Оценка обеспеченности населения Амурской области ресурсами подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения
Автор: Язвин Л.С., Сидоркин В.В., Олиферова О.А., Сорокина А.Т.
Решение проблемы обеспеченности населения региона ресурсами подземных вод включает в себя оценку общей величины прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод (ПЭРПВ) территории, установление характера распространения этих ресурсов по площади и выявление возможностей удовлетворения оцененными ресурсами текущих и перспективных хозяйственно-питьевых потребностей населения. Методика выполнения таких работ разработана в 1995 г. «ГИДЭК» [2] и успешно применяется по всей территории страны. Одним из достаточно представительных примеров решения перечисленных задач в весьма разнообразных и, в основном, крайне сложных гидрогеологических условиях является выполненная для территории Амурской области оценка обеспеченности населения ресурсами подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Наиболее интересной и вместе с тем трудоемкой частью этих работ является этап гидрогеологической схематизации, в процессе которого были определены основные типовые условия формирования эксплуатационных ресурсов подземных вод и выбраны технологии а также исходные данные для расчета ПЭРПВ.
Территория Амурской области приурочена к сочленению Байкало-Алданской и Амуро-Охотской гидрогеологических складчатых областей и расположена в зоне развития многолетней мерзлоты.
Байкало-Алданская область включает в себя три криогенных гидрогеологических массива (Становой, Тында-Зейский, Янкано-Тугурингра-Джагдинский) и межгорный артезианский бассейн ( Верхнезейский).
Гидрогеологический разрез криогенных гидрогеологических массивов (КГГМ) представлен двумя водоносными зонами: криогенно-таликовым комплексом в покровных четвертичных отложениях и зоной трещиноватости в разновозрастных (К-АR) метаморфических, эффузивных, интенсивно литифицированных осадочных и интрузивных породах. Основные особенности формирования эксплуатационных ресурсов подземных вод в КГГМ следующие:
- основным источником их формирования являются атмосферные осадки, инфильтрующиеся в пределах зон водораздельных и склоновых сквозных таликов;
- питание дифференцируется между частными поверхностными водосборами и, далее, между микробассейнами подземного стока;
- в пределах микробассейнов подземные воды трещиноватых блоков дренируются зонами разрывных нарушений, обладающими высокой проводимостью, и по этим зонам отводятся к местной речной сети, что определяет значительную долю подземного стока в речном стоке (30% и более).
В таких условиях ПЭРПВ наиболее объективно могут быть оценены методами водного баланса и гидрогеологической аналогии [1].
Верхнезейский артезианский бассейн расположен в восточной части рассматриваемой территории в зоне распространения островной многолетней мерзлоты. В гидрогеологическом разрезе бассейна выделены три водоносных комплекса:
- четвертичный (аллювиальные отложения р.Зеи и ее притоков, на большей части территории эти отложения проморожены)
- соктаханский, включающий в себя сезонно-талый слой, многолетне-мерзлую толщу с таликовыми зонами и подмерзлотную толщу.
- дутканский , распространенный под толщей многолетней мерзлоты
Наиболее перспективными для целей эксплуатации являются отложения, приуроченные к подмерзлотной толще - нижняя часть соктаханского горизонта и дутканский водоносный горизонт. Наибольшие мощности и высокие фильтрационные свойства этих водоносных горизонтов установлены в краевых частях Верхнезейского артезианского бассейна- в трех малых артезианских бассейнах: Дутканском, Сирикском и Амканском. Таким образом, эксплуатация подземных вод, с учетом мерзлотно-гидрогеологических условий, представляется возможной лишь в пределах этих трех артезианских бассейнов .Оценка ПЭРПВ в этом случае выполняется путем аналитических гидродинамических расчетов (для условий пласта с перетеканием).
Самостоятельной областью, перспективной для эксплуатации подземных вод является долина реки Зеи и прибрежная часть Зейского водохранилища, где в связи с отепляющим влиянием поверхностных вод отсутствуют многолетнемерзлые породы и возможно создание инфильтрационных водозаборов. Расчеты ПЭРПВ для этих условий выполняются также аналитически применительно к схеме двухслойного пласта с водотоком.
Амуро-Охотская складчатая гидрогеологическая область, (в пределах рассматриваемой территории) включает в себя область относительно мелких (на фоне КГГМ Байкало-Алданской области) массивов, адмассивов, вулканогенных бассейнов и адбассейнов, а также крупный Амуро-Зейский артезианский бассейн платформенного типа.
Особенности формирования ресурсов подземных вод в области развития массивов, адбассейнов и вулканогенных бассейнов аналогичны тем, что характерны для КГГМ Байкало-Алданской области и, в связи с этим, для оценки ПЭРПВ в этом случае целесообразно также использовать методы водного баланса и гидрогеологической аналогии.
Амуро-Зейский артезианский бассейн представляет собой многопластовую водоносную систему, состоящую из нескольких водоносных комплексов: сазанковского, бузулинского, кивдинского и цагаянского. Строение водоносной системы артезианского бассейна во многом определяется неровной поверхностью фундамента бассейна, в котором выделен ряд глубоких локальных прогибов, разделенных между собой зонами поднятий. В связи с этим, рельеф кровли и подошвы водоносных комплексов крайне изменчив по площади, области распространения четырех водоносных комплексов не совпадают по площади друг с другом, наблюдается резкая фильтрационная неоднородность. Для таких условий основной сложностью при оценке ПЭРПВ является необходимость выяснения характера распределения общего питания подземных вод, поступающего в водоносную систему, между безнапорными и напорными водоносными пластами. Кроме того, перспективными для водоснабжения в разных частях бассейна являются разные водоносные комплексы, что приводит к перераспределению общего питания между отдельными напорными пластами. Таким образом, в столь сложных природных и техногенных условиях расчеты ПЭРПВ целесообразно выполнять методом численного математического моделирования.
Выполненные гидрогеологическое районирование и расчетная схематизации территории Амурской области позволили провести общую оценку ПЭРПВ и охарактеризовать распространение прогнозных ресурсов по площади. Результаты оценки ПЭРПВ приведены в таблице и на рисунке.
Результаты оценки, проведенной на базе районирования территории Амурской области, показывают, что в пределах рассматриваемого региона могут быть выделены следующие три группы районов, различающихся по величине модулей ресурсов подземных вод:
- юго-восточные районы (Амуро-Зейский артезианский бассейн), где модули прогнозных ресурсов максимальны и составляют 2-1 л/с?км2;
- северные (от западной до восточной границы области) районы (где развита многолетняя мерзлота), характеризующиеся средними значениями модулей, 1.0-0.5 л/с?км2;
- юго-западные районы, где также развита многолетняя мерзлота, характеризующиеся минимальными модулями 0.5-0.1 л/с?км2.
Сопоставление полученных результатов с потребностями населения Амурской области в воде хозяйственно-питьевого назначения показали, что на большей части региона (1-ая и 2-ая выделенные группы районов) оцененные ресурсы полностью покрывают сложившиеся потребности. Дефицит в воде характерен только для районов 3-ей группы. Это обстоятельство определило необходимость планирования и постановки специальных гидрогеологических исследований, нацеленных на обеспечение водой ряда населенных пунктов юго-запада Амурской области (ст. Бамовская, пгт Магдагачи, п.Тахтамыгда и др.). К настоящему времени такие работы уже частично реализованы. При этом получены положительные результаты, что свидетельствует об эффективности использованных методических подходов как при общей оценке ресурсного потенциала подземных вод Амурской области, так и при обеспечении потребностей конкретных потребителей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Куликов В.В. Месторождения пресных подземных вод Приамурья. Владивосток ДВО АН СССР, 1990, 152 с.
2. Методические рекомендации "Оценка обеспеченности населения Российской Федерации ресурсами подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения", М, 1995 г.