Эколог_гидрогеоло. Ресурсы подземных вод хозяйственнопитьевого назначения
 Скачать 198 Kb.
|
|
Содержание:
Введение. Подземные воды по их качеству и назначению подразделяются на питьевые и технические (пресные и слабосолоноватые), минеральные (лечебные), промышленные (содержащие извлекаемые концентрации полезных компонентов) и теплоэнергетические. В сфере федеральных интересов находятся в основном питьевые и минеральные воды; удовлетворение текущих и перспективных потребностей населения России их качественными запасами имеет огромное значение как для социальной стабильности, так и для поддержания здоровья нации. Пресные подземные воды – наиболее надёжный источник обеспечения населения питьевой водой высокого качества, защищенный от загрязнения с поверхности; минеральные воды – доступное и эффективное лечебное и профилактическое средство. Поэтому в «Долгосрочной государственной программе изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы России на основе баланса потребления и воспроизводства минерального сырья» были учтены именно эти типы подземных вод. Очень важным фактором, отличающим подземные воды от других видов полезных ископаемых, является динамичность запасов и ресурсов, зависимость их качества от изменчивых природных и антропогенных факторов. Основная ресурсная база всех типов подземных вод (пресных питьевых и технических, минеральных, теплоэнергетических и промышленных) была создана благодаря широкомасштабным геологоразведочным работам, выполненным за счёт госбюджетных средств до начала 1990-х годов.
Прогнозные ресурсы подземных вод составляют более 869 млн. м3/сут и в основном формируются в бассейнах Волги (116,46 млн. м3/сут) и Оби (282, 35 млн. м3/сут) - около 46% от общего количества по России. Свыше 77% (670 млн. м3/сут) сосредоточено в Северо-Западном, Уральском, Сибирском и Дальневосточном федеральных округах, при этом наибольшая часть (29%) - на территории Сибирского федерального округа. На территории Российской Федерации разведано 4483 месторождения подземных вод, в эксплуатации находится 1990. Общее количество разведанных эксплуатационных запасов под земных вод, пригодных для хозяйственно-питьевого, производственно-технического водоснабжения, орошения земель и обводнения пастбищ составляет 89,4 млн. м3/сут, в том числе подготовленных для промышленного освоения (по категориям А+В+С1) - 80,4 млн. м3/сут. Общая добыча подземных вод составляет 28,15 млн. м3/сут, в том числе на участках с разведанными запасами - 15,32 млн. м3/сут, или 54,4%, на неутвержденных запасах подземных вод - 12,83 млн. м3/сут. Наибольшим количеством разведанных месторождений и эксплуатационных запасов подземных вод располагает Центральный федеральный округ - 1119 (25%) и 26,12 млн. м3/сут (29%) соответственно. По федеральным округам (рис. 1.1) количество разведанных месторождений варьирует от 416 (Северо-Западный) до 749 млн. м3/сут (Сибирский федеральный ок руг), эксплуатационные запасы - от 4,5 (Северо-Западный) до 15,9 млн. м3/сут (Приволжский федеральный округ). Наибольшим количеством разведанных запасов подземных вод располагают, млн. м3/сут: Московская область - 8,67, Краснодарский край - 4,39, Самарская область - 2,82, Нижегородская область - 2,67, Республика Башкортостан - 2,43, Алтайский край - 2,28, Иркутская область - 2,05, Оренбургская область - 1,98, Хабаровский край - 1,84, Владимирская область - 1,83, Ставропольский край - 1,81, Кемеровская область - 1,70, Воронежская область - 1,68, Новосибирская область - 1,66, Красноярский край - 1,65, Республика Северная Осетия - Алания - 1,62, Волгоградская область - 1,52. Суммарная величина запасов по этим 17 субъектам Российской Федерации составляет 42,60 млн. м3/сут, или 47,7% от общего по России.  Наибольшее количество запасов подземных вод разведано в бассейнах, млн. м3/сут: Волги - 33,03, Оби - 10,77, Дона - 7,68, Енисея - 5,13, Амура - 4,91 и Кубани - 3,32 (табл. 1.6). Суммарная величина разведанных эксплуатационных запасов по 7 этим речным бассейнам составляет 64,84 млн. м3/сут (72,5%). Таблица 1 Прогнозные ресурсы и эксплуатационные запасы подземных вод Российской Федерации по речным бассейнам  При оценке обеспеченности населения ресурсами подземных вод по условиям их защищенности выделены: надежно защищенные (напорные водоносные горизонты, перекрытые выдержанны ми слабопроницаемыми отложениями, на участках, расположенных вне зон селитебной застройки и промышленных зон); защищенные (напорные горизонты на участках в пределах указанных выше зон и без напорные горизонты при мощности зоны аэрации более 8-10 м и наличии в ее составе слабопроницаемых прослоев мощностью не < 3 м); практически незащищенные (безнапорные горизонты с небольшой мощностью зоны аэрации, а также водоносные горизонты, эксплуатируемые инфильтрационными водозаборами при непосредственной взаимосвязи поверхностных и подземных вод). Наибольшее количество - около 40% - составляют защищенные месторождения. Практически не защищено около 37% месторождений, причем в ряде регионов (Мурманская, Ленинградская, Ивановская, Воронежская, Липецкая, Белгородская, Волгоградская, Самарская, Ростовская, Оренбургская, Свердловская области, республики Башкортостан, Бурятия, Хакасия, Приморский край) они преобладают. Однако даже на месторождениях, относящихся к этой категории, защищенность подземных вод, как правило, значительно выше, чем поверхностных, что существенно повышает их ценность, особенно в чрезвычайных ситуациях. Большинство административных районов субъектов Российской Федерации относятся к обеспеченным и надежно обеспеченным подземными водами. Это означает, что все потребители (в том числе и крупные) могут быть обеспечены ресурсами подземных вод, формирующимися на территории района. В то же время, в связи с неравномерностью распределения прогнозных ресурсов, отсутствием на отдельных площадях подземных вод кондиционного качества, в ряде субъектов выделяются недостаточно обеспеченные районы, где за счет местных ресурсов подземных вод не могут быть удовлетворены потребности рассредоточенных водопотребителей. Больше всего таких районов находится в республиках Калмыкия, Дагестан, Якутия и Удмуртской, в Ростовской, Астраханской, Волгоградской, Саратовской, Новосибирской, Омской, Тюменской, Ленинградской и Новгородской областях, Ставропольском крае и некоторых других субъектах Российской Федерации. В ряде административных районов при полном удовлетворении рассредоточенных водопотребителей выделяются отдельные крупные водопотребители, не обеспеченные местными ресурсами подземных вод. К таким территориям относятся центральные и восточные районы Московской области, отдельные районы Владимирской, Ивановской, Тульской, Ярославской, Тамбовской, Новосибирской, Омской, Мурманской, Ульяновской, Челябинской, Свердловской, Иркутской, Курганской, Сахалинской областей, Ненецкого автономного округа, Ставропольского края, республик Карелия, Коми, Чувашской и некоторые другие. С точки зрения использования подземных вод для питьевого водоснабжения на территории России выделяются три группы районов, отличающихся различным качеством вод: районы, в гидрогеологическом разрезе которых выделяются водоносные горизонты с пресными водами, качество которых по макро и микрокомпонентному составу в естественных условиях полностью отвечают требованиям, установленным для питьевых вод; районы, где содержание каких-либо микрокомпонентов в пресных подземных водах отдельных водоносных горизонтов превышает установленные предельно допустимые концентрации; на территории России выделено несколько гидрогеохимических провинций, подземные воды которых характеризуются повышенным содержанием таких нормируемых компонентов, как железо, фтор, стабильный стронций, селен, реже с повышенным содержанием марганца, мышьяка, бериллия; на отдельных участках отмечается повышение содержания бора, брома, кадмия, лития; районы практического отсутствия пресных подземных вод, где распространены подземные воды повышенной минерализации, либо районы, в которых при минерализации, не превышающей установленные требования, подземные воды характеризуются повышенным содержанием хлоридов, сульфатов, а также повышенной общей жесткостью. Повышенное содержание в подземных водах железа, марганца либо повышенная минерализация и общая жесткость, а также пониженное содержание фтора в целом не являются препятствием к использованию таких вод, так как с применением хорошо разработанных методов водоподготовки качество воды может быть доведено до требуемой кондиции. В то же время для ряда микрокомпонентов подобная технология не разработана. Россия обладает огромной ресурсной базой питьевых и технических подземных вод, в том числе значительной величиной разведанных запасов: ресурсный потенциал оценивается в 869 млн.м3/сут (316 км3/год), разведанные запасы - 89,9 млн.м3/сут , количество разведанных и включенных в государственный учет месторождений подземных вод - 4624. Фактически введено в эксплуатацию (полностью или частично) - 2142 месторождений, добыча питьевых подземных вод на которых составляет 14,6 млн.м3/сут. Степень использования разведанных запасов в среднем составляет 16-18 %, а на введенных в эксплуатацию месторожд. - 30-32 %. Вместе с тем, при низком уровне использования разведанных запасов подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения в значительных масштабах осуществляется добыча подземных вод водозаборами, созданными на участках, где не производились разведочные работы, не осуществлялся подсчет эксплуатационных запасов, их государственная экспертиза и постановка на госучет (баланс). В целом на территории Российской Федерации действует около 2300 групповых водозаборов с водоотбором более 1 тыс.м3/сут, из которых (совместно с отбором из одиночных скважин) суммарная добыча составляет 12,5 млн.м3/сут, что соизмеримо с водоотбором на участках с разведанными запасами. Общая добыча подземных вод составляет 31,1 млн.м3/сут, из них 19,5 млн.м3/сут используется на хозяйственно-питьевое водоснабжение населения; 5,6 млн.м3/сут - на производственно-техническое водоснабжение; 0,55 млн.м3/сут - на орошение земель. Величина потерь и сброса вод без использования составляет 5,5 млн.м3/сут и, в основном, приходится на шахтный и карьерный водоотливы. В пределах федеральных округов больше всего разведано запасов подземных вод (в млн.м3/сут): в Центральном - 26,57; Приволжском - 15,87; Южном - 15,39 и Сибирском - 14,93. В этих четырех округах сосредоточено 72,76 млн.м3/сут или 81 % от всех запасов Российской Федерации. Наибольшее количество подземных вод добывается и извлекается в пределах Центрального федерального округа - 9,68 млн.м3/сут или 31 % от общей величины по Российской Федерации, от 14 до 18 % приходится на долю трех округов: Сибирского - 5,37 (17 %), Приволжского - 5,68 (18 %) и Южного - 4,39 (14 %). По остальным трем округам суммарная величина добычи и извлечения подземных вод составляет 6,02 м3/сут или 19 % от общего количества по России. Основная часть подземных вод используется на хозяйственно-питьевое водоснабжение. Самое крупное потребление на хозяйственно-питьевые цели отмечается (млн.м3/сут) в Центральном - 6,83; Приволжском - 3,86; Южном - 2,98 и Сибирском - 2,95 федеральных округах. В этих четырех округах на хозяйственно-питьевое водоснабжение населения используется 16,62 млн.м3/сут или 85,2 %. Больше всего расходуются подземные воды на производственно-техническое водоснабжение (млн.м3/сут) в Центральном - 2,04; Приволжском - 1,15 и Сибирском - 0,91 федеральных округах. Суммарный расход по этим трем округам равен 4,10 млн.м3/сут или 73,6 % от общей величины использования на эти нужды по Российской Федерации. На орошение земель наибольшее количество подземных вод используется в Сибирском федеральном округе - 325,5 тыс.м3/сут. Необходимо отметить, что не по всем месторождениям качество подземных вод отвечает современным требованиям государственных стандартов хотя бы по одному показателю. Так, признаки несоответствия качества подземных вод отмечены в 62 % разрабатываемых и 51 % не разрабатываемых месторождениях, а также в 50 % водозаборах, расположенных на участках с неоцененными запасами. При этом в 83-90 % такое несоответствие связано с природными условиями формирования качества подземных вод и примерно в 24 % - с техногенным их загрязнением. Поэтому на 445 водозаборах, сооруженных на месторождениях, и 15 водозаборах, расположенных на участках с неоцененными запасами, производится специальная водоподготовка. Загрязнение подземных вод, в основном первого от поверхности водоносного горизонта, не являющегося в большинстве случаев источником централизованного водоснабжения, происходит на территории расположения накопителей отходов и сточных вод, нефтепромыслов, нефтебаз, складов горючесмазочных материалов на промплощадках, в районах крупных свалок твердых бытовых отходов. Участки с таким типом загрязнения выявлены в 25 субъектах Российской Федерации, где источниками загрязнения, в основном, являются предприятия химической, энергетической, нефтехимической, нефтедобывающей и машиностроительной отраслей промышленности. На территории России выявлено около 1000 водозаборов подземных вод, включая рассредоточенные одиночные скважины, в которых отмечено постоянное или эпизодическое загрязнение подземных вод. При этом на 120 водозаборах производительность составляет более 1 тыс.м3/ сут. В большинстве водозаборов (80%) загрязнение подземных вод отмечается лишь в отдельных скважинах и по интенсивности (в основном 1-10 ПДК) относятся к незначительно загрязненным подземным водам. По экспертным оценкам общая добыча загрязненных подземных вод не превышает 5- 8% от общего водоотбора. Главным достоинством подземных вод для питьевого водоснабжения является существен но более высокая степень их защищенности от загрязнения по сравнению с поверхностными водами. Заключение Анализ состояния ресурсной базы подземных вод как источника питьевого водоснабжения населения и технологического обеспечения водой объектов промышленности позволяет сделать следующие выводы. • Созданная ранее ресурсная база подземных вод в связи с изменившейся политической и экономической обстановкой в стране не отражает реальных возможностей перевода водоснабжения населенных пунктов и городов и, в первую очередь, крупных городов на защищенные подземные источники. • В связи с этим в ряде регионов необходима переоценка общего ресурсного потенциала подземных вод и их прогнозных ресурсов. При этом требует решения вопрос об апробации и официальном учете прогнозных ресурсов. • Одновременно необходимо выполнить работы по оценке состояния и возможности освоения месторождений нераспределенного фонда, переоценке запасов месторождений и снятию с государственного баланса запасов месторождений, освоение которых по каким-либо причинам будет признано невозможным. Результаты таких работ послужат основанием для обоснования и корректировки стратегических и ежегодных программ геологоразведочных работ на подземные воды и прогноза развития минерально-сырьевой базы подземных вод страны. • Необходима разработка и реализация мер по приведению в соответствие с действующим законодательством Российской Федерации отбора подземных вод на участках недр, не имеющих запасов, прошедших государственную экспертизу и включенных в государственный учет (в количестве 15 млн куб.м/сут). • Требуется корректировка новой Классификации запасов подземных вод и рекомендаций по ее применению, а также внесение изменений в порядок проведения государственной экспертизы запасов подземных вод на участках недр с действующими водозаборами (включая одиночные скважины) и в систему государственного учета ресурсной базы подземных вод. • Для реализации закона «О недрах» необходима разработка нормативно-правовых документов, обеспечивающих резервирование источников питьевого водоснабжения, в том числе земель, на которых расположены резервные месторождения подземных вод, и выделение участков недр местного значения для геологического изучения и добычи подземных вод. • Несмотря на неполное освоение разведанных ранее запасов подземных вод, для реального обеспечения водой населения и объектов промышленности требуется планомерное проведение геологоразведочных работ для создания ресурсной базы защищенных подземных источников крупных городов и других населенных пунктов. Подземные воды распространены по всей территории России и являются одним из источников питания рек. Большая их часть непосредственно связана с речным стоком н озерными котловинами. Объем естественных ресурсов подземных вод оценивается в 787,5 км3/год, статические запасы составляют 28 тыс. км3. На территории России разведано 3367 месторождений подземных вод, из них эксплуатируется лишь 48%. Эксплуатационные запасы разведанных месторождений составляют 28,5 км3/год. Степень их использования в среднем по России не превышает 33%, около половины использованной воды расходуется на хозяйственно-питьевые нужды. Суммарный отбор подземных вод составляет всего лишь 4,5% от потенциальных эксплуатационных ресурсов (около 230 км3/год), т.е., несмотря на достаточно большие запасы пресных подземных вод, их использование остается невысоким. Из общего объема эксплуатационных ресурсов около половины (113 км3/год) не связаны с речным стоком. Загрязнение подземных вод в большинстве случаев носит локальный характер. ИСТОЧНИК, естественный выход подземных вод на земную поверхность. Подземные воды находятся в полостях, порах и трещинах горных пород в верхней части земной коры. Верхняя граница водонасыщенной зоны называется зеркалом, или уровнем, подземных вод. Там, где водоносные горизонты пересекаются с земной поверхностью, возникают источники. Поскольку глубина грунтовых вод меняется в зависимости от сезона и количества выпадающих осадков, источники могут внезапно исчезать, быть просачивающимися, капельными или бить ключом. Источники на склонах холмов. В районах с расчлененным рельефом часть воды, которая просачивается в грунт в верхней части холма, может снова выйти на поверхность ниже по склону в виде источника, расположенного выше уровня водотока. Это происходит, если зеркало грунтовых вод находится выше уровня водотока. Источники возникают там, где вода при движении вниз встречает водоупорный горизонт, а затем выходит на поверхность в месте обнажения водопроницаемых пород. Расход воды источников на склонах холмов обычно невелик и изменчив. Артезианские источники. Вода, поступающая в пористые проницаемые слои, перекрытые водонепроницаемыми породами, может под давлением фонтанировать в низко расположенных выходах, образуя артезианский источник. Иногда артезианские водоносные горизонты занимают значительную площадь, и тогда артезианские источники имеют высокий и довольно постоянный расход воды. Часть известных оазисов северной Африки приурочена к таким артезианским источникам. Там, где имеются разломы в земной коре, артезианские воды поднимаются из водоносных горизонтов вдоль линий разломов. В период между сезонами дождей они нередко иссякают. Карстовые источники. Крупнейшие в мире источники часто связаны с выходом вод из карстующихся известняков. Содержащие углекислый газ просачивающиеся воды способны растворять известняки, поэтому во многих районах, сложенных известняками, распространены карстовые пещеры и каналы. В таких районах довольно часто встречаются подземные реки и очень крупные карстовые источники. Горячие источники. Большинство горячих источников приурочено к вулканическим областям, в которых вода нагревается от горных пород, верхних слоев земной коры, расположенных вблизи вулканов, хотя, возможно, часть воды имеет магматическое происхождение. В некоторых горячих высокая температура воды обусловлена подъемом воды с больших глубин (ведь температура пород повышается примерно на 1° С с увеличением глубины на 30 м). Минеральные источники. Вода минеральных источников содержит значительное количество растворенных химических веществ. Теплые и горячие источники обычно имеют более высокую минерализацию, поскольку химические реакции протекают более интенсивно при повышенных температурах. Список литературы 1. Белоусова А.П., Гавич И.К. и др. Экологическая гидрогеология. М.: Академический пресс, 2006 - 399 с. 2. Гавич И.К. Гидрогеодинамика. М.: Недра, 1988 - 349 с. 3. Кирюхин В.А., Коротков А.И. и др. Общая гидрогеология. Л.: 1988 - 437 с. 4. Климентов П.П., Богданов Г.Я. Общая гидрогеология. М.: Недра, 1977 - 359 с. 5. Ковалевский В.С. Влияние изменений гидрогеологических условий на окружающую среду. М.: Недра, 1994 - 259 с. 6. Лисенков А.Б., Фисун Н.В. и др. Техногенные процессы в подземных водах. М.: Научный мир, 2003 - 248 с. 7. Мироненко В.Л. Горнопромышленная гидрогеология. М.: Недра, 1989 - 320 с. 8. Седенко М.В. Гидрогеология и инженерная геология. М.: Недра, 1971 - 271с. | ||||||||||||