1.4 Гидрогеологические и гидрологические условия

Участок «Новобачатский-2» расположен в Беловском геолого-экономическом районе Кемеровской области.

В географическом отношении участок расположен в возвышенной части рельефа на склоне Салаирского кряжа.

Поверхность участка представляет собой изрезанный логами левый склон реки Черта. Рельеф местности месторождения представлен слабо всхолмленной равниной расчлененной долинами реки Черта и ее левого притока реки Большой Ключ, образованной слиянием речек Зеленчиха, Васечкина. Ближайшими водными объектами к полю разреза и к участку рекультивации является река Малый Ключ и Большой Ключ.

Гидрологические характеристики водных объектов приняты на основании письма ГУ «Кемеровский ЦГМС» от 21.06.2006 г. № 1500, и представлены в таблице 4.

Гидравлические элементы потока представлены в таблице 5.

Таблица 4. Гидрологические характеристики рек.

Река Большой Ключ
Средние						95% обеспеченности
модуль стока, л/с км2		расход, м3/с		объем стока, л/с км2	слой стока, мм	модуль стока, л/с км2		расход, м3/с		объем стока, л/с км2	слой стока, мм
1		2		3	4	5		6		7	8
Годовой сток
4,0		0,17		5,362	126	2,1		0,09		2,839	66
Минимальный среднемесячный (летнее-осенняя межень)
1,1		0,047		0,122	2,9	0,4		0,017		0,044	1,0
Минимальный среднемесячный (зимняя межень)
0,8		0,034		0,088	2,0	0,3		0,013		0,034	0,08
1		2		3	4	5		6		7	8
Река Малый Ключ
Средние						95% обеспеченности
модуль стока, л/с км2		расход, м3/с		объем стока, л/с км2	слой стока, мм	модуль стока, л/с км2		расход, м3/с		объем стока, л/с км2	слой стока, мм
Годовой сток
3,8		0,049		1,545	120	1,8		0,023		0,725	58
Минимальный среднемесячный (летнее-осенняя межень)
0,9	0,012		0,031		2,3	0,4	0,005		0,013		1,0
Минимальный среднемесячный (зимняя межень)
0,6	0,008		0,021		1,6	0,25	0,003		0,0078		0,6

Таблица 5. Гидравлические элементы потока рек

Водоток	Средняя ширина, м	Средняя скорость, м/с	Средняя глубина, м	Коэффициент извилистости
Большой Ключ	0,9	0,13	0,15	1,02
Малый Ключ	0,6	0,1	0,08	1,05

Фоновые концентрации загрязняющих веществ в р.Б. Ключ, М. Ключ приняты на основании письма ГУ «Кемеровский ЦГМС» от 26.06.2006 г. №1522 и составляют:

• по взвешенным веществам – 6,0 мг/л;

• по остальным веществам – на уровне ПДК для рек рыбохозяйственного значения.

В соответствии с Распоряжением от 31.12.97 г. № 1283-р Администрации Кемеровской области «Об утверждении размеров водоохранных зон и прибрежных защитных полос на водных объектах области» размер водоохранных зон для рек Б. Ключ и М. Ключ составляют 50 метров.

Участок «Новобачатский-2» административно расположен в Беловском районе Кемеровской области и находится вблизи поселка Новобачатский. Участок в структурном плане относится к восточному крылу Кузнецкого адартезианского бассейна. В геоморфологическом отношении участок расположен в пределах Тырганской возвышенности в зоне увалисто-долинного рельефа, где ведущими формами являются широкие корыто- и U-образные долины, балки, лога с уплощенными днищами и холмообразные водораздельные увалы с пологими склонами. Абсолютные отметки поверхности изменяются от 200-270 до 350-370 м. абс. Основным базисом эрозии являются р. Большой Бачат и ее притоки – р.р. Черта, Зеленчиха, Васечкина.

Установлено, что в пределах участка распространены: слабоводоносный комплекс верхнечетвертичных - современных субаэральных покровных отложений (saQ_III-IV), воды аллювиально-делювиальных отложений малых рек (adQ_III-IV), воды зоны трещиноватости верхнебалахонской подсерии терригенно-угленосных пород раннепермского возраста (Р₁bl₂), воды зоны трещиноватости нижнекаменоугольных отложений турней-визейского ярусов (C₁t-v).

Комплекс верхнечетвертичных-современных субаэральных покровных отложений развит повсеместно. Вмещающие породы представлены суглинисто-глинистыми образованиями желто-бурого, бурого цвета с редкими включениями щебня. Лессовидные суглинки верхней части разреза имеют явно выраженную столбчатую отдельность. Мощность отложений составляет от 7-15, в долинах рек до 20-35 и более метров. Они характеризуются низкими фильтрационными параметрами. Коэффициент фильтрации суглинков составляет в пределах 0,003-0,01 м/сут.

Слабоводоносный комплекс выдержанного водоносного горизонта не содержит. Преимущественным распространением здесь пользуются грунтовые воды типа «верховодка», приуроченные в основном к подошве лессовидных суглинков и супесей на контакте их с нижележащими глинистыми прослоями, тяжелыми суглинками. На водоразделах большая часть разреза этих отложений безводная; на склонах и в депрессиях рельефа обводненность эпизодическая или локальная. Несколько повышена обводненность суглинистых отложений, подошва которых обогащена включением щебенисто-дресвяных включений в верховьях логов и подножиях склонов, где развиты делювиальные шлейфы. Здесь в весенне-осеннее время появляются рассеянные выходы родников с дебитами 0,01-0,1 л/с. Из-за слабой водообильности отложений этот комплекс для целей централизованного водоснабжения не используются.

Комплекс аллювиально-делювиальных отложений распространен в долинах р.р. Черта, Бренчиха, Зеленчиха и др. Водовмещающие отложения представлены дресвой и щебнем песчаников с суглинисто-глинистым заполнителем. Площади распространения комплекса довольно незначительны. Коэффициенты фильтрации суглинисто-щебенистых грунтов составляют 0,007-0,6 м/сут. Взаимосвязь грунтовых вод с ниже залегающими водами зоны трещиноватости несовершенная и определяется пропускной способностью подстилающих грунтов - суглинков, глин, аргиллитов, алевролитов, песчаников. В основном грунтовые воды расходуются на испарение, частично на дренаж в лога. Химический состав грунтовых вод пестрый. Они содержат в повышенном количестве нитраты, нитриты, аммонийные соли. Минерализация их от 0,5 до 2 и более г/л. Практического значения указанные воды для целей водоснабжения не имеют.

Водоносная зона трещиноватости верхнебалахонской подсерии терригенно-угленосных пород раннепермского возраста (Р_lbl₂). Водовмещающие породы – песчаники, алевролиты, угли.

Образования комплекса характеризуются крайне неравномерной водообильностью, как в плане, так и в разрезе. Водоносность коренных пород неравномерная и определяется литологическим составом, степенью трещиноватости, тектонической нарушенностью, геоморфологическим и гипсометрическим положениями. Удельные дебиты скважин изменяются от 0,01 до 0,7 л/сек, реже до 1,5-3,2 л/сек. Глубина залегания уровня подземных вод изменяется от 3-10м в долинах и до 50м на водоразделах при естественном режиме.

Воды трещинные, напорно-безнапорные. Наибольшие напоры характерны для пониженных форм рельефа, величина их ограничивается 15-25м.

Закономерности общих гидрогеологических условий свидетельствуют о местном питании подземных вод. Областями питания служат водоразделы и их склоны, на что указывает характер гидроизогипс на смежных площадях, которые почти полностью следуют рельефу на неотработанной территории.

Интенсивная обводненность пород установлена до глубины 120-140 м и соответствует зоне наибольшей трещиноватости и выветрелости пород (величина мощности водоносного горизонта принимается с учетом глубины залегания подземных вод 110-130 м). Пористость пород, учитывая трещинный характер коллекторов, составляет 3-5%.

Водопроводимость составляет 50-70 м²/сут, достигая 100-130 м²/сут. Ниже трещиноватость затухает, обводненность отложений уменьшается. Так на глубине свыше 120-140м водопроводимость пород равна 1-5, реже 15-20 м²/сут, в среднем она не более 10 м²/сут.

Неравномерная обводненность пород продуктивной толщи определяется также наличием зон тектонических нарушений. Наличие их, оперяющая трещиноватость существенно увеличивают фильтрационные способности пород.

Анализ результатов опытно-фильтрационных пород позволяет установить, что породы, слагающие водоразделы, отличаются слабой обводненностью (удельные дебиты 0,019-0,03 л/сек), в понижениях рельефа и вблизи поверхностных водотоков удельные дебиты увеличиваются от 0,19 до 1,4 л/сек.

Для зоны активного водообмена в естественных условиях характерны пресные гидрокарбонатные кальциевые, магниево-кальциевые или смешанные по катионному составу воды, от жестких до очень жестких (жесткость 6-10 мг-экв/дм³) с минерализацией от 0,8 до 1,0 г/дм³.

Питание подземных вод – местное инфильтрационное, разгрузка в местную гидросеть. Подземные воды относятся преимущественно к типу весеннего и осеннего питания с преобладанием первого. Резкий подъем уровня наблюдается в период интенсивного таяния снега (апрель) и продолжается до мая, а затем происходит резкий спад до декабря с небольшим осенним подъемом. Амплитуда колебаний составляет 0,65-1,50м. Летние кратковременные дожди не оказывают существенного влияния на положения уровня.

В кровле водоносных зон коренных образований залегают делювиальные суглинки и глины верхнечетвертично-современного возраста мощностью от 8-10 до 15-30м, обеспечивая довольно хорошую защищенность подземных вод от поверхностного загрязнения.

Водоносная зона нижнекаменоугольных пород турней-визейского ярусов (C₁t-v). Водоносный комплекс распространен в западной части участка и залегает в виде узкой полосы. Водовмещающие породы комплекса представлены песчаниками, известняками (зачастую закарстованными), глинистыми сланцами.

По условиям залегания и характеру циркуляции подземные воды трещинного, иногда трещинно-пластового, а в зонах тектонических нарушений - трещинно-жильного типа. Глубина залегания водовмещающих пород изменяется от 10-15 м в депрессиях рельефа до 30-45 м на водоразделах.

Обводнены породы в основном в верхней выветрелой зоне, распространенной обычно до глубины 100-120 м в депрессиях рельефа и до 60-80 м на водоразделах.

Водообильность пород комплекса очень неравномерна, но достаточно высокая для условий Кузбасса. Расходы родников составляют до 4-5 л/с. Удельные дебиты скважин в среднем изменяются от 0,7 до 1,1 л/с при крайних значениях 0,04 и 6,5 л/с. Водопроводимость пород составляет в пределах от 30 до 260 м²/сут, достигая аномальных значений на отдельных участках – 850 м/сут. В зонах нарушений скважины могут быть как безводными, так и водообильными, с удельными дебитами до 2,1 л/с.

Подземные воды комплекса обладают напором, величина которого изменяется от 5 до 16 м. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубине до 13 м. Питание подземных вод местное за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка осуществляется в местную гидросеть.

По химическому составу подземные воды гидрокарбонатные кальциево-магниевые-натриевые с минерализацией 0,4-0,7 г/дм³ и общей жесткостью 5-9 мг-экв/л, отмечено превышение ПДК по содержанию железа, марганца, фенола, мутности. В бактериологическом отношении воды здоровые.

В пределах отмеченных отложений разведаны запасы подземных вод Каменского месторождения в объеме 3,2 тыс. м /сут, в т.ч. по категориям А-0,9, В-0,8 и C₁-1,5 тыс. м³/сут (Протокол ВКЗ № 7163 от 13.12.51 г.). Запасы подземных вод разведаны по приказу Главного управления по разведке угля для водоснабжения комплекса Чертинских и Беловских шахт. Часть разведанных запасов используется МУП ВКХ г. Белово для водоснабжения п. Новобачаты и Новый городок. Добыча подземных вод осуществлялась в соответствии с лицензией КЕМ 00643 ВЭ тремя скважинами в объеме 790 м³/сут.

Как это было отмечено ранее, в пределах участка распространена мощная толща суглинисто-глинистых субаэральных образований (10-15 м), обладающих низкими фильтрационными параметрами. Кроме того, ведение горных работ планируется в пределах водоносного комплекса раннепермских отложений верхнебалахонской подсерии, обладающего относительно низкими фильтрационными параметрами и отделенной от продуктивных нижнекаменоугольных отложений серией разрывных нарушений (взбросов).

Граничные условия водоносной зоны на участке разведанных запасов сложные, что обусловлено характером залегания обводненной толщи, степенью пораженности ее карстообразующими процессами, наличием мощной зоны нарушенных пород. Кроме того, речная сеть делит полосу известняков на своеобразные блоки, т.к. заложена она вкрест простирания водовмещающих пород. Узколинейное распространение отложений, несмотря на обводненность и значительную трещиноватость карбонатных водовмещающих пород, способствующих инфильтрации местных атмосферных осадков, ограничивает эксплуатационные запасы подземных вод. При интенсивной эксплуатации Каменского водозабора динамические уровни снижаются до 50-55 м. Вопрос воздействия строящегося объекта на эти воды может быть решен только на основе детальных работ по организации и ведению мониторинга геологической среды. [34]