Эксплуатационные ресурсы подземных вод

Эксплуатационные ресурсы

Изменение величин естественных запасов, естественных и привлекае-мых ресурсов по площади, различная роль отдельных источников фор-мирования эксплуатационных ресурсов в разнообразных природных ус-ловиях приводят к крайне неравномерному их распределению на терри-тории СССР.

Как следует из вышеизложенного, наибольшими значениями моду-лей эксплуатационных ресурсов характеризуются межгорные впадины и предгорные прогибы, где формируются крупные месторождения артези-анских бассейнов складчатых областей и конусов выноса. Высокая кон-центрация эксплуатационных ресурсов подземных вод на этих месторож-дениях определяется как благоприятными условиями сработки естествен-ных запасов (развитие мощных толщ гравийно-галечниковых отложе-ний), так и привлечением естественных ресурсов подземных вод, раз-грузка которых в ненарушенных условиях происходит путем родникового стока, испарения, поверхностного стока в зоне создаваемых воронок деп-рессии. Как правило, восполняемая часть эксплуатационных ресурсов в этих условиях значительно превосходит невосполняемую, а в некоторых бассейнах, где подземные воды приурочены к основным эффузивным по-родам (Араратский бассейн), эксплуатационные ресурсы почти целиком формируются за счет естественных ресурсов. В рассматриваемых усло-виях модули эксплуатационных ресурсов достигают 210 л/с на 1 км2 и более (Араратский, Чуйский, Иссык-Кульский бассейны, конусы выноса Кусарской предгорной равнины на Кавказе, межгорные впадины Северного и Южного Тянь-Шаня, Ферганская впадина, долина Зеравшана, Поронайская депрессия на Сахалине). Дебиты отдельных водозаборов могут превышать несколько кубических метров в секунду. В настоящее время потребности городского и сельского населения в рассматриваемых районах обеспечиваются подземными водами. Эксплуатационные ресур-сы подземных вод межгорных впадин и предгорных прогибов в будущем могут обеспечить потребности крупных городов и ирригации. Увеличение эксплуатационных ресурсов в этих районах возможно при заложении во-дозаборов в долинах рек.

Благоприятные условия формирования эксплуатационных ресурсов отмечаются также в ряде крупных артезианских бассейнов платформен-ного типа (Средне-Русском, Балтийско-Польском, Днепровско-Донец-ком), в юго-восточной части Западно-Сибирского бассейна. Мощность зоны пресных вод в этих бассейнах достигает нескольких сотен метров. Глубина залегания основных водоносных горизонтов, сложенных извест-няками, доломитами, песками и песчаниками, изменяется в широких пре-делах — от нескольких метров до 300 м. В целом по перечисленным бас-сейнам восполняемые ресурсы составляют около 50% от эксплуатацион-ных, среднее значение модуля эксплуатационных ресурсов составляет 1 — 2 л/с на 1 км2, значение модуля повышается до 2 — 5 л/с на 1 км2 в районах распространения грунтовых и слабонапорных вод в четвертич-ных песках или известняках девона, а также на участках распростране-ния известняков каменноугольного возраста в Подмосковье, где установ-лена гидравлическая связь подземных и поверхностных вод и перетека-ние подземных вод из неэксплуатируемых мезо-кайнозойских отложений в основные каменноугольные горизонты.

В процессе эксплуатации водозаборов возможно значительное увели-чение эксплуатационных ресурсов.на участках, где основные водоносные горизонты имеют связь с вышележащими грунтовыми и поверхностными водами. На территории артезианских бассейнов дебиты групповых во-дозаборов измеряются сотнями литров в секунду, а в долинах рек уве-личиваются до 1 м3/с. Большая часть городов и поселков здесь удовлет-воряет потребность в хозяйственно-питьевой воде за счет подземных вод.

Неравномерно и сравнительно слабо обводненные районы выделя-. ются в северо-восточной части Средне-Русского артезианского бассейна, Восточно-Русском, Причерноморском и ряде других бассейнов. Для них характерна небольшая мощность зоны пресных вод, слабая водоносность пород, неблагоприятные условия питания на большей части территории; общая величина естественных запасов и восполняемых ресурсов неве-лика. Модули эксплуатационных ресурсов на преобладающей части тер-ритории изменяются в пределах 0,1 — 0,5 л/с на 1 км2. Восполняемые ре-сурсы составляют примерно 30 — 40% от эксплуатационных.

Участки повышенной водообильности на территории этих бассейнов приурочены к долинам крупных рек и их притоков (Волга, Кама, Иртыш, Ишим, Тобол и др.), к площадям развития известняков, повышенной трещиноватости водовмещающих пород основных водоносных горизон-тов по долинам рек. На этих участках значение модуля эксплуатацион-ных ресурсов возрастает до 2 л/с на 1 ;км2, а местами до 5 л/с на 1 км2. Увеличение эксплуатационных ресурсов можно ожидать главным обра-зом на месторождениях речных долин за счет привлечения поверхност-ного стока. На площадях перечисленных бассейнов дебиты групповых водозаборов измеряются в основном десятками литров в секунду, на участках повышенной водообильности возрастают до 0,1 — 0,3 м3/с и бо-лее.

В настоящее время большая часть крупных городов, расположенных на площади рассматриваемых бассейнов, использует для водоснабжения преимущественно поверхностные воды, а ряд городов, размещенных главным образом по долинам крупных рек, полностью удовлетворяют потребность в воде за счет подземных вод. В основном подземные воды используются здесь для водоснабжения сельского населения и неболь-ших городов. Существующая обеспеченность городского и сельского на-селения подземными водами, по-видимому, сохранится и в дальнейшем.

Наименее благоприятные условия формирования эксплуатационных ресурсов наблюдаются в районах Балтийского, Украинского и Донец-кого бассейнов трещинных вод, на Урале, в центральном Казахстане, пустынных районах Казахстана и Средней Азии, Прикаспии. Для этих районов характерны слабые фильтрационные свойства водовмещающих пород, малые мощности водоносных горизонтов, неблагоприятные условия питания (ib южных районах). На большей площади рассматриваемых районов за счет подземных вод можно удовлетворить потребность в воде только сельского населения.

Модули эксплуатационных ресурсов на большей части территории не превышают 0,1 л/с на 1 км2. Наиболее обводненные участки приурочены к зонам повышенной трещиноватости (Балтийский и Украинский бассей-ны, Урал), локальным структурам, сложенным известняками (Урал, Центральный Казахстан), аллювиальным отложениям в долинах рек (Южный Урал, Центральный Казахстан). На этих участках значение модулей возрастает до 1 — 2 л/с на 1 км2, а местами и более. Значитель-ное увеличение ресурсов вод можно ожидать по долинам рек за счет при; влечения поверхностного стока.

Резервом в обеспечении потребностей народного хозяйства в воде могут служить сильносолоноватые и соленые подземные воды после их опреснения. Особое значение имеют подземные воды повышенной мине-рализации в южных районах страны, где их ресурсы часто соизмеримы с ресурсами пресных и слабосолоноватых вод или значительно превы-шают последние. Прогнозная региональная оценка эксплуатационных ре-сурсов сильносолоноватых и соленых вод южных районов СССР на пло-щади около 3,5 млн. км2 была выполнена в конце 60-х — начале 70-х го-дов под руководством М. Р. Никитина. Эта работа была проведена в ос-новном для районов с дефицитом пресных и слабосолоноватых вод.

Солоноватые и солёные подземные воды в южной части Советского Союза приурочены к грунтовым и напорным горизонтам (табл. 24). Грунтовые воды повышенной минерализации формируются преимущест-венно в условиях континентального засоления.

Эксплуатационные ресурсы подземных вод повышенной минерализа-ции, так же как и пресных вод, складываются из некоторой части их естественных (гравитационных и упругих) запасов, инфильтрационного питания, перетекания из смежных водоносных горизонтов и гравитацион-ных вод слабопроницаемых отложений, перекрывающих основной водо- носный горизонт. Модули эксплуатационных ресурсов солоноватых и со-леных подземных вод в южной части страны изменяются в основном от 0,1 до 0,5 л/с на 1 км2. Только в Амударьинском и Сырдарыинском арте-зианском бассейнах в четвертичном, неоген-четвертичном, палеоцен-чет-вертичном горизонтах, сложенных песчаными породами, значения моду-лей достигают 2 — 3 л/с на 1 км2. Ниже приведены значения модулей (в л/с на 1 км2), формирующихся за счет: естественных запасов — 0,1-0,5; упругих запасов — 0,01 — 0,02; инфильтрационного питания — 0,03 — 0,2; перетекания из смежных горизонтов — 0,03; гравитационных вод пе-рекрывающих слабопроницаемых отложений — 0,01 — 0,06.

Как видно из приведенных цифр, наиболее существенным источни-ком формирования эксплуатационных ресурсов являются естественные гравитационные запасы и естественные ресурсы.

Таблица 24

Эксплуатационные ресурсы солоноватых и соленых подземных вод южных районов СССР (по М. Р. Никитину)

Проведенное М. Р. Никитиным сопоставление эксплуатационных ре-сурсов пресных и слабосолоноватых вод с ресурсами сильносолоноватых и соленых вод показало, что в некоторых гидрогеологических районах (Каспийском, Маигышлакеком, Устюртском, Амударьинском) ввиду не-достатка пресной воды солоноватые ,и соленые воды на отдельных терри-ториях являются основным источником водоснабжения и орошения. При этом в ряде случаев здесь возможно сооружение групповых водозаборов с дебютами 50 — -100 л/с и более. В районах Степного Крыма, юга Украи-ны (Причерноморский артезианский бассейн), Казахстана (Тургайский, Сырдарьинский и Чу-Сарысуйский артезианские бассейны и Центрально-Казахстанская складчатая область), а также в некоторых районах За-кавказья и Северного Кавказа при дефиците пресных вод солоноватые и соленые воды могут служить важным дополнительным источником водо-снабжения.