CC BY
164Раздел 4. Экологическая безопасность
УДК 551.49(477.9)
ОБЗОР ФОРМИРОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ОСНОВНЫХ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ
ВОДОНОСНЫХ ГОРИЗОНТОВ В КРЫМУ
Лущик А.В., Горбатюк Н.В., Иваненко Т.А.
Академия Строительства и Архитектуры КФУ им. В.И. Вернадского. Адрес: г. Симферополь, ул. Киевская 181. e-mail: gorbn55@mail.ru
Аннотация: В статье рассматриваются особенности формирования подземных вод в Крыму, их разновидности, распределение в пределах гидрогеологических областей, выделяются геологические структуры с разнотипными условиями накопления и миграции вод, пригодных для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Приводятся мероприятия, необходимые для рационального использования подземных вод.
Ключевые слова: подземные воды, формирование, эксплуатационные запасы, водоотбор.
Введение
Для Крымского полуострова характерны сложные природные климатические, геологические, геоморфологические и др условия. Крым находится, преимущественно, в зоне недостаточного увлажнения, где многолетняя среднегодовая сумма осадков не превышает 350мм. Только в Горном Крыму (за исключением его Юго-Восточной части) и Предгорье количество среднегодовых осадков более 350-450мм. На небольшой по площади территории контактируют три крупные
геологические структуры первого порядка, осложненные более мелкими структурными образованиями. Структурно - литологическое строение таково, что основная масса горных пород, являющихся коллекторами для пресных подземных вод, погружаются от Предгорья на Север, северо-восток, северо- и юго-запад. Глубина погружения этих пород увеличивается от первых метров до десятков и сотен метров, создавая условия для формирования артезианских бассейнов. На Новоселовском поднятии, в карбонатных породах верхнего неогена, и в покровных, преимущественно, четвертичных отложениях Равнинного Крыма и Керченского полуострова, под влиянием
климатических условий, литологии горных пород, залегающих первыми от поверхности, формировались, практически повсеместно, соленые и солоноватые грунтовые воды не пригодные для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
В незначительных поверхностных водотоках на территории Равнинного Крыма, Керченского полуострова сток непостоянный, проходят редкие паводки, а в устьях их формируются, преимущественно, солоноватые воды. На значительной территории Крыма, практически, не было природных открытых источников пресных вод [1 - 6].
Поэтому проблема водоснабжения Равнинного Крыма и Керченского полуострова была и, к сожалению, остается актуальной. Актуальность
ее повышается с увеличением потребности в пресной воде, и в первую очередь, пригодной для хозяйственно - питьевого водоснабжения.
Без знания условий формирования подземных, пригодных для хозяйственно -питьевых целей в природных условиях и, особенно, при преобладающем влиянии техногенных факторов, в настоящее время, невозможно решить проблему рационального использования имеющихся водных ресурсов.
Состояние изученности
Изучение гидрогеологических условий и особенностей формирования подземных вод в Крыму развивались одновременно с хозяйственным освоением региона, и находилось в прямой зависимости от потребности в водных ресурсах. В первой работе по формированию подземных вод Крыма [3] рассматриваются четыре периода изученности: до средины Х1Х века; от средины Х1Х века до 1920г. ХХ века; от 1920г. до середины 1941г. (начало Отечественной войны); с 1945 г. до начала 70-х годов ХХ века. В эти периоды впервые обосновываются особенности формирования подземных вод в Крыму природных условиях. С конца Х1 Х века при изучении формирования пресных подземных вод начали использовать результаты бурения первых скважин на воду в Равнинном Крыму и изучения источников в Горном Крыму. Активная хозяйственная деятельность в 20-е годы, способствовала развитию изучения формирования подземных вод различными организациями (Геологического ведомства, Академии наук, Водного хозяйства и др.) и накоплению большого объема фактического материала. Результаты анализа этого материала приводятся в работе К.И. Макова [4], где впервые рассматриваются особенности взаимосвязи и качества подземных вод напорных водоносных горизонтов. В период 1947-1965 гг. были выполнены большие объемы гидрогеологических
съемок в масштабах 1:200000 - 1:50000 для организации водной мелиорации, строительства системы Северо-Крымского канала (СКК) в Равнинном Крыму, на Керченском полуострове, в Предгорье и при поисково-разведочных работах в более крупных масштабах в Горном Крыму. Результаты данных исследований использовались для составления первой фундаментальной работы, в которой обосновывались региональные особенности формирования подземных вод под влиянием природных факторов, перспективы использования минеральных и термальных вод Крыма и др. направления гидрогеологических исследований [3].
С 1965г. по 1990г. гидрогеологические исследования проводились по направлениям: детальная разведка подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения; опытно-разведочные исследования с целью обоснования участков перспективных для искусственного пополнения подземных вод; специальные комплексные гидрогеологические исследования для целей мелиорации; наблюдения в системе мониторинга за подземными водами эксплуатируемых водоносных горизонтов и первых от поверхности водоносных горизонтов в зонах влияния гидротехнических сооружений, на орошаемых землях, в пределах городских агломераций и других населенных пунктов; поисково-разведочные работы на промышленные, минеральные и термальные воды. Новые данные об формировании и распространении подземных вод в южной части Причерноморского артезианского бассейна на территории Крыма; балансе подземных вод карстовых верхнеюрских отложений Горного Крыма; эксплуатационных запасах подземных вод в четвертичных отложениях Южного берега Крыма были опубликованы в работах [5-12]. В 70-80-х годах ХХ столетия проводились специальные гидрогеологические исследования по
искусственному пополнению подземных вод основных водоносных горизонтов неогена в Равнинном Крыму. При выполнении этих работ были получены положительные результаты, которые позволили разработать методические рекомендации и обосновать технические мероприятия пополнения подземных вод в карстовых отложениях бассейновым и скважинным способами. Проведены опытно-эксплуатационные испытания пополнения запасов подземных вод этими способами, результаты которых внедрены для практического использования и приведены в опубликованных работах П.К. Гурьбы, А.А. Коджаспирова, В.И. Морозова, В.Т. Щегликова и др.
Гидрогеологические исследования в Крыму (1965-1990 гг.) выполнялись под общим методическим руководством научных сотрудников Институтов ВСЕГИНГЕО Мингео СССР (г.Москва), Геологических наук АН УССР (г. Киев), Минеральных ресурсов Мингео УССР (г.г.
Симферополь, Днепропетровск): А.Е. Бабинца, Н.Н. Биндемана, Б.В. Боревского, В.М. Гольдберга, В.С. Ковалевского, А.А. Коноплянцева, А.В. Лущика, Ф.А. Руденка, Л.С. Язвина, Е.А. Яковлева, В.М. Шестопалова, М.А. Шинкаревского. При выполнении гидрогеологических исследований использовались теоретические и научно-методические разработки и рекомендации: М. Е. Альтовского, Ф.М. Бочевера, И.К. Гавич, В.А. Кирюхина, С.Р. Крайнова, М. Лукнера, В.А. Мироненка, Н.С. Огняника, К.А. Питьевой, В.Г. Румынина, Е.А.Ришес, А.Б.Сытникова, В.М. Швеца, D. Daly, N. Goldscheider, O. Schmoll, которые и настоящее время являются актуальными.
Для периода с начала 90-х годов прошлого столетия характерно общее снижение развития экономики, в том числе и геологоразведочных работ. Однако, в этот период продолжалось изучение режима подземных вод основных эксплуатируемых горизонтов, грунтовых вод на массивах орошаемого земледелия., обобщение результатов ранее выполненных исследований, эколого-
гидрогеологический анализ состояния подземных вод отдельных водозаборов, разрабатывались методические положения по эколого-гидрогеологическому картированию мелкого и среднего масштабов, составлялись полистные гидрогеологические карты масштаба 1:200 000 с учетом новых данных по стратиграфическому расчленению горных пород. Следует отметить научно-практическое значение ежегодников, издаваемых ГШ 111 «Геоинформ Украины», где приводятся обобщенные данные о состоянии подземных при преобладании влияния на их формирование техногенных факторов, выделяются основные очаги загрязнения, анализируются результаты использования ресурсов и запасов подземных вод по гидрогеологическим регионам и административным единицам [2;6;11].
Результаты анализа изученности подземных вод в Крыму позволяют отметить, что в настоящее время имеются фондовые и опубликованные материалы, необходимые для обоснования региональных особенностей формирования этих вод и изменений качественного состава их, которые произошли после утверждения эксплуатационных запасов во второй половине прошлого столетия (более 30 лет).
Поэтому, целью работы является обзор особенностей формирования подземных вод, пригодных для хозяйственно-питьевого
водоснабжения в Крыму. Соответственно основными задачами есть: анализ, систематизация, обобщение опубликованных и фондовых материалов, обоснование направлений
исследований, необходимых для рационального использования пресных подземных вод.
Для выполнения данных исследований использовались традиционные методы: анализ, систематизация, обобщение опубликованных и
фондовых материалов, картографическое и математические моделирование, системный анализ, картографические и компьютерные технологии.
Согласно анализу изученности и общим методическим положениям в качестве объекта исследований определяются подземные воды Крыма, используемые для хозяйственно-питьевого водоснабжения, а предметом исследований являются особенности их формирования под влиянием природных и техногенных факторов.
Результаты исследований
На сравнительно небольшой территории Крыма сложное геологическое строение (сочленение Южного борта Причерноморской впадины, Горного Крыма и Западного замыкания Индоло-Кубанского прогиба - территория Керченского полуострова), обусловило
формирование и контакт трех крупных, одноименных со структурами, гидрогеологических бассейнов первого порядка.
Формирование подземных вод в каждом гидрогеологическом бассейне имеет свои особенности, но основными общими природными факторами являются следующие: тектонические, геологические, геоморфологические, климатические [3;4]. Инфильтрационный период формирования подземных вод в Крыму, в формате близком к современному, начался в конце плиоцена - начале плейстоцена (более 2 млн. лет). Климат в пределах Крыма тогда был значительно влажнее, чем в настоящее время, в связи с наступлением ледников и смещением границы циклонов к югу. Интенсивные осадки и их инфильтрация являлись основным источником замещения
минерализованных седиментационных вод в отложениях юры, мела, палеогена, неогена инфильтрационными водами [3-5;7].
В пределах гидрогеологической провинции складчатой области Горного Крыма в аллювиальных, палеогеновых, меловых, и юрских отложениях формируются пресные воды при инфильтрации атмосферных осадков. В юрских известняках верхнего этажа происходило формирование пресных (до 1,0 г/дм3) карстовых, преимущественно гидрокарбонатных кальциевых вод, с последующим накоплением и перемещением к местам разгрузки через многочисленные родники, а также субмарины в прибрежной зоне моря. Разгружаются они в виде многочисленных родников вокруг горного массива и дают начало местным водотокам и основным рекам, впадающим в Черное и Азовское моря. Пресные воды родников и рек Горного Крыма непосредственно использовались в Предгорье и на побережье Черного моря. Общий сток, вероятно, значительно превышал существующий в настоящее время, равный около 500 млн. м3/год, в том числе, подземный сток около 314 млн. м3/год. В горных породах нижнего этажа (сланцы триас-юры), формируются
минерализованные хлоридные натриевые,
гидрокарбонатно-сульфатные кальциевые воды с минерализацией превышающей 1,5 г/дм3 и содержащие сероводород до 40,0 мг/дм3 [3].
В артезианском бассейне Южного борта Причерноморской впадины образовалось три области второго порядка, гидравлически связанные между собой: Северо - Сивашский артезианский бассейн (северная и западная части Раздольненского района, Красноперекопский, Джанкойский, Красногвардейский, Советский, Нижнегорский районы, северная часть Симферопольского района); Альминский бассейн, преимущественно напорных подземных вод (Сакский район, юго-западная часть Симферопольского района); Новоселовская гидрогеологическая область (южная часть Раздольненского района, Черноморский, Первомайский районы). В пределах этих гидрогеологических областей основные ресурсы пресных вод приурочены к верхней части карбонатных отложений неогена, преимущественно напорные и вскрываются на глубинах более 20м. Безнапорные воды в данных отложениях находятся в пределах области питания в Предгорье и в Новоселовской гидрогеологической области.
В Равнинном Крыму формирование напорных вод в отложениях неогена, палеогена, мела началось также в конце неогена - начале плейстоцена, когда закончилось образование основной области питания в Предгорье. Выходы горных пород этих отложений на дневную поверхность находятся на абсолютных отметках более 100м над уровнем моря. Разгрузка вод, формирующихся в напорных водоносных горизонтах верхнего неогена (100-120 метровой толщи карбонатных пористых, карстующихся пород), происходила в Черное море на северо-западе и юго-западе полуострова, в зоне выходов известняков неогена в море, и на северо-востоке в зоне тектонических нарушений (на нулевых и отрицательных абсолютных отметках). Разгрузка вод среднего неогена (миоцена), меловых и палеогеновых горизонтов, на погружении более 250 метров, в природных условиях осуществлялась через слабоводопроницаемые горные породы в выше залегающие горизонты преимущественно в зонах тектонических нарушений (зонах разуплотнения). Это обусловило замедленное движение и формирование минерализованных вод на погружениях. Пресные воды, преимущественно, гидрокарбонатные натриевые, натриево-кальциевые, формировались только в области питания и распространялись до 70км на погружении, т. е. по широте г.Евпатория - пгт.Первомайское -пгт.Красногвардейское - пгт.Азовское - и до границы майкопских глин Азово-Кубанского прогиба, т. е. западной границы Керченского полуострова.
Особенности формирования пресных напорных вод неогеновых водоносных горизонтов
(основных эксплуатируемых) под влиянием природных факторов описываются в работах [3;4;7]. Подземные воды, в отложениях верхней части неогена, перемещались и стремятся перемещаться от области питания под влиянием гидродинамического давления к области разгрузки (по схеме сообщающихся сосудов). В области питания гидродинамическое давление превышает давление в областях разгрузки более чем на 10 атм. Основной процесс инфильтрационного питания, непосредственно атмосферными осадками, дополнялся инфильтрацией из рек, временных водотоков, пересекающих область питания и аллювиальных четвертичных водоносных горизонтов. Общее инфильтрационное питание составляет примерно 1,04 млн. м3/сутки (только для водоносных горизонтов верхней части неогена в Равнинном Крыму). От области питания подземные воды в отложениях неогена движутся при скоростях фильтрации в понт-меотических и сарматских водоносных горизонтах, в среднем равных, соответственно, 0,036 и 0,017 м/сутки [5]. Скорости движения уменьшаются по мере погружения неогеновых отложений. У осевой части Причерноморской впадины и в зонах разгрузки они в 5,5-6,0 раз меньше, чем у области питания. В приосевой части Причерноморской впадины встречаются два потока: южный - от областей питания в Крыму и северный - от питания неогеновых напорных водоносных горизонтов северного борта Причерноморской впадины водами реки Днепр и Каховского водохранилища. В связи с этим образовалась зона замедленной фильтрации, где, практически, сохранились седиментационные хлоридные натриевые воды с минерализацией 25-30 г/дм3, близкой к минерализации опресненного плиоценового морского бассейна, который длительное время сохранялся в этом районе.
От области питания (Предгорье) к зонам разгрузки на северо-западе и северо-востоке образовались потоки пресных вод с минерализацией от 0,3 до 0.7 г/дм3 распространяющихся по всей мощности понтических, меотических и средне-верхнесарматских отложений, которые в Северо-Сивашской гидрогеологической области не разделяются водоупорными слоями. Северозападный поток контактирует с зоной подпора. В этом потоке за 12-15 км от зоны подпора, в нижних слоях водоносных отложений неогена встречены остаточные седиментационные хлоридные натриевые воды. Минерализация и мощность этих вод увеличиваются на север (от сел Воронцовка-Орловка до г. Красноперекопска), соответственно от 1,2 г/дм3 до 5,5-30,0 г/дм3 и от первых метров до 175 и более метров, переходя в полностью минерализованные воды в осевой части Причерноморской впадины (на севере Северо-Сивашской гидрогеологической области). Минерализованные воды от г.г. Армянска-Красноперекопска распространены на восток до 67-
70 км. Северо-западный поток свободно разгружается в Черное море, а северо-восточный в системе тектонических нарушений в перекрывающие его отложения.
Подземные воды, движущиеся на юго-запад, были основными источниками питания неогеновых напорных водоносных горизонтов Альминской впадины. Разгружались эти водоносные горизонты на значительном расстоянии от берега Черного моря на абсолютных отметках менее нуля. При удалении от области питания в пределах Белогорского прогиба (на северо-восток, восток) и в Альминской впадине (на юго-запад, юг) при погружении водоносных отложений происходит повышение минерализации и уменьшение мощности пресных инфильтрационных вод. В связи с наличием разделяющих водоупорных отложений в разрезе происходит разделение минерализации и химического состава вод. В нижних отложениях разреза, как и в Северо-Сивашской гидрогеологической области, появляются минерализованные воды и сероводород, содержание которого достигает 6,8 мг/дм3. Наличие сероводорода обусловлено миграцией его по зонам тектонических нарушений и образованием при десульфатизации воды в восстановительной среде (процесс перехода сульфатов в сульфиды). Это подтверждается уменьшением сульфатов в воде более чем в 5 раз [3;5]. За исключением области питания водоносные горизонты в отложениях верхнего и среднего неогена, перекрыты песчано-глинистыми породами среднего и верхнего плиоцена и четвертичного возраста, мощностью до 40м, увеличивающейся от областей питания к погружению. Поэтому в природных условиях, на большей части территории распространения, они относятся к категории защищенных, или условно защищенных. Регионально выдержанная толща, подстилающих глин нижнего сармата, отделяет их от напорного водоносного горизонта среднего миоцена. Напоры этого горизонта на погружении превышают напоры верхних горизонтов до 10 и более метров. Горизонт мало эксплуатируется даже там, где минерализация воды менее 1 г/дм3. Обусловлено это тем, что водопроводимость пород незначительная, глубоко залегает (более 200м.), и имеет неблагоприятный состав вод, которые содержат сероводород более 3,0 мг/дм3, температуру более +200С, щелочную реакцию. Минерализация повышается при погружении и уже в 50-70 км от области питания превышает 1,5 г/дм3. Минерализация и температура основных водоносных неогеновых горизонтов, соответственно, не превышают 0,7 г/дм3 и +15оС. Водоносные горизонты в четвертичных, плиоценовых, палеогеновых, нижнемеловых, юрских отложениях, с водами пригодными для хозяйственно-питьевого водоснабжения, имеют ограниченное
распространение в Предгорье, в долинах рек и не
являются основными источниками водоснабжения в Равнинном Крыму [1-11].
На севере Керченского полуострова напорные подземные воды формировались в малых артезианских бассейнах мульд. На юго-западе Керченского полуострова развиты практически безводные глины майкопа, а в северо-западной части распространены отложения неогена, содержащие слабо напорные воды с минерализацией более 1,5 г/дм3. На северо-востоке полуострова подземные воды в отложениях неогена образуют малые артезианские бассейны в мульдах, преимущественно с минерализацией вод 3-10 г/дм3 до 65 г/дм3 в зонах замедленного движения в центрах мульд. Только в краевых частях мульд, у областей питания, минерализация воды не превышает 2,0 г/дм3. На Керченском полуострове, в районе оз. Чокрак, вскрыты скважинами сероводородные воды от слабо минерализованных (2-3 г/дм3) сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатных натриево-кальциевых с содержанием сероводорода 10-20 мг/дм3 до сильно минерализованных (20-35
1000 800 600 400 200 0
г/дм3) хлоридных натриевых с содержанием сероводорода до 250 мг/дм3 и выше. На юго-востоке полуострова, в районе оз. Тобечикского и с. Костырино, вскрыты термальные хлоридно-гидрокарбонатные воды (до +52 о С) с минерализацией 11-17 г/дм3 [3].
Начиная с конца Х1Х столетия происходит постоянное наращивание эксплуатационного водоотбора пресных подземных вод, преимущественно, неогеновых и четвертичных горизонтов в пределах Равнинного Крыма, Предгорья, Керченского полуострова, а юрских, меловых, палеогеновых и четвертичных горизонтов в Горном Крыму и Предгорье. Первые скважины на неогеновые водоносные горизонты были пробурены в конце Х1 Х столетия в Равнинном Крыму. С этого времени техногенный фактор постепенно, усиливал влияние на формирование пресных вод, а со средины 60-х прошлого столетия стал преобладающим. В этом легко убедится на рис. 1;2.
1890-1901-1911-1921-1931-1941-1951 -19611900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970
□ Северо-Сивашский
□ Новоселовский
Рис. 1. График распределения по десятилетиям количества эксплуатационных скважин на воду, которые бурились в пределах Северо - Сивашского артезианского бассейна, Новоселовской и Альминской гидрогеологических областей в период с 1890г. по 1970г [5]. На вертикальной оси отображено количество пробуренных скважин за десятилетие, а на горизонтальной показаны исследуемые периоды в годах.
Если за первое десятилетие в Северо -Сивашском артезианском бассейне было пробурено всего 133 скважины, то за десять лет, с 1961г. по 1970г., пройдено 854 скважины и диаметры их в среднем больше в 2 раза, что позволяло использовать мощные погружные высонапорные насосы. Все это обусловило увеличение водоотбора
в летнее время, в связи с использованием подземных вод для орошения, только в Северо-Сивашском артезианском бассейне в 6,8 раза и формирование региональных депрессионных воронок практически перехватывающих поток пресных вод от области питания в Предгорье [1;2;5-11].
1949 скв. 68,7% 82,8 млн. м3 67,8%
888 скв. 31,3% 53,4 млн. м3 39,2%
Всего 2837 скв. 100% Всего использование подземных вод составляет 136,2 млн. м3 100%
А
Б
Рис. 2. Диаграммы сопоставления количества эксплуатационных скважин (А) и отбора подземных вод (Б) в 16 административных районах (зеленый фон) и 3 (Красноперекопском, Джанкойском, Красногвардейском) районах (красный фон) по состоянию на 1997г [14].
В осевой части Причерноморской впадины (зона подпора) находятся седиментационные минерализованные воды в отложениях неогена, уровни которых превышали динамические уровни в зоне интенсивного водоотбора более чем на 2,0м, что обусловило движение их к югу и замещение пресных вод минерализованными со скоростью до 440 м/год. Этот процесс происходил по всей линии контакта пресных и минерализованных вод (около 70км) на севере Крыма и в результате остались без пресной воды г. Красноперекопск, с. с. Почетное, Филатовка, Уткино и др. [5-11]. Замещение пресных вод минерализованными водами продолжалось более 5 лет и прекратилось только тогда, когда не стали использовать пресные подземные воды для орошения. Это произошло после ряда постановлений директивных органов Украины, запретивших отбор пресных подземных вод для орошения и указывающих на необходимость использования для него только воды СевероКрымского канала.
Водоотбор вызвал подтягивание морских вод в Альминском бассейне к основным водозаборам на неогеновые водоносные горизонты и к водозаборам аллювиальных водоносных горизонтов в долинах рек Южного берега. В последнее 25-летие, в связи с общим уменьшением водоотбора, эти процессы частично прекратились.
Однако, изменения качественного состава подземных вод продолжалось под влиянием различных видов хозяйственной деятельности, обусловливающей нарушение эколого-
гидрогеологичских условий [1;5-16]. Основная эксплуатационная нагрузка сосредоточилась в пределах Северо-Сивашского артезианского бассейна на территории Красноперекопского, Джанкойского и Красногвардейского районов, см. рис.2. Изменению качества подземных вод эксплуатируемых водоносных горизонтов способствовали разнотипные источники загрязнения. Во всех гидрогеологических бассейнах Крыма по данным, приведенным в работе [2], имеются очаги загрязнения и ухудшения качества отбираемых вод, в том числе и на отдельных водозаборах централизованного водоснабжения с
утвержденными эксплуатационными запасами подземных вод. В Равнинном Крыму и частично Предгорье выявлено 39 очагов загрязнения подземных вод четвертичных, неогеновых, палеогеновых водоносных горизонтов южного борта Причерноморского артезианского бассейна. Загрязнение имеет, практически, региональное распространение. Наиболее распространены нарушения качественного состава подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Обусловлены они превышающими ПДК содержаниями нитратов, железа, пестицидов, тяжелых металлов, нефтепродуктов, хлоридов, сульфатов, общей жесткости и минерализации. Например, в очагах загрязнений превышают ПДК в
подземных водах содержания нитратов, лития, стронция, марганца, никеля, соответственно, в 3,7; 11; 3,5; 9,6; 1,9 раза [2].
В пределах Гидрогеологической провинции складчатой области Горного Крыма отмечается загрязнение нитратами и повышенный индекс бактерий групп кишечных палочек (БГПК) в аллювиальных, палеогеновых, меловых и юрских водоносных горизонтах. По данным на 2009 г. существовало более 10 очагов указанных выше загрязнений (преимущественно родники), где индекс БГПК достигает 28-2380 колоний образующих единиц (КОЕ)/дм3. Бактериологическое загрязнение подземных вод установлено в районах г.г. Симферополя, Севастополя, Ялты, Алушты и др. населенных пунктов. Очаги загрязнения подземных вод выявлены в долинах рек Южного берега и карстовых вод в пределах наиболее посещаемых территорий [2].
Качественный состав подземных вод требует уточнения. На это указывают данные об очагах загрязнения, приведенные в работах [1; 59; 13-16]. Сведения о загрязнении подземных вод не полностью отражают уровень существующей техногенной опасности. При их выявлении не учитывалось наличие: не менее 70% сельских населенных пунктов без канализации и очистных сооружений; автозаправочных станций (АЗС) и других хранилищ углеводородов, жидких, твердых бытовых отходов; 21 водохранилища и 817 прудов, с общими объемами воды 336,8 млн.м3.и 80,7 млн.м3; водопроводов, нефтегазопроводов, канализационных и др. линейных систем.
Одним из важнейших факторов, определяющих развитие регионального загрязнения, является подтопление, развивавшееся на площадях орошаемого земледелия, в переделах промышленно-городских агломераций и других населенных пунктов. В 1982 г. было подтоплено 4,15% всей площади полуострова, а в 2004 г.-16,4%, то есть ежегодно площади подтопления увеличивались на 0,56% (150,24 км2), при, практически, одинаковом среднегодовом природном увлажнении. Эти процессы происходили при общем уменьшении использования вод в 2 раза, в том числе для хозяйственно-питьевых целей в 1,5 раза и промышленности в 2,3 раза. (с 1990г. по 2001г). За тот же период времени потери при транспортировке воды, в водоводах различного типа, увеличились в 1,97 раза. По результатам анализа состояния водоводов, водопроводных и канализационных сетей в Крыму, около 41% из них ветхие [13;15;16], что и является основной причиной увеличения площади подтопления в населенных пунктах. Это не только оказывало отрицательное влияние на условия жизнедеятельности, но и способствует региональному загрязнению подземных вод основных эксплуатируемых водоносных горизонтов Крыма. Подтопление вызывается подъемом уровня первых от поверхности земли грунтовых
водоносных горизонтов, в тоже время уровень основных водоносных горизонтов, из которых происходит водоотбор, понижается. При этом увеличивается гидростатическое давление и происходят процессы переноса загрязняющих компонентов в системе «горные породы зоны аэрации - грунтовые воды - слабоводопроницаемые горные породы - подземные воды эксплуатируемых горизонтов». Особенно активно такие процессы происходят в зонах тектонических нарушений [6; 911; 13;15;16;21-23].
Эксплуатационные запасы подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения, преимущественно, утверждались во второй половине прошлого столетия. Практически на всех водозаборах централизованного водоснабжения исчерпаны допустимые расчетные сроки водоотбора. Приведенные региональные изменения
формирования подземных под влиянием техногенных факторов и особенно их качественного состава требуют уточнения. На это указывают и данные об очагах загрязнения. Необходима не только переоценка эксплуатационных запасов подземных вод на отдельных водозаборах, но и региональная оценка эксплуатационных
возможностей гидрогеологических областей с учетом преобладания техногенных факторов формирования подземных вод, пригодных для хозяйственно-питьевого водоснабжения
[14;17;20;21].
Выводы
Для оценки возможности использования подземных вод в качестве гарантированного источника хозяйственно-питьевого водоснабжения необходимо выполнить:
- Региональную оценку качественного состава подземных вод основных эксплуатируемых и смежных с ними водоносных горизонтов, в масштабе не мельче 1:200 000.
- Провести регистрацию, картирование и оценку источников загрязнения. Установить связь этих источников с уже выявленными очагами загрязнения в эксплуатируемых и смежных с ними водоносных горизонтах, в горных породах зоны аэрации.
- Только после региональной оценки качества вод основных эксплуатируемых водоносных горизонтов, возможно выполнять переоценку утвержденных эксплуатационных запасов подземных вод, установить допустимые объемы отбора подземных вод без ухудшения их качества.
- Одновременно необходимо анализировать и совершенствовать существующую систему гидрогеологического мониторинга, приводить его в соответствие с изменяющимися условиями формирования подземных вод. Задачи существующего мониторинга необходимо расширить и перевести его на уровень эколого-гидрогеологического комплексного. Основными
должны быть наблюдения за количественными и качественными показателями, характеризующими состояние подземных вод, за источниками и очагами загрязнения.
- Для управления процессом формирования подземных вод при их эксплуатации необходимо создание постоянно действующих
картографических электронных моделей, позволяющих в реальном масштабе времени принимать любые управленческие решения.
Литература
1. Устойчивый Крым. Водные ресурсы / [Под редакцией В.С. Тарасенко].- Симферополь: Изд-во «Таврия», 2003. - 413с.
2. Стан тдземних вод Украши (щорiчник) / Вщповвдальний за випуск зав. ввддшом облшу ресурав шдземних вод Н.Г. Пишна. - К. : ДНВП «Геошформ Украши», 2010. - 118с.
3. Гидрогеология СССР, том VIII, Крым / [отв. редактор В.Г. Ткачук]. - М. : «Недра», 1971. - 364с.
4. Маков, К.И. Подземные воды Причерноморской впадины [Текст]. - М.: Госгеолтехиздат, 1940.- 215 с.
5. Подземные воды карстовых платформенных областей Украины / А. В. Лущик, В. И. Морозов, В. П. Мелешин и др. - Киев: Наук. думка, 1981. - 199 с.
6. Рубан, С. А., Шинкаревский М.А. Гвдрогеолопчш оцшки та прогнози режиму пвдземних вод Укра1ни (монографiя) [Текст] - К.: УкрДГР1, 2005. - 572 с.
7. Лущик, А.В. Проблемы рационального использования запасов пресных подземных вод в районе Степного Крыма [Текст] // Водные ресурсы, № 4, 1976. - С. 106 - 114.
8. Лущик, А.В., Мелешин В. П. Влияние водоотбора на взаимосвязь неогеновых водоносных горизонтов Равнинного Крыма // Проблемы географии Крыма: мат-лы конф., посв. 25-летию Крымского отдела Географического общества СССР. - Симферополь, 1971. - С. 60 - 64.
9. Лущик, А. В. Формирование гидрохимического режима подземных вод в карбонатных отложениях под влиянием орошения в Равнинном Крыму [Текст] // Пражский конгресс интернациональной ассоциации гидрогеологов. Материалы. Том XVI, книга 3. - Прага, 1982. - С. 307 - 315.
10. Лущик, А.В., Морозов В.И., Мелешин В.П., Улитина А.А. Формирование подземных вод как основа гидрогеологических прогнозов. // Материалы Ьй Всесоюзной гидрогеологической конференции. Т. 2. - М.: Наука, 1982. - С.111-113.
11. Дублянский, В. Н., Лущик А. В., Морозов В. И. и др. // Проблемы рационального использования и охраны геологической среды Крыма и прилегающих районов. - Киев: ИГН АН УССР, 1990. - 48 с.
12. Лущик, А. В. Прогноз изменений гидрогеологических условий под влиянием
водоотбора // Разведка и охрана недр, № 9, 1973. -С. 52-54.
13. Яковлев £.О., 1ванюта С.П. Просторово-часовий розвиток шдтоплення земель у мютах 1 селищах мюького типу як головний фактор техногенезу Гхнього геолопчного середовища. Нацюнальна безпека: украГнський вим1р: щокв. наук. зб. /Рада нац.. безпеки 1 оборони УкраГни. 1н-т пробл. Нац.. безпеки: редкол.: Горбулш В.П. (голов. ред.) [та ш. ]. - К. 2008 Вип.1-2(20-21). С. 112-119.
14. Устойчивый Крым. План действий: Научные труды КИПКС /Главный редактор В.С. Тарасенко.- Киев-Симферополь: САОНАТ, 1999. -400с.
15. Яковлев £.О. Анал1з впливу сучасного стану водопров1дно-канал1зацшних 1 теплоенергетичних мереж шсп селищ Укра1ни на 1х 1нженерно-геолопчну та сощально-економ1чну безпеку// "Свгг геотехшки", 2007, №1. - С. 4-12.
16. Яковлев £.О., 1ванюта С.П. Просторово-часовий розвиток щдтоплення земель у мютах 1 селищах мюького типу як головний фактор техногенезу Гхнього геолопчного середовища. Нацюнальна безпека: украГнський вим1р: щокв. наук. зб. /Рада нац.. безпеки 1 оборони Укра1ни. 1н-т пробл. Нац.. безпеки: редкол.: Горбулш В.П. (голов. ред.) [та ш. ]. - К. 2008 Вип.1-2(20-21). С. 112-119.
17. Лютий Г.Г. Забезпечення проведения в УкраГш переоцшки перспективних та прогнозних ресурав тдземних вод. // Матер1али науково-техшчно! конференций "Прикладна геолопчна наука сьогодш: здобутки та проблем^'. 5-6 липня 2007 р. м. КиГв. - К.: Укр. ДГР1, 2007. - С. 198-199.
18. Безпека регюшв Украши i стратегiя ii гарантування. Природно-техногенна (екологiчна) безпека Т.1./За редакщею Б.М. Данилишина. - К.: Наукова думка, 2008.- 389 с.
19. Оценка защищенности и уязвимости подземных вод с учетом зон быстрой миграции / Шестопалов В.М., Богуславский А.С., Бублясь В.Н. Научно-инженерный центр радиогидроэкологических полигонных исследований. Институт геологических наук НАН Украины. - Киев. 2007.- 120с.
20. Еколопя Укра1ни : навчальний поабник /Ввд.. ред. акад. НАН Укра1ни В.М.
21. Шестопалов.- Ки!в: Видавничо-пол^афний центр «Кшвський ушверситет», 2011-.671с. ISBN 978-966-439-457-1
22. Эколого-гидрогеологический мониторинг территорий загрязнения геологической среды легкими нефтепродуктами /Н.С. Огняник, Н.К. Парамонова, А.Л. Брикс. - К.: LAT & K.- 2013.-253с. ISBN978-966-2944-85-3.
23. Ситников А.Б. Динамика влаги и солей в почвогрунтах зоны аэрации. - Киев: Наукова думка, 1986. - 150с.
24. Гольдберг В.М., Скворцов Н.П., Проницаемость и фильтрация в глинах - М.: Недра, 1986. - 161с.
Крым в деталях. Сайт о развитии Крыма. Информационный ресурс:
http://www.krimspec.org/infrastructura/vod
25. Кизяев Б.М. Проблемы водоснабжения на Крымском полуострове и поиск их решения / Б.М. Кизяев, С.Д. Исаева // Мелиорация и водное хазяйство.- 2014. - № 3. - С. 2-6.
ABSTRACTION AND ITS IMPACT ON GROUNDWATER SUITABLE FOR DRINKING
WATER SUPPLY IN CRIMEA
Summary.: Discusses issues of knowledge, formation of groundwater suitable for drinking water supply in Crimea under the influence of natural and anthropogenic factors, provides examples of the impact of water intake from the main exploited aquifer on the qualitative composition and quantity of groundwater. Justified the measures necessary he rational use of groundwater as the main source of domestic water supply.
Keywords: groundwater, formation, withdrawal, exploitation reserves.
