Каспийский артезианский бассейн

Каспийский артезианский бассейн

Территория Каспийского артезианского бассейна обеспечена ресурсами пресных и слабосолоноватых подземных вод неравномерно. В наиболее благоприятных условиях находится восточная часть бассейна- Актюбинское Приуралье, Примугоджарье, Урало-Эмбенское плато, долины Илека, Урала, Сагиза, верхнее и среднее течение Эмбы и Уила, западная окраина бассейна (Ергенинская возвышенность), а также долина Волги. На остальной территории (Прикаспийская низменность) пресные и слабосолоноватые подземные воды развиты спорадически и в небольшом количестве.

Водоносные комплексы аллювиальных четвертичных отложений долин рек и водоносные комплексы песчаных и карбонатных отложений неогена и мела являются основными по величине эксплуатационных ресурсов и важности с точки зрения организации водоснабжения. Меньшее значение имеют водоносные комплексы четвертичных эоловых, палеогеновых, юрских и триасовых отложений.

Естественные ресурсы подземных вод в Каспийском артезианском бассейне форматируются в основном в его периферической части (Актюбинское Приуралье, Примугоджарье, Ергени), где на земную по'- верхность выходят хорошо проницаемые породы. На участках, где земная поверхность сложена слабопроницаемыми грунтами, даже в краевых частях бассейна (Сырты), естественные ресурсы небольшие. Распределение естественных ~ресурсов по водоносным горизонтам приведено в таблице 5.

Естественные ресурсы в долинах Урала, Илека, Эмбы, на Волго-Ахтубинской пойме и в других районах образуются главным образом за счет поглощения паводкового стока и в меньшей мере за. счет инфильтрации атмосферных осадков. В эоловых отложениях ресурсы пресных вод формируются путем поглощения атмосферных осадков. На больших площадях центральной части бассейна (Волгоградское Заволжье, Астраханская обл., Калмыцкая АССР) незначительные по величине естественные ресурсы грунтовых вод четвертичных отложений морского генезиса также образуются в результате инфильтрации атмосферных осадков холодного времени года.

Модуль подземного стока в аллювиальных отложениях речных долин изменяется от 0,3 до 6 л/с на 1 км'. В обширных эоловых песчаных массивах и морских четвертичных осадках в зависимости от местных условий (дренирование, выход проницаемых отложений на земную поверхность и т. п.) инфильтрационное питание изменяется от величин, значительно меньших испарения. грунтовых вод (участки развития солончаков), до 0,3 л/с на 1 км'. В периферических частях бассейна модуль питания подземных вод неогеновых, меловых и в меньшей мере юрских, триасовых и верхнепермских отложений колеблется от 0,1 до 0,9 л/с на 1 км'. Средний модуль, отнесенный к возвышенному обрамлению бассейна и периферической части (площадь равна примерно 300 тыс. км'), составляет почти 0,4 л/с на 1 км'.

Эксплуатационные ресурсы пресных и слабосолоноватых подземных вод бассейна оцениваются в 180 м'/с. Как видно из данных табл. 5, наиболее важные в .народнохозяйственном отношении водоносные горизонты и комплексы, характеризующиеся максимальной величиной эксплуатационных ресурсов подземных вод, приурочены к сеноманальбским и четвертичным аллювиальным породам. В различных районах Каспийского артезианского бассейна наибольшее значение могут иметь другие комплексы и горизонты, например в Ергенях — водоносный горизонт плиоценовых ергенинских песков, в Общем и Зауральском Сыртах — водоносные комплексы юрских и верхнепермских отложений. В наиболее погруженной центральной части бассейна (Прикаспийская низменность) благодаря высокой минерализации подземных вод напорных горизонтов основное значение имеют локально развитые подземные воды эоловых песков и морских песчано-глинистых отложений каспийских трансгрессий. Здесь развиты линзы пресных вод, образующиеся среди солоноватых и соленых грунтовых.вод при благоприятных условиях питания и водообмена.

Модуль эксплуатационных ресурсов подземных вод,изменяется на территории бассейна в широких пределах (см. табл. 5). В четвертичных аллювиальных горизонтах речных долин значение модуля изменяется от 0,2 до 3,0 л/с на. 1 км', на Волго-Ахтубинской пойме оно составляет около 1 л/с на 1 км~, максимальные значения его наблюдаются в долине Илека, в среднем течении Урала, Сагиза, Эмбы, минимальные — в низовьях этих же рек, а также Узеней, Уила и др.

В водоносном горизонте эоловых отложений модуль эксплуатационных ресурсов составляет 0,2 — 0,8 л/с на 1 км', в морских четвертичных отложениях Прикаспийской низменности на наиболее благоприятных участках достигает 0,1 л/с на 1 км'. В неогеновых отложениях модуль эксплуатационных ресурсов на большей части обрамления бассейна изменяется в пределах 0,1 — 0,5 л/с на 1 км', в местах усиленного питания атмосферными осадками и паводковыми водами рек он достигает 1 л/с на 1 км'. В общей величине эксплуатационных ресурсов подземных вод бассейна пресные воды с минерализацией до 1 г/л составляют около 20 м'/с, слабосолоноватые (1 — 3 г/л) — 90 м'/с, остальное количество относится к солоноватым водам с минерализацией более 3 г/л.

Пресные воды формируются в областях питания: периферической части бассейна, в верховьях и средних частях долин рек, а также в эоловых песках. Слабосолоноватые воды образуются ближе к центру бассейна (Урало-Эмбенское плато), в малых артезианских бассейнах (Примугоджарский, Донгустауский), в отложениях четвертичных морских трансгрессий.

Эксплуатационные ресурсы подземных вод артезианского бассейна образуются за счет подземного стока, поглощения речного стока чаще всего в паводковый период, сработки упругих и гравитационных запасов водоносных горизонтов и комплексов, а также возможного перетекания вод из неэксплуатируемых горизонтов вследствие изменения соотношения напоров. Исходя из общих соображений, а также опыта эксплуатации подземных вод (крупные водозаборы подземных вод с производительностью 0,5 — 1 м'/с |и более на рассматриваемой территории отсутствуют„за' исключением г. Актюбинска) можно предполагать, что по всему обрамлению бассейна, там, где подземные воды являются безнапорными, основными источниками формирования эксплуатационных ресурсов являются естественные ресурсы (инфильтрация атмосферных осадков) и емкостные запасы. Эти же источники определяют небольшие эксплуатационные ресурсы эоловых песков, чрезвычайно важные для водоснабжения сельскохозяйственных потребителей. В водоносных горизонтах четвертичных аллювиальных, а также неогеновых и меловых пород, находящихся в зоне дренирования речными долинами, важнейшим фактором формирования эксплуатационных ресурсов является поглощение паводкового стока рек. Там, где водообильные водоносные горизонты и комплексы залегают на значительной глубине, напор подземных вод в них достигает десятков и сотен метров (Примугоджарский и Донгустауский малые артезианские бассейны, Урало-Эмбенское плато), а гидрогеологический разрез характеризуется этажным расположением водоносных комплексов; эксплуатационные ресурсы здесь практически полностью формируются за счет сработки упругих запасов и перетекания. Можно предполагать, что при развитии водоотбора подземных вод и связанного с этим перераспределения напоров и перетекания может интенсифицироваться поглощение атмосферных осадков и паводкового стока рек. Таким путем эксплуатационные ресурсы рассматриваемой территории могут быть несколько увеличены.

Используются подземные воды для народного хозяйства в Каспийском артезианском бассейне до сих пор слабо (см. табл. 5). В пределах части бассейна, которая входит в РСФСР, расходуется около 3 мз/с подземных вод, что составляет 4,5 — 5% от эксплуатационных ресурсов. Меньше всего они используются в Астраханской области (около 1%), наиболее интенсивно — в Калмыцкой АССР (20 — 25%). Наиболее широко эксплуатируются водоносные комплексы четвертичных аллювиальных отложений долин рек, неогеновых (в основном в Ергенях), сеноманальбоких, верхнемеловых пород. Эти данные показывают, что возможности увеличения использования подземных вод в Каспийском артезианском бассейне, за исключением его центральной части, совпадающей с Прикаспийской низменностью, а также районов Сыртов, весьма большие. Основными типами месторождений подземных вод, эксплуатируемых в пределах бассейна, являются месторождения речных долин Илека, Урала, Волги, Сала и др., а также месторождения артезианских бассейнов платформенного типа и их склонов (Примугоджарский, Донгустауский, Общий и Зауральский Сырты, Ергенинский, Приволжская моноклиналь). Резко подчиненное по величине отбора, но очень важное значение в народнохозяйственном отношении имеют подземные воды эоловых песков и линз пресных вод, плавающих среди соленых в морских четвертичных отложениях центральной части. бассейна, где они являются единственным источником водоснабжения. Как указывалось выше, на месторождениях ~речных долин формирование эксплуатационных ресурсов подземных вод происходит главным образом за счет паводкового стока рек и в меньшей мере атмосферных осадков, а также разгрузки в долину водоносных горизонтов и комплексов дочетвертичных пород; в артезианских бассейнах ресурсы образуются за счет перетекания и сработки упругих запасов, возможно, усиления поглощения атмосферных осадков; в эоловых песках и морских четвертичных отложениях Прикаспийской низменности исключительно в результате поглощения атмосферных осадков и талых вод. Максимальными утвержденными ГКЗ запасами характеризуется территория Актюбинской области (около 9,5 м'/с), в Гурьевской области запасы составляют 0,5 м'/с, в Калмыцкой АССР — 0,4.м'/с, Уральской области — 0,3 м'/с, Астраханской области — 0,15 м'/с. В Волгоградской области в пределах Каспийского артезианского бассейна утвержденные ГКЗ и ТКЗ запасы подземных вод отсутствуют.

Перспективные потребности в хозяйственно-питьевой воде за счет подземных вод могут быть удовлетворены полностью только в восточной части бассейна — в Приуралье, Примугоджарье, долинах Волги, Урала, среднего течения Эмбы, Сагиза, Уила, восточной части Урало-Эмбенского .плато, Ергенях, т. е. в Актюбинской и северо-восточной части Гурьевской областей, Ростовской области (восточная часть, входящая в Каспийский артезианский бассейн), западной части Калмыцкой АССР, правобережной части Волгоградской области, входящей в Каспийский бассейн, бассейне р. Иловля. На остальной территории бассейна перспективная потребность в воде может быть удовлетворена подземными водами лишь частично, поэтому здесь необходимо использование местных поверхностных вод или вод, подводимых из удаленных внешних источников.

Дефицит пресных подземных вод в Прикаспийской низменности может быть частично ликвидирован при широком внедрении опреснения солоноватых и слабосоленых вод, ресурсы которых, танк же как и рассолов, исключительно велики в пределах бассейна. В Прикаспийской низменности в морских четвертичных, а также в неогеновых, верхнемеловых, сеноман-альбских, юрских и триасовых водоносных отложениях минерализация вод достигает десятков и сотен граммов на литр. Эти водоносные горизонты могут обеспечить дебиты одиночных скважин от 1 — 2 л/с до нескольких десятков литров в секунду, а производительность групповых водозаборов до 100 л/с и более. Суммарные эксплуатационные ресурсы солоноватых и слабосоленых подземных вод составляют 100- 150 м'/с (Никитин, Цыганова, 1972).

Ниже дается краткая характеристика основных водоносных горизонтов Каспийского бассейна.

Водоносный комплекс четвертичных аллювиальных отложений развит в Волго-Ахтубинской пойме, в долинах рек Урала, Илека, Сала, Бол. и Мал. Узеней, Хобты, а также в долинах рек Уила, Сагиза, Эмбы и др., стекающих к Каспийскому морю и в бессточные впадины с Уралтау-Мугоджарских rop.

В Волго-Ахтуб~инской пойме водоносными являются пески и супеси современного и верхнечетвертичного аллювия, подстилаемые морскими хвалынскими и хазарскими отложениями и образующие с ними единый водоносный комплекс. Водопровод~имость их колеблется от нескольких десятков литров в сутки до 600 м'/сут, минерализация воды составляет 0,3 — 1 г/л. В долине Сала водопроводимость достигает 600 м'/сут, а минерализация колеблется от 0,3 до 3 г/л. В долине Урала и рек, стекающих с Уралтау-Мугоджарских roip, водопроводимость изменяется от 50 до 1500 м'/сут минерализация воды до 1 г/л, в низовьях рек достигает 5 r/л.

Водоносный горизонт четвертичных аллювиальных отложений речных долин является одним из главных источников водоснабжения. Подземными водами аллювия удовлетворяются потребности городов Актюбинска, Уральока и других более мелких. Производительность водозаборов в аллювии составляет 50—200 л/с„ хотя в наиболее благоприятных условиях долин Илека и Урала может достигать 1000 л/с и более.

Некоторое значение в удовлетворении потребностей в воде, резко повышающееся в Прикаспийской низменности, имеет в о д о н о с н ы й горизонт четвертичных эоловых и морских песчаног л и н и с т ы х о т л о ж е н и й. Водоотдача эоловых песков колеблется в пределах 0,08 — 0,15, водопроводимость их равна, как и морских отложений, 5 — 50 ~м%ут, минерализация воды пестрая — от 0,3 до 10 г/л. Эти горизонты имеют .важное значение для водообеспечения сельскохозяйственных объектов и водопоя окота. Производительность скважин и колодцев здесь до 1 л/с, редко больше.

В Южно-Сыртовском, Северо-Каспийском районах и особенно в Ергенинском распространен водоносный комплекс плиоцен о. в bI х о т л о ж е н и й, воды которого, как правило, напорные. Водопроводимость пород изменяется от 10 до 800 м'/сут, минерализация воды по периферии Каспийского бассейна составляет 0,5 — 5 г/л, в центральной части увеличивается до 80 г/л. Производительность водозаборов в водоносном комплексе плиоценовых отложений до 100 — 200 л/с, редко более.

Одним, из наиболее важных для народного хозяйства является верхнем еловой водоносны й ком пле кс. Он распространен на всей территории бассейна, а на восточной окраине его является одним из наиболее важных. Горизонт выдержан по площади и залегает на глубинах от 10 — 60 м 'на периферии до 1500 м в центре бассейна. Водопроводимость пород изменяется в пределах 40—200 м'/сут, минерализация воды обычно 0,5—3 г/л, в центральной части бассейна' достигает 150 г/л. Поскольку в водозаборных скважинах можно иметь большие понижения, до 100—200 м, производительность водозаборов, эксплуатирующих воды верхнемеловых отложений, может достигать 200- 500 л/с.

Еще более велико для народного хозяйства значение в о д о н о с н оr о к о м п л е к с а с е н о м а н - а л ь б с к и х о т л о ж е н и й, распространенного, так же как и верхнемеловой, на всей рассматриваемой территории, а в восточной части бассейна являющегося основным. Залегает горизонт на глубине 50 — 400 м, напор вод изменяется от нескольких десятков метров до 400 м, водопроводимость пород — от 100 до 1300 м'/сут. Возможная производительность водозаборов, эксплуатирующих подземные воды горизонта, от 100 до 1000 л/с, редко больше. Минерализация воды изменяется от 0,2 — 0,7 г/л на участках, примыкающих к Уралтау-Мугоджарским горам, до 2 — 4 г/л в Донгустауском и Примугоджарском районах.

Водоносные комплексы юрских, триасовых и верхнепермских отложений имеют существенное значение в восточном и северном (южные склоны Общего и Зауральского Сыртов) обрамлениях бассейна. Воды обычно напорные, высота напора 50- 250 м и более, водопроводимость пород от 20 до 200 м'/сут, минерализация вод в периферической части бассейна изменяется от 0,5 до 2 г/л.