Мандычев А.Н., Прилепская С.В.

 Институт водных проблем и гидроэнергетики НАН КР

Проблемы загрязнения и истощения подземных вод

Иссык- Кульского бассейна.

Гидрогеологическая система подземных вод Иссык-Кульского бассейна представлена двумя основными подсистемами: трещинными и трещинно-жильными подземными водами в скальных породах северного склона Тескейского и южного склона Кунгейского хребтов, а также фундамента бассейна и поровыми подземными водами в осадочных породах мезо-кайнозойского чехла бассейна.

Подземные воды экзогенной и эндогенной трещинных систем, расположенных в пределах вышеуказанных гидрогеологических массивов или бассейнов трещинных вод, являются основным источником родникового стока и меженного стока рек в зимний период. Они легко подвергаются загрязнению, так как трещины, в основном, открыты с поверхности земли и любое загрязняющее вещество из атмосферы,  или непосредственно с поверхности легко проникает с  атмосферными осадками и поверхностным стоком в водоносные системы трещин. С другой стороны, трещинные системы имеют высокую проницаемость и за счет этого высокую скорость водообмена. Поэтому, в случае, загрязнения подземных вод их очищение будет происходить достаточно быстро, загрязняющее вещество не будет аккумулироваться в скальных породах из-за их низких сорбционных свойств. Современное хорошее качество этих вод определяется низкой антропогенной нагрузкой в пределах склонов хребтов - области формирования этих вод. Практический интерес эти подземные воды представляют при использовании родников для мелкого водоснабжения пресной холодной водой. Естественные возобновляемые ресурсы трещинных подземных вод, гидрокарбонатно- кальциевого состава, в целом, по бассейну по родникам с дебитами более 0,5 л/сек, то есть родниковый сток, оценивается в размере порядка 3 м3/сек [1]. В настоящее время, масштабы эксплуатации этих подземных вод незначительны, но в случае расширения рекреационного освоения горной части бассейна, следует учитывать ограниченность их ресурсов и легкую уязвимость загрязнением.

Небольшая часть трещинных подземных вод в зонах растяжения разломов, где открытая трещиноватость проникает на глубину до 3 км и  за счет глубокой циркуляции имеет высокую температуру и специфический химический и газовый состав, образует естественные месторождения термальных минеральных вод. Этот тип подземных вод так же легко уязвим загрязнением, так как область питания этих гидротермальных систем расположена в непосредственной близости от места их разгрузки на поверхность, в открытых трещинных коллекторах речных ущелий и имеет ограниченные возобновляемые ресурсы, что необходимо учитывать при эксплуатации и доразведке с целью увеличения запасов. Дебит нескольких таких систем, имеющих температуру воды на выходе порядка 37оС  составляет 0,049 м3/сек [1].

По данным Кыргызской комплексной гидрогеологической экспедиции Агентства по геологии и минеральным ресурсам, наибольшие ресурсы 62,8-74,4 м3/с пресных подземных вод  Иссык-Кульского бассейна сосредоточены в верхней части осадочного чехла бассейна в четвертичном водоносном комплексе. Причем, наиболее обеспечены возобновляемыми ресурсами западная и северная часть бассейна. Утвержденные запасы подземных вод четвертичного водоносного комплекса по десяти месторождениям составляют 23,26 м3/с, водоотбор по состоянию на 2002 год оценивается в размере  8,2 м3/с или порядка 35%. Эти подземные воды полностью разгружаются в озеро Иссык-Куль в виде родников в прибрежной зоне и на подводных склонах озера. Они имеют минерализацию около 1г/дм3 и, в основном, гидрокарбонатно-кальциевый химический состав. Естественные запасы пресных подземных вод четвертичного водоносного комплекса, или объем подземных вод содержащихся в поровом пространстве четвертичных отложений, составляют 58 км3 [1]. Конкретное распределение подземного стока по периферии озера зависит от тектонического строения бортовых частей Иссык-Кульской впадины, представленных низкими предгорьями, сложенными мезозойскими и палеоген-неогеновыми, в основном глинистыми и зачастую соленосными породами, а так же наличия рек на конкретных участках.

Спецификой межгорного бассейна подземных вод и, в частности, Иссык-Кульского, являются высокие скорости фильтрации порядка 0,1 м/сут за счет больших уклонов зеркала подземных вод 0,002 – 0,013. А так же, большой диапазон изменений глубин залегания уровня подземных вод, от 200 м в предгорной зоне до 0 м в прибрежной зоне и аналогично  изменяющийся диапазон величины коэффициента фильтрации от 100 м/сут до 0,5 –1 м/сут. Все это способствует высокой скорости миграции загрязнителя в водоносном комплексе и последующее попадание его в бессточное озеро – базис стока бассейна.

В целом, гидрогеохимическая обстановка   в четвертичном водоносном комплексе обусловлена как природными, так и антропогенными процессами. Низкая минерализация и гидрокарбонатно-кальциевый состав определяются аналогичным составом поверхностных вод рек, питающих подземные. Но на фоне низкоминерализованных подземных вод наблюдаются отдельные участки, где минерализация достигает 10 г/дм3 и анионный состав представлен сульфатом,  хлором и гидрокарбонатом с натрием, в последнем случае, как результат содового засоления в условиях неглубокого залегания уровня грунтовых вод. Хлориды и сульфаты  природного происхождения в подземных водах четвертичного водоносного комплекса своим источником имеют соленосные отложения палеоген-неогенового возраста. Эта ситуация отражена на рисунке 1. 

 

 

 

Условные обозначения к рисунку 1:

Районы с минерализацией подземных вод в г/дм3 :  1) 5-10, 2) 3-5, 3) 1- 3, 4) < 1,  

5) 1г/дм3  с гидрокарбонатно-кальциевым составом.

6) границы распространения четвертичного водоносного комплекса. 

Водозабор,  в котором обнаружены превышения ПДК по:

7) минерализации, 8) нитратам, 9) жесткости, 10) минерализации и жесткости.

  Особенностью  подземных вод четвертичного водоносного комплекса Иссык-Кульского бассейна является высокая уязвимость загрязнением с поверхности за счет широкого развития грубообломочных высокопроницаемых отложений и преимущественное  загрязнение в пределах населенных пунктов, при практическом отсутствии загрязнения  вне населенных пунктов. На рис.1 показаны те водозаборы подземных вод четвертичного водоносного комплекса, на которых обнаружено превышение ПДК по минерализации, нитратам, сульфатам, жесткости. Тяжелые металлы (свинец, ртуть, медь, цинк, уран) в подземных водах водозаборных  и режимных скважин наблюдаются в пределах городов, в зоне влияния горнорудных предприятий и природных геохимических аномалий, в концентрациях не превышающих ПДК.

Таким образом, загрязнение как природное, так и антропогенное в четвертичном водоносном комплексе бассейна имеет локальный характер. Наличие локального устойчивого загрязнения, с перспективой прогрессирования по мере увеличения рекреационной нагрузки, ставит задачу организации вблизи населенных пунктов, на территории месторождений подземных вод четвертичного водоносного комплекса,  особого режима хозяйственной деятельности, исключающего загрязнение подземных вод, как в настоящее время, так и в будущем. И где, в перспективе, при росте потребности в чистой воде, могут быть расположены водозаборы. Еще одной проблемой Иссык-Кульского бассейна является возможность увеличения минерализации  подземных вод в водозаборах, расположенных вблизи озера Иссык-Куль, за счет подтягивания озерных вод с минерализацией до 6 г/дм3, в случае превышения водоотбора над величиной возобновляемых ресурсов подземных вод, на участке влияния водозабора.

В настоящее время в пределах четвертичного водоносного комплекса не наблюдается истощения запасов подземных вод, о чем свидетельствует многолетний режим уровней подземных вод, представленный по ряду скважин на рисунке 2.

Рис.2 Многолетний ход уровня подземных вод по режимным скважинам в северной части Иссык-Кульской впадины (Ананьево)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В данном случае представляет интерес стабильность хода уровней подземных вод на фоне постоянно происходящего, в течение многих десятилетий, снижения уровня озера Иссык-Куль с градиентом  0,041м/год за период с 1934 по 1999 годы. Безусловно, уровни подземных вод в прибрежной зоне озера незначительно снижаются, но на основной территории развития четвертичного водоносного комплекса они не имеют тенденции к снижению. Основной причиной такой ситуации является увеличение  статьи питания подземных вод за счет усиления таяния ледников и увеличения речного стока, при практической неизменности статьи расхода подземных вод испарением, которое для озера  обеспечивает отрицательный баланс.

Подземные воды более глубоко залегающих пластовых водоносных комплексов Иссык-Кульского бассейна имеют  намного меньшие ресурсы подземных вод. Так, в шарпылдакском водоносном комплексе,   мощностью до 500м и имеющего водопроницаемость на порядок меньшую, чем в четвертичном комплексе, содержатся пресные холодные воды гидрокарбонатно-кальциевого состава с возобновляемыми ресурсами порядка 5-7м3/с, они имеют высокое качество и их уязвимость загрязнением меньше, чем вышележащего четвертичного водоносного комплекса, загрязнение здесь возможно, в основном, за счет перетока  загрязнителя из четвертичного комплекса. Эксплуатация этого комплекса затруднена по технико-экономическим показателям, так как глубина залегания комплекса, в основном, более 200 м. 

Подземные воды иссыккульского водоносного комплекса неогенового возраста, залегающего ниже шарпылдакского, имеют возобновляемые ресурсы в размере 5м3/с, [2,3] и имеют как низкую, так и высокую  минерализацию, различную величину напоров, в зависимости от особенностей тектонического  строения районов распространения. Эти подземные воды из-за большой глубины залегания являются субтермальными и термальными и используются в основном для бальнеологических целей. В перспективе, возможно, их использование для тепло и энергоснабжения. Загрязнение этого комплекса наиболее вероятно в области питания, в предгорной зоне, в долинах рек и по затрубному пространству скважин в случаях низконапорных горизонтов. Режим эксплуатации этих подземных вод должен учитывать отсутствие в отдельных районах возобновляемых ресурсов, что может привести  к снижению уровня подземных вод, истощению емкостных запасов и изменению их химического состава. Подземные воды еще более глубоко залегающих палеогенового и мезозойского водоносных комплексов из-за низкой проницаемости имеют возобновляемые ресурсы менее 1м3/с и  на сегодняшний день практически не используются. Это же относится и к трещинным подземным водам фундамента бассейна.

Таким образом, современное состояние подземных вод всех водоносных комплексов Иссык-Кульского бассейна, в основном, не является критическим, как по загрязнению, так и по истощению ресурсов, за исключением локальных участков. Но, учитывая перспективу широкого рекреационного освоения территории бассейна в ближайшем будущем на фоне потепления климата и высокую уязвимость гидрогеологической системы бассейна процессами антропогенного загрязнения, особенно из-за высокой проницаемости четвертичного водоносного комплекса, а так же возможность истощения из-за ограниченной величины возобновляемых ресурсов, необходимо планировать любую хозяйственную деятельность, имея в виду возможность развития негативных процессов и предпринимая превентивные меры. 

Литература

 1. Гидрогеология СССР. Киргизская ССР. Том 40. М., Недра, 1971

 2. Мандычев А.Н. «Ресурсы подземных вод глубоких горизонтов Восточно -Чуйского    и Иссык-Кульского артезианских бассейнов».  В сб. Высокогорные исследования: изменения и перспективы в 21 веке, Бишкек, 1996, с.136-137.

 

 3. Мандычев А.Н. «Подземные воды Иссык-Кульского бассейна». В сб.: «Озеро Иссык-Куль:  природные    условия». Научные серии НАТО: IV. Земля и экологические       науки – том 13. 2002, с.71-76.

 

 

Hosted by uCoz