Некоторые проблемы экологической гидрогеологии Богучарского Подонья (стр. 2 из 2)

Мамонский водоносный комплекс является основным эксплуатационным комплексом для территории Богучарского Подонья. Следует отметить, что водоснабжение северо-западного микрорайона г. Богучар проектируется именно за счет мамонского водоносного комплекса. Этот водозабор в перспективе будет одновременно использоваться и для дополнительного водоснабжения всего города. Общая мощность мамонского водоносного комплекса меняется от 26 до 57 м, увеличиваясь с западав на восток и достигая в центральной части 57 м. Средняя мощность водоносного комплекса составляет 46 м.

По данным геологоразведочных работ средний коэффициент водопроводимости составляет 1267 м2/сут, коэффициент пьезопроводимости – 1,48х 103 м2/сут, коэффициент фильтрации равен 39,6 м/сут. В процессе проведения геологоразведочных работ и специальных гидрогеологических исследований было установлено, что дебит одной из разведочных скважин на проектируемом водозаборе составил 23, 7 л/с (85 м3/час) при понижении уровня воды в скважине на 2 м, а удельный дебит при этом равен соответственно 11,85 дм3/с (42,5 м3/час). Водоносный комплекс напорный. Величина напора достигает 38,7 м. Пьезометрический уровень залегает на глубине 15 – 16 м при абсолютных отметках 66 – 67 м. Химический тип воды – гидрокарбонатный

кальциево-натриевый, гидрокарбонатный хлоридный кальциево-натриевый, реже гидрокарбонатный сульфатный кальциево-натриевый. Воды мамонского водоносного комплекса отвечают требованиям СанПин 2.1.4.559-96 (табл.3).

Изучен химический состав поверхностных вод р. Дон на 80-ти километровом отрезке от хутора Тихий Дон до села Сухой Донец. Обращает на себя внимание устойчивость химического состава по основным макрокомпонентам (табл. 4). Вода мягкая (жесткость колеблется от 2,8 до 3,5 мг-экв/дм3) с невысокой минерализацией (479,5 – 436,5 мг/дм3), имеет нейтральную или слабощелочную реакцию (рН 7,0 – 7,5). Содержание миграционно активных соединений азота значительно ниже допустимого уровня. По гидрогеохимической классификации вода р. Дон относится к сульфатно-гидрокарбонатному кальциево-натриевому или гидрокарбонатносульфатному кальциево-натриевому классам, причем смена гидрогеохимических классов происходит несколько выше от места впадения в р. Дон правого притока – р. Богучарка. Кроме того в воде зафиксированы взвешенные вещества – до 30 мг/дм3, СПАВ – 0,03 – 0,045 мг/дм3, нефтепродукты – менее 0,05 мг/дм3, фосфаты – 0,1 мг/дм3. Из приведенного материала можно сделать заключение о достаточно низком антропогенном воздействии на р. Дон на всей территории Богучарского Подонья.

Веществами, загрязняющими почвенный покров, являются тяжелые металлы (в первую очередь свинец и цинк); соединения серы и азота; органические вещества; нефтепродукты. Основными путями миграции загрязняющих веществ от источника до их поступления в почву служат: выпадения загрязняющих веществ из атмосферы с последующей их поверхностной миграцией; попадание на поверхность почв загрязняющих веществ дождевых и талых вод; механическое перемещение грунтов в процессе строительной деятельности. В местах аккумуляции геохимических потоков (пониженные участки местности, лощины, балки, овраги) возможно образования ареалов загрязнения.

Оценка максимальных содержаний загрязняющих почву химических веществ, не вызывающих прямого или косвенного негативного влияния на окружающую среду и здоровье человека, весьма

сложна и неоднозначна. Для этих целей разрабатывается нормативы содержания в почве тяжелых металлов – ПДК. Этот показатель для некоторых загрязняющих веществ в почве в мг/кг (воздушносухой слой почвы) характеризуется следующими значениями: мышьяк – 20; хром 6-ти валентный – 0,6; ртуть – 2,1; кадмий – 5; свинец – 20; никель – 50. Разработка ПДК для почв требует специальных исследований, так как необходимо учитывать физико-географические условия района, размещение населения, технический уровень промышленных и сельскохозяйственных предприятий, климат, общую экологическую ситуацию. Унифицированного ПДК для почв не существует. Этот показатель будет сильно варьировать от конкретной почвенноэкологической обстановки и свойств почвы. Так на закрепление тяжелых металлов в почве прямое влияние оказывает ее гранулометрический состав. Вследствие этого поступление тяжелых металлов в растения, произрастающие на тяжелых почвах, минимальна.

Тяжелые металлы способны к образованию сложных комплексных соединений с органическим веществом почвы, поэтому в почвах с высоким содержанием гумуса ионы менее доступны растениям. Чем выше емкость катионного обмена, тем больше удерживающая способность почвы по отношению к тяжелым металлам. Это снижает их доступность растениям и живым организмам. В этом отношении почвы района г. Богучар отличаются высокой поглотительной способностью. Препятствует также появлению растворимых форм тяжелых металлов и сравнительно малое количество атмосферных осадков. Таким образом основная масса почв сельскохозяйственных угодий района обладает высокой буферностью и, следовательно, биологическая продукция мало пострадает от антропогенного воздействия.

Изучено распределение тяжелых металлов в верхнем 10-ти сантиметровом слое почвы (табл. 5). Сопоставляя полученные данные с ПДК для ряда тяжелых металлов, можно сделать вывод, что почвы района содержат эти металлы в количествах значительно ниже допустимых уровней. Имеется большой резерв поглощения полютантов почвами, однако эколого-геохимический мониторинг и в этом случае целесообразен.

На территории Богучарского Подонья нет крупных промышленных предприятий, которые могли бы явиться источником загрязнения поверхностных и подземных вод, почв и грунтов. В последние годы активизировалось изучение экологогидрогеологических проблем в связи со строительством военного городка и полигона. Для обеспечения водой населения городка строится водозабор на северо-западе г. Богучара. Одновременно проведена расчистка и углубление русла р. Богучарка – правого притока р. Дон – от устья на расстояние до 6 км. Работы прекращены в связи с отсутствием финансирования за счет средств, выделяемых на улучшение окружающей среды и восстановления недр по линии Главного управления природных ресурсов и охраны окружающей среды по Воронежской области.

С целью безопасного использования подземных вод мамонского водоносного комплекса для хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения на новом водозаборе необходимо выполнение ряда предохранительных мероприятий. Это прежде всего предотвращение загрязнения подземных вод при сооружении любых объектов в пределах зон санитарной охраны; забор подземных вод не должен превышать проектного уровня равного 8961 м3/сут или 3270,9 тыс. м3/год; введение мониторинга качества подземных вод в зоне водозабора; предотвращение применения на сельскохозяйственных угодьях ядохимикатов и минеральных удобрений в зоне санитарной охраны; на застроенных территориях должна быть предусмотрена полная зарегулированность поверхностного стока, его очистка и отвод; строительство и эксплуатация специальной наблюдательной сети скважин за качеством подземных вод, параметрами водоносных горизонтов, гидродинамикой с целью обоснования и применения природоохранных мероприятий при возможном ухудшении эколого-гидрогеологической обстановки.

Без выполнения изложенных выше природоохранных мероприятий загрязнение подземных вод на новом водозаборе может стать реальностью. Истощение подземных водоносных горизонтов, исходя из гидрогеологических условий и гидрогеологических расчетов по запасам подземных вод, не ожидается, если эксплуатационные показатели не будут превышать проектные в течение 25 лет. Загрязнение подземных вод в случае нарушения природоохранных мероприятий может привести к выводу из строя непосредственно источников водоснабжения; нанесению значительного материального ущерба в связи с их выходом из строя или же установкой дополнительного оборудования для очистки откачиваемых загрязненных подземных вод; к остановке производств с чистыми технологическими процессами, на которых используются подземные воды.

При введении в эксплуатацию водозабора произойдет изменение гидрогеологических условий (рис. 1,2). Возможно усиление водообмена между турон-коньякским, заволжским водоносными горизонтами и мамонским водоносным комплексом. Будет происходить смешение подземных вод, так как отмечается, по данным режимных наблюдений, гидравлическая связь между указанными выше водоносными горизонтами и комплексом. Произойдет и изменение уровней подземных вод в связи с вводом в эксплуатацию нового западного водозабора. При заборе воды в объеме 8961 м3/сут в центральной скважине водозабора возможно снижение уровня на величину равную 8 м; при этом в крайних скважинах снижение составит от 3 до 5 м. Снижение уровня подземных вод ожидается по всей зоне влияния водозабора. Вверх по потоку на север зона влияния будет достигать водораздела, а вниз по потоку на юг до р. Богучарка – 400 м. Необходимо также отметить, что при эксплуатации водозабора произойдет снижение уровня воды на действующем водозаборе в г. Богучар примерно на 6 м. Естественно, что при снижении уровня подземных вод произойдет изменение напоров, скорости направлений потоков по всем водоносным горизонтам и водоносному комплексу, но изменения газового, химического составов и температурного режима будут весьма несущественными. Это подтверждается данными режимных наблюдений на длительно функционирующем водозаборе в г. Богучар. Режимная сеть скважин на новом водозаборе должна быть размещена таким образом, чтобы контролем за состоянием подземных вод были охвачены все три зоны санитарной охраны, где фиксируется влияние водозабора. Для этой цели предполагается створ скважин от водораздела до водозабора и далее до р. Богучарка и за пределы реки на расстояние 200-300 м (см. рис.1). Второй створ наблюдательных скважин располагается вдоль водозабора со стороны водораздела в 50 м от него. Третий створ будет расположен вдоль водозабора со стороны р. Богучарка в 50 м от второго. Такое расположение наблюдательной сети скважин позволит контролировать изменение состояния подземных вод в зоне действия водозабора и своевременно принимать необходимые природоохранные мероприятия. Учитывая инженерногеологическое строение района (покровные суглинки и хорошо проницаемый трещиноватый мел), следует отметить отсутствие регионального водоупора как в зоне аэрации, так и на границах водоносных горизонтов и водоносного комплекса. Общая ширина зон санитарной охраны водозабора составит 3250м, при этом для первой зоны – 30 м, для второй зоны – 400 м, для третьей зоны – 2820 м. Наличие взаимосвязанных водоносных горизонтов и водоносного комплекса, а также использование их для хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения, препятствует размещению и захоронению вредных веществ на территории, ограниченной зонами санитарной охраны. В дальнейшем целесообразно систематически проводить наблюдения за экологическим состоянием подземных и поверхностных вод с целью разработки программы комплексного мониторинга гидросферы Богучарского Подонья.

Авторы выражают благодарность руководству АОЗТ "ПРОЕКТ" за предоставление материала по объекту исследования.

Список литературы

1. Показатели экономического и социального развития городов и районов Воронежской области. Статистический сборник // Воронежский областной комитет государственной статистики. – Воронеж, 1999.-166с.

2. Показатели экономического и социального развития городов и районов Воронежской области. Статистический сборник // Воронежский областной комитет государственной статистики. – Воронеж, 2001. -265с.

3. Савко А.Д. Геология Воронежской антеклизы // Труды НИИ геологии ВГУ. Вып. 12. – Воронеж: Воронеж. ун-т, 2002.-165с.

4. Трегуб А.И. Неотектоника территории Воронежского кристаллического массива // Труды НИИ геологии ВГУ. Вып. 9. – Воронеж, 2002.-220с.

5. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Санитарные правила и нормы. СанПин 2.1.4.559-96 – М., 1996. -111с.