2.2 Гидрогеологические условия

Территория левобережья Куйбышевского водохранилища, примыкающая к г. Казань, расположена в южной части Волго-Камского артезианского бассейна. Наиболее характерной чертой данного бассейна является региональное распространение гипс-ангидритовых отложений раннепермской эпохи, разделяющих всю обводненную часть осадочного чехла на две резко различные гидродинамические зоны: активного и затрудненного водообменов. Нижняя граница зоны активного водообмена условно принята по подошве ассельского яруса.

По типу и величине водопроницаемости, характеру водоносности в верхней части осадочного чехла рассматриваемой территории выделяются следующие гидростратиграфические подразделения (названия приняты в основном в соответствии с действующей сводной легендой к Государственной гидрогеологической карте России масштаба 1 : 200000):

- водоносный неоген-четвертичный аллювиальный комплекс,

- водоносный верхнеказанский терригенно-карбонатный комплекс,

- водоносный нижнеказанский терригенно-карбонатный комплекс.

Выделенные подразделения находятся в зоне активного водообмена. Движение подземных потоков здесь осуществляется под влиянием крупных рек. Единый подземный поток направлен к рекам Волга и Казанка. Подземный поток более глубоких горизонтов направлен на запад и юго-запад в сторону Казанско-Кажимского прогиба.

Питание подземных вод осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и последовательных нисходящих перетоков из верхних горизонтов в нижние в пределах водоразделов и на бортах крупных долин. В долинах крупных рек наблюдается обратное соотношение напоров, что обуславливает восходящую разгрузку подземных вод нижнепермских водоносных комплексов.

Водоносный неоген-четвертичный аллювиальный комплекс залегает первым от поверхности. Комплекс объединяет аллювиальные четвертичные отложения поймы и четырех надпойменных террас р. Волга, отложения озер и болот, а также неогеновые отложения палеоВолги и притоков. Водовмещающими породами комплекса являются разнозернистые пески, суглинки с включениями гравия, гальки, прослоями и линзами глин.

В разрезах аллювиальных отложений, слагающих террасы р. Волга, отмечается закономерная смена фаций: песчано-гравийные и песчаные отложения русловой фации, залегающие в основании террас, вверх по разрезу сменяются, преимущественно, песчано-суглинистыми отложениями пойменной фации.

Нижние части разреза неоген-четвертичного водоносного комплекса представлены песчаными отложениями плиоценового возраста, заполняющими палеодолину Волги. В разрезе плиоценовых песков снизу вверх, в пределах вреза палеодолины наблюдается смена пород. В днищах палеодолины залегают крупнообломочные породы: щебень, галька и гравий, с песчано-глинистым заполнителем. Далее вверх по разрезу их сменяют пески кварцевые с линзами галечников, переходящие вверх по разрезу в среднезернистые и далее в мелкозернистые разности. К бортам врезов наблюдается увеличение среди пород глин.

Залегая на эрозионной поверхности пермских отложений, неоген-четвертичный водоносный комплекс характеризуется весьма изменчивой мощностью: от 10 м над выступами пермских пород до 125-150 м в эрозионных врезах. Удельные дебиты скважин меняются от 0,3 до 7,0 л/с, а коэффициенты фильтрации – от 1 до 60 м/сут. Неравномерная водообильность комплекса связана в основном с изменчивостью мощности водовмещающих пород. Подземные воды комплекса относятся к пресным (с преимущественной минерализацией 0,2-0,3 г/л) водам гидрокарбонатного магниево-кальциевого типа. В пределах погребённых прадолин жёсткость и минерализация подземных вод постепенно повышаются сверху вниз по разрезу, достигая в отдельных местах в нижней части разреза значений минерализации 0,6-0,8 г/л и жёсткости 7-10 мг-экв./л.

Высокие фильтрационные свойства песчаных отложений, заполняющих палеодолины, обеспечивают их высокую промытость и сохранение питьевого качества подземных вод практически на всю глубину, за исключением участков региональной и локальной разгрузки в них вод нижележащих нижнепермских отложений.

Питание водоносного неоген-четвертичного комплекса происходит путем инфильтрации атмосферных осадков, а разгрузка вод осуществляется в местную гидрографическую сеть и в Куйбышевское водохранилище. Неоген-четвертичный водоносный комплекс широко используется для водоснабжения. Он эксплуатируется как одиночными водозаборными скважинами для обеспечения водой мелких сельскохозяйственных и промышленных предприятий, так и групповыми централизованными водозаборами на территории гг. Казань и Зеленодольск.

Водоносный верхнеказанский терригенно-карбонатный комплекс распространен на погребенных древних междуречьях и имеет мощность 40-45 м. Водовмещающими породами комплекса являются трещиноватые мергели, песчаники, закарстованные известняки и доломиты. В подошве комплекса иногда залегают слабопроницаемые глины мощностью 6-8 м. Водообильность комплекса неравномерная по площади, удельные дебиты скважин колеблются от 0,2 до 5,0 л/с, а водопроводимость составляет 130-800 м²/сут.

Уровень подземных вод комплекса, как правило, совпадает с уровнем грунтовых вод неоген-четвертичного водоносного комплекса. Основное питание водоносный комплекс получает на водораздельных пространствах в местах выхода на поверхность за счет инфильтрации атмосферных осадков, а на участках, где водоносный комплекс перекрыт отложениями неоген-четвертичного водоносного комплекса - за счет перетекания сверху.

Подземные воды верхнеказанского водоносного комплекса на большей части изучаемой территории представлены гидрокарбонатными магниево-кальциевыми пресными водами с минерализацией 0,3-0,6 г/л. Вместе с тем, в местах интенсивной разгрузки в верхнеказанский водоносный комплекс подземных вод из нижнепермских водоносных комплексов наблюдается увеличение минерализации до 2,4- 2,6 г/л. Подобное увеличение минерализации вод в комплексе отмечается вдоль берега Куйбышевского водохранилища, а также в долине р. Казанка.

Подземные воды водоносного верхнеказанского терригенно-карбонатного комплекса широко используются для водоснабжения. Например, в Казани они эксплуатируются для хозяйственно-питьевых целей водозабором «Азино» и множеством одиночных водозаборных скважин.

Водоносный нижнеказанский терригенно-карбонатный комплекс приурочен к нижнеказанскому подъярусу верхней перми и состоит из отложений морского происхождения. Комплекс распространен повсеместно, за исключением палеодолин, где он размыт.

Водовмещающие породы верхней части водоносного комплекса представлены трещиноватыми песчаниками, закарстованными мергелями, известняками, реже - доломитами, часто разрушенными до состояния щебня и доломитовой муки. В нижней части водоносного комплекса залегает пачка слабопроницаемых «лингуловых глин», мощность которой на отдельных участках достигает 20 м. Комплекс характеризуется высокой водообильностью: удельные дебиты скважин составляют 3,0-6,0 л/с, а водопроводимость комплекса изменяется от 100 до 900 м²/сут.

Питание комплекса происходит в основном за счет перетекания из вышележащих водоносных горизонтов и, кроме того, за счет подтока из нижнепермских водоносных горизонтов в местах их разгрузки по долинам рек. Это приводит к тому, что минерализация подземных вод нижнеказанского водоносного комплекса на большей части территории составляет 0,5-1 г/л, а на приречных участках достигает значений 2,3-2,5 г/л. В связи с этим в направлении от водоразделов к рекам происходит изменение химического типа вод: от гидрокарбонатного кальциево-магниевого до сульфатного кальциевого, реже - до хлоридно-сульфатного с минерализацией до 4,7 г/л.