2.2. Гидрогеологические факторы

Грунтовые воды являются одним из наиболее ярко выраженных зональных факторов формирования инженерно-геологических условий [133]. Их глубина залегания, минерализация и химический состав различны в разных географических зонах и подчинены общим зональным закономерностям.

При инженерно-геологической оценке местности грунтовые воды играют очень важную роль. Как правило, они заключены в дисперсных отложениях четвертичного возраста. Такие породы слабо литифицированы, поэтому их свойства особенно чутко реагируют на изменение влажности.

Гидрогеологические условия территории г. Гомеля изучены достаточно хорошо. Город расположен на стыке Сожского и Добрушского участков, в пределах которых Белорусской гидрогеологической экспедицией ПО «Белгеология» проведена комплексная инженерно-геологическая и гидрогеологическая съемка масштаба 1:50000 для целей мелиорации (1981-82 гг.). На всех водозаборах Белорусской гидрогеологической экспедицией постоянно ведутся режимные наблюдения. В районе химзавода режим подземных вод изучается сотрудниками лаборатории «Мониторинг геологической среды» УО «Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины». Значительный обьем гидрогеологических данных получен при проведении гидрогеологических изысканий УП «Геосервис», Белводоканалпроектом и другими организациями. Гидрогеологические условия города Гомеля подробно изучены и обобщены В.Г. Жогло [48].

В гидрогеологическом отношении район исследований находится на стыке северо-восточной части Припятского артезианского бассейна и западного склона Воронежского артезианского свода.

В процессе проведения съемочных и поисково-разведочных работ на воду в пределах зоны активного водообмена выделены следующие водоносные горизонты и комплексы: воды верхнечетвертичных и современных болотных и озерных отложений (b,l III-IV); водоносный горизонт современных аллювиальных отложений (aIV); воды спорадического распространения в пролювиально-делювиальных отложениях (p,dIII-IV); водоносный горизонт аллювиальных отложений первых надпойменных террас (a₁IIIpz₃); водоносный горизонт аллювиальных отложений вторых надпойменных террас (a₂IIIpz₃); водоносный горизонт флювиогляциальных отложений времени отступания днепровского ледника (fIId^s); воды спорадического распространения в моренных отложениях днепровского оледенения (gIId); водоносный комплекс флювиогляциальных, аллювиальных и озерно-ледниковых отложений среднечетвертичного времени (f,а,lgII); водоносный комплекс палеогеновых отложений (P); турон-маастрихтский водоносный горизонт (K₂t-m); альб-нижнесеноманский водоносный горизонт (K₁al-K₂s1); водоносный комплекс отложений нижнего мела (K₁); водоносный горизонт оксфордских отложений верхней юры (J₃o).

Воды верхнечетвертичных и современных болотных и озерных отложений (b,l III-IV) имеют ограниченное распространение. Приурочены к долинам Сожа, Узы, Ипути, Рандовки, котловинам и понижениям водно-ледникового рельефа. В долине Сожа они выполняют древние старицы, дугообразно вытянутые вдоль подножья крутого уступа первой надпойменной террасы. Особенно это характерно для поймы у дд. Осовцы и Давыдовка. Водовмещающими породами являются плохо разложившийся торф, заторфованные супеси и озерные пески. Мощность обводненных отложений составляет обычно 2-3 м.

Водоносный горизонт современных аллювиальных отложений (аIV) распространен в поймах рек Сож, Ипуть, Уза и их притоков. Водовмещающие породы представлены песками пылеватыми, мелкими, иногда крупными, с редкими прослоями песчано-гравийного материала. Мощность горизонта изменяется от нескольких десятков сантиметров до 16 м. В долинах Сожа и Ипути преобладают мощности 8-10 м. Залегают водовмещающие породы, как правило, с поверхности, редко перекрываются болотными образованиями, подстилаются разновозрастными четвертичными, а в долине реки Сож – палеогеновыми отложениями, с которыми образуют единую водоносную толщу. Воды безнапорные, вскрываются на глубине от 0,7 до 5,3 м, преимущественно от 1,5 до 2,5 м.

Глубина залегания уровня грунтовых вод подвержена значительным колебаниям в течение года. По данным режимных наблюдений по створам рек Днепр, Сож, Уть установлено совпадение годового хода колебаний уровня грунтовых вод с колебаниями уровня воды в реках и с количеством выпавших атмосферных осадков.

Питание водоносного горизонта современных аллювиальных отложений происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, притока вод из водоносных горизонтов, занимающих более высокое гипсометрическое положение, паводковых вод, а также за счет разгрузки напорных вод в долинах рек в местах отсутствия моренных отложений. Дренируются воды аллювиальных отложений речной сетью.

Воды спорадического распространения в пролювиально-делювиальных отложениях (p,dIII-IV) формируются временными водотоками, поэтому чаще всего значительная часть описываемых отложений является безводной. Приурочены они к тальвегам овражно-балочных понижений. Распространенны преимущественно в западной части города. Водовмещающие породы представлены песками. Их мощность не превышает 3 м.

Водоносный горизонт аллювиальных отложений первых надпойменных террас (a₁IIIpz₃) распространен в долинах рек Сож, Ипуть, Уза. Наиболее широко встречается в левобережной части города.

Водовмещающими породами являются пески мелкие, реже средней крупности и крупные, в отдельных интервалах с примесью гравия и гальки, иногда прослеживаются прослои песчано-гравийных пород. Мощность водоносного горизонта колеблется от 1 до 19,2 м, преимущественно от 3 до 12 м. Залегает он непосредственно с поверхности, местами перекрывается современными аллювиальными, болотными, эоловыми образованиями; подстилается более древними четвертичными, а также киевскими и харьковскими отложениями палеогена. Уровни грунтовых вод устанавливаются на глубинах от 0,5 м до 3,0 м. Питание водоносного горизонта осуществляется, в основном, за счет инфильтрации атмосферных осадков, притока вод из смежных горизонтов, паводковых вод, а также вод нижележащих напорных водоносных горизонтов. Дренируется речной сетью.

Водоносный горизонт аллювиальных отложений вторых надпойменных террас (a₂IIIpz₃) развит лишь в долине реки Сож, преимущественно в западной части города (участок между шоссейной и железной дорогами Гомель-Калинковичи).

Водовмещающие породы представлены песком пылеватым, мелким, реже средней крупности, иногда глинистым с включением гальки и гравия, в единичных случаях с прослоями песчано-гравийного материала. Мощность водоносного горизонта изменяется от 0,6 до 19,3 м, составляя в среднем 6-10 м. Подстилается описываемый горизонт в основном относительно водоупорными отложениями днепровской морены, реже обводненными водно-ледниковыми образованиями времени отступания днепровского ледника, а также отложениями палеогена (харьковские и киевские слои). Перекрывается в отдельных местах современными аллювиальными, озерными и болотными отложениями. Воды горизонта безнапорные, вскрываются на глубинах 1-3 м от поверхности земли.

Питание водоносного горизонта происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, перетекания вод из смежных и подтока из нижележащих водоносных комплексов. Разгрузка его осуществляется в речную сеть, а также в нижележащие водоносные горизонты.

Водоносный горизонт флювиогляциальных отложений времени отступания днепровского ледника (fIId^s) распространен лишь в северо-западной части города, там, где берет начало Мильчанская канава. Водовмещающие породы – пески и песчано-гравийный материал. Пески чаще мелкие, пылеватые, реже средней крупности и крупные, в разной степени глинистые, мощностью 9-13 м. Грунтовые воды флювиогляциальных отложений вскрываются на глубинах 2-5 м (абсолютные отметки 130-132 м).

Воды спорадического распространения в моренных отложениях днепровского оледенения (gIId) распространены главным образом в западной и северо-западной частях города, отсутствуют в долинах Сожа, Ипути и Узы.

Водовмещающими породами являются пески от мелких до крупных, в различной степени глинистые, с гравием и галькой, а также песчано-гравийные отложения, залегающие в виде линз и прослоев среди моренных супесей и суглинков. Моренные отложения залегают на нерасчлененных водно-ледниковых березинско-днепровских и палеогеновых образованиях. Мощность песчаных линз в морене достигает 5 м, преимущественно 2-3 м. Уровень подземных вод устанавливается на глубинах свыше 4,0 м.

Питание вод внутриморенных линз происходит путем инфильтрации атмосферных осадков и перетекания грунтовых вод через опесчаненные участки в моренных супесях и суглинках. Разгрузка осуществляется путем просачивания в нижележащие водоносные горизонты, а также в пониженные участки рельефа.

Подземные воды, распространенные в различных генетических типах отложений, залегающих на днепровской морене или на отложениях палеогена, образуют единый грунтовый водоносный горизонт. В этот же горизонт можно включить и воды спорадического распространения в днепровской морене в северо-восточной части территории.

На наиболее высоких гипсометрических отметках (132-133 м) грунтовые воды встречаются на промплощадке Гомельского химзавода, в центральной части города, и в окрестностях деревень Залипье, Красное, Мичуринское, пос. Урицкое и др. Движение грунтовых вод происходит в направлении рек Сож, Рандовка, Уза и Мильчанской канавы. Наиболее низкие гипсометрические отметки грунтового водоносного горизонта (115 м) приурочены к пойме р. Сож.

Водовмещающими отложениями являются пески, преимущественно мелкозернистые и пылеватые, а также супеси. Их коэффициенты фильтрации изменяются от 0,04 м/сут до 16 м/сут. Мощность водоносного горизонта колеблется 0,4 до 8 м.

Основное питание грунтового водоносного горизонта происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков. В поймах рек водоносный горизонт так же подпитывается за счет разгрузки в него подморенного водоносного горизонта и перетекания из нижележащих горизонтов (палеогенового и на отдельных участках турон-маастрихтского). Разгрузка грунтового горизонта, в основном, идет испарением, перетеканием в нижележащие горизонты и стоком в русла рек. Воды имеют пестрый химический состав в связи с загрязнением. Источники загрязне-ния‑промышленные предприятия, транспорт, населенные пункты, свалки, сельскохозяйственное производство.

Водоносный комплекс флювиогляциальных, аллювиальных и озерно-ледниковых отложений среднечетвертичного времени (f,а,lgII) широко распространен в западной и северо-западной частях города (район Гомсельмаша и химзавода), отсутствует в долинах Сожа и Ипути.

Водовмещающими породами являются пески различного гранулометрического состава с гравием и галькой, местами глинистые, а также песчано-гравийные породы. Мощность их изменяется от 1,7 до 21,3, чаше от 5 до 15 м. Наибольшая мощность приурочена к понижениям в дочетвертичном рельефе. По немногочисленным данным коэффициент фильтрации достигает 5 м/сут.

Горизонт на большей части территории имеет напорный характер, высота напора над кровлей составляет 2-12 м, и только в пойме и на первой надпойменной террасе рек Уза и Сож становится безнапорным. Верхним водоупором для горизонта является днепровская морена.

Питание водоносного комплекса происходит путем перетекания вод из вышележащих отложений через песчаные "окна" в моренных супесях и суглинках, залегающих в его кровле, а также за счет подтока подземных вод из нижележащих комплексов в областях из разгрузки. Разгрузка осуществляется, главным образом, в долинах рек, а также в нижележащие водоносные горизонты.

Водопроводимость данного горизонта, по данным Белорусской гидрогеологической экспедиции, изменяется в пределах от 10 до 50 м²/сут.

Водоносный комплекс палеогеновых отложений (Р) приурочен к песчаным разностям харьковской, киевской, бучакской, каневской и сумской свит. Распространен практически повсеместно за исключением долин Сожа и Ипути. Глубина залегания кровли комплекса 2-35 м, чаще всего 30 м. Палеогеновый комплекс напорный. Высота напора над кровлей составляет 17-35 м. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах от 0,5-1,0 до 2-3 м. В ненарушенных условиях в долинах рек пьезометрические уровни устанавливаются выше поверхности земли.

Водообильность и фильтрационные свойства палеогенового водоносного комплекса находятся в прямой зависимости от гранулометрического состава водовмещающих пород. Наибольшими значениями этих параметров характеризуются бучакские слои. Коэффициенты фильтрации изменяются в широких пределах от 0,14 до 27,3 м/сут, преобладают значения 3-15м/сут. Повышенные значения коэффициента фильтрации приурочены к речным долинам. Коэффициенты водопроводимости также очень разные – от 1 до 396 м²/сут. В долине р.Сож, в западной части долины р.Ипуть и на площадях, примыкающих к ним, коэффициент водопроводимости равен 100-200 м²/сут.

Питание водоносного комплекса происходит за счет перетекания подземных вод из выше- и нижележащих водоносных горизонтов. Дренируется он реками Сож, Ипуть и Уза.

Водоносный комплекс палеогеновых отложений является одним из источников водоснабжения в Гомеле.

Турон-маастрихтский водоносный горизонт (K₂t-m) распространен повсеместно. Приурочен к сеноманским, туронским, коньякским, сантонским, кампанским и маастрихтским отложениям, подстилается обводненной толщей нижнего мела. Глубина залегания изменяется от 22 до 48 м. Представлен преимущественно мелом писчим, плотным, иногда глинистым, трещиноватым.

Воды напорные, верхним относительным водоупором служит пачка переслаивающихся песчаников и глин сумской и каневской свит нижнего и среднего палеогена мощностью 2-4 м, иногда достигающих 14,4 м. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах от 0,95 до 13,6 м на абсолютных отметках 114,81-125,45 м. Общее снижение пьезометрической поверхности прослеживается в сторону р. Сож и в меньшей степени ‑ в сторону р. Ипуть, что указывает на их дренирующую роль. Водоносный горизонт турон-маастрихтских отложений имеет тесную гидравлическую связь с вышележащими водоносными комплексами палеогена и четвертичных отложений, а также с поверхностными водами рек Сож и Ипуть.

Величина водопроводимости изменяется от 200 до 1200 м²/сут. Ее максимальные значения приурочены к пойме р.Сож, где они достигают 800-1200 м²/сут. В пойме р.Ипуть среднее значение водопроводимости несколько ниже и составляет 500 м²/сут.

Питание водоносного горизонта турон-маастрихтских отложений на водоразделах осуществляется за счет перетекания из вышележащих водоносных комплексов палеогеновых и четвертичных отложений. Разгрузка частично происходит в долинах рек Сож и Ипуть.

Турон-маастрихтский водоносный горизонт является одним из основных источников централизованного водоснабжения. Он эксплуатируется как одиночными скважинами, так и групповыми водозаборами Центральный и Сож КПУП «Гомельводоканал».

Альб-нижнесеноманский водоносный горизонт (K₁al-K₂s₁) приурочен к пограничной между верхним и нижним отделами меловой системы толще мелкозернистых кварц-глауконитовых песков. Пески имеют выдержанное простирание и вскрываются на глубинах 170-180 м, коэффициент водопроводимости этих отложений 150 м²/сут. Горизонт интенсивно эксплуатируется водозаборными скважинами г. Гомеля, в результате чего образовалась обширная депрессионная воронка. По данным В.П. Сидоровича (1995), пьезометрические уровни горизонта находились на отметках 108-80 м. Питание водоносного горизонта происходит частично за счет перетекания из выше- и нижележащих отложений, а, в основном за счет притока из-за пределов исследуемой территории.

Водоносный комплекс отложений нижнего мела (K₁) приурочен к песчаным разностям валанжинского, аптского и альбского ярусов. Пески мелкие, реже пылеватые, переслаивающиеся с глинами и алевритами. Общая мощность отложений 8-52 м.

Подстилается комплекс отложениями верхней юры. Глубина залегания изменяется от 89,1 до 420,8 м, увеличиваясь в южном и юго-западном направлениях.

Воды напорные. По имеющимся данным, величины напоров составляют 147-173 м, уменьшаясь от водораздельных пространств к долинам рек. Коэффициент фильтрации изменяется от 1,2 до 8,9 м/сут. Используются для водоснабжения в Гомеле. Дренируются воды комплекса рекой Сож.

Водоносный горизонт оксфордских отложений верхней юры (J₃o). Распространен повсеместно. Водовмещающими породами являются известняки с прослоями мергелей и глин. Общая мощность оксфордских отложений изменяется от 9,0 до 33,0 м.

Подземные воды напорные, величина напора над кровлей достигает 230 м, водопроводимость колеблется от 12 до 58 м²/сут.

Подстилается водоносный горизонт оксфордских отложений глинами и алевритами келловейского и батского ярусов. Эти глины и алевриты, выдержанные по мощности и простиранию, являются региональным водоупором и разделяют зоны активного и замедленного водообмена.