CC BY
87
ГИДРОГЕОЛОГИЯ
УДК:556.31(470.44)
ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ, УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ДЛЯ РАЗНЫХ ЦЕЛЕЙ НА ТЕРРИТОРИИ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
© Н.В. Клычев, В.В. Гонтарев, С.Я. Цуркан, И.Р. Воронков
АО «Нижне-Волжский НИИ геологии и геофизики», г. Саратов
DOI:10.24412/1997-8316-2022-105-49-66
Аннотация: в статье рассматриваются закономерности распространения и перспективы использования на территории Саратовской области различных типов подземных вод (хозяйственно-питьевых, минеральных, промышленных) в связи с особенностями ее геолого-гидрогеологического строения (тектоникой, литологией, гидродинамикой и гидрохимией). Для каждого типа подземных вод предлагаются рекомендации по улучшению их рационального и эффективного использования в народном хозяйстве. Ключевые слова: гидрогеология, гидродинамика, гидрохимия, питьевые, минеральные и промышленные воды, Саратовская область, рекомендации, сероводород, месторождение, запасы.
E-mail: [email protected]
FEATURES OF DISTRIBUTION, CONDITIONS OF FORMATION AND PRACTICAL USE OF GROUNDWATER FOR DIFFERENT PURPOSES IN THE TERRITORY OF
THE SARATOV REGION
© N. Clychev, V. Gontarev, S. Tsurkan, I.Voronkov JSC Lower-Volga Research Institute of Geology and Geophysics, Saratov
Abstract: the article discusses the patterns of dissemination and prospects of use in the Saratov region of various types of groundwater (drinking, medical and solutions of valuable chemicals for industry) due to the peculiarities of its geological and hydrogeological structure (tectonics, litology, hydrodynamics and hydrochemistry). For each of groundwater, recommendations for improving their rational use in the national economy.
Key words: hydrogeology, hydrodynamics, hydrochemistry, hydrochemistry, drinking water, medical water, solutions of valuable chemicals for industry. Saratov region, recommendations, hydrogen sulfide, deposit, inventory water.
Подземные воды являются важнейшим полезным ископаемым. Пресные подземные воды используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения населения и в сельском хозяйстве, солоноватые - для технических и некоторых сельскохозяйственных целей. Минеральные воды применяются при лечении, а рассольные воды с высокой концентрацией ценных микроэлементов - для промышленной добычи последних. Водоносные горизонты, содержащие подземные воды, не представляющие практического интереса, при соответствующих условиях используются для подземного захоронения токсичных жидких стоков.
На Саратовской земле развиты все вышеперечисленные типы подземных вод. Однако распространение вод и условия их залегания в плане и разрезе на территории области характеризуются разнообразием. Это разнообразие определяется особенностями геолого-гидрогеологического строения территории.
В соответствии с современными представлениями [4, 9, 11, 13], в разрезе литосферы выделяются три зоны, отличающиеся интенсивностью водообмена, минерализацией и химическими типами вод:
1. Зона активного водообмена. К ней относятся грунтовые, а также артезианские воды, вовлекаемые в активный водообмен и подземный сток. Подземные воды в этой зоне перемещаются со значительными скоростями, движущей силой является гидростатический напор. Данная зона находится в сфере дренажа гидрографической сети и воздействия климатических факторов. Здесь развиты пресные и слабосолоноватые подземные воды.
2. Зона затрудненного водообмена представлена напорными пресными водами или водами с повышенной минерализацией переходного типа. Значение дренажа в ней уменьшается, и проявляются только вековые климатические циклы. Скорости движения подземных вод по-
нижены, т.к. возобновление их ресурсов происходит за десятки и сотни тысяч лет. 3. Зона застойного водного режима (относительного покоя) охватывает наиболее глубокие части разреза бассейна пластовых вод и характеризуется чрезвычайно низкими скоростями движения подземных вод - возобновление их ресурсов происходит в масштабе геологического времени, т.е. за миллионы лет. Движение подземных вод происходит как вследствие гидростатического напора, так и за счет других причин - геостатического давления и внутренних сил. В этой зоне распространены высокоминерализованные воды и рассолы.
Зона активного водообмена на территории Саратовской области отмечается до глубины 100 м на юге и востоке Заволжья и до 250 м на остальной территории. Распространены в ней пресные (до 1 г/л) и солоноватые (1 - 3 г/л) подземные воды, пригодные для питьевых и сельскохозяйственных нужд.
Зона затрудненного водообмена развита на глубинах от 100 - 250 до 1000 м. Здесь залегают солоноватые и соленые воды с минерализацией от 3 до 50 г/л и более, используемые для лечебных и технических целей.
На глубине более 1000 м залегают соленые воды и рассолы (с минерализацией от 50 г/л до 250 г/л) зоны застойного гидродинамического режима.
В гидрогеологическом плане территория Саратовской области находится на северо-западе Северо-Каспийского артезианского бассейна [4, 11, 13]. Бассейн располагается в юго-восточной части древней Восточно-Европейской платформы, ограниченной с юга молодой Скифской плитой. Основными областями инфильтрационного питания, определяющими границы бассейна, являются крупнейшие приподнятые геоструктуры: на западе - Воронежская антеклиза, на севере - Токмовский, Татарский и Перм-ско-Башкирский своды, на северо-востоке, востоке и юго-востоке - складчатые соору-
жения Урала и Мугоджар. Локальное подпитывание некоторых верхних комплексов водонапорной системы в северо-западной части бассейна происходит на участках неглубокого залегания и выходов на земную поверхность проницаемых отложений мезозойского и палеозойского возраста в пределах таких геоструктур, как Жигулевский и Пугачевский своды, Арчедино-Коробков-ский и Ртищевско-Баландинский валы, Саратовские дислокации и др.
В гидрогеологическом разрезе бассейна выделяются два обособленных гидрогеологических этажа: надсолевой - поздне-пермско-мезозойско-кайнозойский и под-солевой - палеозойский, разделенные водоупорной соленосной толщей кунгурского яруса. В северо-западной части региона со-леносная толща отсутствует и роль регионального водоупора, разделяющего данные этажи, переходит толще плотных глин сред-неюрского возраста, к которым на некоторых участках левобережья Волги прибавляются глинистые отложения нижнего триаса и верхней перми.
Следует отметить, что по верхнему гидрогеологическому этажу на рассматриваемой территории выделяются три артезианских бассейна второго порядка: Приволжско-Хоперский, Сыртовый и Се-веро-Прикаспийский. В этих бассейнах существуют самостоятельные области питания и разгрузки подземных вод зоны активного водообмена (выходы на земную поверхность водопроницаемых пород мезо-кайнозойского возраста). Основное движение подземных вод здесь осуществляется к главным базисам эрозии, которыми являются реки Хопер и Волга, Большой и Малый Иргизы, Большой и Малый Узень, а также Каспийское море [13]. Правобережная (по отношению к Волге) часть рассматриваемой территории относится к юго-востоку Приволжско-Хоперского артезианского бассейна. Восточная граница бассейна проходит по руслу Волги. Левобережье Саратовской области южной частью
расположено в Северо-Каспийском артезианском бассейне, а северной - в Сырто-вом артезианском бассейне. Граница между этими бассейнами условно проводится по линии, соединяющей населенные пункты: Красный Кут, Мокроус, Ершов и Дергачи.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ДЛЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Одна из важнейших гидрогеологических задач - изыскание подземных вод для водоснабжения населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Прогнозные запасы и ресурсы пресных подземных вод позволяют решить проблему хозяйственно-питьевого водоснабжения большинства населенных пунктов Саратовской области.
Степень использования пресных подземных вод для водоснабжения Саратовской области на данный момент не соответствует природным гидрогеологическим возможностям. Их прогнозные ресурсы (до 1 г/л) на территории области составляют 5479 тыс. м3/сут. (Федеральный портал PROTOWN. RU), или 2,2 м3/сут. на каждого жителя, что значительно выше существующих потребностей. Однако вследствие неодинаковых гидрогеологических условий обеспеченность населения пресными подземными водами на разных участках рассматриваемой территории также существенно отличается.
По гидрогеологическим условиям территорию Саратовской области можно условно разделить на Правобережную и Левобережную (Заволжье) части по отношению к Волге (рис. 1). Правобережье, относящееся к Приволжско-Хоперскому артезианскому бассейну, более приподнято над уровнем моря. Верхняя часть разреза сложена разнообразными по составу породами, геологический возраст которых изменяется от четвертичного до среднекаменноугольного. Преобладают образования палеогенового, мелового и юрского возраста. Правобережье длительное время является сушей, что
способствовало активизации здесь эрозионных процессов, поэтому на данной территории сравнительно высока расчлененность рельефа. В совокупности с многочисленными выходами на земную поверхность проницаемых пород (водоносных горизонтов) это создает благоприятные условия для активного водообмена поверхностных и подземных вод, способствует формированию здесь преимущественно пресных (до 1 г/л) и слабосолоноватых (1 - 1,5 г/л) подземных вод, пригодных для питьевого использования, в верхней части геологического разреза (до глубин 100 - 250 м).
Гидрогеологические условия на Правобережье довольно четко определяются
геоструктурными положениями территорий. Наиболее благоприятные условия для формирования пресных подземных вод существуют в пределах отрицательных геоструктур третьего порядка (депрессий): Аткарской, Неверкинской, Воскресенской, Карамышской др. Следует отметить, что в результате инверсии тектонических движений в новейшее время на территории древних депрессий образовались положительные геоструктуры (выступы) того же наименования. В рельефе земной поверхности древним впадинам обычно соответствуют приподнятые территории, и наоборот [14]. На этих территориях зона свободного водообмена имеет максимальную толщину
Рис. 1. Схематическая карта перспективности использования подземных вод для хозяйственно-питьевого
водоснабжения населения Саратовской области Условные обозначения. Территории и геологические индексы продуктивных водоносных горизонтов: 1 - перспективная, 2 - малоперспективная, 3 - бесперспективная; 4 - крупное разведанное месторождение (месторождения) пресных подземных вод и его номер ( в скобках - геологические индексы водоносных горизонтов и промышленные запасы подземных вод вод в т м3/сут. ): 1 - Изнаирское (К1а1 - 15 ); 2 - Ртищевские (два) (К;Ь - 21); 3 - Аткарское (К1а1 - 6 ); 4 - Балашовские (три) (К;Ь - 16, К1а1 - 8 ); 5 - Благовещенское (К12 - 15 ); 6 - Калининское (К;Ь - 20 ); 7 - Аткарское ( К^р - 10); 8 - Петровское К - 51,8 ); 9 - Новобурасские (два) (Pg1 - 6,6 ); 10 - Карабулакское (К1а1 - 5 ); Хвалынское К - 11 ); 12 - Вольские (три) (Pg1, К - 7,8 ); 13 - Шиханские (два) (К12 - 5 ); 14 - Воскресенское (Pg1 - 5 ); 15 - Саратовское ( три острова) (aQ - 257,5 ); 16 - Татищевское (К 2 - 13); 17 - Латрыкское (Pg1, К12 - 21,2 ); 18 - Красноармейское - 1е (Pg1 - 6,5 ); 19 - Красноармейское - 2е ( К;а1 - 20,7); 20 - Духовницкое (aQ, ] -5,7 ); 21 - Балаковское 1е ( aQ, ] -175 ); 22 - Балаковское 2е (aQ, ] -11); 23 - Орловское ] -43,5 ); 24 - Марксовское (] - 21,2 ); 25 - Генеральское ^ - 423,2 ); 26 - Приволжское К1а1 - 269,3); 27 - Краснокутское (] - 21,2 ); 28 - Пугачевское (12 - С2 - 12 ); 29 - Непряхинское (Pg1, К - 9,1 ); 30 - Сланцевый Рудник (К2 - 5,5 )
(200 - 250 м) и сложена породами от палеогенового до раннемелового возраста. Для поисков месторождений подземных вод перспективными являются водоносные горизонты палеогеновых, верхнемеловых и нижнемеловых отложений. Более древние водоносные горизонты залегают здесь на малодоступных глубинах и содержат воды повышенной минерализации (более 1,5 г/л).
Отложения палеогенового возраста слагают водоразделы Приволжской возвышенности, а в тектоническом плане - центральные части депрессий. Они представлены песками, песчаниками и трещиноватыми опоками. Основным является водоносный горизонт нижнепалеогеновых саратовско-сызранских отложений (Pg1sr-sz). Горизонт грунтовый. Области его инфильтрационно-го питания совпадают с областями распространения палеогеновых отложений, а разгрузка осуществляется многочисленными родниками. Дебиты некоторых родников составляют 2 - 5 л/с (150 - 450 м3/сут.). В данных отложениях разведаны Петровское, Новобурасское, Воскресенское и Лат-рыкское крупные месторождения пресных подземных вод.
Верхнемеловые отложения выходят на земную поверхность на склонах Приволжской возвышенности, совпадающих со склонами депрессий. В центральных участках депрессий они вскрываются скважинами на разных глубинах. Водоносные горизонты отмечаются во всех геологических подразделениях верхнего мела, но на разных участках водообильность их имеет существенные различия. Встречаются как грунтовые, так и слабонапорные водоносные горизонты.
Водоносные горизонты маастрихтских (К2т) и кампанских (К2ср) отложений, коллекторы которых представлены мергелями и мелом, имеют практическое значение, в основном на севере Правобережья - западнее р. Терешки и в междуречье Терешки и Волги.
Водоносный горизонт сантонских отложений (К^), сложенный песками, песчаниками и опоками, обладает высокой во-дообильностью на восточном и западном склонах Аткарской впадины (в окрестностях поселков Екатериновки, Сокура и Та-тищево).
Водоносный горизонт коньякских и ту-ронских и отложений (К2спЧ;) характеризуется высокой водообильностью в междуречье Терешки и Волги (Хвалынский и Вольский административные районы). Сложен трещиноватыми мергелями и мелом. Де-биты родников, дренирующих горизонт, достигают здесь 7,5 л/с и выше. Некоторые родники каптированы и используются для водоснабжения Алексеевки, Хвалынска, Вольска и др. населенных пунктов.
Водоносный горизонт сеноманских отложений (К^) широко развит на Правобережье. Повсеместно он сложен песками с разной степенью зернистости и сортировки материала. Наибольшее практическое значение горизонт представляет на склонах Аткарской и Карамышской депрессий. В частности, в окрестностях Саратова воды данного горизонта используются для водоснабжения п. Сокол и детского оздоровительного лагеря «Родничок», расположенного на Лысогорском массиве.
В целом за счет подземных вод верхнемеловых отложений полностью и частично покрываются промышленные запасы питьевых подземных вод таких крупных месторождений, как Благовещенское, Петровское, Татищевское, Красноармейское, Латрыкское, Хвалынское и Аткарское.
Водоносные горизонты нижнемеловых отложений на Правобережье перспективны для хозяйственно-питьевого водоснабжения преимущественно на приподнятых древних геоструктурах и их склонах. В пределах депрессий для этих целей они могут использоваться ограниченно, лишь на участках глубоких речных врезов, где залегают на доступных для гидрогеологического бурения глубинах и содержат пресные воды.
В составе нижнего мела выделяются следующие водоносные горизонты: альбский (К1а1), аптский (К1а) и барремско-готерив-ский (К^г-^. Все водоносные горизонты нижнего мела почти повсеместно распространены на Правобережье и сложены раз-нозернистыми песками. Практически везде они водонапорные. При этом встречаются как пресные, так и солоноватые воды.
Наибольшее практическое значение для водоснабжения представляет водоносный горизонт альбских отложений. Он характеризуется значительной толщиной коллекторов (20 - 50 м) и сравнительно высокой их водообильностью. Дебиты эксплуатационных скважин составляют 250 - 600 м3/сут. при понижениях статического уровня на 5 - 25 м. Пресные воды развиты в бассейне Хопра, на сводах и крыльях поднятий, а также в долине Волги.
Водоносный горизонт аптских отложений (К1а) слагается 15-40-метровой толщей мелкозернистых глинистых песков с относительно невысокими коллекторски-ми свойствами. Подземные воды данного горизонта преимущественно солоноватые (минерализация свыше 1,5 г/л). Перспективность его использования для питьевого водоснабжения невысока. Наиболее часто воды горизонта используются для водоснабжения населенных пунктов и дачных поселков, расположенных на опущенных склонах зоны Саратовских дислокаций.
Водоносный горизонт баремских и го-теривских отложений (К^г-^ слагается средне- и мелкозернистыми песками. На большей части Правобережья горизонт маловодообильный и содержит солоноватые воды, непригодные для питьевого использования. Однако на восточном склоне Воронежской антеклизы (в Балашовском, Романовском, Калининском административных районах) коллекторские свойства водоносных пород высокие, а подземные воды пресные. Данный горизонт здесь широко используется для добычи хозяйственно-питьевых вод.
В целом на основе нижнемеловых водоносных горизонтов полностью или частично обеспечиваются промышленные запасы пресных подземных вод следующих крупных месторождений: Балашовского, Ртищевского, Аркадакского, Изнаирского, Благовещенского, Калининского, Татищев-ского, Красноармейского, Карабулакского, Латрыкского и некоторых др.
Отложения юрского возраста (I) на территории Правобережья сложены глинами и представляют собой региональный водо-упор толщиной около 200 м, а залегающие под ними карбонатные каменноугольные (С) отложения содержат соленые воды, непригодные для питьевого использования. На трех участках Правобережья отложения выходят на земную поверхность, что делает их бесперспективными для организации питьевого водоснабжения с помощью подземных вод. Данные участки приурочены к осевым частям Базарно-Карабулакской, Саратовской и Каменско-Золотовской крупных положительных геоструктур (рис. 1). Исключение составляет линза пресных вод, образованная вокруг выхода на земную поверхность среднекаменноугольных известняков в окрестностях с. Тепловки Ново-Бу-расского района.
Гидрогеологическая история Левобережья области (Заволжья) связана с последними (неогеновыми и четвертичными) трансгрессиями Каспийского моря, оставившими после себя мощный комплекс морских засоленных песчано-глинистых пород. При этом глинистые породы имеют преимущественное развитие, особенно в верхней части геологического разреза, что затрудняет возможности инфильтрации в недра атмосферных вод и общего водообмена между поверхностной и подземной гидросферами. В таких условиях на основной части Заволжья повышена минерализация подземных вод в верхней части геологического разреза. Подземные воды, пригодные для питьевого использования, имеют здесь зональное и локальное распространение.
Наиболее обширная зона развития пресных подземных вод примыкает к левому берегу Волги. Ширина ее изменяется от 30 - 50 км на юге до 70 - 80 км - на севере. В пределах зоны пресные воды залегают в разновозрастных отложениях.
Водоносный комплекс аллювиальных четвертичных отложений (aQ) Волги наиболее водообилен. Ширина его развития достигает 20 - 25 км. Практически повсеместно он является грунтовым и имеет гидравлическую связь с рекой. Водоносными породами служат разнозернистые пески, прослоями содержащие гравий и гальку. Водообильность аллювиальных отложений повсеместно высокая. Дебиты скважин достигают 10 - 20 л/с и более. Подземные воды пресные, однако содержат повышенные концентрации железа (1,5 - 5 мг/л).
Подземные воды аллювиальных четвертичных отложений используются для питьевого водоснабжения в большинстве населенных пунктов, расположенных в долине Волги. В этих отложениях разведены следующие крупные месторождения питьевых вод: Орловское, Приволжское, Ба-лаковское-1, Балаковское-2, Генеральское (рис. 1). Последние два являются крупнейшими месторождениями на территории Саратовской области. По типу преимущественно инфильтрационные.
Вторым по значимости является водоносный комплекс неогеновых акчагыльских отложений (^а), залегающий ниже четвертичного аллювиального и примыкающий к последнему с востока и юго-востока.
Водоносный комплекс акчагыльских отложений состоит из 1 - 5 гидравлически связанных между собой водоносных горизонтов, коллекторы которых представлены разнозернистыми, иногда глинистыми песками. Водоносные горизонты не выдержаны как в плане, так и в разрезе. Водообиль-ность коллекторов изменяется в широких пределах. Дебиты эксплуатационных скважин в среднем варьируют от 2 до 5 л/с при понижениях статического уровня на 10-20 м.
Практически повсеместно комплекс является водонапорным. Подземные воды преимущественно солоноватые и соленые, непригодные для питьевого водоснабжения. Наиболее обширная зона пресных вод примыкает с востока и юго-востока к долинам Волги и Большого Иргиза (рис. 1). Глубина распространения пресных вод в пределах этой зоны на разных участках изменяется от 50 до 150 м. В данном водоносном комплексе разведаны Краснокутское и Марксовское крупные месторождения питьевых вод.
На севере Заволжья (Ивантеевский, Ду-ховницкий, Пугачевский административные районы) пресные подземные воды залегают в верхней части карбонатных коллекторов раннепермского и позднекаменноугольного возраста (Р1-С3) до глубин 40 - 120 м. Водо-обильность коллекторов обычно высокая. Дебиты водозаборных скважин достигают 5 - 10 л/с (400 - 800 м/сут.) при понижениях статического уровня на 10 - 15 м. Это позволяет рекомендовать здесь широкое использование данных водоносных отложений для централизованного водоснабжения районных центров и прочих населенных пунктов. В среднекаменноугольных отложениях (С2) разведано Пугачевское месторождение хозяйственно-питьевых вод с промышленными запасами 12 тыс.м3/сут.
В прибрежной Волжской полосе, севернее и южнее территории Степновского сложного вала, на глубинах от 80 до 200 м залегают водоносные нижнемеловые отложения (альбские и аптские), сохранившиеся от предакчагыльского размыва. Коллекторы этих водоносных горизонтов представлены разнозернистыми песками, а их толщины составляют 20-35 м. Водоносные горизонты высоконапорные. Пьезометрические уровни устанавливаются на абсолютных отметках от 25 до 65 м с увеличением в южном направлении. Более водообильным является альбский водоносный горизонт (К1а1), из которого получены дебиты самоизливающихся скважин, равные 400 - 1000 мз/ сут. Подземные воды пресные и слабосоло-
новатые. Они используются для питьевого водоснабжения сел Узморье, Приволжское, Подгорное и др.
Четыре сравнительно небольших по площади (100 - 500 км2) участка развития пресных подземных вод отмечаются на юго-восточной окраине Заволжья (рис. 1). Участки связаны с выходами на земную поверхность и неглубоким залеганием проницаемых палеогеновых и верхнемеловых пород, образовавшихся в результате положительных неотектонических движений [14]. Водоносными породами здесь являются пески, опоки, мелы, мергеля. Водообильность коллекторов высокая, воды грунтовые и слабонапорные. Глубина распространения пресных и слабосолоноватых подземных вод составляет 50 - 100 м. В пределах самого крупного участка разведаны два месторождения пресных и слабосолоноватых подземных вод (Непряхинское и Сланцевый Рудник). Они имеют чрезвычайно важное значение для обеспечения качественной питьевой водой населенных пунктов, расположенных на территории участка и в окрестностях (до 10 - 15 км).
На большей территории Саратовского Заволжья водообмен в верхней части геологического разреза затруднен вследствие изоляции подземной гидросферы от поверхностных вод 10 - 50 м толщей нижнечетвертичных сыртовых глин. Все водоносные горизонты содержат, преимущественно, солоноватые и соленые воды, что позволяет выделить данную территорию как малоперспективную для решения питьевого водоснабжения за счет подземных источников (рис. 1). Однако иногда здесь отмечаются небольшие участки и линзы опресненных вод. Они хорошо картируются полевыми электроразведочными работами и локализуются в долинах рек, а также возле прудов, озер, ирригационных каналов и в зонах повышенной расчлененности рельефа земной поверхности. В результате сокращения толщины малопроницаемых пород зоны аэрации, а также наличия постоянных источ-
ников пресных поверхностных вод осуществляется их медленная, но непрерывная инфильтрация в водоносные горизонты. Опреснение обычно захватывает первый от поверхности водоносный горизонт. Изредка опресняются два водоносных горизонта, имеющих гидравлическую связь. По геологическому возрасту это четвертичные аллювиальные (aQ) и подсыртовые пески ар), а также песчаные отложения акчагыль-ского региояруса (№2а). Опресненные участки и линзы имеют небольшие площади (от 1 до 30 км2) и ограниченные промышленные запасы питьевых вод. Они не способны полностью решить проблему питьевого водоснабжения местного населения, в то же время могут использоваться для водоснабжения близрасположенных населенных пунктов. В отдельных благоприятных условиях питьевая вода от опресненных зон может транспортироваться на значительные расстояния трубопроводами или автотранспортом. Основную долю в питьевом водоснабжении населения малоперспективной территории Заволжья должны составлять очищенные поверхностные или привозные подземные воды.
В целом на выделенных перспективных территориях Саратовской области проблема питьевого водоснабжения населения полностью может быть решена за счет подземных вод. На бесперспективных и малоперспективных территориях для ее решения необходимо организовать транспортировку пресных подземных вод или использование поверхностных вод после многоступенчатой очистки.
Особо следует рассмотреть решение проблемы водоснабжения для Саратова. Современное водопотребление города составляет около 820 тыс. м3/сут, при этом водоснабжение практически полностью осуществляется за счет очищенных поверхностных вод Волги. Подземные воды составляют менее 1% от общего объема водопотребления. Для централизованного водоснабжения они используются в некоторых оздоровительных
Рис. 2. Гидрогеологические условия перспектив хозяйственно-питьевого водоснабжения населения г. Саратова
Условные обозначения:1 - перспективные для поисков питьевых вод водоносные горизонты и границы между ними; 2 - тектонические впадины, перспективные для поисков питьевых подземных вод: А - Корсаковская, Б - Воскресенская, В - Карамышская; 3 - разведанные месторождения подземных хозяйственно-питьевых вод (№ месторождения/геол. возраст водон. отл.): 1 - Латрыкское (пром. запасы воды - 21,2 т м3/сут.), 2 - Саратовское островное (пром. запасы воды - 257,5 т м3/сут.), 3 - Генеральское (пром. запасы воды - 423,2 т м3/сут.), 4 - Приволжское (пром. запасы воды - 269,3 т м3/сут.); 4 - родник, используемый для промышленного розлива питьевых подземных вод и возраст водоносных отложений; 5 - артезианская скважина, используемая для промышленного розлива питьевых подземных вод и возраст водоносных отложений; 6 - участок отсутствия пресных подземных вод; 7 - застроенная городская территория
учреждениях и жилых поселках, расположенных в пригородах. Децентрализованно подземные воды применяются садоводческими товариществами, турбазами и разливаются частными предприятиями с целью продажи. Для добычи подземных вод используются, в основном, артезианские скважины и каптированные родники. Эксплуатируются нижнепалеогеновый сызран-ский (Р^), верхнемеловой сеноманский (К^) и нижнемеловой альбский (К1а1) водоносные горизонты. Качество воды во всех источниках высокое, по всем лимитируемым показателям соответствует питьевым требованиям [2]. Местоположение основных водопунктов с возрастом водоносных отложений показано на рис 2. Популярны следующие марки бутилированной воды: «Аква-Русь» (п. Красный Техстильщик, водоносный горизонт- К1а1); «Хмелевская» (п. Хмелевка, водоносный горизонт- К1а1); «Белый Ключ» (п. Усовка, водоносный горизонт- К1а1); «Доминель» (п. Подгорное, водоносный горизонт- К1а1); «Авита» (п. Еремеевка - водоносный горизонт Pg1sz); «Малиновый родник» ( п. Михайловка - водоносный горизонт Pg1sz); . «Кристальная» (Кумысная Поляна -- водоносный горизонт Pg1sz); «Вязовский источник» (п. Вязовка -водоносный горизонт Pg1sz) и некоторые др. Вода разливается в ПЭТ посуду емкостью от 0,5 до 18,9 л и развозится заказчикам. Спрос на бутилированную питьевую воду в Саратове полностью удовлетворяется. Суммарно (приблизительно) реализуется не более 100 м3/сут. местной питьевой воды, что составляет незначительную часть питьевого водо-потребления населения и потенциальных ресурсов подземных водоисточников.
Перспективные потребности водоснабжения города - 1 млн м3/сут., в т. ч. в хозяйственно-питьевых водах - 250 тыс. м3/сут. При этом собственно питьевые потребности населения (бытовые нужды и неизбежные потери) составляют около 6 тыс. м3/сут.
С целью перевода водоснабжения на подземные источники в окрестностях города
разведаны четыре месторождения пресных подземных вод (Латрыкское, Саратовское островное, Генеральское и Приволжское), суммарные эксплуатационные запасы которых составляют 971,2 тыс. м3/сут. (рис.2). Последние три по отдельности обеспечивают хозяйственно-питьевые потребности города, однако на данный момент введение этих месторождений в эксплуатацию имеет ряд затруднений. Территории месторождений застроены или покрыты турбазами и садоводческими кооперативами, большинство из которых приватизированы. Добыча подземных вод здесь планируется в основном из четвертичного аллювиального водоносного горизонта (aQ) инфильтрационными водозаборами в левобережной береговой полосе Волги и на островах. Такие водозаборы будут недостаточно защищены от поверхностного загрязнения. При этом на инфильтрационных водозаборах подземные воды очищаются от механических примесей, болезнетворных микроорганизмов и радиоактивных веществ. В случае химического загрязнения Волги водозаборы также могут быть загрязнены. Аллювиальные пески почти повсеместно ожелезнены, поэтому подземные воды, как правило, имеют превышение ПДК по содержанию железа. Кроме того, строительство крупных водозаборов на островах осложняется заболоченностью последних и опасностью их затопления в периоды высоких паводков.
По предварительным данным, на правобережье Волги, где расположен Саратов, необходимые запасы пресных хозяйственно-питьевых вод могут быть суммарно разведаны на нескольких участках, расположенных в радиусе 50 км от города, совпадающих с отрицательными геологическими структурами (впадинами): Карамышской, Корсаковской, Воскресенской (рис.2) и Ат-карской. Пресные воды на всех участках залегают в водоносных отложениях раннепа-леогенового, позднемелового и раннемело-вого (альбского) возраста, представленных трещиноватыми опоками и опоковидными
песчаниками, мергелями и песками с хорошими коллекторскими свойствами. Глубины залегания эксплуатационных водоносных горизонтов не превышают 250 м (в среднем составляют 100 - 150 м). Добыть требуемый объем воды возможно только суммарно несколькими групповыми водозаборами с применением около 400 - 500 водозаборных скважин. В настоящее время выполнение такой задачи может вызвать затруднение по разным причинам: гидрогеологической, организационной, экономической и др.
Принимая во внимание все вышеизложенное, нами предлагается на первом этапе освоить Латрыкское месторождение подземных пресных вод раннепалеогенового и позднемелового возраста с суммарными промышленными запасами 21,2 тыс. м3/сут., для водоснабжения Комсомольского поселка Заводского района города, как и было запланировано. При этом следует предусмотреть систему аварийного использования водозабора для водоснабжения населения города только питьевыми водами на особый период (в случае выхода из строя основного водозабора или опасного загрязнения Волгоградского водохранилища).
ЛЕЧЕБНЫЕ ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ
Важное место в системе здравоохранения занимают подземные минеральные воды. К минеральным относятся воды с минерализацией не менее 1,0 г/л, содержащие повышенные (кондиционные) концентрации специфических макро- и микрокомпонентов, оказывающих лечебное воздействие на человеческий организм (С02, Н^общ, Л^ Fe0бщ, Вг, !, Н3ВО3, Rn, Ла и ОВ).
По способу применения они подразделяются на три вида: бальнеологические (используются для наружного применения в виде ванн, душей, компрессов), питьевые лечебные (обладают выраженным лечебным действием на организм человека, применяются по назначению врача и в определенной дозировке) и лечебно-столовые (применяются как лечебные по назначению врача и не сис-
тематически в качестве столовых напитков) [5, 12]. На территории Саратовской области распространены разные типы минеральных вод [6, 10]. Из бальнеологической группы это - хлоридно-натриевые воды с минерализацией от 8 до 200 г/л, обогащенные на локальных территориях такими терапевтическими элементами, как бром (Вг) (кондиция - 25,0 мг/л); йод (!) (кондиция -5,0 мг/л); ортоборная кислота (Н3В03) (кондиция - 35,0 мг/л); сероводород (Н^общ.) (кондиция - 10,0 мг/л). Из лечебных питьевых и лечебно-столовых групп встречаются воды от слабоминерализованных (2 - 5 г/л) до среднеминерализованных (5 - 10 г/л). По ионному составу чаще всего хлоридные и сульфатно-хлоридные натриевые и смешанные катионные воды. Из специфических компонентов в них иногда присутствуют железо (Геобщ) (кондиция - 10,0 мг/л), бром (Вг) (кондиция - 25,0 мг/л) и ортоборная кислота (Н3В03) (кондиция - 35,0 мг/л).
По условиям поисков и освоения месторождений минеральных вод питьевого назначения территорию области также можно разделить на две части: западную (правобережную) и восточную (левобережную), условной границей между которыми является Волга.
На правобережной части для поисков минеральных питьевых вод перспективны нижнемеловые (К1), юрские (!) и каменноугольные (С) отложения, залегающие на глубинах от 50 до 500 м. Здесь представлены воды различного состава, но преобладающими являются хлоридные и сульфатно-хлоридные натриевые с минерализацией 2-8 г/л, относимые к Луганскому, Хилов-скому и Минскому типам.
На левобережье Волги перспективны поиски месторождений качественных питьевых минеральных вод на приподнятых зонах Пугачевского свода, на участках выходов и неглубокого залегания палеогеновых и мезозойских отложений на юге Озинско-го и востоке Перелюбского районов. Здесь благоприятны условия для внедрения в ма-
ломинерализованные воды зоны свободного водообмена глубинных соленых вод, смешения вод различной минерализации и состава, растворения солей и микроэлементов, содержащихся в породах. Это способствует формированию минеральных питьевых вод различных типов.
На данный момент на территории Саратовской области разведано одиннадцать месторождений лечебно-столовых минеральных вод, которые по административным районам распределяются следующим образом.
Балашовский район:
1. Балашовское-1 (санаторий им В. И. Ленина, водоносный горизонт - J2b - С^, глубина залегания- 315 - 460 м, Мв. -2,1 г/л, тип - Миргородский, промышленные запасы - 725 м3/сут.);
2. Балашовское-2 (г. Балашов, з-д безалкогольных напитков, водоносный горизонт - J2b - С^, глубина залегания -309 - 390 м, Мв. - 6,7 г/л, тип - Минский, промышленные запасы - 180 м3/сут.);
3. Балашовское-3 (г. Балашов, ликеро-водочный з-д, водоносный горизонт -К1а1, глубина залегания - 73 - 82м, Мв. -2,2 г/л, тип - Хиловский, промышленные запасы - 30 м3/сут.);
4. Репнинское (п. Репное, водоносный горизонт -К1а1, глубина залегания 85-95м, Мв. - 1,4 г/л, тип - Луганский, промышленные запасы - 5 м3/сут.).
Татищевский район:
Новопольское (п. Новополье, водоносный горизонт - J3, глубина залегания -110,0 м, Мв. -1,8 г/л, тип - Чартакский, промышленные запасы - 12 м3/сут.). Саратовский район:
Октябрьское (санаторий «Октябрьское Ущелье», водоносный горизонт - J2b - С2, глубина залегания - 617 - 650м, Мв. -8,7 г/л, тип - Минский, промышленные запасы - 40,6 м3/сут.). Вольский район:
Девичьегорское (санаторий «Светлана», водоносный горизонт -К^ - J3v, глубина
залегания -153 - 178м, Мв. - 5,8 г/л, тип -Талицкий, промышленные запасы - 17 м3/ сут.).
Энгельсский район:
1. Грязнухинское (с. Липовка, водоносный горизонт - С3-2, глубина залегания - 420 -1125 м, Мв. - 2,9 г/л, Н3ВО3 - 40 мг/л, тип - Миргородский, промышленные запасы - 72 м3/сут.);
2. Терновское (с. Терновка, водоносный горизонт - Р1 - С3, глубина залегания -504-531м, Мв. - 2,0 г/л, тип - Чартакский).
Ершовский район:
Ершовское ( п. Чапаевка, водоносный горизонт ^а, родник, Мв. 4,5 г/л, Feобщ - до 10 мг/л, тип - Хиловский, промышленные запасы - 45 м3/сут.) . Пугачевский район:
Зареченское (с. Давыдовка, водоносный горизонт - Р1- С3, глубина залегания -94,5 - 150 м, Мв. - 2,0 г/л, тип - Хиловский, промышленные запасы - 50 м3/сут.).
Разведанные месторождения лечебно-столовых вод уже сейчас позволяют решить проблему обеспечения населения области отдельными их лечебными типами. Единственное препятствие для полного обеспечения местными лечебно-столовыми водами - их неполный видовой состав, то есть отсутствие некоторых типов вод.
К сожалению, объемы использования и реализации местных лечебно-столовых вод несоизмеримо малы, по сравнению с потенциальными возможностями недр области. В разное время розлив и продажа небольших партий лечебно-столовых вод производился почти на всех разведанных месторождениях. На данный момент они добываются только на двух месторождениях и составляют всего несколько процентов от разведанных запасов. В санатории «Светлана» лечебно-столовые воды, относимые к Талицкому типу, применяются больными для лечения различных внутренних заболеваний. Также здесь реализуется продажа данной воды («Светлановская»). Промышленный розлив в небольшом объ-
еме минеральной воды Чертакского типа, под названием «Терновская», производится ЗАО «Геолресурс» на Терновском месторождении.
Местные минеральные питьевые воды по ряду причин проигрывают в конкурентной борьбе популярным Российским и зарубежным аналогам, заполнившим рынок. Поэтому главной задачей в завоевании местного и Российского рынков минеральных вод для собственников производства и заинтересованных структур Саратовского правительства является активная популяризация наиболее перспективных образцов продукции.
Бальнеологические воды на территории Саратовской области распространены практически повсеместно в палеозойских водоносных комплексах. На юго-востоке, в пределах Прикаспийской мегавпадины, воды бальнеологического назначения могут быть обнаружены также в мезо-кайно-зойских отложениях, залегающих здесь на значительных глубинах, в условиях гидрогеологической закрытости недр.
Самый перспективный для поисков бальнеологических вод - водоносный комплекс нижнепермско - верхне - среднекаменноу-гольных карбонатных отложений (Р1-С3-2).
Рис. 3. Схематическая карта условий формирования и использования лечебных вод Р1 - С32 карбонатного водоносного комплекса на территории центральной части Саратовской области
Условные обозначения:1 - гидроизопьеза, мабс; 2 - направление напорного потока; 3 - участок локального ин-фильтрационного питания подземных вод; 4 - участок разгрузки подземных вод; 5 - изоминера, г/дм3; 6 - месторождение лечебно-столовых подземных вод (1 - Лысогорское, 3 - Терновское, 5 - Грязнухинское, 6а - Девичье-горское, 9а - Чапаевское); 7 - месторождение бальнеологических подземных вод (2 - Соколовогорское, 4 - Шу-мейское, 6 - Девичьегорское, 7 - Хвалынское, 8 - Балаковское, 9 - Чапаевское); 8 - месторождение лечебных грязей (9б - Чапаевское); 9 - структурно-поисковая скважина № 167 Луговская; 10 - участок распространения кондиционных сероводородных подземных вод; 11 - предполагаемое дизъюнктивное тектоническое нарушение; 12 - северо-западная граница развития регионального кунгурского соленосного водоупора
Региональной покрышкой для комплекса являются плотные среднеюрские глины толщиной около 100 м, нижним водоупором служат глинистые отложения верейского горизонта московского яруса среднего карбона. Нередко на контакте юрской покрышки и карбонатных водоносных отложений залегает базальный слой, сложенный водо-насыщенными песками байосского яруса (Г2Ь) толщиной 1 - 10 м. Средняя глубина залегания комплекса составляет 300-700 м, а эффективная толщина - 100 - 150 м.
Условия формирования подземных вод комплекса на центральной части территории Саратовской области, где находятся все разведанные месторождения бальнеологических вод, показаны на рис. 3.
Гидродинамика здесь имеет выраженный инфильтрационный генезис. Подземные потоки двигаются с юго-запада и запада на восток и с севера на юг - от областей питания вод, расположенных на территориях Саратовских и Доно-Медведицких дислокаций, а также на Жигулевском своде, к обширной депрессионной воронке, находящейся на Балаковской вершине Пугаческого свода, где происходит их разгрузка в долинах рек Бол. Иргиз и Бол. Кушум. Гидравлические уклоны потоков пологие, в среднем составляют 0.00035. В прибрежной полосе Волги и ее притоков фиксируется превышение статических уровней над поверхностью земли, что отражается в самоизливах и фонтанированиях из скважин.
Водообильность комплекса почти повсеместно высокая. Дебиты скважин в среднем составляют 5 - 10 л/с при самоизливе (понижении статического уровня на 20 - 40 м). В некоторых скважинах дебиты самоизлива достигают 30 - 40 л/с (2500 - 3500 м3/сут.). Коэффициенты водопроводимости коллекторов (Т = кт) - 50 - 200 м2/сут.
Подземные воды комплекса относятся к хлоридно-натриевому типу. Минерализация их на локальных участках в верхней части разреза составляет 2,5-5 г/л. На основной части территории она колеблется от 8 до
35 г/л, в нижних горизонтах увеличивается в несколько раз. На приподнятых участках Пугачевского свода есть зоны опреснения с минерализацией вод 1 - 1,5 г/л. С погружением водоносных пород в юго-восточном направлении происходит закономерный рост минерализации воды, достигающей под соленосными кунгурскими отложениями 150 - 200 г/л. При минерализации более 10 г/л воды комплекса являются бромными (Вг > 25 мг/л). Сильно соленые воды и рассолы характеризуются высокими концентрациями брома (200-500 мг/л), а на локальных участках они содержат также кондиционные концентрации йода (5 - 10 мг/л), ортоборной кислоты (50 - 200 мг/л) и железа (до 100 - 200 мг/л). Наиболее ценным лечебным компонентом подземных вод является общий сероводород (Н^ + Ш-). Он в водах комплекса распространен широко, но кондиционные сероводородные воды (Н^ общ.> 10 мг/л) имеют локальное развитие и на данный момент выявлены на двух участках, на которых расположены 3 месторождения бальнеологических вод (Со-коловогорское, Шумейское и Чапаевское) (рис.3). Генезис бальнеологических вод ин-фильтрационно-седиментационный. Рост седиментационных вод в пластовых смесях отражается в увеличении минерализации бальнеологических вод и увеличении в них концентрации лечебных микроэлементов. Сероводород образуется в результате биогенной сульфатредукции. Микроорганизмы восстанавливают сульфат-ионы воды при наличии органического вещества, служащего источником энергии. Процесс протекает в анаэробных условиях по следующей схеме [6, 10, 12]:
SO4 + 2С + 2Н20 = 2НС03 + Сульфаты к месту реакции доставляются с подземным потоком вод. Углеводороды попадают из нефтегазовых скоплений. На Соколовогорском и Шумейском месторождениях они проникают снизу по дизъюнктивным нарушениям, трассируемым по Глебучеву оврагу и крутому северо-за-
падному крылу Генеральского локального поднятия, содержащего месторождение нефти. Предположительно такой же механизм формирования сероводорода осуществляется на Чапаевском месторождении. Не исключено, что углеводороды к месту реакции здесь также попадают из расположенной ниже возможной нефтегазовой залежи по предполагаемому тектоническому нарушению, трассируемому вдоль р. Бол. Кушум.
На территории Саратовской области имеется 6 разведанных месторождений бальнеологических вод и одно неразведанное, характеристика которых приводится ниже.
Соколовогорское
Саратов, Саратовская водолечебница «Серные воды»; водоносный горизонт С2т; глубина залегания - 287 - 334 м; Мв. - 11,3 г/л; Н^ - 25-30 мг/л; Вг - 35 мг/л; запасы - 874 м3/сут.
Шумейское
Энгельсский район, п. Шумейка., Центр реабилитации военнослужащих; водоносный горизонт С2т; глубина залегания - 357 -435 м; Мв. - 9,4 г/л; Н^ - 19 мг/л; Вг - 25 мг/л; запасы - 120 м3/сут.
Девичьегорское
Вольский район, санаторий «Светлана»; водоносный горизонт С2т; глубина залегания - 324 - 425 м; Мв. - 34 г/л; Вг - 95 мг/л, Н3ВО3 - 62 мг/л; запасы - 120 м3/сут.
Хвалынское
Хвалынский район, санаторий «Черемшаны 1»; водоносный горизонт С2т; глубина залегания - 224 - 330 м; Мв. - 11,6 г/л; Вг - 42 мг/л, Н3ВО3 - 53 мг/л; запасы - 1292 м3/сут.
Чапаевское
Балаковское
г. Балаково, больница восстановительного лечения; водоносный горизонт С2; глубина залегания - 212 - 230 м; Мв. - 25 г/л; Вг - 82 мг/л, Н3ВО3 - 66 мг/л; запасы - 100 м3/сут.
Ершовский район, санаторий им. В. И. Чапаева; водоносный горизонт С3; глубина залегания - 240 - 350 м; Мв. - 22 г/л; Н^ - 50-65 мг/л; Вг - 35 мг/л, Н3ВО3 - 38 мг/л; запасы - 390 м3/сут.
Не разведанное месторождение (г. Саратов, клиника профпатологии и гематологии Саратовского медицинского университета; глубина залегания - около 400 м; Мв. - 12,5 г/л; Н^ - 35,0 мг/л; Вг - 30 мг/л; запасы вод не определялись).
На данный момент все бальнеологические месторождения, кроме Шумейского и Хвалынского, в той или степени разрабатываются. На Чапаевском месторождении помимо бальнеологических вод для лечения применяются сульфидные грязи, добываемые на местных грязевых озерах.
С целью сохранения промышленных запасов и качества бальнеологических вод разработку их необходимо производить в соответствие с утвержденными технологическими схемами, под контролем соответствующих органов. На неразведанном месторождении необходимо произвести геологоразведочные работы с оценкой запасов бальнеологических вод.
В 10 км северо-восточнее Шумейско-го месторождения, возле с. Подстепного расположена перспективная для бальнеологических целей скважина 167 Луговская (рис.3). Скважина была пробурена в 1962 г. для структурно-поисковых целей. Водоносные отложения С3-2 возраста вскрыты скважиной в интервале глубин 512 - 570 м. С 1962 г. скважина самоизливает. В результате проведенного нами обследования было установлено, что устье скважины представляет собой вертикальную трубу высотой 0,5 м. Из скважины происходит самоизлив с дебитом около 10 л/с прозрачной соленой воды, с запахом сероводорода и температурой 23оС. По данным проведенного химического анализа, вода характеризуется хорошими бальнеологическими свойствами: она имеет хлоридно-натриевый состав и мине-
рализацию 34 г/л, содержит кондиционные концентрации сероводорода (39 мг/л) и брома (101,5 мг/л). На берегах и днище водостока образовалось довольно много лечебной грязи.
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ
Подземные воды, залегающие в зоне застойного гидродинамического режима, почти повсеместно представляют практический интерес в качестве гидроминерального сырья «жидких руд» [1, 3, 12].
В настоящее время подземные воды являются основным источником для получения йода и брома как в России, так и других странах. В США из них добывается литий. Большой интерес подземные воды представляют для извлечения таких ценных микрокомпонентов, как бор, калий, магний, рубидий, цезий, стронций, германий, техническая поваренная соль. В соответствии с рекомендациями ВСЕГИНГЕО промышленными считаются следующие микроэлементы и их концентрации в подземных водах (в мг/л): йода - 10; брома - 200; окиси бора - 250; магния - 100000; лития - 10; рубидия - 3; цезия - 0,5; стронция - 300 [3].
Результаты исследований, проведенных лабораторией гидрогеологии НВНИИГГ, свидетельствуют о том, что подземные воды палеозойских отложений, залегающие на глубинах более одного километра, в Саратовской области часто содержат высокие (промышленные) концентрации брома, стронция и цезия. Во многих случаях в водах отмечаются также высокие содержания рубидия, калия, лития, йода, бора и прочих компонентов. Это позволяет рассматривать глубокозалегающие подземные воды в качестве потенциального минерального сырья [6 - 8]. Особый практический интерес представляют так называемые попутные воды нефтяных месторождений, добываемые совместно с углеводородным сырьем и в настоящее время являющиеся отходами производства. Основная добыча угле-
водородного сырья в Саратовской области осуществляется всеми предприятиями по следующей схеме: нефть вместе с попутной водой с месторождений перекачивается на головные нефтесборные пункты (НСП), где проводится ее отделение от воды. Затем нефть направляется потребителям, а попутная вода после очистки закачивается в нефтесодержащие пласты для поддержания пластового давления. Излишки воды закачиваются в глубокозалегающие водоносные горизонты, не содержащие залежей.
В настоящее время на территории Саратовской области эксплуатируется около 20 полигонов подземного захоронения попутных сбросовых вод разрабатываемых нефтяных месторождений: Богородский, Октябрьский, Гусельский, Соколовогор-ский, Урицкий, Карпенский, Грязнушин-ский, Степновский, Лимано-Грачевский, Смородинский и др.
Перспективы освоения попутных вод нефтяных месторождений рассмотрим на примере ОАО «Саратовнефтегаз». Добыча углеводородного сырья на территории Саратовской области этим предприятием производится на трех участках, определяемых по отношению к Волге: Правобережье, Ближнее Заволжье и Дальнее Заволжье.
На Правобережье и Ближнем Заволжье расположены старые нефтепромыслы, существующие более 50 лет. Здесь разрабатывается около 35 месторождений, продукция с которых поступает на пять головных НСП. Попутные воды достигают 60 - 80% от общего объема добываемой продукции, что составляет 4800 м3/сут. или около 1800 тыс. м3/год (данные 1994 г.). Поскольку большинство месторождений здесь находится на конечной стадии освоения, обводненность их со временем возрастает, а количество попутных вод в объеме добываемой продукции увеличивается.
В то же время попутные воды на всех головных НСП по результатам многолетних (1988 - 1994 гг.) исследований, проведенных НВНИИГГ и ВСЕГИНГЕО, харак-
теризуются стабильностью химического состава и высокими содержаниями ценных промышленных микроэлементов. Минерализация составляет 120 - 195 г/л, а концентрация микроэлементов в среднем (мг/л): брома - 500; йода - 8; окиси бора - 150; калия - 1000; лития - 7; стронция - 400; рубидия - 3; цезия - 0,7. Ориентировочные расчеты свидетельствуют о том, что из попутных вод нефтяных месторождений, эксплуатируемых на этих участках, за год можно добывать: брома - 750 т, йода -11 т, бора - 33 т, калия - 1500 т, лития - 9 т, стронция - 650 т, рубидия - 6 т, цезия - 1 т.
На территории Дальнего Заволжья разрабатывается семь месторождений, в том числе пять - ОАО «Саратовнефтегаз». Залежи углеводородного сырья находятся в отложениях каменноугольного и девонского возраста на глубинах 2500 - 4500 м. Вся попутная сбросовая вода поступает на Смородин-ский полигон захоронения стоков. Общий объем ориентировочно составляет 1000 м3/ сут. или 350 тыс. м3/год. При этом попутные воды с более высокой концентрацией микроэлементов. При минерализации 240 г/л в них содержится (в мг/л): брома - 1046; йода - 12,54; калия - 647,8; лития - 21,05; стронция - 780,63; рубидия - 8,84; цезия - 0,79 (данные 1999 г.) Из попутных вод Дальнего Заволжья за год ориентировочно можно добывать: брома - 2750 т, йода - 4,4 т, бора - 33 т, калия - 210 т, лития - 6,1 т, стронция - 237,5 т, рубидия - 3 т, цезия -0,3 т. Данные микроэлементы в настоящее время широко используются в электронной, химической, металлургической промыш-ленностях, а также в медицине. Это опреде-
ляет стабильно высокие потребности в них и цены, как на внутреннем, так и на мировом рынках. К сожалению, разработанная ВСЕГИНГЕО в 80-х годах прошлого столетия технология освоения попутных вод нефтяных месторождений морально устарела - энергоемкая и технически сложная [3]. Внедрение ее в производство не интересует собственников из-за малой рентабельности при существующих объемах добычи попутных вод.
В связи с этим актуально проведение научно-технологических исследований по разработке новых технологий извлечения ценных элементов из попутных вод. В этом плане интерес представляют, по нашему мнению, нанофильтры, используемые сегодня для тонкой очистки питьевых вод. Наиболее перспективны мембранные фильтры обратного осмоса, которые имеют самые мелкие отверстия (0,0001 - 0,001 мкм), позволяющие улавливать атомы тяжелых металлов и молекулы химических соединений. Фильтры с разными мембранами могут улавливать ценное сырье из очищенных попутных вод перед закачкой последних в сбросовые горизонты. Непрерывность производства обеспечивается сменностью фильтров по мере их заполнения. Для активизации процессов улавливания ценных элементов фильтрами и очистки последних могут использоваться различные химические и электрические методы. Конечно, в процессе исследований могут быть предложены и разработаны другие, более эффективные методики освоения попутных вод. Главное - не откладывать решение этой важной проблемы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бондаренко С. С., Куликов Г. В. Подземные промышленные воды. - М.: Недра, 1984.
2. Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества, санитарные правила и нормы. СанПиН. 2. 1. 4. 1074 - 01. - М.: Издательство стандартов, 2001.
3. Временные рекомендации по обоснованию запасов попутных вод нефтяных месторождений в качестве минерального сырья / Сост. Н. В. Ефремочкин, Р. И. Иовчев, А. А. Бездетный. - М.: ВСЕГИНГЕО, 1987.
4. Гидрогеология СССР. т. ХШ. Поволжье и Прикамье / под ред. Афанасьева Т.П. - М.: Недра, 1970. - 800 с.
5. ГОСТ 13273-88. Воды минеральные, питьевые, лечебные и лечебно-столовые. - М.: Издательство стандартов, 1988.
6. Клычев Н. В. Минерально-сырьевая база подземных вод лечебного назначения Саратовской области //Недра Поволжья и Прикаспия. - 1999. - Вып. 17. - С. 20-24.
7. Клычев Н. В., Навроцкий О. К., Тимофеев Г. И. Гидроминеральный потенциал подземных вод Нижнего Поволжья // Недра Поволжья и Прикаспия. - 1997. - Вып. 12. - С. 9-17.
8 Клычев Н. В., Навроцкий О. К., Гонтарев В. В. Попутные воды нефтяных месторождений - перспективный вид минерального сырья на территории Саратовской области //Недра Поволжья и Прикаспия. - 2003 - Вып. 33. - С. 63-65.
9. Клычев Н. В., Гонтарев В. В. Перспективы использования подземных вод для питьевого водоснабжения населения Саратовской области //Недра Поволжья и Прикаспия. - 2004. - Вып. 37. - С. 22-29.
10. Клычев Н. В., Навроцкий О. К., Гонтарев В. В., Цуркан С. Я. Соколовогорское месторождение минеральных сероводородных вод: история открытия, особенности строения и разработки, перспективы развития //Недра Поволжья и Прикаспия. - 2004 - Вып. 40. - С. 52-59.
11. Клычев Н. В., Гонтарев В. В. Характеристика гидрогеологических особенностей палеозойских отложений, в связи с условиями нефтегазонакопления, на территории Саратовской области //Недра Поволжья и Прикаспия. - 2018. - Вып. 94. - С. 63-78.
12. Куликов Г. В., Жевлаков А. В., Бондаренко С. С. Минеральные лечебные воды СССР: Справочник. - М.: Недра, 1991.
13. Ресурсы подземных вод СССР и перспективы их использования. - М.: Недра, 1977. - 279с.
14. Четвертичные отложения, геоморфология и новейшая тектоника Среднего и Нижнего Поволжья. Объяснительная записка к картам масштаба 1 : 500000. Часть II / под ред. Ф.И. Ковальского. - Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1982.
