авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 15 |

«3 Оглавление О ГЛАВ Л ЕН И Е ...»

-- [ Страница 5 ] --

В период разведки и разработки месторождений Стрельцовского рудно го поля пройдено более 5000 км скважин, 346 км подземных горных выработок из 20 шахт глубиной 400-700 м, кроме этого создано не сколько резервных водохранилищ и хвостохранилищ. Сброс сточных и шахтных вод в оз. Умыкей привел к тому, что естественный режим озер Умыкейской системы в настоящее время полностью изменен. Напри мер, за 2009 год в Умыкейскую систему озер поступило 12,57 млн. м 138 А.Г. Верхотуров сточных вод разной степени очистки и промстоки ТЭЦ. Все озера объе динились в одну акваторию и сейчас представляют собой единый водо ем, используемый как пруд накопитель-испаритель. Уровень воды в озерах за последние годы повысился на 16 м и на 07.09.09 г. установил ся на абсолютной отметке 650,86 м, при этом объем воды составил 200 млн. м3, а площадь зеркала 2650 га.

Анализ проектов освоения месторождений северного Забайкалья показал, что они выполнены без должной оценки чрезвычайно высокой динамичности мерзлотно-гидрогеологических характеристик. Северные районы Забайкалья характеризуются прерывистым и сплошным рас пространением многолетнемерзлых пород, которые имеют температуру на глубине нулевых годовых амплитуд от минус 0,2–4,5°С в пределах впадин до –10°С в пределах хребтов. В зависимости от принятых про ектных решений здесь возможны как деградация многолетнемерзлых пород, так и их аградация. В первом случае – это приводит к формиро ванию техногенных таликов в основании земляного полотна, под зда ниями и сооружениями и развитию целого ряда неблагоприятных инженерно-геологических процессов: термокарста, солифлюкции, тер моэрозии, термосуффозии и др. Во втором случае – поднятие кровли многолетнемерзлых пород приводит к росту уровней надмерзлотных вод, вызывающему заболачивание поверхности, наледеобразование и др. Соответственно, разный характер будет носить и воздействие на экологическую обстановку. Снятие растительного покрова приводит к повсеместной деградации многолетнемерзлых пород, поскольку он ока зывает интенсивное охлаждающее воздействие на температурный ре жим грунтов в данном районе. Средняя годовая температура грунтов повышается на 1,5–2,0 градусов и, соответственно увеличивается глу бина сезонного оттаивания грунтов до 100% в течение первых трех лет.

Особенно наглядно недостатки проектных решений проявились на по строенной железной дороге Чара-Чина, которая с момента завершения строительства практически не эксплуатировалась из-за резкой активи зации мерзлотно-гидрогеологических процессов.

Глобальное потепление климата, которое в северном Забайкалье, как и везде, сказалось на повышении средней годовой температуры воздуха, привело к увеличению на 0,9°C средней годовой температуры пород на глубине нулевых годовых амплитуд [2]. Рост глубин слоя се зонного оттаивания обусловил интенсификацию сукцессий раститель ности на гарях, вырубках, рекультивированных карьерах. Благодаря более благоприятным температурным условиям, изменения климата здесь пока не оказывают существенного воздействия на ландшафты.

В центральном и южном Забайкалье, в пределах впадин забайкаль ского типа, многолетнемерзлые породы характеризуются прерывистым, Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии островным и редкоостровным распространением, размеры и мощности островов мерзлых пород закономерно уменьшаются к югу. Ранее мно голетнемерзлые породы имели температуры от минус 0,1–0,2°С до ми нус 1,0–4,0°С. Они обеспечивали возможность промерзания отложений в хвостохранилищах и надежную консервацию токсичных элементов.

Повышение средних годовых значений температур воздуха в от дельные годы до положительных значений приводит к деградации мерзлых пород. Это вызывает исчезновение криогенных водоупоров, что требует надежного экранирования дамб и ложа хвостохранилищ.

Формирование несливающихся мерзлых пород негативно сказывается на устойчивости бортов карьеров, стенок горных выработок при откры той и подземной разработке месторождений полезных ископаемых, на рушает сложившийся гидрогеологический режим и осложняет экологи ческое состояние территорий, расположенных ниже хвостохранилищ.

Изменение мерзлотно-гидрогеологических условий приводит к постепенному уменьшению или к полному исчезновению наледного регулирования поверхностного стока. С исчезновением криогенных водоупоров и переходом надмерзлотных вод в грунтовые происходит значительное снижение уровней подземных вод на участках, сложен ных грунтами с хорошей проницаемостью. На большинстве месторож дений юго-западной части Забайкальского края этот процесс идет в настоящее время (Березовское железорудное, Быстринское полиметал лическое и др.). Там, где мерзлые породы полностью деградировали, грунтовые воды получают связь с водами глубокого стока. Резкое по нижение уровней грунтовых вод приводит к неблагоприятным экологи ческим последствиям – остепнению, а на некоторых участках и опусты ниванию ландшафтов.

При открытой разработке месторождений Забайкалья сбрасываемые воды будут загрязняться катионами металлов за счет возрастания с глу биной концентраций растворенных солей марганца, железа, сульфатов.

Возможно также снижение pH. Такая ситуация характерна, например, для рудника Вершино-Дарасунский, где глубокозалегающие трещинно жильные воды имеют высокие, в сравнении с ПДК, содержания: железа – до 240 ПДК, меди – до 1440 ПДК, цинка – до 160 ПДК, сульфатов – до 20 ПДК, мышьяка – до 30 ПДК. Фоновое содержание в грунтовых водах этого района близко или незначительно превышает ПДК. Сброс в водо емы вод глубокого стока, загрязненных токсичными компонентами, без дополнительной очистки недопустим, их следует направлять в хвосто хранилища.

Проектируемые горные предприятия будут мощным и активным источником воздействия на окружающую среду. Это воздействие мо жет проявиться в загрязнении атмосферного воздуха, загрязнении по 140 А.Г. Верхотуров верхностных, грунтовых и подземных вод бассейнов речных систем, интенсивном проявлении и развитии опасных и катастрофических ин женерно-геологических процессов, существенном изменении условий теплообмена на поверхности и изменении животного и растительного мира и т.д. Поэтому при освоении месторождений Забайкалья необхо дим учет опыта изменения гидрогеологических и экологических усло вий и их влияния на наземные экосистемы в районах действующих гор ных предприятий или отработанных месторождений. Например, утечки шахтных и технологических вод из хвостохранилищ ОАО «ППГХО»

приводят к подтоплению прилегающей территории и загрязнению сульфатами, нитратами, ураном и другими радионуклидами. Армиро ванная полиэтиленовая пленка, которая применялась в качестве проти вофильтрационного экрана, оказалась недостаточно эффективной. На месторождениях, эксплуатация которых прекращена, деградация мерз лых толщ приводит к загрязнению подземных и поверхностных вод вы сокотоксичными элементами As, Cd, Pb и др., а размыв и разрушение дамб, который наблюдается в настоящее время в районах бывших рудни ков, обеспечивает транзит опасных загрязнений на большие расстояния.

Основными загрязняющими компонентами на начальном этапе раз работки месторождений являются взвешенные вещества и нефтепро дукты. Содержание нефтепродуктов в карьерных водах может дости гать 0,5–1 мг/дм3, взвешенных веществ – 150–250 мг/дм3 [1]. С учетом довольно высокой фоновой загрязненности взвешенными веществами водных объектов региона, любой сброс неосветленных вод приводит к превышению предельно допустимых концентраций (ПДК) в поверхно стных водотоках, поэтому эти воды необходимо предварительно очи щать в прудах-отстойниках.

Характерной чертой сырьевой базы юго-восточного Забайкалья яв ляется комплексный, поликомпонентный состав руд. Как показал опыт работы обогатительных фабрик на прилегающих к месторождениям территориях, горнодобывающие предприятия ориентированы на извле чение 1–2, редко, 3–4 компонентов. В результате в отвалах и хвостах скапливаются As, Cd, Pb, Zn, Sb и другие компоненты.

Наиболее опасны с позиций загрязнения поверхностных и подзем ных вод, технологические воды, сбрасываемые в хвостохранилища, ми нерализация которых по данным В.И. Цыганка [4] достигает 20–22 г/л, pH до 0,9, содержание сульфатов до 14–17 мг/дм3 и т.д. По разным ком понентам превышение ПДК составляет от 7 до 925 раз и более. Очистка этих вод требует значительных затрат и, как правило, нерентабельна.

Для нормального функционирования наземных экосистем необхо дим постоянный мониторинг гидрогеологических и мерзлотных усло вий Забайкалья, позволяющий принимать своевременные управляющие Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии решения, обеспечивающие экологическую безопасность. Это возможно на основе создания автоматизированной постоянно-действующей опор ной сети наблюдательных пунктов, оборудованных измерительной ап паратурой. Реализация мероприятий по контролю загрязнений поверх ностных и подземных вод позволит обеспечить устойчивую работу горно-обогатительных комбинатов и сохранность экосистем Забайкаль ского края.

Литература 1. Информационный бюллетень о состоянии недр на территории Российской Федерации в 2009 г. – Вып. 33. – М.: ООО «Геоинформмарк», 2010. – 208 с.

2. Сергеев Д.О., Ухова Ю.А., Станиловская Ю.В., Романовский В.Е. Темпе ратурный режим многолетнемерзлых толщ и сезонноталого слоя в горах Се верного Забайкалья (возобновление стационарных наблюдений) // Криосфера Земли, 2007. Т. XI, № 2, С. 19–26.

3. Степанов В.М. Гидрогеологические структуры Забайкалья. М.: Недра, 1980. 176 с.

4. Цыганок В.И. Водоснабжение // Геологические исследования и горно промышленный комплекс Забайкалья. – Новосибирск: Наука, Сибирская изда тельская фирма РАН, 199. – С. 398–406.

ГИДРОГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ПОДМЕРЗЛОТНЫХ ВОД ПОБЕРЕЖЬЯ АНАДЫРСКОГО ЛИМАНА В.Т. Рузанов Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Северо-Восточный комплексный научно-исследовательский институт им. Н.А. Шило Дальневосточного отделения Российской академии наук (СВКНИИ ДВО РАН), 689000 г. Анадырь, ул. Энергетиков, 15, тел. (42722)2-53-51, факс (42722)2-63-93, e-mail: gidrogeoruz@mail.ru Исследование характера взаимосвязи поверхностных и подмерзлот ных вод в районах криолитозоны всегда имело большое научное и практическое значение [1, 2, 3, 6, 7]. Побережье Анадырского лимана относится к области сплошного распространения толщи многолетне мерзлых пород (ТМП). Мощность ТМП изменяется от 50–110 м в узкой полосе вдоль лимана до 150–200 м на расстоянии 1–10 км от него. Пре рывистость ТМП установлена под акваторией Анадырского лимана, озерами ледникового происхождения, а также в горной части района, под небольшими речками и ручьями.

Район Анадырского лимана является одним из наиболее освоенных на Чукотке. Здесь действует крупнейшая в регионе угольная шахта (п. Угольные Копи), международный аэропорт (п. Аэропорт), построено 142 В.Т. Рузанов водохранилище на р. Казачке для питьевого и технического водоснаб жения г. Анадырь. До начала 1990-х годов в п. Шахтерский функцио нировал рыбозавод. Наиболее актуальными для населения и предпри ятий данного района являлись проблемы организации водоснабжения за счет поверхностных и подземных вод, строительства гидротехнических сооружений, оценки возможных водопритоков в шахту, в том числе в связи с предполагавшимся проникновением вод лимана в горные выра ботки. При бурении первых гидрогеологических скважин на побережье было установлено влияние вод лимана на подмерзлотные воды.

После реконструкции плотины (1986 г.) на р. Казачке и повышени ем НПУ до 13,7 м зафиксированы аномально повышенные статические уровни подмерзлотных вод в геологоразведочных скважинах на приле гающей к водохранилищу территории. Чаша оттаивания под ложем во дохранилища еще формируется, и вопрос взаимодействия поверхност ных и подмерзлотных вод на этом участке представляет пока лишь теоретический интерес.

Таким образом, в исследуемом районе взаимодействие поверхност ных и подземных вод проявилось, по-разному, на трех объектах (участ ках): вблизи п. Шахтерского (скв. 1–44), п. Угольные Копи (гидрогео логические кусты 1254 и 1506) и на прилегающей к водохранилищу на р. Казачке территории (рис. 1).

С За ли вО ШАХТЁРСКИЙ нем Рис. 1. Схема ен 1- расположения гидрогеологических ая скважин (кружки) ль н АНАДЫРЬ Уго и кустов (треугольники) Вдхр. 79 677 УГОЛЬНЫЕ КОПИ на побережье 1л 565а й а Анадырского лимана чк ки за 13 2л рс Ка и вблизи водохранилища ын ад ма на р. Казачке 1658 0 5 км Ан ли Впервые в исследуемом районе влияние приливно-отливных колеба ний уровня Анадырского лимана на подмерзлотные воды отмечено по скв. 1–44, пробуренной в 1943–1944 гг. для водоснабжения поселков на берегу бухты Мелкой, в 80 м от уреза, на отметке около 3 м. Этой сква жиной на глубине 106 м были вскрыты напорные горько-соленые воды.

Уровень подмерзлотных вод колебался в зависимости от приливно отливных колебаний уровня лимана, с отставанием на 1,5–2 ч [6]. От сутствие более подробных сведений по опытно-фильтрационным рабо Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии там (ОФР) в скв. 1–44 не позволяет однозначно оценить характер ис следуемой взаимосвязи.

Следует отметить, что гидрологически и геоморфологически Ана дырский лиман – это эстуарий, связанный с морем широким проливом и имеющий переменную соленость. В зимний период минерализация воды в основном 20–25 г/л, летом и осенью 5–15 г/л. Но после сильных дождей и в период весеннего паводка минерализация резко уменьша лась, нередко вода становилась пресной. Глубина лимана у г. Анадыря достигает 38 м.

На другом объекте, в 2 км от п. Угольные Копи, исследование взаи мосвязи поверхностных вод лимана и подмерзлотных вод являлось важ нейшей задачей гидрогеологических работ при изучении Анадырского буроугольного месторождения. На двух прибрежных участках проведены опытные кустовые откачки (кусты 1254, 1506). Эти кусты состояли из 6–7 скважин, из них по две наблюдательных пробурены на лимане, со льда. Глубина скважин – до 270 м. Центральные скважины 1254ц и 1506ц пробурены на расстояниях 64 и 75 м от берега лимана.

Наблюдательные скважины на шельфе, глубиной от 20 до 200 м, расположены на расстоянии от 7 до 35 м от берега. Мелкие скважины оборудовались на «подлиманный» аллювий, глубокие (165 и 200 м) – на эоценовый (продуктивный) водоносный комплекс (ВК).

Подмерзлотные воды встречены всеми береговыми скважинами кустов под толщей мерзлоты мощностью 66–105 м. Под лиманом уста новлен сквозной талик, который имеет двухслойное строение.

В верхней части сквозного талика под слоем воды лимана толщиной до 2 м залегают четвертичные гравийно-галечниковые отложения с про слоями песков и суглинков. Мощность аллювия от 13 до 32 м. Нижняя часть сквозного талика приурочена к отложениям продуктивной свиты (песчаники, алевролиты, пласты угля). Эта часть талика вскрыта двумя скважинами 1254/2 и 1506/5 глубиной соответственно 165 и 200 м.

Обе наблюдательные скважины на лимане, оборудованные на ниж нюю часть аллювия, реагировали одинаково на приливно-отливные из менения уровня в лимане. Амплитуды колебаний уровня в этих сква жинах и в лимане практически не отличались. Идентичны и химические составы подземных вод аллювиального водоносного горизонта (ВГ) и подледной воды лимана, пробы из которых взяты синхронно. На кусто вые же откачки эти скважины не реагировали. Все это указывает на тесную гидравлическую взаимосвязь субаквального аллювиального ВГ с Анадырским лиманом и, напротив, на практическое отсутствие тако вой с нижележащим продуктивным ВК. На кустовые откачки глубокие скважины на лимане реагировали так же хорошо, как и наблюдательные 144 В.Т. Рузанов скважины на берегу, поскольку они оборудованы на гидравлически единую водоносную толщу – продуктивный ВК.

ОФР по кустам 1254 и 1506 проведены в различных гидрологиче ских условиях. Кустовая откачка из скв. 1254ц – в период с 10 по 25 апреля 1984 г., т.е. в зимний (для района) период с характерными условиями. Наряду с полусуточным циклом приливов и отливов уро вень лимана дополнительно испытывал 2–4-суточные периоды подъема либо спада уровня с амплитудой 0,14–0,26 м. Такие «долгопериодные»

флуктуации влияли на форму хронологических графиков по всем сква жинам куста.

Откачка из скв. 1506 происходила с 25 мая по 13 июня 1987 г., в кон це зимнего периода и захватила начало весеннего паводка. В первые 195 ч (8,1 сут) после начала опыта уровень в лимане испытывал только синусоидальные колебания, обусловленные приливно-отливными тече ниями с амплитудами до 0,3–0,4 м. Но затем, до окончания откачки, «средний» уровень лимана в течение 280 ч (11,7 сут) начал монотонно повышаться под влиянием весеннего паводка, со скоростью около 6 см в сутки. Паводковый подъем за 11,7 сут составил 0,70 м. Это сказалось синхронным повышением уровней подземных вод во всех скважинах куста.

Рис. 2. Графики временного прослеживания понижения (а) и приведенного понижения (б) по наблюдательной скв. 1254/ Для учета «длительных» изменений уровня лимана нами введены пропорциональные поправки и рассчитаны приведенные уровни под земных вод и понижения Sпр. На рис. 2 в качестве примера приведены графики S – lg t и Sпр – lg t по наблюдательной скв. 1254/2, расположен ной на лимане. Как видно, начальные участки (0–9 ч) обоих графиков Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии имеют одинаковый угловой коэффициент С и Спр, равный 0,16. Угло вые же коэффициенты конечных участков существенно различаются (1,52 и 0,68). Следовательно, при расчете «истинных» (без влияния гра ниц) значений водопроводимости km приведение уровней и понижений не обязательны, поскольку в первые часы откачки абсолютная величина поправок незначительна (до 1–2 см). Но в весьма продолжительный по времени конечный расчетный участок (часто сотни часов) приведение необходимо, иначе возможно искажение обобщенной водопроводимо сти kmоб в несколько раз, причем в любую сторону – в зависимости от повышения или понижения уровня лимана.

Недостижение во время достаточно продолжительных кустовых от качек (15 и 20 сут) стабилизации уровней во всех глубоких скважинах, оборудованных на продуктивный ВК, свидетельствует об отсутствии (или наличии весьма слабой) взаимосвязи вод лимана и подмерзлотных вод. В то же время отчетливо наблюдался эффект кажущейся гидравли ческой (реально-псевдогидравлической) реакции уровней подмерзлоных вод на изменения уровня лимана. И.Н. Ковалевский, В.А. Мироненко и В.М. Шестаков в работах [4, 5, 8] объясняют подобное негидравлическое взаимодействие подземных и поверхностных вод, или «псевдосвязь», гидрогеомеханическим воздейстием, возникающем при быстром измене нии давления (столба воды) на поверхности и передающимся на водо носный пласт через вышележащие слои горных пород. При этом давле ние передается через любые породы, включая и водоупорные. Решающее значение при передаче давления имеют упругие свойства пород.

Построенные с учетом приведения уровня временные графики S – lg t в модификации Sпр – lg t приобрели более законченный и логич ный вид, подтверждая ограниченность опробованного подмерзлотного пласта на прибрежных участках. Временные графики прослеживания понижения и приведенного понижения по другим наблюдательным скважинам (здесь не приводятся), расположенным на берегу, по форме аналогичны графикам прослеживания по скв. 1254/2 (см. рис. 2).

После строительства плотины (1964 г.) на р. Казачке, высотой около 9 м с отметкой гребня 10 м, и окончания второй очереди (1977– 1986 гг.) с наращиванием высоты до отметки 17 м зафиксированы ано мально повышенные статические уровни подмерзлотных вод в некото рых скважинах на прилегающей к водохранилищу территории (см.

рис. 1).

Статические уровни в скважинах 13 и 25, пробуренных в 1956 г. и вскрывших подмерзлотные воды с минерализацией соответственно 80, и 59,5 г/л, установились на отметках –3,10 и –1,46 м, т.е. несколько ни же уровня лимана (–0,7 МБС). Статические уровни в скв. 565а и 677, 146 В.Т. Рузанов вскрывших подмерзлотные воды, а также в скв. 600 в сквозном талике, пробуренных в 1976–1977 гг., составляли –2,5, 3,95 и –0,4 м. При этом скв. 677 с наиболее высокой отметкой уровня (3,95 м) расположена почти у плотины.

В 1990–1991 гг., т.е. через 4–5 лет после заполнения водохранилища до проектного уровня (13,7 м), вблизи уреза водохранилища были про бурены две скв.1л и 2л с целью поиска сквозного талика вблизи ложа (см. рис. 1). Глубина этих скважин соответственно 150 и 130 м. Обе скважины оказались полностью в ТМП, минерализация подмерзлотных вод составила 12,9 и 20,0 г/л. Интерес представляет аномальное поло жение статических уровней – отметки соответственно 14,18 и 15,92 м, что превышает НПУ.

Также аномально положение уровней в скв. 1656 и 1676, пробурен ных в 1992–1993 гг.: абсолютные отметки соответственно 10,1 и 12,41 м.

Сквозных таликов в этой части долины реки не установлено. Пред полагается негидравлическое воздействие водохранилища на подмерз лотные водоносные горизонты, аналогичное с описанным выше гидро геомеханическим эффектом по кустам 1254 и 1506.

Литература Взаимосвязь поверхностных и подземных вод мерзлой зоны / под ред.

В.М. Пигузовой и В.В. Шепелева. – Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО АН СССР, 1980. – 146 с.

Глотов В.Е. Гидрогеология осадочных бассейнов Северо-Востока России / В.Е. Глотов ;

Рос. акад. наук, Дальневост. отд-ние, Сев.-Вост. комплекс. НИИ. – Магадан: Кордис, 2009. – 232 с.

Елисафенко Т.Н. Закономерности криогенного преобразования толщ пород и подземных вод угольных бассейнов Дальнего Востока: автореф. дис. … канд.

геол.-минер. наук. – М.: 1988. – 29 с.

Ковалевский И.М. Условия формирования и прогнозы естественного режи ма подземных вод. М.: Недра, 1973. – 153 с.

Мироненко В.А., Шестаков В.М. Теория и методы интерпретации опытно фильтрационных работ. М.: Недра, 1978. – 325 с.

Пономарев В.М. Четвертичные отложения и вечная мерзлота Чукотки. М.:

Изд-во АН СССР, 1953. – 264 с.

Рузанов В.Т. О негидравлической связи Анадырского эстуария и подмерз лотных вод // Тез. докл. конф., г. Пущино, 20–24 апреля 1988 г. – Пущино: Пу щинский НЦ РАН, 1998. – С. 203–204.

Шестаков В.М. Динамика подземных вод. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979. – 368 с.

Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии КРАТКО О ПРИЗНАКАХ ЭКОЛОГО-ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ ВЕРХНЕЙ ГИДРОГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ ЗОНЫ ПРИКАСПИЙСКОГО АРТЕЗИАНСКОГО БАССЕЙНА Е.И. Барановская Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, 119991, Москва, ГСП-1, МГУ, геологический ф-т, baranovskaya_kat@mail.ru Под эколого-гидрогеохимическим районированием понимается разграничение природно-техногенных территорий по условиям форми рования химического состава подземных вод.

Оно проводится в целях выявления площадного характера распре деления подземных вод различного генезиса, выявления изменений в их составе под влиянием техногенных факторов и прогноза защищенности вод естественного формирования от значимых техногенных нагрузок.

Пространственное разграничение территории при эколого-гидрогео химическом районировании базируется на типизации подземных вод по условиям формирования химического состава подземных вод.

В генетический гидрогеохимический тип объединяются подземные воды, характеризующиеся общностью процессов, источников, факторов формирования подземных вод в естественных и нарушенных условиях;

в подтипы – в пределах типов выделяются подземные воды, характери зующиеся ограниченным числом источников, факторов и процессов формирования состава подземных вод из числа тех, которые действуют в водах типов. Подтипы имеют разный порядок (подтипы первого, вто рого и т.д. порядков). Их число определяется степенью детальности ти пизации [4].

В соответствии с типизацией подземных вод по условиям их фор мирования выделяются районы и подрайоны.

Показателями типизации вод по условиям формирования их со става являются в крупном плане геологические, гидрогеологические и гидрогеохимические факторы.

Следовательно, основными показателями районирования являют ся геологические, гидрогеологические и гидрогеохимические условия.

Эколого-гидрогеохимическое районирование Прикаспийского арте зианского бассейна обусловлено широким распространением на его территории нефтегазоконденсатных месторождений, в том числе одни из крупнейших, действующих в настоящее время, Астраханское и Оренбургское газоконденсатные сероводородные месторождения.

Для решения проблем районирования с эколого-гидрогеологиче ских позиций необходимо поэтапное, в логически связанном аспекте рас смотрение вопросов геологического и гидрогеологического характера.

148 Е.И. Барановская Территория Прикаспийского артезианского бассейна очень своеоб разна с естественно-исторических позиций, которые обусловили слож ное и неоднородное ее строение в целом.

Геологическая основа гидрогеологического строения Прикаспий ского артезианского бассейна представлена структурно-тектоническими условиями, в которых заложены наблюдаемые в настоящее время гид рогеохимические особенности, существенно изменившиеся под влияни ем деятельности человека.

Рассмотрение гидрогеологических условий со структурно-тектониче ских позиций – единственный верный путь гидрогеологического анализа, предусматривающего использование комплекса естественно-историче ских факторов. Правильность позиций изучения и описания гидрогео логических условий территории, вытекающая из обусловленности их геологическими факторами, в частности структурно-тектоническими обстановками, не только не определяет необходимость считать этот при ем районированием, напротив, дает возможность признать его как наибо лее рациональный метод гидрогеологических исследований [3].

Прикаспийский артезианский бассейн с запада ограничен Доно Медведицким валом, на востоке – складчатыми сооружениями Мугод жар, на юго-востоке – Устюртом, на севере по системе флексур и сбро сов граничит с Волго-Камским бассейном. Южная граница проводится условно по акватории Каспийского моря [1].

В геологическом отношении Прикаспийский артезианский бассейн приурочен к Прикаспийской впадине.

Прикаспийская впадина расположена на юго-востоке Восточно Европейской платформы. На западе и севере современная граница ее проходит по нижнепермскому карбонатному уступу седиментационной природы, отделяющему впадину от приподнятых частей Восточно Европейской платформы. На востоке она обрамлена складчатыми со оружениями Урала и Мугоджар. На юго-востоке впадина по системе краевых швов отделяется от эпигерцинских плит. На востоке и юго востоке расположена обширная полоса приподнятого залегания по верхности фундамента. На юго-западе границу проводят по правобере жью реки Волги там, где она отделяется Донецко-Астраханским крае вым швом от герцинид кряжа Карпинского, на северо-западе – по восточным склонам Приволжской моноклинали (рис. 1).

В историко-геологическом аспекте Прикаспийская впадина является областью длительного интенсивного прогибания и мощного осадконако пления, сформировавшего солянокупольный нефтегазоносный бассейн.

В указанных границах Прикаспийская впадина занимает террито рию свыше 500 тыс. км2. Осадочный чехол ее имеет огромную мощ ность пород (до 20 км) и содержит в разрезе терригенные, карбонатные Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии и соленосные формации. Мощная толща соленосных пород нижнеперм ского возраста (до 3–4 км) играет роль регионального флюидоупора, определяя гидрогеологические особенности подсолевых и надсолевых отложений и их нефтегазоносность.

Рис. 1. Основные структурно-тектонические элементы подсолевого комплекса Прикаспийской впадины (по Г.А. Габриэлянцу, Н.А. Крылову, 1989):

1 – Крупные структурные тектонические элементы, 2 – южная и восточная границы Прикаспийской впадины, 3 – предполагаемые границы структурно-тектонических элементов, 4 – изогипсы по кровле подсолевых отложений, 5 – западная и северная границы Прикаспийской впадины, 6 – граница распространения солей на востоке Прикаспийской впадины, 7 – границы Центрально-Прикаспийской депрессии Фундамент Прикаспийской впадины, являющийся ложем гидрогео логического мегабассейна, имеет гетерогенное строение и расчленен на блоки и мегаблоки глубинными разломами. В бортовых частях фунда мент залегает на глубинах 3–6 км. От бортов поверхность его уступами погружается к ее центральной части. Наиболее крутое погружение фун дамента отмечается вдоль западного и северного бортов. На северо востоке оно становится более пологим, и поверхность его усложняется.

На восточном и южном бортах синеклизы выявлена полоса приподня того залегания фундамента с глубиной его погружения до 6–7,5 км [2].

Особенности и различия геологического, тектонического, гидрогео логического строения территории Прикаспийского артезианского бас сейна определяют своеобразие гидрогеохимических условий формиро вания подземных вод верхней гидродинамической зоны.

150 Е.И. Барановская Гидрогеологические условия Прикаспийского артезианского бас сейна позволяют установить основные гидрогеохимические закономер ности, обусловленные тектоникой района и составом слагающих его пород.

Основные выводы по геологическому строению Прикаспийского артезианского бассейна, представляющие значимый интерес с позиций его районирования.

• Преобладание погружения данной территории в геологическом времени.

• Существенные различия в интенсивности погружения в разных частях территории артезианского бассейна, особенно его цен тральной части и периферийных частей.

• Унаследовательность в разрезе осадочного чехла блоковым струк турам фундамента, обусловливающая сложное строение пластов, изобилующих положительными и отрицательными структурами разных порядков.

• Значительная, но неоднозначная для разных частей территории артезианского бассейна мощность галогенных пород кунгура;

• Литолого-геохимическая однородность пород, проявляющаяся в сходстве их литологического состава в пределах конкретных стратиграфических пластов.

• Неоднозначность палеоусловий, выражающаяся в изолированно сти подавляющих частей разреза от атмосферного влияния в цен тральной части бассейна и частыми выходами на дневную по верхность в периферийных частях территории.

Литература 1. Гидрогеология СССР. Т. XLIII. – М.: Недра, 1972.

2. Ильченко В.П. Нефтегазовая гидрогеология подсолевых отложений При каспийской впадины. – М.: Недра, 1998.

3. Питьева К.Е. Гидрогео-экологические исследования в районах нефтя ных и газовых месторождений. – М.: Недра, 1999.

4. Питьева К.Е. Подземные воды палеозоя Северного Прикаспия. – М.:

МГУ, 1971.

Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии ГИДРОГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ВОДОНОСНЫХ ГОРИЗОНТОВ МОСКОВСКОГО РЕГИОНА Т.С. Строганова ОАО «Геоцентр-Москва», г. Москва, ул. 2-ая Рощинская, д. 10, тел. 8(495)954-96-25, 8(495)954-96-35, geocentr.info@gmail.com, geomon.msk@gmail.com Каменноугольные водоносные горизонты на протяжении десятиле тий интенсивно эксплуатируются для целей водоснабжения Московского региона. По результатам многолетних режимных наблюдений и гео фильтрационного моделирования на региональной постоянно действую щей модели проанализированы произошедшие изменения и дана оценка современной гидрогеодинамической обстановки в продуктивных водо носных горизонтах.

Во всех эксплуатируемых водоносных горизонтах и комплексах ка менноугольных отложений за многолетний период сформировалась ре гиональная депрессия уровней подземных вод.

По сравнению с периодом максимального водоотбора в регионе (1986–1989 гг.), когда понижения уровней подземных вод в эксплуати руемых водоносных горизонтах доходили до 90–110 м, глубина регио нальной депрессионной воронки уменьшилась. Максимальный рост уровней подземных вод фиксируется на северо-востоке и востоке Мос ковской области в радиусе до 50 км (в промышленной части области) (рис. 1). В западной части области существенного роста уровней под земных вод не отмечается. В целом, наибольшие изменения произошли в центральной части региональной воронки депрессии и на территориях промышленных зон.

Несмотря на то, что по данным официальной отчетности водоотбор упал с 4–4,2 млн. м3/сут (1986–1989 гг.) до 2,7–3 млн. м3/сут (2002– 2012 гг.), уровни подземных вод эксплуатируемых горизонтов карбона выросли не столь значительно, как можно было ожидать [4]. Причина этого – неучтенный водоотбор, составляющий, как показала его количе ственная оценка в 2002 г., около 25% от общего водоотбора [2]. Начиная с конца 90-х гг. фиксируется занижение официальной отчетности по во дооотбору, значительная часть недропользователей не предоставляет ин формацию по эксплуатируемым ими водозаборам. Величина современ ного неучтенного водоотбора ориентировочно оценивается в 0,7–0,8 млн.

м3/сут. Таким образом, общая величина современного водоотбора оцени вается в 3,6–3,8 млн. м3/сут. Оценка неучтенного водоотбора методом моделирования позволяет только приблизительно определить его вели чину, так как используемые в качестве контрольных точек скважины ре 152 Т.С. Строганова жимной сети расположены по площади и в разрезе крайне неравномерно и их количества явно недостаточно (в некоторых административных рай онах Московской области режимная сеть вообще отсутствует).

Рис. 1. Зависимость изменения уровней подземных вод от динамики водоотбора из подольско-мячковского водоносного горизонта Оценка условий и режима эксплуатации подземных вод за послед ние 5–10 лет по наиболее крупным водозаборам с водоотбором более 10 тыс. м3/сут показала, что водоотбор мало изменился, направленной тенденции не отмечается, при этом фиксируются колебания величины водоотбора в пределах 4-5 тыс. м3/сут;

уровни подземных вод незначи тельно варьируют в зависимости от водоотбора [1, 3].

Применение метода геофильтрационного моделирования необходимо для получения реального представления о гидрогеодинамике эксплуати руемых каменноугольных водоносных горизонтов и комплексов в регио нальном плане и уточнения величины действительного водоотбора, учи тывая сложные гидрогеологические условия и чрезвычайно высокую техногенную нагрузку на недра вследствие интенсивного водоотбора.

Моделирование гидрогеологических условий проводится на гео фильтрационной модели, созданной в процессе работ по региональной переоценке пресных подземных вод на территории центральной части Московского артезианского бассейна в 1998–2002 гг. [2]. Региональная геофильтрационная модель является постоянно действующей, непре рывно пополняется и корректируется. В 2008 г. границы региональной модели были расширены за счет включения в нее центральной и юго восточной частей Тверской области. В 2012 г. региональная модель до полнена на территорию Кимрского района Тверской области.

Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии Анализ гидрогеодинамических закономерностей эксплуатируемых водоносных горизонтов на современный период показывает следующее.

По кутузовско-ассельскому водоносному горизонту депрессионная воронка занимает почти всю область его распространения в Москов ском регионе, за исключением Талдомского и северной части Дмитров ского районов. Максимальная глубина воронки (наибольшие пониже ния уровней относительно естественных условий) зафиксирована в Сергиево-Посадском районе (г. Сергиев Посад) – 50–70 м. Замеренные уровни (в абс. отм.) в пределах воронки варьируют в диапазоне 120– 150 м в зависимости от техногенной нагрузки, фильтрационных пара метров водовмещающих пород и расположения по отношению к облас тям питания горизонта.

По турабьевскому водоносному горизонту депрессионная воронка занимает практически всю область его распространения в Московском регионе, кроме Талдомского, Клинского, Шатурского и южной части Павлово-Посадского районов. Максимальная глубина воронки зафик сирована в Сергиево-Посадском районе (г. Сергиев Посад) – 50–70 м, локальные воронки с глубиной более 20 м сформировались в гг. Оре хово-Зуево и Ногинск. Замеренные уровни (в абс. отм.) в пределах во ронки варьируют в диапазоне 90–140 м.

По касимовскому водоносному комплексу депрессионная воронка занимает практически всю область его распространения в Московском регионе, за исключением отдельных частей окраинных районов. Мак симальная глубина воронки зафиксирована в Солнечногорском, Пуш кинском и Сергиево-Посадском районах – 50–70 м. Замеренные уровни (в абс. отм.) в пределах воронки варьируют в диапазоне 90–130 м.

По подольско-мячковскому водоносному горизонту депрессионная воронка занимает большую часть его распространения в Московском регионе (рис. 2). Отсутствует воронка в западных и юго-восточных рай онах: Лотошинском, Шаховском, Волоколамском, Рузском, Ступин ском, Коломенском и Луховицком. Отдельные депрессионные воронки сформировались в районе г. Чехов, Ступино, Кашира, Домодедово.

Максимальная глубина воронки зафиксирована в Химкинском, Солнеч ногорском, Мытищинском, Пушкинском, Щелкововском, Балашихин ском районах – до 50–80 м, уровни (в абс. отм.) здесь снизились до 70– 100 м. Замеренные уровни (в абс. отм.) в пределах воронки варьируют в диапазоне 70–150 м.

По каширскому водоносному комплексу депрессионная воронка за нимает большую часть его распространения в Московском регионе. От сутствует воронка в западных и южных районах: Лотошинском, Шахов ском, Можайском, большей части Рузского, Серпуховском, Каширском, Зарайском. Отдельные депрессионные воронки сформировались в Коло 154 Т.С. Строганова менском, Луховицком и Озерском районах. Максимальная глубина во ронки зафиксирована в Химкинском, Солнечногорском, Мытищинском, Пушкинском, Щелковском и Балашихинском районах – 60–80 м, уровни (в абс. отм.) здесь снизились до 70–90 м. Замеренные уровни (в абс. отм.) в пределах воронки варьируют в диапазоне 70–120 м.

Рис. 2. Модельная схема понижения уровней подольско-мячковского водоносного горизонта по состоянию на 2012 г.

Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии По алексинско-протвинскому водоносному комплексу депрессионная воронка занимает большую часть территории Московского региона. От сутствует воронка в крайних западных и юго-восточных районах: Лото шинском, большей части Можайского, Серпуховского, Егорьевского и Шатурского районов, Каширском, Озерском, Зарайском, Луховицком, Серебряно-Прудском. Максимальная глубина воронки зафиксирована в Наро-Фоминском, Одинцовском, Красногорском, Химкинском, Солнеч ногорском, Мытищинском, Балашихинском, Люберецком, Ленинском и Подольском районах – 70–90 м, уровни (в абс. отм.) здесь снизились до 60–80 м. Замеренные уровни (в абс. отм.) в пределах воронки варьируют в диапазоне 60–170 м.

Таким образом, по эксплуатируемым горизонтам и комплексам де прессионная воронка имеет разные границы, при этом существует об щая тенденция расширения ее площади от верхних горизонтов к ниж ним – максимальные размеры воронки отмечаются в алексинско протвинском водоносном комплексе (рис. 3).

Конфигурация и глубина воронки в каждом из водоносных горизон тов определяются интенсивностью эксплуатации как самого горизонта, так и вышележащих горизонтов. Московская область находится на юго западном склоне Московского артезианского бассейна, в региональной области питания подземных вод каменноугольных отложений, погру жающихся в северо-восточном направлении. В целом, увеличение пло щади региональной депрессионной воронки от верхних горизонтов к нижним связано с перехватом естественного питания нижних гори зонтов эксплуатационным водоотбором верхних горизонтов. Совре менные границы депрессионной воронки по сравнению с последними годами практически не изменились, глубина воронки, в общем, оста лась прежней.

В результате интенсивной эксплуатации напорных водоносных го ризонтов и комплексов каменноугольных отложений в течение много летнего периода уровень подземных вод на некоторых участках упал ниже их кровли, образовались зоны безнапорного режима фильтрации.

В естественных условиях безнапорный режим в водоносных горизонтах карбона существовал только в областях их выхода на поверхность (под четвертичные отложения), а также на участках локальных структурных поднятий и флексур. В ходе эксплуатации водоносных горизонтов об ласти безнапорного режима естественного происхождения значительно расширились, и появились новые, связанные только с интенсивным во доотбором из горизонтов. Современные границы зон безнапорного ре жима фильтрации по сравнению с последними годами, в общем, не из менились.

156 Т.С. Строганова Рис. 3. Модельная схема распространения региональной депрессионной воронки в эксплуатируемых водоносных горизонтах и комплексах Московского региона по состоянию на 2012 г.

Анализ результатов геофильтрационного моделирования, данных режимных наблюдений и обследования водозаборных скважин показал, что в целом на территории Московского региона гидрогеодинамическая Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии обстановка в эксплуатируемых водоносных горизонтах и комплексах за период 2002–2012 гг. стабилизировалась.

Литература 1. Аналитический обзор состояния недр территории Московской области ЦФО РФ за период 2005–2009 гг., вып. 1, ТЦ ГМСН по г. Москве и Москов ской области ОАО «Геоцентр-Москва», 2010.

2. Ефремов Д.И. (отв. исп.) Региональная переоценка эксплуатационных запасов пресных подземных вод центральной части Московского артезианского бассейна (Московский регион). ФГУП «Геоцентр-Москва», М., 2002.

3. Информационные бюллетени о состоянии геологической среды на тер ритории Московской области за 2002–2012 гг. ТЦ ГМСН по г. Москве и Мос ковской области ОАО «Геоцентр-Москва».

4. Строганова Т.С., Егоров Ф.Б. Проблемы и перспективы водоснабжения Подмосковья. Материалы международной научно-практической конференции «Питьевые подземные воды. Изучение, использование и информационные тех нологии», МО, 2011.

ОПЫТ И РЕЗУЛЬТАТЫ МНОГОЛЕТНИХ ИССЛЕДОВАНИЙ КАФЕДРЫ ГИДРОГЕОЛОГИИ В СРЕДНЕЙ АЗИИ Р.М. Никитин Геологический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, 119991, Москва, Ленинские горы, д. 1, тел., факс (495) 9392112, hydro@geol.msu.ru Пионером гидрогеологических исследований, проводившихся Мос ковским университетом в Средней Азии, был Октавий Константинович Ланге, впоследствии – основатель и первый заведующий кафедрой гид рогеологии. Его научно-производственная и педагогическая деятель ность в тогдашнем Туркестане (1924–1940 г.г.) была направлена на гид рогеологическое и инженерно-геологическое обоснование крупных инженерных проектов (Турксиб, Главный Туркменский канал и др.), организацию государственной гидрогеологической службы и высшего гидрогеологического образования в Узбекистане. В результате его экс педиции на Памир им было дано первое квалифицированное заключе ние о фильтрационных свойствах Усойского завала и малой вероятно сти его прорыва водами Сарезского озера.

Первая крупная экспедиция с участием специалистов кафедры гид рогеологии была организована в 1971 году в связи с катастрофической активизацией оползневых процессов в Центральном Таджикистане вес ной 1970 года. Организатором и заказчиком работ явилась Южно Таджикская экспедиция Управления геологии Таджикской ССР (глав ный инженер – Н.С. Огнёв, главный гидрогеолог – Я.Я. Сердюк). Тад 158 Р.М. Никитин жикская экспедиция геологического факультета, организованная и ру ководимая Г.С. Золотарёвым и В.С. Федоренко, провела многолетние (1971–1977 г.г.) комплексные исследования в пределах Таджикской территории бассейна р. Зеравшан для оценки устойчивости многочис ленных оползнеопасных горных склонов. Гидрогеологические иссле дования в комплексе работ экспедиции (научный руководитель – В.М. Шестаков) были направлены на изучение роли подземных вод в оползневых процессах региона. Составлены средне- и крупномасштаб ные гидрогеологические карты ключевых оползнеопасных территорий и участков (Л.Б. Ковальский, Р.М. Никитин, Б.А. Шмагин), проведены стационарные режимно-балансовые исследования на типовых оползне вых склонах (Р.М. Никитин, И.С. Пашковский, И.Ф. Фиделли), состав лена схема гидрогеологического районирования бассейна р. Зеравшан (Р.М. Никитин). Результаты исследований легли в основу Схемы инже нерной защиты территории, доложены на Всесоюзных конференциях и опубликованы;

защищена кандидатская диссертация [6]. Установлено, что Гиссарский, Зеравшанский и Туркестанский хребты Центрального Таджикистана, сложенные карбонатными и терригенными породами палеозоя, представляют собой гидрогеологические массивы (ГМ) моза ично-блокового строения, содержат трещинно-жильные и трещинно карстовые подземные воды атмосферного питания с ярко выраженной высотной поясностью по температуре и минерализации. ГМ осложнены наложенными малыми адартезианскими бассейнами мезозой-кайнозой ского возраста. Их границы определены линейными новейшими надви говыми структурами, обладающими барражными свойствами и являю щимися региональными базисами разгрузки трещинных вод ГМ. К ним приурочено большинство активных оползней и оползнеопасных скло нов, активизирующихся в экстремальные по водности годы и сезоны.

Следующим этапом гидрогеологических исследований в Средней Азии (1976–1984 годы) стали работы разведочного на воду и мелиора тивного направлений в Чуйской долине Киргизии по заказу Киргизской гидрогеологической экспедиции Управления геологии Киргизской ССР (начальник экспедиции Р.С. Мангельдин, главный гидрогеолог С.А. Та расов). Все работы Чуйской партии геологического факультета прово дились по инициативе и под научным руководством В.М. Шестакова;

в руководстве режимно-балансовыми исследованиями активно участво вала И.Ф. Фиделли.

Впервые, применительно к гидрогеологическим особенностям меж горных впадин, В.М. Шестаковым при участии Л.Э. Оролбаевой начала разрабатываться методика опытно-фильтрационных наблюдений (ОФН), явившихся новым направлением в прикладной гидрогеологии. В каче стве первого варианта ОФН в долине р. Чу проведены гидродинамиче Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии ские съёмки, позволившие при малом объеме лёгких буровых работ и наблюдений за уровнями воды в скважинах установить гидродинамиче скую структуру потоков грунтовых вод и оценить некоторые параметры фильтрации [8].

Вторым направлением исследований кафедры в Чуйской долине было обоснование прогноза работы водозаборов-дренажей (термин В.М. Шестакова) в рамках разведочных на воду работ на Аспаринском орошаемом участке долины. В результате этого прогноза были получе ны доказательства добычи заданного количества подземной воды для орошения с необходимым дренажным эффектом от работы водозабора (В.М. Шестаков, М.И. Гоголев [3]). Для осуществления прогноза была разработана геофильтрационная схематизация многослойной водонос ной толщи аллювиально-пролювиальных кайнозойских отложений Ас паринского конуса выноса (наземной дельты). На основе фациально геоисторического изучения водоносной толщи в сочетании с поэтажной пьезометрией (Р.М. Никитин, О.А. Олиферова) и при помощи термока ротажа (А.А. Куваев [5]) разрез был схематизирован, как система водо носных (3) и разделяющих (2) пластов с планово-пространственной гидродинамической структурой. На основе этой схемы были впервые спланированы и проведены кустовые этажные опытные откачки и по лучены необходимые для прогноза геофильтрационные параметры (О.А. Олиферова [7]). Для балансового обеспечения модели были впер вые количественно оценены естественные ресурсы водоносного кайно зойского комплекса с помощью гидрометрической съёмки участков его разгрузки в зоне выклинивания (И.Ф. Фиделли, Т.Е. Кутяева).

Третье направление исследований касалось разработки методики расчётов и моделирования гидрогеолого-мелиоративных мероприятий для условий орошаемых массивов Чуйской долины. Наряду с традицион ными методами расчётов дренажа разработана и всесторонне обоснована модель насыщенно-ненасыщенной фильтрации для случая сезонных из менений гидрогеологической обстановки в первом от поверхности водо носном горизонте двухслойного строения. (С.П. Поздняков [9]).

С 1977 года возобновились работы кафедры гидрогеологии в Таджи кистане. Исследования на этот раз были направлены на оценку запасов пресных подземных вод, как региональную, так и на крупных месторож дениях в долинах Юго-Западного Таджикистана. Инициаторами этих исследований были Н.С. Огнёв, тогда уже – первый заместитель началь ника Управления геологии Таджикской ССР и В.М. Шестаков. Неоцени мую помощь в работе кафедры оказали руководители Южно-Таджикской экспедиции: В.В. Кубасов, В.И. Сулим, Ю.П. Дьяченко. Программой ра бот Управления и экспедиции предусматривалась региональная оценка ресурсов пресных подземных вод аллювиально-пролювиальных отложе 160 Р.М. Никитин ния межгорных впадин Юго-Западного Таджикистана: Кызылсу Яхсуйской, Гиссарской, Вахшской. Первой и завершённой работой была такая оценка для аллювиально-пролювиального водоносного комплекса Яхсуйской впадины, проведённая Южно-Таджикской экспедицией (бу рение гидрогеологических скважин, опытно-фильтрационные и стацио нарные гидрометрические работы) совместно с кафедрой гидрогеологии.

Специалистами кафедры была разработана и внедрена методика исследо ваний (В.М. Шестаков, И.Ф. Фиделли, Р.М. Никитин), проведены поле вые режимно-балансовые исследования, в частности – гидрометрические съёмки по методам, опробованным ранее в Чуйской впадине (Т.Е. Кутя ева, Р.М. Никитин, Т.А. Данилова, Е.И. Харитонова);


по опыту работ и близкой аналогии Чуйской и Яхсуйской гидрогеологических структур разработана геофильтрационная схематизация последней (Е.В. Ключ ников, Р.М. Никитин, М.В. Лёхов – интерпретация откачек) и оценены запасы пресных подземных вод в целом по Яхсуйской впадине (В.М. Шестаков, И.Ф. Фиделли, Р.М. Никитин), составившие 10–12 м3/с и по степени изученности отвечающие категории С2 [1].

В этот же период кафедра приняла участие в разведке и оценке за пасов пресных подземных вод двух объектов республиканского и все союзного значения. Первый их них – месторождение Ховалинг – явля ется малым аналогом Яхсуйской впадины, где была применена аналогичная методика подсчёта запасов. Второй: Тельмановское место рождение, разведанное для водоснабжения г. Душанбе, расположено на берегу р. Кафирниган и относится к приречному типу. При разведке этого месторождения получило дальнейшее развитие направление ОФН уже применительно к работе действующего Итокского водозабора аналога, что позволило достоверно оценить параметры взаимосвязи с рекой (В.М. Шестаков, Е.А. Калинина [4] и разработана методика про ектирования и интерпретации результатов опытных откачек для усло вий приречных участков водоносного слоистого горного аллювия (В.М. Шестаков, А.Л. Язвин [2, 9]). Запасы этих двух месторождений защищены в ГКЗ СССР.

Были начаты работы по региональной оценке запасов в Вахшской и Гиссарской впадинах. Наибольший интерес представляют предваритель ные результаты исследований на Ханакинском конусе выноса в пределах последней. Здесь традиционные режимно-балансовые исследования (И.П. Кравченко, И.Ф. Фиделли [2]) были дополнены инфракрасной и термометрической съёмкой зоны разгрузки подземных вод в сочетании с применением гелиевого и тритиевого методов (А.А. Куваев, В.П. Раюш кин [2, 5]). К сожалению, исследования в Юго-Западном Таджикистане прервались из-за тревожных событий, произошедших там в конце 80-х годов.

Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии Опыт многолетних исследований кафедры гидрогеологии в Средней Азии, за время которых, помимо 8 кандидатских диссертаций было подготовлено более 40 студенческих выпускных и курсовых работ, в последние годы использован при оценке запасов подземных вод Самур Гюльгюрычайской аллювиально-пролювиальной равнины в Дагестане (С.О. Гриневский) и в изучении режима и баланса насыщенно-ненасы щенной приповерхностной водоносной зоны в одном из аридных рай онов КНР (С.О. Гриневский, С.П. Поздняков).

С 2012 года кафедра гидрогеологии вновь приняла участие в гидро геологической жизни Таджикистана. А.О. Гриневский, А.А. Маслов, В.М. Семёнова читают лекции и проводят практикумы для студентов гидрогеологов Душанбинского филиала МГУ.

Литература 1. Гидрогеологические исследования в межгорных впадинах. Под редак цией профессора В.М. Шестакова. М., изд-во МГУ, 1987. 151 с.

2. Гидрогеологические исследования в межгорных впадинах Южного Таджикистана. М., изд-во МГУ, 1991. 105 с.

3. Гоголев М.И. Методика прогноза водоотбора подземных вод конусов выноса (на примере Чуйской впадины). Автореферат дисс. канд. геол.-мин.

наук. М., МГУ, 1988. 17 с.

4. Калинина Е.А. Методы интерпретации режимно-балансовых данных и прогноза водоотбора подземных вод в речных долинах межгорных впадин (на примере Кафирниган-Илякского участка Гиссарской долины). Автореферат дисс. канд. геол.-мин. наук. М., МГУ, 1990. 20 с.

5. Куваев А.А. Гидрогеотермические исследования водоносного комплекса четвертичных отложений межгорных впадин. Автореферат дисс. канд. геол. мин. наук. М., МГУ, 1984. 16 с.

6. Никитин Р.М. Гидрогеологические исследования при оценке устойчи вости оползневых склонов. Автореферат дисс. канд. геол.-мин. наук. М., МГУ, 1976. 28 с.

7. Олиферова О.А. Опытно-фильтрационные опробования слоистых отло жений предгорных шлейфов (на примере Чуйской впадины). Автореферат дисс.

канд. геол.-мин. наук. М., МГУ, 1982. 24 с.

8. Оролбаева Л.Э. Изучение потока подземных вод в постановке опытно фильтрационных наблюдений в долине р. Чу (в пределах Киргизской части Чуйской межгорной впадины). Автореферат дисс. канд. геол.-мин. наук. М., МГУ, 1980. 27 с.

9. Поздняков С.П. Исследование процессов дренирования покровных от ложений (на примере западной части Чуйской впадины). Автореферат дисс.

канд. геол.-мин. наук. М., МГУ, 1984. 18 с.

10. Язвин А.Л. Методика проведения и интерпретации опытно фильтрационных работ в речных долинах межгорных впадин (на примере Юго Западного Таджикистана). Автореферат дисс. канд. геол.-мин. наук. М., МГУ, 1993. 20 с.

162 М.Г. Балденков, Е.А. Филимонова ПРОБЛЕМЫ ОБОСНОВАНИЯ НАЧАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ СЕЗОННО-ЦИКЛИЧЕСКИХ ГЕОГИДРОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ М.Г. Балденков, Е.А. Филимонова Кафедра гидрогеологии, геологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, 119992, Россия, г. Москва, ГСП-2, Ленинские горы. E-mail: dveac@yandex.ru, ea.filimonova@yandex.ru На территории РФ около 60–70% месторождений подземных вод (МПВ) являются приречными, эксплуатационный водоотбор на кото рых преимущественно обеспечивается сокращением речного стока.

Внутригодовое распределение речного стока крайне неравномерно, ос новной его объем приходится на весеннее половодье (60–80%), а ме женные расходы снижаются в десятки и сотни раз. При использовании приречных МПВ существует проблема сезонного дефицита водных ре сурсов, особенно для МПВ в долинах малых рек, меженные расходы которых соизмеримы с величиной водопотребности. Эксплуатация по добных месторождений в маловодные периоды может приводить к снижению расхода реки ниже допустимых значений, а в отдельных случаях к полному перехвату речного стока.

Обычно сезонный дефицит покрывают зарегулированием поверхно стного стока водохранилищами или территориальным перераспределе нием стока. Однако, использовать такие методы не всегда возможно из за природных условий или экономической целесообразности.

Другой метод решения проблемы дефицита водных ресурсов в ма ловодные периоды – это комбинированное использование водных ре сурсов с помощью водозаборных систем, состоящих из основного и компенсационного водозабора, которые управляются по единому гра фику [2]. Основной водозабор обеспечивается поверхностным стоком, водоотбор может осуществляться либо непосредственно из русла, либо через скважины вблизи русла. Основной водозабор работает в течение многоводных периодов года с сокращением водоотбора в низководные периоды, так как продолжение прямого отбора поверхностных вод с прежней производительностью приводит к недопустимому сокращению речного стока. Компенсационный подземный водозабор включается в маловодные периоды поверхностного стока. Основным условием рабо ты компенсационного водозабора (КВ) является отложенный характер развития ущерба речному стоку, т.е. ущерб речному стоку наступает в период выключения КВ, когда отсутствует опасность снижения уров ней и расходов реки ниже нормативных пределов. Следовательно, де бит КВ должен обеспечиваться источниками, не приводящими к со кращению стока реки, т.е. емкостными запасами водоносного горизонта Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии и/или увеличением естественного питания горизонта (дополнительное перетекание из смежных горизонтов, усиление инфильтрации).

Моделирование работы компенсационного водозабора требует уче та сезонной изменчивости граничных условий. Кроме этого, специфи ческой чертой моделирования является периодический характер реше ния, обусловленный, во-первых, цикличностью природных условий, во вторых, периодической работой самого компенсационного водозабора.

Особенность моделирования КВ состоит также в том, что даже малые понижения уровней подземных вод на контуре реки значимы для фор мирования ущерба речному стоку.

Моделирование работы водозаборов традиционно проводится в два этапа. На первом этапе моделируются естественные условия;

уровни подземных вод, полученные при решении «естественной» задачи, зада ются как начальные условия для решения «эксплуатационной» задачи.

Разница в балансовых статьях между эксплуатационными и естествен ными условиями называется дельта-балансом и определяет источники обеспечения эксплуатационного водоотбора, а также величину сокра щения речного стока [1].

Естественные условия часто моделируются в стационарной поста новке, а нарушенные условия в нестационарном режиме. Однако при наличии сколько-нибудь существенных сезонных изменений такой подход приводит к значительным погрешностям в расчете дельта баланса. В таких случаях начальные условия в эксплуатационной задаче должны задаваться после решения нестационарной естественной зада чи, в которой необходимо добиться циклически повторяющихся уров ней с заданной точностью. Авторы предлагают подобные модели назы вать сезонно-циклическими геогидрологическими моделями.

При моделировании сезонной изменчивости в модельном решении участвуют две компоненты – непериодическая часть, которая постепенно затухает, и периодическая часть, которая и представляет собой сезонно циклическое решение. В результате решения большого количества цик лов уменьшается непериодическая часть, и периодическое решение становится доминирующим. Как только сезонно-циклический режим достигнут, сезонные уровни и расходы подземных вод начинают повто ряться от цикла к циклу, следовательно, разница в балансовых статьях и уровнях между двумя смежными циклами равняется нулю [3].

Традиционно в гидрогеодинамическом моделировании в качестве критерия завершения циклов используются уровни подземных вод. Од нако, для задач прогнозирования работы КВ более важной является вели чина ущерба речному стоку, т.е. в качестве критерия завершения модели рования следует рассмотреть разницу величины разгрузки подземных вод между смежными циклами. Кроме этого, в течение года (цикла) нет 164 М.Г. Балденков, Е.А. Филимонова притока или потери воды в емкости;


следовательно, полное изменение в емкости водоносного слоя, просуммированное за сезоны всего цикла, равняется нулю. Это выражается следующим уравнением [3]:

Qпi ti n (1) = Q рi ti i = где n – количество сезонов в цикле, i – порядковый номер сезона, Qпi – суммарный расход питания водоносного горизонта в i -м сезоне, Qрi – суммарный расход разгрузки водоносного горизонта в i -м сезоне, ti – продолжительность i -го сезона.

Решение тестовой модели (T = 500 м2/сутки, = 0.1, р = 1 сутки–1) показало, что для достижения сезонно-циклического режима требуется значительное количество циклов (100 и больше) (рис. 1).

Рис. 1. Графики влияния количества циклов на разницу разгрузки подземных вод в реку между смежными циклами, отнесенные к текущей разгрузке (1), и на величину некомпенсированной емкости водоносного горизонта (2) При моделировании работы КВ при неотлаженных начальных усло виях одновременно происходят два процесса: основной и наложенный.

Основной процесс связан с понижением уровней подземных вод от рабо ты водозабора. Наложенный процесс связан с влиянием непериодической компоненты сезонно-циклической модели на уровни подземных вод.

Достаточная точность отладки начальных условий определяется по становкой задачи, для моделирования «традиционной» постоянной рабо ты водозаборов достаточным является воспроизведение 2–3 циклов на модели со среднегодовым распределением уровней для получения пе риодического режима. При моделировании периодической работы КВ Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии требуется высокая точность отладки начальных уровней в естественном режиме, поскольку незавершенное решение естественной задачи приво дит к недопустимым погрешностям в прогнозной эксплуатационной за даче, вплоть до абсурдных оценок величин ущерба речному стоку. Для получения достоверных результатов необходимо выполнение как мини мум двух критериев завершения моделирования естественной задачи:

1 – достаточная точность схождения уровней подземных вод, 2 – достаточная точность схождения баланса подземного питания реки.

В результате решения серии численных экспериментов получено, что между смежными циклами разница уровней не должна превышать 0.001 м, а схождение относительной величины разгрузки подземных вод к дебиту водозабора должно быть не более 5·10–5. Данные величины кри териев не являются однозначными, так как достаточная точность отладки естественного режима модели существенно зависит от гидрогеодинами ческих параметров водоносного горизонта, параметров взаимосвязи его с рекой, а также от модельного представления гидрогеологической систе мы (пространственной и временной дискретизации, формы дифферен циального уравнения фильтрации, типа и количества граничных условий и т.д.). Тем не менее, проведенные эксперименты говорят о необходимо сти воспроизведения естественных условий с очень высокой степенью точности, которая достигается лишь при выполнении значительного ко личества циклов моделирования естественных условий.

Избежать проблем, возникающих при решении задачи в полных на порах, можно, применяя метод суперпозиции, т.е. решать задачу отно сительно изменений функции напоров. Использование данного метода возможно при выполнении следующих условий: движение потока под земных вод может быть описано системой линейных дифференциаль ных уравнений фильтрации, инфильтрационное питание и уровни реки не зависят от эксплуатационных понижений уровней подземных вод.

Решение тестовых задач показало, что величина ущерба стоку реки яв ляется одинаковой при моделировании в понижениях и при последова тельном решении естественной и эксплуатационной задач относительно полных напоров. Следовательно, рациональным является решение про гнозной задачи относительно функции изменения напоров, если гидро геологические условия и постановка водохозяйственной задачи это по зволяют.

При необходимости моделирования периодической эксплуатации КВ относительно функции напоров и для сокращения трудозатрат по отладке начальных условий предлагается следующий подход.

На первом этапе решается стационарная задача и получается сред негодовое распределение уровней подземных вод, которое задается в качестве начальных условий на нестационарной естественной и неста 166 М.Г. Балденков, Е.А. Филимонова ционарной эксплуатационной моделях. На следующем этапе моделиру ется 25-летний период естественного режима и эксплуатации КВ.

Применяя принцип суперпозиции, вычитая разницу между полу ченными естественным и эксплуатационным решениями, определяется величина ущерба речному стоку. Таким образом, можно избежать про блем, связанных с влиянием наложенного «естественного» изменения уровня подземных вод, и прогнозировать понижения уровней подзем ных вод и ущерб речному стоку, вызванные только работой компенса ционного водозабора.

Поскольку метод суперпозиции применим только к линейным про цессам, данный метод был исследован в безнапорном водоносном гори зонте, в котором преобладают нелинейные процессы. С этой целью бы ло создано две тестовые модели с мощностью водоносного горизонта 40 и 20 метров. Моделирование проводилось на 25 лет. Полученные результаты сопоставлялись с решением прогнозной модели работы компенсационного водозабора, в которой в качестве начальных условий задавались отлаженные естественные уровни подземных вод. Парамет ром сравнения была принята разница между понижением в КВ, рассчи танным как разность уровней подземных вод естественной и эксплуата ционной задачи, и понижением в КВ, полученным после отладки естественной модели и последующего моделирования водозабора. Вто рым параметром сравнения выбран единичный ущерб речному стоку, т.е. величина сокращения речного стока, отнесенная к дебиту КВ.

Как показали результаты моделирования при достаточно мощном водоносном горизонте, при незначительных колебаниях уровней под земных вод по сравнению с мощностью пласта, понижения и единич ный ущерб речному стоку в обоих вариантах моделирования оказались практически одинаковыми, отличаясь на величину менее 1% в первые годы эксплуатации (рис. 2).

(а) (б) Рис. 2. Графики понижения (а) и единичного ущерба речному стоку (б) при мощности водоносного горизонта 40 м Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии При относительно небольшой мощности водоносного горизонта, при значительных колебаниях уровней подземных вод по сравнению с мощностью пласта, понижения для двух вариантов моделирования зна чительно отличались друг от друга, особенно в начале эксплуатации компенсационного водозабора. Разница между понижениями при дли тельной эксплуатации КВ заметно сокращается. Величина единичного ущерба речному стоку также несколько отличается в первые годы рабо ты водозабора (до 8%). При достаточно длительной эксплуатации ущерб речному стоку, как при среднегодовых начальных условиях, так и при отлаженных, становится одинаковым (рис. 3).

(а) (б) Рис. 3. Графики понижения (а) и единичного ущерба речному стоку (б) при мощности водоносного горизонта 20 м В заключение необходимо заметить, что предложенный метод при годен только для оценки ущерба речному стоку и понижений уровней подземных вод. Абсолютные величины расходов рек и уровней подзем ных вод могут быть получены только при решении эксплуатационной задачи относительно функции напоров с начальными условиями, полу ченными после отладки естественной сезонно-циклической геогидроло гической модели.

Литература 1. Маслов А.А., Штенгелов Р.С. Типизация баланса эксплуатационных за пасов подземных вод // Вод. ресурсы. 2004. Т. 31, № 5. С. 517–525.

2. Штенгелов Р.С., Филимонова Е.А., Маслов А.А. Обоснование гидрогео динамических условий для организации комбинированных водозаборных сис тем // Известия вузов. Геология и разведка. 2012. № 1. С. 43–48.

3. Maddock T. III, Vionnet L.B. Groundwater capture processes under a seasonal variation in natural recharge and discharge // Hydrogeology Journal. 1998. No 6.

24–32.

168 М.И. Гоголев ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА И ЗАКОН В СЕВЕРНОЙ АМЕРИКЕ М.И. Гоголев AGRECOM Inc., 312 Karen Place, Waterloo, Ontario, Canada, N2L6K8, (519) 746 3651, (519) 746 3826, mgogolev@agrecomconsult.com На двух примерах из личной практики показаны правовой процесс формирования общественного заказа на разработку методологий и про ведение гидрогелогических исследований в Северной Америке.

Пример Пакет программ для экологического обоснования свалок 1.1. Описание технологии. Пакет программ Visual HELP (Hydraulic Evaluation of Landfill Performance)/UnSat Suite [2] был разработан в Ка наде под нашим руководством в 1997–2002 гг. и используется для обос нования экологически-безопасных хранилищ отходов в США, Канаде, Австралии, Франции, Венгрии и многих других станах. Ядро этого гра фического пакета составляют DOS программы, разработанные Корпу сом Инженеров Армии США (U.S. Army Corps of Engineers) и Агентст вом по Охране Окружающей Среды (U.S. EPA) [5]. Программное ядро окружено слоем баз данных и графическим интерфейсом, которые по зволяют гидрогеологам и гражданским инженерам в очень короткий срок создать конкретный проект хранилища отходов и оценить размер утечек в грунтовые воды и устойчивость хранилища к вариации клима тических условий в определенной географической точке. Известно, что поровые воды, вытекающие из хранилищ отходов, содержат весь набор опасных загрязнителей. Но поскольку определить заранее насколько опасными могут быть утечки не представляется возможным, авторы тех нологии заранее сочли необходимым исключить или коренным образом уменьшить любые утечки из хранилища в подземные воды. Разработчики пакета программ поставили перед собой задачу промоделировать весь цикл развития хранилища отходов и оценить вес различных инженерных улучшений в снижении утечек в грунтовые воды. С помощью графиче ских инструментов и инженерных баз данных, инженер может создать профиль свалки в считанные минуты, задать параметры геомембран, спе циальных водоупорных слоев, дренажных систем в основании свалки.

Чтобы оценить воздействие завершающих мероприятий, инженер может задать параметры перекрывающего почвенного слоя и специального рас тительного покрова, посеяного в этот почвенный слой.

Главным источником поровых вод являются атмосферные осадки.

Visual HELP оснащен отдельной программой Weather Generator (Гене ратор Погоды) [4], которая позволяет моделировать массивы суточных Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии осадков, температуры и солнечной радиации длинной до 50 лет. Изна чально программа была оснащена базой данных для нескольких сот ме теостанций для территории США. Мы основательно расширили список метеостанций, доведя количество до 7000, размещенных по всему зем ному шару.

Расчет по этому пакеут программ является обязательным условием получения разрешения на эксплуатацию хранилища отходов во многих юрисдикциях США и других стран. Пакет также используется для обоснования сети наблюдательных скважин, призванных мониторить безопасность хранилища. Организации, эксплуатирующие хранилище, строят его согласно утвержденному проекту и результаты мониторинга регулярно рапортуют в муниципальное управление. Система контроля за работой хранилищ финансируется за счет муниципальных налогов.

Проблемы загрязнения возникают, но ресурсы зарезервированы, ответ ственности распределены и проблемы решаются достаточно эффектив но. Но так было далеко не всегда.

1.2. Юридическая история вопроса. Поскольку США являются мировым индустриальным лидером, состояние дел с загрязнением вод ных ресурсов в начале 70-х годов 20-го столетия там было просто ката строфическим, намного хуже чем в СССР в то же самое время. Про мышленные стоки попадали в реки и озера, мусор сваливался в отведенные места без всякой инженерной подготовки. Главный прин цип при выборе расположения свалок имел аббревиатуру NIMBY (Not In My Backyard). В итоге агрессивного поведения индустриалистов, многие водные источники и реки северной Америки превратились в сточные канавы, частым явлением стали «речные пожары», когда заго рались углеводородные пленки, плывущие по поверхности рек. Сбросы муниципальных и промышленных стоков с автомобильных заводов Детройта привели к тому, что купаться в великих озерах Эри и Онтарио стало невозможно, рыбные запасы существенно истощились. Многочис ленные требования пресечь загрязнение со стороны граждан и прессы, в большинстве случаев, игнорировались или натыкались на организован ное сопротивление. Тем не менее, начальное ощущение безысходности в общественном мнении постепенно было замещено крепким оптимиз мом, разьяснительной деятельностью и требованиями перемен со сто роны национальных экологических движений (Sierra Club) и регио нальных групп (Wyoming Outdoor Council). В первый День Земли, в 1970 г., состоялась самая большая демонстрация в истории США – 20 миллионов людей вышли на улицы, чтобы варазить протест против растущей угрозы экологической катастрофы.

В определенный момент, суммарные усилия общественных движе ний и законодателей обрели критическую массу и привели к постановке 170 М.И. Гоголев Закона о Чистой Воде (Clean Water Act (1972). Этот Закон заслуживает того, чтобы остановиться на нем подробнее.

Закон содержал конкретное требование вернуть все воды США в состояние, позволяющее рыбачить и купаться, в конкретный срок – до конца 1985 г. и дал регуляторам инструменты, позволяющие выполнить это требование на самом деле. В Законе были даны определения поня тий, порядок разработки технологических стандартов (ответственный – федеральное агентство по охране природы (US EPA), программа иссле дований и инвентаризации водных ресурсов, система финансирования очистных сооружений, порядок регулирования и выдачи разрешений, система наказаний. Закон признавал, что компании и государственные чиновники, включая федеральное агентство по охране природы, могут иметь личный интерес или отсутствие политической воли, препят свующей наказанию влиятельных нарушителей. Для решения этой про блемы, Закон наделил граждан, которые пострадали от загрязнения, правом привлекать к суду отдельных загрязнителей или государствен ных чиновников для того, чтобы защитить водные источники, исполь зуемые для жизни и отдыха. В частности, граждане получили право требовать в федеральном суде возмещение всех судебных издержек и наложение на ответчика финансового штрафа вплоть до 37 500 долла ров в день. После принятия Закона, именно этот юридический механизм стал основным средством обеспечения выполнения Закона.

Однако, само прохождение закона составило примечательный по сво ему драматизму процесс. После того, как проект Закона прошел согласо вания, включил поправки и был принят в Сенате и Конгрессе США, он был направлен на подпись президенту Никсону. Никсон наложил вето на Закон, ссылаясь на нежелание поднимать налоги, чтобы собрать «умопо мрачающую, взрывающую бюджет сумму в 24 миллиарда долларов», необходимую для воплощения Закона. Сенат и Конгресс США провели обсуждение положения 17–18 октября 1972 г. и проголосовали: Сенат 52 – «за», 12 – «против»;

Конгресс: 247 – «за», 23 – «против», чтобы пре одолеть вето президента и принять Закон. Очень редко наблюдалось та кое единение представителей конкурирующих партий в законодательном собрании США после этого.

В соответствии с законом, US EPA выпустило технические требова ния для хранилищ твердых и опасный отходов, которые были приняты Конгрессом в 1984 г, а группа из нескольких десятков ученых, прорабо тав несколько лет, подготовила первую версию программы HELP. Наша группа расширила и довела эту технологию до широкого внедрения в практику гражданского строительства.

Прошло 40 лет активного труда после принятия Закона. Конечно, не все водные ресурсы были восстановлены в первозданном виде к 1985 г., Теоретические и прикладные аспекты региональной гидрогеологии однако в 2012 г. 65% рек и озер прошли тестирование на пригодность к рыбалке и купанию, а 90.7% муниципальных систем водоснабжения соответствуют всем стандартам здравоохранения.

Пример Региональная оценка защищенности подземых вод 2.2. Юридическая история вопроса. Подземные воды являются основным источником водопотребления во многих муниципалитетах провинции Онтарио Канады. Потребление подземных вод регулирова лось на определенном уровне, однако, региональные исследования защищенности подземных вод находились на зачаточной стадии. Си туация резко изменилась после того, как в 2000 году система водоснаб жения города Валкертон оказалась загрязнена эколи-бактерией, что привело к человеческим жертвам. Правительство Онтарио организовало специальную комиссию под началом судьи О’Коннора, которая собира ла информацию и допросила сотни свидетелей. Комиссия выяснила, что бетонное хранилище свиного навоза на близлежащей ферме дало ряд трещин и его содержимое было увлечено потоком подземных вод через слой кавернозных доломитов к скважине городского водозабора. Сис тема раннего обнаружения загрязнений в городе существовала, но под вел человеческий фактор. Два брата, Стен и Франк Кубел, администра тор и мастер водопроводной сети фальсифицировали данные анализов воды, не отправляя их в лабораторию и переписывая данные. Семь че ловек скончалось от отравления и еще 2500 заболели. Судья О’Коннор представил ряд наблюдений, в частности указав на отсутствие систем ных исследований защищенности ресурсов подземных вод. Гидрогело гическая часть доклада комиссии составила 62 страницы и была пред ставлена на хорошем научном уровне [6]. Судья О’Коннор вынес определение, требующее инвентаризации и оценки защищенности му ниципальных водозаборов, а также контроля защищенности.

Отвечая на запрос комиссии О’Коннора, правительство Онтарио выделило средства на инвентаризацию источников подземных вод и оценку защищенности отдельных скважин и муниципальных водозабо ров. Специалисты министерства охраны природы разработали техниче ские требования: для каждой скважины должен быть расчитан индекс защищенности подземных вод от загрязнений, для каждого муници пального водозабора моделированием должна быть определена зона захвата для периодов 2, 10 и 25 лет и все возможные источники загряз нения в этих зонах должны быть оценены [3]. Работы для разных частей Онтарио были распределены через тендеры.

Нашей группе выпало провести расчеты защищенности отдельных скважин и определить зоны захвата муниципальных водозаборов само го большого водосборного бассейна Онтарио – природноохранного 172 М.И. Гоголев комплекса р. Трент. На территории этого бассейна водозаборы распола гались на участках как с преобладанием осадочных четвертичных по род, так и на участках докембрийского Канадского Щита.

2.3. Технология очистки базы данных. Мы получили в наше рас поряжение базу данных водозаборных скважин и колодцев, составлен ную по данным буровых работ за последние 20 лет. Эта база данных содержала данные о геологии, водоносности, пробных откачках, конст рукции для 62 907 скважин бассейна р. Трент, распределенные в реля ционной структуре, связывающей 87 таблиц. Поскольку база данных пополнялась по данным полевых работ, выполненных буровыми брига дами разного уровня квалификации, база была полна ошибок и пара доксальных данных. Особенно много проблем существовало с коорди натами и абсолютными отметками скважин. Мы разработали систему программных утилит, которые позволили отфильтровать скважины с проблемными координатами и высотными отметками. Для последней задачи мы использовали цифровую модель высоты местности, создан ную министерством природных ресурсов Онтарио по независимым данным. В результате этой работы нам пришлось отфильтровать 61% скважин, которые не прошли контроль качества.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 15 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.