Введение к работе
Актуальность исследований. Территории Минераловодско-го артезианского бассейна вследствии широкого развития здесь весьма ценных в бальнеологическом отношении и редких по природе минеральных вод по праву занимает особое положение не только на Северном Кавказе, но и в России.
Популярность курортов КМВ в течении многих десятилетии среди населения страны требовала постоянного наращивания пропускной способности здравниц и, как следствие, увеличения добычи минеральных вод, йередко за пределами утвержденных запасов, что приводило к негативным последствиям для эксплуатируемых месторождений. Ввод в эксплуатацию новых участков вблизи действующих месторождений, без определения их возможной взаимосвязи, также кардинально не решал проблемы обеспечения курортов.
Цель работы. Детальное изучение геолого-гидрогеологических условий Минераловодского артезианского бассейна, его гидродинамического и гидрохимического режимов для обеспечения гидроминеральной базы городов-курортов КМВ.
Для достижения данной цели потребовалось решить следующие основные задачи:
- изучить пространственное распространение различных
типов минеральных вод в основных продуктивных горизонтах и
комплексах гидрогеологического разреза бассейна;
- провести анализ имеющегося фактического материала бо
лее чем по 250 скважинам, содержащего информацию о химиче
ском составе подземных вод и газов, пластовых и устьевых дав
лениях и температурах;
проследить динамику изменения химического состава подземных вод и газов, а также положений пьезометрических уровней в зависимости от величин водоотборов на основных месторождениях минеральных вод за многолетний период;
обосновать наиболее вероятные механизмы образования основных типов подземных вод региона. '
Защищаемые положения.
-Использование метода пространственного гидрогеологического моделирования позволяет эффективно прогнозировать
изменения гидрогеохимической обстановки на эксплуатируемых месторождениях, оценивать перспективность новых участков минеральных вод.
-Возможная гидродинамическая взаимосвязь нескольких действующих месторождений минеральных вод в пределах одного артезианского бассейна надежно оценивается с помощью современных графиков режимно-эксплуатационных наблюдений, с выделением на них участков "пиковых" водоотборов в качестве реперных.
-Использование современных методов физико-химических анализов, в том числе хромато-масспектрометрию, позволяет идентифицировать соединения, придающие минеральным водам неприятные органолептические свойства и разработать способы дезодорационной очистки таких вод.
Фактический материал. В основу диссертации положены материалы, собранные автором в ходе полевых и камеральных работ в период с 1982 по 1995 гг. во время его работы в Кавмин-водской гидрогеологической экспедиции ПГО"Севкавгеология". Были использованы также данные Пятигорского научно-исследовательского института курортологии и физиотерапии (ПНИИК и Ф) и Ессентукского, Пятигорского и Кисловодского режимно-эксплуатационных предприятий.
Основными источниками фактических данных являлись:
-результаты бурения и опробывания скважин на воду;
-результаты опытных и опытно-эксплуатационных выпусков подземных вод;
-результаты геофизических и термогидродинамических исследований в скважинах;
результаты наблюдений за режимом подземных вод;
результаты химических анализов подземных вод и газов;
бальнеологические заключения и/рекомендации по практическому использованию подземных вод.
При построении пространственной, модели Минераловод-
ского артезианского бассейна использовалась топографическая
~ основа масштаба 1:50000. ' .
Научная новизна работы.
-Проведенный автором ретроспективный анализ режима эксплуатации Ессентукского месторождения и его участков показал, что снижение уровней в верхнемеловых отложениях Центрального участка вызвано немощными водоотборами в Нагут-ском гидрогеологическом районе, как предполагалось многими исследователями, а эксплуатацией Ново-Благодарненского участка.
-Уникальные хромато-масспектрометрические исследования органического вещества подземных вод Нагутского месторождения показали, что нефтеподобный запах и привкус в них вызывается нафталином и его производными.
-Впервые построенная для Кумского месторождения углекислых минеральных вод двухвременная пространственная модель, отражающая состояние месторождения на 1960г. - в период его открытия и на 1988г. - после интенсивной эксплуатации, дает возможность достовернсфценить процессы, происходящие на эксплуатируемых месторождениях.
Практическая ценность работы
-Использование пространственной гидрогеологической модели совместно с гидрохимическими картами и картами распространения бальнеологических типов минеральных вод позволяет с большой степенью надежности выделить перспективные участки для бурения разведочных скважин, ориентированных на конкретные типы минеральных вод.
-Выделение ароматических углеводородов, признанных ответственными за неприятный нефтеподобный запах и привкус минеральных вод Нагутского месторождения,, позволило сотрудникам ПНИИ К и Ф разработать систему их очистки и внедрить ее на Нагутском заводе разлива минеральных вод.
-Построенная пространственная гидрогеологическая модель Минераловодского артезианского бассейна может служить основой для последующих построений разновременных моделей (к примеру, один раз в пять лет) для контроля за гидродинамической и гидрогеохимической обстановкой и выработкой рекомендаций по рациональной эксплуатации действующих месторождении.
Апробация работы. Основные результаты и теоретические положения диссертации были доложены автором на Краевой научно-технической конференции (г. Ставрополь, 1986г.), на III Всесоюзном симпозиуме "Изотопы в гидросфере" (г. Каунас, 1989г.), на VII конференции по геологии и полезным ископаемым Северного Кавказа (г. Ессентуки, 1990г.), а также на заседаниях Научно-Технического Совета ПГО"Севкавгеология" (г.Ессентуки, 1986, 1988, 1989, 1990 гг.).
По теме диссертации было опубликовано 5 работ, а также защищено 8 научно-исследовательских отчетов.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения. Общий объем работы 449 страниц машинописного текста, в том числе рисунков Х*Ъ и таблиц. Список литературы содержит 41 наименований.
Диссертация выполнена под руководством доктора геолого-минералогических наук, заведующего кафедрой геоэкологии, гидрогеологии и инженерной геологии Новочеркасского государственного технического университета профессора А.И. Гав-ришина, которому автор выражает глубокую искреннюю признательность.
Особую благодарность за помощь в работе и научные консультации автор приносит кандидату геолого-минералогических наук Островскому А.Б. и доктору геолого-минералогических наук профессору Никанорову А.М.
Автор благодарит коллег по Кавминводской ГТЭ кандидатов геолого-минералогических наук Федорова А.В. и Файнера Ю.Б. атакжеРайхеля С.Л., ДинабургВ.М., Тетерко В.А., Остро-ухову Т.В., и Абалакину Л.А.