Охрана окр. среды и рац.исп. природных ресурсов. ООС И РИПР 09.09.19(1). Учебник удк 574 (075. 8) Ббк 20. 1я73 isbn 9785904308360 Рецензенты Балабко Петр Николаевич
 Скачать 2.18 Mb.
|
|
Часть пор в водопроницаемых четвертичных отложениях занята капельно-жидкой водой, часть воздухом, содержащим водяной пар. Это − зона аэрации. Здесь происходит просачивание (инфильтрация) воды с поверхности. Часть этой воды потребляется растениями, часть связывается глинистыми минералами, часть просачивается вниз и на некоторой глубине полностью заполняет поры. Таким образом, над региональным водоупором образуется первый от поверхности, постоянно существующий, водоносный горизонт грунтовых вод. Уровень грунтовых вод меняется в течение года: при обильной инфильтрации с поверхности повышается, в засушливые периоды летом и при отсутствии инфильтрации зимой понижается. Глубина залегания грунтовых вод увеличивается с севера на юг. Грунтовые воды пресные (минерализация 0,2-0,5 г/л), холодные (температура, примерно, соответствует среднегодовой температуре воздуха в приземном слое). В пределах междуречий они стекают (фильтруются) в направлении долин и балок, в днищах которых происходит их «разгрузка» − высачивание на поверхность. Зимой, во время ледостава, грунтовые воды являются основным источником питания рек. В днищах долин и балок «потоки» грунтовых вод направлены вниз по течению направления общего уклона. Почти вся территория Рязанской области расположена в пределах Московского артезианского бассейна. Восточные районы относятся к Волго-Камскому и Сурско-Хоперскому бассейну. В области в зоне интенсивного водообмена выделяется пять водоносных горизонтов: Касимовский, Подольско-Мячковский, Каширский, Окско-Тарусский, Заволжский. В Ермешинском, Кадомском и Пителенском районах используется Подольско-Мячковский водоносный горизонт, в Михайловском районе используется Окско-Тарусский водоносный горизонт, а в Ряжском, Сапожковском, Сараевском, Скопинском и Ухоловском районах преимущественно используется Озерско-Хованский водоносный горизонт (Соловьев и др., 2018). Касимовский водоносный горизонт выделяется в северной части территории. Граница его распространения проходит через Спас-Клепики − Ибердус − Гусь-Железный − Касимов − Кадом. Водовмещающие породы представлены известняками различной степени трещиноватости с прослоями мергелей и доломитов. Глубина залегания кровли водоносного горизонта от 5-10 до 80 м, мощность до 70 м. Водоносный горизонт напорный. Величина напора на отдельных участках достигает 90 м. Водоносный горизонт подстилается толщей глин. Воды пресные гидрокарбонатно-кальциевые с минерализацией 0,2-0,4 г/л. Подольско-мячковский водоносный горизонт распространён в северной части области по линии Рязань − Шилово − Сасово, приурочен к известнякам и доломитам среднего раздела каменноугольной системы. Глубина залегания водоносного слоя меняется от 2 м в долинах рек до 180 м в пределах Владимирско-Шиловского прогиба (ось прогиба проходит по линии Тума − Шилово). Прекрывающими толщами на севере являются глины, залегающие в основании Касимовского горизонта, южнее − юрские глины. Мощность водоносного горизонта от 2 до 50 м. В долине р. Ока Подольско-мячковский водоносный горизонт гидравлически связан с грунтовыми водами (подруеловыми, пойменными). В подошве водоносного горизонта обычно залегают глины каширского горизонта московского яруса среднего карбона. Водоносный горизонт напорный. В рамках рек пьезометрический уровень устанавливается на отметке до 10 м, а на междуречьях − на глубине до 80 м. Выходы родников приурочены к береговым частям береговых склонов и различным более высоким отметкам. Эти воды питают скважины Рязани, Спасска и других городов. В районе Окско-Цнинского вала подольско-мячковские отложения, в осевой части дренированные Окой безводны (Истомино, Малеево, Толебуло и др.). И только на крыльях вала, по р. Пет, р. Ерахтур и севернее Сасова вдоль этого горизонта дают восходящие родники. К югу от р. Ока по берегам р. Цна подольско-мячковские воды питают колодцы глубиной до 10-18 м. Севернее от р. Ока в районе Касимова и Елатьмы, а также на запад, и, вероятно, на восток от Окско-Цнинского вала подольско-мячковские воды являются напорными артезианскими на глубине 12-170 м и используются для водоснабжения. Минерализация вод 0,3-0,5 г/л. Воды гидрокабонатные и гидрокарбонатно-сульфатно-кальциево-магниевые. Каширский водоносный горизонт распространен в юго-западной части области к линии − Захарово − Старожилово − Песочня − Большие Можары и по южной границе области. Водовмещающими породами являются трещиноватые известняки и доломиты каширского горизонта московского яруса среднего отдела каменноугольной системы. Глубина залегания горизонта составляет от 50 до 180 м, мощность от 10 до 70 м. Водоносный горизонт по его южной периферии перекрыт мезокайнозойскими отложениями, в том числе водопроницаемыми песками и песчаниками, а к северо-востоку глинами каширского горизонта. В подошве водоносного горизонта залегают верейские глины. Водоносный горизонт напорный, с глубиной залегания уровня в долинах от 10 м, на междуречьях. Дебиты от 1 л /с на междуречьях, до 40 л /с в долинах. Водоупорным ложем каширского водоносного горизонта являются красноцветные глины, мощностью 4 м и более. Эти воды наиболее устойчивы. В районе Рязани горизонт представлен красно-бурой и зеленоватой глиной мощностью до 10 м. В восточной части г. Шацка воды этого горизонта выходят на поверхность в виде ключей. В районе пос. Солотча выходы каширских вод наблюдаются по р. Пра. Водоупором служит синеватая глина. В районе Сасово и западнее р. Цна, по р. Алешня и других, источники приурочены к уровню рек. Многие родники имеют значительный дебит. В районе Чучково каширские воды залегают в основном ниже уровня рек и только в отдельных местах (Гремячево) питают родники. В местах неглубокого залегания слоев и выхода их на поверхность (районы городов Сасово, Шацк, пос. Сапожок, Чучково, Старожилово), воды каширского водоносного горизонта являются основным источником колодезного и ключевого водоснабжения. Они питают реки и ручьи. В районе городов Спасск, Рязань, Рыбное, пос. Шилово Каширский водоносный горизонт расположен глубоко и воды его вскрываются буровыми скважинами. В северных частях района Окско-Цнинского вала (Бельково, Ерахтур, Касимов и др.) воды находятся на значительных глубинах. Минерализация воды 0,3-0,5 г/л, состав гидрокабонатно-кальциевый. Минерализация увеличивается по мере погружения горизонта на северо-восток. Состав воды гидрокарбонатно-сульфатный сульфатно-хлоридный. Каширский водоносный горизонт — один из основных водоносных горизонтов, широко используемых в хозяйственно-питьевых и промышленных целях. Заволжский водоносный горизонт имеет повсеместное распространение, однако лишь на юго-востоке области при неглубоком его залегании находит практическое применение. Водовмещающие породы – трещиноватые известняки и доломиты с прослоями гипса и глин, относящихся к заволжскому горизонту турнейского яруса нижнего отдела каменноугольной системы. Мощность горизонта − 40-80 м. Перекрывающие толщи на юго-западе области − неогеновые и четвертичные водопроницаемые отложения, северо-восточный водоносный горизонт погружается под толщу более молодых каменноугольных и мезокайнозойских отложений. Горизонт напорный. Величина напора 50-140 м. К югу от линии Кораблино − Сапожок воды пресные, с минерализацией до 0,9 г/л, гидрокарбонатно-кальциевые, севернее − солоноватые, гидрокарбонатно-сульфатные и сульфатно-хлоридные. Окско-Тарусский водоносный горизонт распространен почти на всей территории области, кроме юго-западных районов. Глубина его залегания увеличивается с юго-запада на северо-восток области в направлении Владимирско-Шиловского прогиба от 5 до 300 м и более. В пределах Окско-Цнинского вала кровля водоносного горизонта залегает на глубине около 100 метров. Мощность горизонта 40-50 метров в кровле водоносного горизонта верейского яруса нижнего отдела каменноугольной системы. Водоносный горизонт напорный, от 30-40 м до 150 м (к северу от Рязани). Водоупорное ложе этого горизонта образуют мощные, но не всегда постоянные прослои тульских глин. В зависимости от рельефа и геологического строения на территории области воды окско-тарусского водоносного горизонта залегают на разной глубине. Восточнее г. Шацка (бассейн р. Истья, р. Гавриловка и др.) воды Окско-Тарусского водоносного горизонта выходят на дневную поверхность и питают колодцы населенных пунктов. В бассейне р. Проня, в районе Захарово, водоносные горизонты можно встретить на глубине до 70 м от поверхности. На юге области, в районе г. Скопин и Кораблино, в песках водоносных отложений воды не обладают напором. На севере области нижнекаменноугольные воды, следуя общему падению к северу, залегают на больших глубинах и являются водонапорными артезианскими водами. Окско-Тарусский водоносный горизонт нижнекаменных отложений является надежным и обильным источником водоснабжения. Его воды могут удовлетворить потребности многих крупных городов, населенных пунктов и промышленных предприятий. Они имеют сравнительно небольшую минерализацию, на значительной территории области залегают глубоко от дневной поверхности и их эксплуатация возможна только с помощью буровых скважин. В зоне выклинивания Окско-Тарусского горизонта на юго-западе области воды гидрокарбонатно-кальциевые, пресные, с минерализацией от 0,3 до 0,6 г/л. По мере погружения горизонта на северо-восток минерализация увеличивается до 1-4 г/л. В г. Скопин концентрация железа в скважинах достигает 1,38 мг/л. Более высокое содержание сульфатов в воде на территории Кадомского района. Повышенное содержание солей аммония в г. Михайлове связанно наличием большого количества скважин с глубиной до 25 метров (потенциальное органическое загрязнение скважин с поверхности). Прогнозные ресурсы подземных вод Рязанской области составляют 3918 тыс. м3/сут (5,29% общего объёма прогнозных ресурсов подземных вод Центрального федерального округа и 0,45% – России). Запасы подземных вод области на 1 января 2015 года составляют 556 тыс. м3/сут, что соответствует степени изученности 14,19%. Из подземных водных объектов Рязанской области по данным на 1 января 2015г. за год добыто и извлечено 239,1 тыс. м3/сут, в том числе на месторождениях – 94,6 тыс. м3/сут. Степень освоения запасов подземных вод составляет 17,01%. Влияние состава подземных вод на здоровье населения. Здоровье населения находится в прямой зависимости от состава подземных вод в источниках, из которых осуществляется водоснабжение данной территории. Употребляемые ежедневно каждым человеком 1,5-2,5 литра воды не должны содержать никаких примесей, вредно воздействующих на здоровье человека. А подземные воды должны содержать достаточное количество микроэлементов, участвующих в обменных процессах организма человека. Например, пониженное содержание фтора в питьевой воде способствует разрушению зубной эмали и развитию стоматологической патологии. Недостаток йода, что характерно для эндемичного в этом плане региона, вызывает заболевания щитовидной железы. Бактериальное загрязнение подземных вод представляет собой опасность возникновения инфекционных заболеваний, включая особо опасные инфекции. Содержание в подземных водах солей тяжелых металлов, остаток нефтепродуктов и прочих вредных примесей может вызвать онкологическую патологию и множество других опасных болезней. Население наиболее подвержено почечно-каменной болезни, предопределяемой составом потребляемой воды. Основными причинами низкого качества питьевой воды в г. Рязань и Рязанской области продолжают оставаться: факторы природного характера (повышенное содержание в воде водоносных горизонтов соединений железа); увеличивающееся антропотехногенное загрязнение поверхностных и подземных вод; отсутствие или ненадлежащее состояние зон санитарной охраны водоисточников; отсутствие производственного контроля или осуществление его в сокращенном объеме; использование устаревших технологических решений водоподготовки в условиях ухудшения качества воды; неудовлетворительное санитарно-техническое состояние существующих водопроводных сетей и сооружений (Сёмка, Казаева, 2013). На склонах речных долин, балок, оврагов, у подножий надпойменных террас отмечаются многочисленные выходы грунтовых и межпластовых безнапорных вод – родники. На картах-планах землепользования масштаба 1:10000, изданных институтами Центргипрозем и ВИСХАГ в 1982 г., на территории Рязанской области учтено 304 родника, относящихся к бассейнам 64 рек. Неучтенных родников значительно больше. Необходим государственный Кадастр родников и экологическая характеристика их современного состояния с рекомендациями по их охране. С античных времен люди научились использовать минеральные воды и лечебные грязи. Лечебные грязи являются природными лечебными ресурсами Рязанской области. В 1930 г. по инициативе заслуженного врача РСФСР П.П. Стаханова было открыто уникальное Сапожковское месторождение торфа. Исследования показали, что торф Рязанской области обладает хорошими лечебными свойствами и может конкурировать с эоловыми грязями Сергиевских минеральных вод, Сакского озера, Старой Руссы и других курортов. Сапожковские месторождения являются уникальными, высокоминерализованными, сильно железистыми, кислыми грязями, по своим свойствам подобны лечебным грязям курорта Франтишковы Лозни в Чехии (Беркасова, 2015). Контрольные вопросы: Назовите свойства и функции воды. Ресурсы поверхностных вод Рязанской области. Подземные воды Рязанской области, их ресурсы, использование и охрана. Современное состояние водных экосистем Рязанской области. Использование водных ресурсов Рязанской области. Влияние состава подземных вод на здоровье населения. 5. МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВЫЕ РЕСУРСЫ РЯЗАНСКОЙ ОБЛАСТИ Рязанская область обладает развитой минерально-сырьевой базой, что позволяет не только поддерживать высокий промышленный потенциал региона, но и экспортировать некоторые виды минерального сырья и продукции (Распоряжение правительства Рязанской области от 02.09.2014 № 389-р.). В Рязанской области разведаны месторождения: - бурого угля; - фосфоритов; - стекольных и формовочных песков; - огнеупорных и тугоплавких глин; - минеральных красок; - легкоплавких глин и суглинков различного назначения; - цементного сырья, строительных камней и песков; - карбонатных пород для производства строительной извести и использования в сельском хозяйстве; - торфа, сапропеля; - лечебных грязей; - пресных и минеральных подземных вод. По объему разведанных запасов бурого угля Рязанская область занимает одно из ведущих мест в центре России. В недрах области сосредоточено 301,5 млн. т угля (гумолиты, реже сапропелиты, гумито-сапропелиты), что составляет 8,7% от запасов Подмосковного буроугольного бассейна. Главными потребителями угля являются Рязанская ГРЭС и местные ТЭЦ. На территории области имеется сырьевая база фосфоритов. Выявлено 16 месторождений и проявлений желваковых фосфоритов с общими запасами и прогнозными ресурсами – 167,9 млн. т. Содержание P2O5 в исходной руде 6 – 12%, в среднем до 9%. В пределах области выделено 2 крупных прогнозных площади распространения стекольных песков – Великодворско-Касимовская и Милославская. Пески приурочены, главным образом, к древнеаллювиальным неогеновым отложениям (плиоцен). Содержание кварца в природных песках от 86,6 до 99,8%. В пределах Рязанской области существует месторождение формовочных песков – Перхуровское в Касимовском районе. Все материалы, из которых в литейном производстве готовят разовые формы и стержни, носят название формовочных. Главную роль в приготовлении формовочных и стержневых смесей играют кварцевые пески, содержание которых в этих смесях достигает 85 – 95%. В Скопинском районе Рязанской области разведано Лазинское месторождение гипса. Полезная толща месторождения приурочена к заволжскому горизонту нижнего карбона и представлена 2 пачками гипса, разделенными прослоями доломитов мощностью от 0,3 до 1,2 м. Содержание сернокислого кальция колеблется от 63,7 до 99,4%. Огнеупорные глины (огнеупорность выше 1580 оС) – это ценное минеральное сырье, которое используется в производстве фарфоро-фаянсовых изделий, тонкой и грубой керамики, огнеупоров. Основными потребителями огнеупорных изделий являются черная металлургия и машиностроение. Тугоплавкие глины (огнеупорность 1350 – 1580ºС) применяются в производстве изделий грубой керамики (кислотоупорных плиток для полов, клинкерных и лицевых кирпичей и т.д.), а также в качестве добавок в шихту при производстве изделий тонкой керамики и стройфаянса. Практический интерес в качестве огнеупорного и тугоплавкого сырья на территории области имеют глины барремского яруса нижнего мела, бобриковского горизонта нижнего карбона (Милославский и Скопинский район) и юрские глины (Михайловский район). На территории области разведано Шулеповское месторождение огнеупорных и тугоплавких глин, расположенное в Милославском районе в 13 км к юго-западу от ж/д ст. Милославское. Полезная толща представлена огнеупорными, тугоплавкими и легкоплавкими глинами. В пределах области известны месторождения минеральных красок глинистого типа (Ухоловский район). По своему качеству цветные глины пригодны для получения сухих красок типа сурика, охры, мумие, сиены. Общие запасы легкоплавких глин и суглинков (кирпично-черепичное сырье) в Рязанской области составляют 33,2 млн. м3. В качестве сырья для производства глиняного обыкновенного кирпича и черепицы используются покровные делювиальные, водноледниковые, озерно-ледниковые и моренные суглинки московского и валдайского оледенений средне-верхнечетвертичного возраста, иногда глины древнего аллювия и тульского горизонта нижнего карбона. Сырьем для производства керамзита в Рязанской области служат легкоплавкие глины нижнего мела (Ушинское месторождение), а также суглинки четвертичного возраста (Мордасовское и Казинское месторождения). Объем добычи глин для получения керамзитового гравия составляет около 60 – 70 тыс. м3 в год. Все месторождения цементного сырья находятся в Михайловском районе, приурочены к известнякам верхневизейского подъяруса нижнего карбона и перекрыты глинами и суглинками юрских и четвертичных отложений. На базе сырья из этих месторождений производят шлакопортландцемент и портландцемент. Объем добычи цементного сырья составляет около 200 тыс. т в год. Отложения карбонатных пород распространены, главным образом, в четырех, разобщенных между собой районах Рязанской области. На западе и юго-востоке области выделяются Михайловский, Кораблинский и Пронский районы, в пределах которых основным объектом эксплуатации являются сравнительно однородные, наиболее прочные и химически чистые известняки нижнего карбона. Карбонатные породы имеют широкое применение в строительной индустрии для производства щебня, бутового камня, извести, бетона и асфальтобетона. Рязанская область располагает значительными запасами строительных камней. Месторождения их приурочены к средне- и нижнекарбоновым (известняки и доломиты) отложениям. Наиболее крупными месторождениями строительного камня являются: Касимовское (120 млн. м3), Кораблинское (37 млн. м3), Чигасовское (9 млн. м3), Мало-Студенецкое (15 млн. м3), Погорелово-Галинское (78 млн. м3), Малеевское (24 млн. м3), Агломазовское (17 млн. м3). Распределение запасов и прогнозных ресурсов строительных камней по территории области неравномерно, что создает дефицит местного строительного щебня в некоторых районах области. В области разведано 5 месторождений карбонатного сырья для производства строительной извести с общими запасами 82,9 млн. м3. Пески строительные добываются из четвертичных аллювиальных, древнеаллювиальных, флювиогляциальных и нижнемеловых отложений. Месторождения строительных песков сосредоточены, главным образом, в Скопинском, Рязанском, Старожиловском, Спасском, Кораблинском районах. Потребителями сырья являются предприятия стройиндустрии и дорожно-строительные организации Рязанской области, г. Москвы и Московской области. Несмотря на значительные суммарные запасы строительных песков, ряд административных районов области недостаточно обеспечены разведанными запасами или вовсе их не имеют. К их числу относятся Михайловский, Касимовский, Сараевский, Клепиковский, Пронский, Ухоловский районы. Сырье в этих районах добывается из мелких карьеров, работающих на неутвержденных запасах. Определенный дефицит ощущается в бетонных песках. Перспективными для выявления месторождений строительных и бетонных песков являются молодые террасы и низкие поймы р. Оки и ее притоков. Многолетнее интенсивное земледелие в области, механическая обработка почвы, при недостаточном внесении органических удобрений, привели к значительному обеднению их гумусом. Для устранения дефицита гумуса необходимо вносить органические удобрения (навоз, солому и др.) в 2-4 раза больше, чем это делается. Однако их существенно не хватает, и поэтому предприятия аграрного сектора все большее внимание уделяют использованию местных органоминеральных удобрений (торфа и сапропеля). Торф содержит 20-40% гуминифицированных органических веществ, до 3-5% азота, 1-2% фосфора и различные микроэлементы. Месторождения торфа отмечены во всех административных районах области. Однако наибольшая их часть (75%) приходится на ее северную часть – Клепиковский, Рязанский и Спасский районы. Общая добыча торфа составляет порядка 100-130 тыс. т в год. Добытый торф используется для продажи населению и предприятиям области в качестве твердого топлива (кусковой торф, торфобрикеты) и для сельскохозяйственных нужд в качестве удобрения. Сапропель содержит от 10 до 45% гуминовых биологически активных веществ, до 4-6% азота, 1% фосфора и необходимые растениям микро- и макроэлементы. В Рязанской области выявлено 46 озерных месторождений сапропеля с общими запасами 32,9 млн. т. Лечебные грязи (пелоиды) – это природные тонкодисперсные органоминеральные образования (торфяные, иловые, сопочные и сапропелевые), обладающие высокой теплоемкостью и замедленной теплоотдачей, а также содержащие биологически активные вещества (соли, газы, биостимуляторы и др.) и живые микроорганизмы. На территории Рязанской области используются торфяные пелоиды. Подземные воды. Территория Рязанской области находится в пределах Среднерусского артезианского бассейна. Пресные подземные воды (преимущественно гидрокарбонатные) используются, главным образом, для хозяйственно-питьевого водоснабжения и распространены в четвертичных, мезо-кайнозойских, каменноугольных и девонских отложениях. Основные эксплуатационные водоносные горизонты приурочены к карбонатным породам каменноугольного возраста. Минеральные воды. В Рязанской области развиты преимущественно хлоридно-сульфатные, сульфатно-хлоридные и магниево-кальциевые или магниево-кальциево-натриевые типы минеральных вод, приуроченных к кристаллическому фундаменту, палеозойским (девонским) карбонатным и терригенным отложениям. Глубина залегания кровли водовмещающих пород изменяется от 100 до 600 м. Минерализация вод колеблется от 1,5 до 20 г/л, причем все они содержат бром в количестве от 0,5 до 6,8 мг/л. Рассолы. К рассолам относятся минеральные воды с минерализацией превышающей 50 г/л. Рассолы по своему составу хлоридные, натриевые или кальциево-натриевые, залегают на глубине от 400 до 1350 м. В качестве примеси в них содержится бром (0,3-0,5 г/л), часто йод и бор. Запасы и ресурсы рассолов на территории области значительны. В целом, местные минеральные ресурсы используются недостаточно полно. Минерально-сырьевой потенциал области может обеспечить строительство новых предприятий и расширение действующих для удовлетворения потребностей области и снижение ввоза минерального сырья и продуктов их переработки. Имеющиеся запасы полезных ископаемых позволяют полностью отказаться от ввоза на территорию области керамического кирпича, цемента, строительных и стекольных песков, щебня, гипса, доломита, огнеупорных и тугоплавких глин, фосфоритной муки. В реках Оке, Мокше, Цне находятся более 1 миллиона кубических метров залежей мореного дуба − ценнейшего сырья для производства мебели, декоративных и отделочных материалов для строительства. Использование этого ресурса требует привлечения значительных инвестиционных ресурсов. Земли, нарушенные при разработке месторождений полезных ископаемых, в том числе: торфа – 2,47 тыс. км², угля – 1,1 тыс. км², сырья для производства строительных материалов – 0,5 тыс. км². В совокупности на территррии Рязанской области они занимают 8,67 тыс. км² (0,05 % территории России) (Кривцов, Водорезов, 2016). Контрольные вопросы: Какие виды минерально-сырьевых ресурсов характерны для Рязанской области? Каково состояние и перспективы использования минерально-сырьевой базы Рязанской области? Кто является главными потребителями угля в Рязанской области? Что относится к огнеупорному и тугоплавкому сырью? В каких районах Рязанской области расположено больше всего минеральных ресурсов и с чем это связано? |