Перспективы использования многоспектральных космических изображений при поисках подземных вод в Испании

В работе представлены материалы совместного проекта по дистанционным геофизическим исследованиям территории Королевства Испании (провинции Кастельон, Валенсия и Аликанте). Отражены два отдельных аспекта, достаточно тесно связанных между собой: во-первых, методика изучения в региональном плане областей разгрузки подземных пресных вод в прибрежных зонах моря с целью их использования для водоснабжения; во-вторых, вероятность существования процессов морской интрузии, т.е. проникновения морской воды в континент и ее попадания в водоносные горизонты.
Для проведения региональных исследований зон субмаринных вод использована тепловизионная съемка в дальней инфракрасной области спектра и специализированная обработка многоспектральных данных со спутников «Landsat». С целью уточнения достоверности материалов привлекались априорные сведения о гидрогеологической обстановке региона, рельефе местности и батиметрии.
В основе методики дешифрирования космических снимков лежит тепловизионная томография геологических сред с построением объемных моделей плотности потока теплового излучения по континенту и шельфу моря. В качестве дополнительного индикатора зон разгрузки подземных пресных вод через морское дно использованы вегетационный индекс NDVI и нормированный индекс «стресса» растительности ISN. Наличие в плане аномальных участков является признаком угнетения водных экосистем, которое может быть связано с выходом холодных подземных вод, препятствующих нормальному, естественному развитию фито- и зоопланктона. Карты составлялись в масштабе съемки путём подбора цветовой раскраски амплитуды вариации параметров.
По результатам обработки и интерпретации территории площадью 35 тыс. км2 создана сводная модель формирования гидрогеологических зон, которая включает местоположение выходов подземных вод, направления миграции морских и поверхностных пресных вод, местоположение зон интрузии морской воды и аккумуляции пресных вод, оси зон трещиноватости геологической среды и направления повышенного потока теплового излучения.
Горно-складчатые сооружения Испании характеризуются водонапорной системой с фильтрационным и элизионным (напор создается за счет отжатия воды из уплотняющихся пород) режимами. По блоково-разломным структурам установлены области растяжения и разуплотнения пород с улучшенными коллекторскими свойствами, в состав которых входят зоны флюидоперетоков и флюидонакопления, способные быть природными резервуарами воды. Определены пути миграции воды с больших глубин и места кумуляции ее в верхней части осадочного разреза. При этом модели формирования природного резервуара субмаринных вод представляют собой линейные, объемные или сложно-построенные камеры. Совокупность геоинформационной продукции в пределах акватории позволила выявить более 30 природных резервуаров с изменением ресурсов пресных вод в объеме от 25 до 2000 тыс. м3.
В работе также рассматривается другое феноменальное явление природы – процессы интрузии морских вод (sea water intrusion). Вторжение соленых морских вод заключается в проникновении их в горизонты подземных пресных вод суши в прибрежных районах и устьях рек при снижении зеркала пресных вод или гидравлического напора. Морская вода проникает в континент при наличии трещиноватости (пористости) пород ниже уровня моря, создающей природные каналы. При этом флюид мигрирует вглубь водоносного горизонта в разных направлениях. В результате нами установлены латеральные, прямые и опосредованные пути проникновения загрязнения в водоносные горизонты. Выраженность формы рисунка блоково-разломных структур позволила определить характеристику проявляющихся зон интрузии (ширина, форма, расположение) и выявить природные барьеры, ограничивающие распространение интрузии морских вод.
Собранными и проанализированными факторами, подтверждающими выполненные построения, являются: карты распределения в почве повышенной концентрации так называемой хлорности воды (ее производная, соленость); литологический состав пород, слагающих прибрежную часть континента (песчаники, трещиноватые известняки и др.); результаты эксплуатации гидрогеологических скважин в пределах выделенных зон; орогидрография изучаемой местности, общий характер и главные формы рельефа, тип водоразделов (гребневидные, пологие, столообразные), относительное превышение водоразделов над днищами долин.