Хидрохимично райониране - Технически речник том VII
Хидрохимичното зониране се състои в редовна промяна на генетичните типове води от натриево-сулфатни през бикарбонатно-натриеви и хлоридно-магнезиеви до хлоридно-калциеви от зоните на външно захранване към централните най-ниски части на басейните. В същото време минерализацията на водите постепенно се увеличава: от пресни води към бракични, след това към солени и саламура. Площната зоналност в разреза се отразява в промяната на видовете води и тяхната минерализация с дълбочина. От границите на басейните до техните вътрешни части съставът на разтворените газове на пластовите води също се променя. Газовото зониране се изразява в промяна на площта и сечението на азотните газове чрез метан-азот и азот-метан с метан. Наред с промяната в състава на газа се наблюдава повишаване на газонаситеността на пластовите води и еластичността на разтворените газове. Хидрохимичното райониране отразява взаимодействието на два фактора - хидродинамичен и литофациален. Хидрохимичното райониране отразява взаимодействието на два фактора - хидродинамичен и литофациален. Описаната типична хидрохимична зоналност на подземните води в артезиански басейни и подземни води често се нарушава във водоносни хоризонти, съставени от лесно разтворими минерали, в зони на тектонски смущения, които извеждат минерализирани води и саламура от дълбините. Разкрита е вертикалната хидрохимична зоналност на продуктивния участък на основното находище, което най-ясно се регистрира от концентрациите на калий, магнезий, бром и йод. Появата на хидрохимична зоналност на подземните води над зоната на депресиите възниква под влияние на промените в условията на обмен на вода в тях, развитието на физикохимичните процеси на континентално засоляване и концентрацията на соли в повърхностните и подземните води по време на тяхното замръзване иразмразяване. Подземните води имат ясна вертикална хидрохимична зоналност. В горната зона те са свежи, калциеви бикарбонати. С дълбочина, поради повишеното съдържание на калциеви сулфати и натриеви хлориди, те са слабо минерализирани и минерализирани и имат сулфатна агресивност. Поради високата скорост на движение на подземните води и агресивността, те активно измиват карбонатни скали. Хоризонталната (ширинообразна) хидрохимична зоналност е присъща само на подземните води, които са най-силно повлияни от климатичните условия, почвената покривка и растителността. Промените в химичния състав и минерализацията на подпочвените води настъпват заедно с промяната на географските широчини на ландшафта и също зависят от дисекцията на релефа, плътността и разреза на хидрографската мрежа. В много нефтени и газови басейни общото хидрохимично зониране, изразяващо се в нарастване на минерализацията на подпочвените води с дълбочина, е нарушено: под зоната на максимално минерализираните води и саламура се откриват слабо минерализирани води. Хидрогеоложки разрез на предпланинския шлейф на Туркестанския хребет, долината на реката. Сърдаря. Заедно с това зоната на вклиняване се характеризира с вертикална хидрохимична зоналност с максимална концентрация близо до свободната повърхност; в редки случаи най-високата соленост може да бъде в подлежащите пластове под налягане. В дълбоката периферия на подножието, което обикновено се нарича зона на вторично потъване на подпочвените води, има леко развитие на добре пропускливи междинни слоеве в участъка и съответно незначителен дебит, поради което свободната повърхност на подземните води се намалява чрез вътрешнопочвено изпарение до дълбочина 10–20 m или повече. Трябва да се отбележи, че в много случаи, когато подножието на шлейфа е в контакт с мореторавнина или голяма алувиална долина, не се наблюдава вторично слягане на подпочвените води. Схема на промените в еластичността на разтворените GE-извиквания на води от XII хоризонт на Gazlinskoye поле. Тези промени са в пълно съответствие с вертикалната хидрохимична зоналност на разреза на целия мезозойски комплекс (фиг. 15), според която общата минерализация на водата намалява отдолу нагоре от 70–90 g/l във водите на юрските отлагания до 3–4 g/l във водите на IX хоризонт на сеномана. Тимано-Печорският басейн се характеризира както с нормално, така и с инверсионно хидрохимично зониране. В по-редки случаи подземните образувания на нестандартни води са свързани с естествено планирано хидрохимично зониране в пропускливи образувания.
Тези води имат типични резервоарни условия на циркулация; техният състав е подчинен на общата вертикална хидрохимична зоналност на артезианските басейни. Раздел. 2 показва данни за химичния състав на водите, характеризиращи хидрохимичното зониране на Волго-Уралската нефтена и газова провинция. В повечето артезиански басейни, включително нефтени и газови, има отчетливо вертикално хидрохимично зониране. В редица междупланински и предпланински басейни зоналността има сложен характер (предкавказки, афгано-таджикски басейни и др.), но и тук тенденцията за увеличаване на минерализацията с дълбочина е ясно изразена. Това се дължи на неблагоприятните условия за преразпределение на подпочвените води по отношение на плътността в гравитационното поле на Земята при условията на генериране на слабоминерализирани разтвори в дебели, дълбоко разположени глинести пластове. В рамките на планинската страна на Урал-Нова Земля, меридионалното, географското и височинното хидрохимично зониране са доста ясно проявени (фиг. 4), Меридионалното зониране се дължи на присъствиетосубмеридионален хребет на Уралските планини и се изразява в различна минерализация на подземните води в отделните зони в зависимост от активността на водообмена. Географската зоналност се дължи на различни климатични условия. Минерализацията се увеличава с изпарение и намалява със значителни валежи. Влиянието на климата се отразява в постепенната промяна на ултрапресните води на север към пресни, солени и дори солени води на юг. Във всяка зона се проявява ширинна и височинна поясност, но в различна степен и с различен характер. В същата посока се покачва и температурата на подземните води. В района е ясно изразена вертикалната хидрохимична зоналност. Във водоносния хоризонт на долната креда, чиято дебелина достига повече от 300 m в Източна Фергана, се проследява хидрохимично зониране, подобно на това в юрския период, но се различава от последното в по-широкото разпространение на сладководни и солени водни зони с разнообразен химичен състав. В същото време се предполага, че именно моделите на движение на дълбоки течности на седиментните етапи от съществуването на структурата могат до голяма степен да определят естеството на хидродинамичното и хидрохимичното зониране на съвременните негативни слоести структури. Отлаганията от тип II се характеризират с влошаване на хранителните условия, промяна в химичния състав и минерализацията на подземните води при потапяне на водоносни хоризонти, което води до естествено хидрохимично зониране. Промяната в химическия и газовия състав на водата, както и минерализацията с дълбочината на потъване на водоносните хоризонти, наблюдавана в повечето басейни, обикновено се нарича хидрохимично зониране. Случва се обаче в по-дълбок хоризонт минерализацията на водата да е по-малка, отколкото в горния слой,например, ако долният хоризонт е съставен от най-добрите колектори, поради което скоростта на движение на водата в него е по-висока и следователно минерализацията му е по-ниска. Това явление се нарича хидрохимична инверсия. Има и по-сложни случаи. Едно от най-важните предимства на прилагания подход като цяло е възможността за гъвкаво моделиране на многокомпонентния транспорт, когато отделните компоненти мигрират в порести блокове с различна интензивност, в резултат на което се развива отчетливо хидрохимично зониране по посока на основния транспорт. В същото време неикономичният характер на предложените схеми ни принуждава все повече да се обръщаме към втория подход, базиран на числени и аналитични решения, благодарение на които е възможно да се откаже от мрежовото оформление на порести блокове и в резултат на това драстично да се намали времето за изчисление. Характеристиките на изграждане и използване на прогнозни миграционни модели се различават значително за двата основни вида източници на замърсяване - повърхностни, свързани с техногенни басейни или площни инфилтрационни полета, и подземни, чието образуване се дължи на промяна в естествената хидрохимична зоналност. При избора на изчислителни модели трябва да се вземат предвид следните обстоятелства: 1) по-голямата част от информацията за естеството на замърсяването пада върху проби от водни кладенци, където съответните промени са най-изразени; 2) в същото време надеждността на описанието на процеса се определя от дълбочината на познаване на първоначалната хидрохимична зоналност извън зоната на местоположението на водоприемните устройства, което предполага доста високи изисквания към качеството на проучвателната работа като цяло; 3) при работни условия естеството на наблюдаваните разпределения на концентрацията до голяма степен се контролира от характеристиките на филтрациятаструктура на водоносния хоризонт: процесът не е много чувствителен към дисперсията, а в доста късните си етапи към капацитивните (порьозност/пукливост) свойства на скалите. Последното оправдава използването на OMN за калибриране на филтрационни модели, както и за директна оценка на някои филтрационни или комбинирани параметри. Химичният състав на подземните води на тези водоносни хоризонти, както вече отбелязахме, зависи от дълбочината на поява и отдалечеността им от зоните на подхранване. Хидрохимично райониране, създадено през 1941 - 1944 г. Н. К. Игнатович [27] и А. Ф. Опалев [60, 63], през последните години се потвърждава от трудовете на А. В. Кротова, М. А. Гаталски и др. Хидрогеоложка карта на горния палеоцен-еоценски хидрогеоложки комплекс на Ферганската котловина. Водоносните хоризонти на сумсарския етап са разпространени спорадично и не са издържани на площ. Хидрохимичната зоналност и хидродинамичните условия на тези хоризонти като цяло са подобни на описаните по-горе за палеогенския водоносен комплекс.