Научная статья на тему 'Роль подземных и поверхностных вод аридной зоны в преобразованиях природных комплексов на примере Астраханской области'

Роль подземных и поверхностных вод аридной зоны в преобразованиях природных комплексов на примере Астраханской области Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
615
78
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
природные комплексы / подземные воды / грунтовые воды / минерализация / засоление почв / оросительные мелиоративные системы / испарение / площадка газоперерабатывающего завода. / natural systems / groundwater / ground- water salinity / soil salinity / irrigation drainage systems / evaporation / ground gas processing plant.

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — А. А. Токарева, Г. В. Кутлусурина, Ю. С. Аронова

Астраханская область, располагаясь в аридной зоне, в гидрографическом плане относится к Низовью Волги, в отношении подземной гидросферы входит в состав Прикаспийского артезианского гидрогеологического бассейна. Природные комплексы в рельефе ее территории представлены несколькими разновидностями полупустынной и пустынной зон, а также внутризональными, развитыми в пределах Волго-Ахтубинской поймы, дельты Волги и урочищами, сформированными в прибрежной части дельты под воздействием каспийских вод. Они характеризуются всеми разновидностями почв, флоры, фауны и других компонентов, присущих региону. В глубь, по разрезу облик природных комплексов резко меняется и в зависимости от решаемых задач их можно рассматривать как системы литогидросферы — горные породы — подземные воды, включающие твердые, жидкие или газообразные полезные ископаемые, подземную микрофлору. В зависимости от глубины распространения комплексы литогидросферы имеют различную связь с поверхностными водотоками и Каспийским морем и несут соответствующую техногенную или антропогенную нагрузку до глубины 4 тыс. м. Связи с каспийскими водами и речными долинами они не имеют, однако изменения в них могут негативно сказаться на региональном уровне. Нефтегазовые месторождения, разрабатываемые на глубинах около 2 тыс. м в северном Каспии и его шельфе, прямо или косвенно взаимосвязаны с морской водной толщей, нарушая естественное состояние по нескольким критериям. И самые верхние, жизненно важные для всей биоты комплексы, подверженные воздействиям всех видов антропогенных и техногенных нагрузок, кроме того, зависящие от атмосферных осадков и температур, отражают в себе все изменения, происходящие в почвах, подземных и поверхностных водах. В статье рассмотрены преобразования в природных комплексах верхней гидродинамической зоны от воздействия сельскохозяйственных объектов и объектов, связанных с переработкой углеводородного сырья.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE ROLE OF SURFACE AND GROUND WATER OF THE ARID ZONE IN THE TRANSFORMATION OF NATURAL COMPLEXES: A CASE STUDY OF THE ASTRAKHAN REGION

The Astrakhan Region, located in the arid zone, in hydrographic terms is referred to the Lower Volga, in relation to the underground hydrosphere it is part of the Caspian artesian hydrogeological basin. Natural complexes in the relief of its territory are represented by several varieties of semi-desert and desert zones, as well as intra-regional, are developed within the Volga-Akhtuba floodplain, the Volga Delta and tracts formed in the coastal part of the Delta under the influence of Caspian Sea waters. They are characterized by all kinds of soils, flora, fauna and other components inherent in the region. In depth, the cut, the appearance of natural systems changes dramatically, and depending on the tasks, they can be considered systems of lithohydrospheres-rocksgroundwaters, including solid, liquid, or gaseous minerals, underground microflora. Depending on the depth of their distribution, the systems of lithohydrosphere have different relationship with the surface watercourses and the Caspian Sea and they had a man-made or anthropogenic load to the depth of 4,000 meters. They have no connection with the Caspian Sea waters and river valleys, but the changes in them can have a negative impact at the regional level. The oil and gas fields developed at the depths of about 2,000 meters in the Northern Caspian Sea and its shelf are directly or indirectly interconnected with the sea water thickness, violating the natural state according to several criteria. And the highest ones, vital for the whole biota complexes, exposed to all kinds of anthropogenic and man-made loads, in addition, depending on precipitation and temperature, reflect all the changes occurring in soils, underground and surface waters. The article deals with the transformation in the natural systems of the upper hydrodynamic zone from the impact of agricultural facilities and the plants associated with the processing of hydrocarbons.

Текст научной работы на тему «Роль подземных и поверхностных вод аридной зоны в преобразованиях природных комплексов на примере Астраханской области»

УДК 556.5

БОТ: 10.24411/1728-323Х-2019-11078

РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ И ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД АРИДНОЙ ЗОНЫ В ПРЕОБРАЗОВАНИЯХ ПРИРОДНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА ПРИМЕРЕ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ

А. А. Токарева, ст. преподаватель кафедры «Безопасность жизнедеятельности и инженерная экология», ФГБОУ ВО «Астраханский государственный технический университет», marga_gamma@mail.ru, Астрахань, Россия,

Г. В. Кутлусурина, к. г.-м. н, доцент кафедры «Безопасность жизнедеятельности и инженерная экология», ФГБОУ ВО «Астраханский государственный технический университет», gkutlusurina@mail.ru, Астрахань, Россия, Ю. С. Аронова, ведущий инженер инженерно-технического центра ООО «Газпром добыча Астрахань», aronovi@yandex.ru, Астрахань, Россия

Астраханская область, располагаясь в аридной зоне, в гидрографическом плане относится к Низовью Волги, в отношении подземной гидросферы входит в состав Прикаспийского артезианского гидрогеологического бассейна. Природные комплексы в рельефе ее территории представлены несколькими разновидностями полупустынной и пустынной зон, а также внутризональными, развитыми в пределах Вол-го-Ахтубинской поймы, дельты Волги и урочищами, сформированными в прибрежной части дельты под воздействием каспийских вод. Они характеризуются всеми разновидностями почв, флоры, фауны и других компонентов, присущих региону. В глубь, по разрезу облик природных комплексов резко меняется и в зависимости от решаемых задач их можно рассматривать как системы литогидросферы — горные породы — подземные воды, включающие твердые, жидкие или газообразные полезные ископаемые, подземную микрофлору. В зависимости от глубины распространения комплексы литогидросферы имеют различную связь с поверхностными водотоками и Каспийским морем и несут соответствующую техногенную или антропогенную нагрузку до глубины 4 тыс. м. Связи с каспийскими водами и речными долинами они не имеют, однако изменения в них могут негативно сказаться на региональном уровне. Нефтегазовые месторождения, разрабатываемые на глубинах около 2 тыс. м в северном Каспии и его шельфе, прямо или косвенно взаимосвязаны с морской водной толщей, нарушая естественное состояние по нескольким критериям. И самые верхние, жизненно важные для всей биоты комплексы, подверженные воздействиям всех видов антропогенных и техногенных нагрузок, кроме того, зависящие от атмосферных осадков и температур, отражают в себе все изменения, происходящие в почвах, подземных и поверхностных водах. В статье рассмотрены преобразования в природных комплексах верхней гидродинамической зоны от воздействия сельскохозяйственных объектов и объектов, связанных с переработкой углеводородного сырья.

Введение. Природные воды являются самым мобильным источником информации, способным отразить историю как о процессах, происшедших в разные геологические эпохи, так и в недавнем прошлом. Изучение элементного состава природных вод всегда находится под пристальным вниманием исследователей, является актуальным и позволяет решать не только важнейшие геохимические, гидрохимические, но и экологические задачи. Нередко изменения качественных показателей природных вод являются следствием их количественных изменений на локальном, площадном или региональном уровнях, происходящих под воздействием природно-антропоген-ных или техногенных воздействий.

Сельское хозяйство, добыча и переработка углеводородного сырья являются не только потребителями больших объемов воды, распределяющие их в пределах обширных территорий, но и образующими значительное количество жидких отходов, концентрируемых на определенных площадках. Негативные последствия от сложившихся систем «водопотреб-ление — водоотведение» усиливаются региональными и глобальными факторами: низкой естественной дренированностью территории, изменением водности за счет создания каскада волжских водохранилищ и особенностями современного механизма заливания территорий Волго-Ахтубинской поймы, колебаниями уровня Каспийского моря, влиянием аридного климата и, в целом, отражаются на состоянии природных комплексов.

Существовавшие в 70—90-х годах прошлого и начале нынешнего столетия крупные оросительные мелиоративные системы и действующий с 1987 г. завод по переработке углеводородов внесли существенные изменения в сложный механизм естественного непрерывного формирования природной системы: почвы — породы зоны аэрации — грунтовые воды, что нашло отражение в многолетнем режиме по количественным и качественным показателям грунтовых вод и качества почв.

The Astrakhan Region, located in the arid zone, in hydrographic terms is referred to the Lower Volga, in relation to the underground hydrosphere it is part of the Caspian artesian hydrogeological basin. Natural complexes in the relief of its territory are represented by several varieties of semi-desert and desert zones, as well as intra-regional, are developed within the Volga-Akhtuba floodplain, the Volga Delta and tracts formed in the coastal part of the Delta under the influence of Caspian Sea waters. They are characterized by all kinds of soils, flora, fauna and other components inherent in the region. In depth, the cut, the appearance of natural systems changes dramatically, and depending on the tasks, they can be considered systems of lithohydrospheres-rocks-groundwaters, including solid, liquid, or gaseous minerals, underground microflora. Depending on the depth of their distribution, the systems of lithohydrosphere have different relationship with the surface watercourses and the Caspian Sea and they had a man-made or anthropogenic load to the depth of 4,000 meters. They have no connection with the Caspian Sea waters and river valleys, but the changes in them can have a negative impact at the regional level. The oil and gas fields developed at the depths of about 2,000 meters in the Northern Caspian Sea and its shelf are directly or indirectly interconnected with the sea water thickness, violating the natural state according to several criteria. And the highest ones, vital for the whole biota complexes, exposed to all kinds of anthropogenic and man-made loads, in addition, depending on precipitation and temperature, reflect all the changes occurring in soils, underground and surface waters. The article deals with the transformation in the natural systems of the upper hydrodynamic zone from the impact of agricultural facilities and the plants associated with the processing of hydrocarbons.

Ключевые слова: природные комплексы, подземные воды, грунтовые воды, минерализация, засоление почв, оросительные мелиоративные системы, испарение, площадка газоперерабатывающего завода.

Keywords: natural systems, groundwater, ground-water salinity, soil salinity, irrigation drainage systems, evaporation, ground gas processing plant.

Целью исследования является выявление роли подземных и поверхностных вод в засолении почв и установление связи между динамикой засоления почв и меняющимися уровен-ным режимом и химическим составом грунтовых вод в пределах природных комплексов, а также в оценке состояния грунтовых вод на территории газоконденсатного месторождения, их связи с поверхностными водотоками. Результаты таких исследований востребованы в плане проведения мелиорации земель, в оценке и прогнозе экологически неблагоприятных процессов, и при необходимости в разработке защитных природоохранных мероприятий.

Результаты исследований. Получены, обобщены и проанализированы собранные и собственные полевые и лабораторные материалы по почвам, водотокам и грунтовым водам [2, 3, 8, 9]. Многолетние наблюдения за режимом уровней и химическим составом грунтовых вод по природным комплексам от воздействия на них объектов сельскохозяйственного и промышленного назначения позволили уточнить и оценить изменения в состоянии природных комплексов верхней гидродинамической зоны.

Природные комплексы выделены в соответствии с зонами (полупустынной, пустынной и внутризональным ландшафтным районом) и рассматриваются в пределах территорий распространения каспийских трансгрессий: нижнехвалынской, верхнехвалынской и новокаспийской, а также современной аллювиальной равнины Волго-Ахтубинской поймы и дельтовой части.

Самой обширной в пределах Астраханской области, охватившей всю ее площадь, является нижнехвалынская. Природный комплекс полупустынной зоны распространен в границах морской аккумулятивной равнины в северной части области. Верхнехвалынская трансгрессия охватывала меньшую площадь и распространялась до центральной части областной территории. В ее пределах также распространен комплекс отложений морской аккумулятивной равнины, но уже соответствующий пустынной зоне. Полосой широтного развития в этой зоне сформировалась современная эоловая равнина, являющаяся продолжением региональной полосы Волго-Уральских песков. Новокаспийская трансгрессия распространялась в пределах южной и юго-западной части области. Морские и озерно-морские отложения, сформированные в этот период, распространены с поверхности в пределах западно-ильменно-го бугрового ландшафта. В пределах внутризонального ландшафтного района распространяется природный комплекс, соответствующий современной аллювиальной равнине Волго -Ахтубинской поймы и дельты.

Последствия морских трансгрессий и регрессий, геологическая основа, проявившаяся от соляного тектогенеза на земной поверхности в виде озера Баскунчак на севере области, а также аридный климат сформировали преимущественно минерализованные и высокоминерализованные подземные воды. Пресные и слабоминерализованные воды имеют весьма ограниченное распространение. Небольшое по запасам месторождение пресных вод обнаружено в районе озера Баскунчак, а также линзы с пресной водой вдоль русел в пойменных местах и изредка в пределах развеваемых песков современной эоловой

равнины. Основным источником водоснабжения для питьевых, сельскохозяйственных и производственных нужд являются поверхностные воды.

Для оросительных систем используется вода Волги, ее рукавов, обособленных от них русел водоемов. В связи с необходимостью оценки засоления орошаемых земель и разработки мероприятий по их промывке, появилась необходимость

в систематических наблюдениях за положением грунтовых вод по глубине и качественному составу. С этой целью Астраханской гидромелиоративной партией была составлена характеристика грунтовых вод по подпровинциям, обозначенным буквенными индексами А, Б, В, Г, Д, Е, выделенными на основе таксонометрической схемы Д. М. Каца (1967 г.)

Границы площадок оросительной ' ' ' г 11 мелиоративной системы (МС)

Баскунчакское месторождение пресных подземных вод

® Астраханский газоперерабатывающий завод (АГПЗ)

Показатели состояния грунтовых вод

1,0—5,0 м — глубина залегания 0,2—3,0 г/л — минерализация

Минерализация подземных вод

5—10

с пестрой

минерализацией (3—50)

Границы природных комплексов

Природные комплексы Полупустынная зона

Нижнехвалынская морская аккумулятивная равнина А1 — Баскунчакский ландшафтный район А2 — Волго-Сарпинский ландшафтный район

Современная денудационная равнина А3 — Карстовый внутризональный тип ландшафта

Пустынная зона Верхнехвалынская морская аккумулятив

^яямямтитяниц

Б — Волжско-Приергенинский ландшафтный район

Современная эоловая равнина Г — Волго-Уральский ландшафтный район Новокаспийская морская аккумулятивная равнина

Д1 — Западный ильмено-бугровой ландшафтный район ф. Д2 — Восточный ильмено-бугровой ландшафтный район#^

Внутризональный ландшафтный район

Современная аллювиальная равнина В — Пойменный ландшафтный район

Современная аллювиально-морская равнина Е — Дельтовый ландшафтный район

Рис. 1. Природные комплексы Астраханской области

Соответствие подпровинций природным комплексам и ландшафтным районам следующее: А — Нижнехвалынской морской аккумулятивной равнине; Б — Верхнехвалынской морской аккумулятивной равнине; В — Аллювиальной равнине в пределах Волго-Ахтубинской поймы; Г — Современной эоловой равнине; Д — Остаточно-дельтовой эрозионно-аккумулятивной равнине (район подстепных ильменей); Е — Современной дельтовой равнине.

Каждая из подпровинций характеризуется сходными геологическими, геоморфологическими, гидрогеологическими и почвенно-мелиора-тивными условиями. Некоторые из них детализированы по гидрогеологическим и почвенно-ме-лиоративным условиям (рис. 1). Подпровинция А полупустынной зоны разделена на 2 района — левобережный А\ и правобережный А2; в пустынной зоне выделены подпровинции Б, Г и Д\, во внутризональном ландшафтном районе В и Е.

В общем геологическом плане толщи, представленной современными, хвалынскими, хазарскими и бакинскими отложениями (сверху вниз) исследователи выделяют более десятка типичных разрезов, представляющих различные комбина-

ции распространения и чередования песчано-гли-нистых слоев водоносных и водоупорных слоев, их связи с местными водотоками и водоемами.

В зависимости от разреза исследуемой площадки все изменения в почвогрунтовой толще и грунтовых водах имеют свои особенности и протекают с разной скоростью.

На территории области в разное время насчитывалось немало оросительных систем, характеризующихся преимущественно небольшими площадями, действующими на протяжении около пяти л ет и отличающимися различными способами орошения для различных видов возделываемых культур.

Состояние грунтовых вод в их пределах и на примыкающих площадках контролировалось в общей сложности более тысячью наблюдательных скважин. Наблюдения за солевыми характеристиками почв проводились по спецплощадкам в необходимом по толщине слое. В таблице 1 приведены общие для территории Астраханской области геоморфологические элементы и гидрогеологические параметры грунтовых вод.

В соответствии с местонахождением в различных природных комплексах оросительные

Таблица 1

Особенности геоморфологических, гидрогеологических условий природных комплексов

Природный комплекс Ландшафт-ный район Глубина залегания грунтовых вод, м Минерализация, г/л Водовме-щающая порода Коэффициент фильтрации Яф, м/сут. Дрениро-ванность Питание водоносного горизонта Химический состав воды

Полупустынная зона А1 0,9—5 0,5—3 редко 5 песок супесь суглинки глины 1,5—3,5 0,3—1,0 0,05—0,1 0,001—0,04 слабая, бессточная атмосферные осадки сульфатный, сульфатно-хло-ридный, суль-фатно-гидро-карбонатный

А2 5—20 3—5

Пустынная зона Б 0,4—11 с севера на юг 0,5—14 супесь суглинки глина 0,5—1,0 0,3—0,5 0,01—0,03 атмосферные осадки хлоридно-сульфатный, сульфатно-хлоридный

Г 2—5 10—24 пески супеси суглинки 3—5 0,7—1,0 0,4—0,5 слабо атмосферные осадки —

Д1 0,5—2,5 3—5 5—10 на буграх более 10 пески супеси суглинки глина 1—3 0,5—0,7 0,1—0,2 0,01—0,03 бессточная атмосферные осадки сульфатно-хлоридный

Внутри-зональный ландшафтный район В 2—5 до 5 супеси суглинки пески глина 0,8—1,0 0,3—0,5 8—10 0,005—0,01 с севера на юг от интенсивной до слабой атмосферные осадки, речные воды в половодье хлоридно-сульфатные, хлоридно-гид-рокарбонатные

Е до 3 2—3 10 в северной 50 в южной пески супеси суглинки глины 1—10 1,4 0,1—0,5 0,1—0,002 слабо, бессточная атмосферные осадки, речные воды в половодье гидрокарбонат-но-сульфатные кальциевые

0 2 4 6 ♦ Минерализация грунтовых вод, г/л - Экспоненциальная минерализация грунтовых вод, г/л

Рис. 2. Зависимость между глубиной залегания и минерализацией грунтовых вод

системы по-разному воздействовали на почвы и грунтовые воды. Скорость подъема уровней грунтовых вод (УГВ) находится в прямой зависимости от способа орошения и от величины подземного оттока. Максимальный подъем происходит на рисовых системах, минимальный на землях, где полив осуществляется дождеванием.

Проведя исследования по каждой подпро-винции, сделаны следующие обобщения: резкий подъем УГВ происходит от вида орошения, геологического разреза орошаемой площади, глубины залегания грунтовых вод, наличия уклона местности (бессточные или со слабой степенью дренированности). Также изменения в поведении уровня грунтовых вод в общей сложности одинаковы. Они возрастают с началом орошения (до 5 м на рисовых ч еках) и снижаются после его завершения или сброса воды с затапливаемых площадок. Водяные бугры, сформировавшиеся за поливочный сезон, срабатываются не полностью, с разной скоростью, зависящей от уклона местности, фильтрационных свойств обводненного участка, его связи с поверхностными водоемами, пополнением запасов за счет выпадения атмосферных осадков, зимних паводков. В зависимости от глубин залегания грунтовых вод состояние их минерализации соответствует выявленной исследователями еще в 60-х годах прошлого столе-

тия общей закономерности для Прикаспийской низменности. Было установлено, что воды повышенной минерализации распространены на глубине 3,0 м, начало сильной минерализации зафиксировано с 2,0 м и весьма сильное увеличение отмечается с полутораметровой глубины. Экспоненциальная зависимость изменения минерализации грунтовых вод с глубиной представлена на рис. 2. Установленная связь между динамикой засоления почв и состоянием грунтовых вод в предыдущих десятилетиях подтверждена и в настоящем [4, 5].

Солевой режим почв природных комплексов изучался на площадках трех оросительных мелиоративных систем в 2-метровом разрезе: I — Уша-ковская; II — Ивановская; III — 0—69 (рис. 1, табл. 2).

На I площадке весной верхний метровый слой был засолен в слабой степени, второй метр засолен в средней и сильной степени при хлоридном типе засоления. К осени произошло полное опреснение всего почвенного профиля. Грунтовые воды с сухим остатком 2,56 г/л залегали весной на глубине 2,09 м. По химическому составу они сульфатные, магниево-кальциевые.

На II площадке весной верхний метровый слой был засолен при сульфатно-хлоридном засолении. К осени грунтовые воды залегали на глубине менее 2 м, отмечено вторичное засоление залегающих минерализованных грунтовых вод (10 г/л).

На III площадке весной верхний полуметровый слой был засолен в средней степени, а глубже было сильное хлоридно-сульфатное засоление. К осени сверху засоление перешло в сильное, а глубже — в очень сильное. Засоление увеличилось под влиянием довольно близко (1,9 м) залегающих очень сильноминерализованных грунтовых вод (27,6 г/л).

Результаты режимных наблюдений за уровнем грунтовых вод и минерализацией позволяют сделать выводы о направленности процессов за-

Таблица 2

Солевой режим почв

Природный комплекс Грунтовые воды Почвы

Глубина залегания, м Минерализация, г/л Химический состав Засоление

Тип Степень

Полупустынная зона Пустынная зона Внутризональный ландшафтный район 1,0—3,4 1,0—5,0 1,0—2,0 1,8—3,0 1,0—10,0 1,3—34,0 сульфатный сульфатно-хлоридный хлоридно-сульфатный сульфатный сульфатно-хлоридный хлоридно-сульфатный незасоленные, слабозасоленные слабозасоленные засоленные

* 18 ения 16

енлп 14

топд 12

к 10

ч ч 8

о п

б

О

т \

/ к

1

/ —о— V, млн м3

........................

Расчетный период

18

Ъ16

ч

,2 я и

а15

з

ра10

ОООООО^^^^^^^^^^ОООООООООО^^^

'—I'—'—'—I'—'—I'—'—'—I'—'—I'—'—^(N(N(N(N(N(N(N(N(N(N(N(N0^

■ Минерализация, г/дм3

_|_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_1_

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ОСОСОС^^^^^^^^^^ОООООООООО^^^

'—I'—I'—I'—I'—I'—I'—I'—I'—I'—I'—'—'—^(N(N(N(N(N(N(N(N(N(N(N(N0^

Расчетный период

Рис. 3. Динамика изменения объема «купола подтопления» и минерализации подземных вод под территорией АГПЗ

соления — рассоления в разные периоды года. На площадках при глубокозалегающих грунтовых водах (более 5 м), при близкозалегающих пресных грунтовых водах засоление не наблюдается. При близкозалегающих минерализованных грунтовых водах и неудовлетворительно работающей кол-лекторно-дренажной и сбросной сети происходит увеличение засоления, особенно это заметно в пустынной зоне и внутризональном ландшафтном районе. В настоящее время в Астраханской области площадь орошаемых земель составляет 130,0 тыс. га, из них засоленных — 94,6 тыс. га.

Важной составляющей водного баланса является величина испарения. Процесс испарения грунтовых вод через почву носит сезонный характер. Ничтожная величина испарения поздней осенью, зимой и ранней весной сменяется с апреля нарастающим среднесуточного и среднемесячного испарения. Максимум испарения (10—15 мм в сутки) наступает во второй половине июня, июле и первой половине августа, после чего начинается плавный спад величин испарения к сентябрю и октябрю, за которыми в ноябре испарение вновь сходит к нулю.

Режим грунтовых вод обратен характеру испарения их через почву. Максимум повышения уровня грунтовых вод наступает как раз после октября и ноября — в декабре, январе и феврале, когда грунтовые воды в наибольшей степени приближены к поверхности.

Параллелью с ростом интенсивности испарения начинается спад и постепенное углубление уровня грунтовых вод до максимальных глубин, нарастающих в конце сентября, в октябре.

Значительные изменения в режиме грунтовых вод стали происходить с началом функционирования Астраханского газоперерабатывающего завода (АГПЗ). Под его площадками начался интенсивный подъем (5—6 м) грунтовых вод. По сети наблюдательных скважин (300 единиц) на его территории и до ближайших водотоков (Ахтуба,

Берекет) оценивались изменения в уровенном и качественном составе грунтовых вод и почвогрун-тов. До периода работы завода грунтовые воды характеризовались как высокоминерализованные с глубиной залегания от 5 до 6,5 м. Результаты многолетних исследований отражены на графиках (рис. 3), представляющих зависимость объемов опресненной воды в куполе подтопления от уровней, фиксируемых в скважинах, и пропорциональным снижением величин минерализации [1].

Происшедшие изменения в геологической среде могли усугубиться в связи с подъемом уровня Каспийского моря (1978—1995 гг.) до максимальной отметки —26,6 м. В этот период образовался подпор стока Волги, составившего 1,1 м у края дельты на всех фазах гидрологического режима.

Для предварительной оценки экологического состояния на производственных площадках Астраханского газового комплекса были произведены расчеты по возможному усилению гидродинамической связи с подземными водами. Рассчитанная величина приращения (повышения) уровня грунтовых вод (АН) составила около 0,2—0,3 м. Фактически эта величина могла возрасти при подъеме уровня Каспия, прогнозируемого до отметки —25 м [6, 7].

В последующие годы в связи со снижением уровня Каспийского моря наблюдается усиление стока грунтовых вод в сторону его котловины.

Заключение. В преобразовании природных комплексов на примере Астраханской области немаловажная роль принадлежит подземным (грунтовым) и поверхностным водам аридной зоны. Антропогенные и техногенные нагрузки внесли существенные изменения в сложный механизм естественного непрерывного формирования природной системы: почвы — породы зоны аэрации — грунтовые воды. Функционирование оросительных систем способствовало распределению больших объемов пресных поверхностных вод на об-

5

0

ширных территориях, что способствовало преобразованию количественных и качественных показателей грунтовых вод и почв. Аналогичные изменения произошли на промышленных площадках Астраханского газоперерабатывающего

завода. Метаморфизация верхней гидродинамической зоны природных комплексов происходит и под влиянием изменения водного режима региона и климатическими условиями, усиливающими процессы испарения.

Библиографический список

1. Аронова Ю. С. Гидродинамические и гидрогеохимические преобразования подземной гидросферы при эксплуатации АГКМ // Современная гидрогеология нефти и газа. Фундаментальные и прикладные вопросы, посвященные 85-летию А. А. Карцева // Материалы всероссийской научной конференции (ИПНГ РАН, Москва, 2010). М.: ГЕОС, 2010. С. 243—246.

2. Кружилин И. П. Комплексная мелиорация земель обеспечит устойчивое развитие сельского хозяйства Поволжья // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. № 1. 2011. С. 14—16.

3. Ковда В. А. Почвы Прикаспийской низменности (северо-западная часть). М.—Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1950. 256 с.

4. Кутлусурина Г. В., Токарева А. А. Почвенно-гидрологическая характеристика Астраханской области для обоснования мелиоративного районирования // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2016. № 2 (22). С. 128—147.

5. Кутлусурина Г. В., Токарева А. А. Аналитическая оценка засоленности орошаемых земель Астраханской области // Успехи современного естествознания. 2017. № 4. С. 40—46.

6. Кутлусурина Г. В. Механизм геохимических и гидрогеохимических процессов в зоне аэрации Прикаспийской впадины (на примере территории АГКМ) // НТС Сер. Проблемы экологии газовой промышленности. М.: ИРЦ Газпром, 1999. № 2. С. 17—21.

7. Кутлусурина Г. В., Бессарабова Т. Д., Тарасов В. В. Подъем уровня Каспийского моря и влияние изменений гидрологического режима на уровень грунтовых вод // Научные труды АстраханьНИПИгаз. Астрахань: ИПЦ «Факел» ООО «Астраханьгазпром», 2001. № 2. С. 216—219.

8. Почвенно-мелиоративные исследования Волго-Ахтубинской поймы и дельты Волги. М.: Изд-во МГУ, 1958. 158 с.

9. Сборник трудов Астраханской опытно-мелиоративной станции // Нижне-Волжское книжное издательство. Волгоград: КИМ. № 1. 136 с.

THE ROLE OF SURFACE AND GROUND WATER OF THE ARID ZONE IN THE TRANSFORMATION OF NATURAL COMPLEXES: A CASE STUDY OF THE ASTRAKHAN REGION

A. A. Tokareva, Senior Lecturer, Department of Life Safety and Engineering Ecology, Astrakhan State University of Technology, marga_gamma@mail.ru, Astrakhan, Russia,

G. V. Kutlusurina, Ph. D., Associate Professor of the Department Life Safety and Engineering Ecology, Astrakhan State University of Technology, gkutlusurina@mail.ru, Astrakhan, Russia,

Y. S. Aronova, Leading Engineer of the Engineering Center of LLC Gazprom Dobycha, Astrakhan, Russia References

1. Aronova Y. S. Gidrodinamicheskie i gidrogeochimicheskie preobrazovania podzemnoi qidrocfera pri ekcplyatacii AGKM [Hydrodynamic and hydrochemical transformations of underground hydrosphere during the operation of AGKM]. Proc. of the all-Russian scientific conference Modern hydrogeology of oil and gas. 2010. P. 243—246. [in Russian]

2. Kruzhilin I. P. Kompleksnaia melioracia zemel obecpechit ystoichivoe razvitie celckogo chozaictva Povolgia [Complex land reclamation will ensure sustainable development of agriculture in the Volga Region]. Bulletin of the Russian Academy of agricultural Sciences. 2011. No. 1. P. 14—16. [in Russian]

3. Kovda V. A. Pocvi Pricacpickoi nizmennosti (Cevero-Zapadnaia chasti) [Soils of the Caspian Lowland (the North-Western Part)]. Academy of Sciences USSR, 1950. 256 p. [in Russian]

4. Kutlusurina G. V., Tokareva A. A. Pochvenno-gidrologicheskaia charakteristika Astrachanckoia oblacti dlia obocnovania me-liarativnogo raionirovania [Soil hydrological characteristics of the Astrakhan Region for the substantiation of land reclamation]. Scientific journal of the Russian Research Institute of Reclamation, 2016. No. 2 (22). P. 128—147 [in Russian]

5. Kutlusurina G. V., Tokareva A. A. Analiticheskaia ocenka zacolennocti orochaemix zemel Astrachanckoia oblacti [Analytical estimation of salinity of irrigated lands in the Astrakhan Region]. Successes of modern natural science. 2017. No. 4. P. 40—46. [in Russian]

6. Kutlusurina G. V. Mechanizm geochimicheckich i qidrogeochimicheskich prozeccov v zone airazii Prikacpiickoia vpadine (na primere territorii AGKM) [Mechanism of geochemical and hydrogeochemical processes in the unsaturated zone of the Caspian Basin: a case study of AGKM]. NTS Ser. Problems of ecology of gas industry, 1999. No. 2. P. 17—21. [in Russian]

7. Kutlusurina G. V., Bessarabova T. D., Tarasov V. V. Podieme yrovnia Kaspieckoko moria i vlianie izmenenia qidrolog-icheskogo regima na yroven qruntovix vod [The rise of the Caspian Sea level and the effects of changes in hydrological regime at the level of groundwater], 2001. No. 2. P. 216—219. [in Russian]

8. Pochvenno-meliorativnia issledovania Volgo-Axtubinckoia poiame I delti Volga [Soil-reclamation studies of the Volga-Akhtu-ba floodplain and the Volga Delta]. Moscow state University Publ., 1958. 158 p. [in Russian]

9. Sbornik trudov Astrachanckoia opetno-meliorativnoia stancii [Collection of works of the Astrakhan experimental land reclamation station]. Nizhne-Volzhsky book publishing house. KIM. No. 1. 136 p. [in Russian]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.