напорные. Статические уровни устанавливаются на глубинах от 4,5 м до 16,0 м в зависимости от гипсометрических отметок местности. Нередко, особенно в долинах крупных эрозионных врезов, скважины самоизливают. Амплитуда годовых колебаний уровней подземных вод горизонта составляет 0,60-0,70 м. Самый высокий уровень отмечается в конце июля, а самый низкий - в конце августа-сентября.
Дебиты эксплуатационных скважин составляют от 4,4 л/с до 9,1 л/с при понижениях 15-20 м. Воды обычно пресные с минерализацией от 0,48 г/л до 1,1 г/л, хлоридные натриевые. В санитарном отношении воды здоровые, надежно защищенные. Отмечается небольшое превышение ПДК по железу (до 1,5 мг/л). Отличительной чертой гидрохимического состава ПВ является присутствие бора в концентрациях от 3 до 7 ПДК (СанПиН-96). В нижней части этого комплекса весьма высока вероятность вскрытия цветных вод. Тавдинский комплекс в пределах восточной части ХМАО эксплуатируется для хозяйственно-питьевого водоснабжения как одиночными скважинами, так и небольшими групповыми водозаборами.
Нижний гидрогеологический этаж с суммарной мощностью 3500м, содержащий минерализованные подземные воды и флюиды углеводородов, включает в себя водоносные и нефте-водоносные комплексы: апт-альб-сеноманский, неокомский, берриас-валанжинский и юрский. В целом подземные воды характеризуются напорным режимом фильтрации и затрудненным водообменном.
Апт-альб-сеноманский водоносный комплекс распространен на всей территории ХМАО. Включает отложения уватской, ханты-мансийской, викуловской свит на западе и покурской – на востоке. Водовмещающие отложения комплекса представлены песками, песчаниками и алевролитами с прослоями глин. Общая мощность ВК 800-900 м. Водоносный комплекс характеризуется стабильной гидрохимической обстановкой, содержит умеренно-солоноватые и слабосоленые воды с минерализацией до 29,34 г/л. Содержание брома составляет 41-74 мг/л, йода -10-16 мг/л, бора 67-81 мг/л. Температура апт-сеноманских вод колеблется от 40 до 60 град, на отдельных участках достигает 80-90 град.С.
Комплекс является водообильным, поэтому воды широко используются при законтурном и внутриконтурном заводнении в нефтеносные пласты. Минеральные воды апт-сеноманского комплекса на территории Ханты-Мансийского автономного округа используются также и для бальнеологических целей и на локальных участках – для сброса избытков подтоварных вод. Наличие высоких температур и дебитов скважин рассматриваемого комплекса дают предпосылки для использования их в качестве термальных, а содержание в водах полезных компонентов (йод и бром) возможность использования их в качестве промышленных подземных вод.
Неокомский водоносный комплекс. Имеет повсеместное распространение. Представлен осадками баррема, готерива и верхнего валанжина, водовмещающие породы представлены переслаиванием песчаников, алевролитов и глин. Мощность комплекса изменяется от 600 м до 1500 м.
Воды комплекса слабосолёные и реже сильносолёные хлоридные натриевые. В подземных водах отмечается очень низкое содержание сульфатов. В микрокомпонентном составе вод присутствуют йод, бром и бор.
Температура вод водоносного комплекса в центральной части района достигает до +105 +1100С, уменьшение температуры наблюдается в восточном и западном направлениях.
Берриас-валанжинский водоносный комплекс. Представляет собой неповсеместно развитую по латерали толщу песчаников ачимовской пачки.
По ионно-солевому составу и минерализации подземные воды комплекса повторяют общие черты выше и ниже залегающих комплексов. Комплекс характеризуется невысокими фильтрационными свойствами.
Юрский водоносный комплекс. На территории района комплекс развит повсеместно, включает отложения нижней, средней и верхней юры. Сложен он песчано-алевритистыми отложениями, алевролитами, песчаниками, гравилитами, с прослоями глин и аргиллитов.
Подземные воды комплекса обладают в основном хлоридным натриевым составом, среднее значение минерализации вод составляет 16.77 г/л. Характерной особенностью юрского комплекса является наличие рассолов с минерализацией свыше 50 г/л. Среднее содержание йода в водах составляет 7.27 мг/л, брома – 42.5 мг/л. Гидрогеологический комплекс характеризуется низкими фильтрационными свойствами.
В отношении использования промышленно ценных качеств подземные воды юрского комплекса менее перспективны из-за невысоких фильтрационных свойств отложений и пониженных содержаний йода.
Газовый состав чаще метановый, содержание метана 80-97 %. Эти воды по своей минерализации и общему химическому составу соответствуют ГОСТу на лечебные минеральные воды (ГОСТ 1373-88). Использование этих вод для целей бальнеологии ведется в ограниченном объеме (первые сотни м3/сут.) в г. Сургуте и г. Когалыме, г. Нижневартовске.
На территории округа использование минерализованных подземных вод, приуроченных к апт-альб-сеноманскому водоносному комплексу, осуществляется в большинстве случаев для целей поддержания пластового давления (ППД) при разработке месторождений углеводородов. По химическому составу подземные воды апт-альб-сеноманского водоносного комплекса близки законтурным водам в интервалах промышленной нефтеносности и отсутствием химических реакций при взаимодействии.
4 Далее – ППД