Гидрология

ГЛАВНОЕ ИСКОПАЕМОЕ ЗЕМЛИ

На протяжении многих веков у людей складывалось представление о питьевой воде как о жизненно необходимой, но никогда не иссякающей. Однако с ростом населения планеты, развитием промышленности и сельского хозяйства во многих странах ее стало не хватать (ныне на территории, составляющей около 60% суши Земли). Проблему эту неоднократно обсуждали на конференциях и симпозиумах ООН, ЮНЕСКО, международных ассоциаций гидрогеологов, общественных организаций. В решении ее все большее внимание сегодня уделяется такому надежному источнику хозяйственно-питьевого снабжения населения, как подземные воды, которые геологи называют полезным ископаемым номер один.

Данной теме и посвящена недавно вышедшая в свет монография "Подземные воды мира: ресурсы, использование, прогнозы", написанная специалистами России, Австралии, Бразилии, Гвинеи, Индии, Испании, Китая, Новой Зеландии, Сирии, США, Франции, Чехии, Японии (М.: Наука, 2007 / Под редакцией доктора геолого-минералогических наук Игоря Зекцера, сотрудника Института водных проблем РАН). Она рассчитана прежде всего на гидрологов, гидрогеологов, экологов, географов разного профиля, профессионалов, занимающихся вопросами водоснабжения предприятий и населения, хотя, несомненно, вызовет немалый интерес и у широкого круга читателей.

Цель авторов - расширить понимание современного состояния и перспектив использования подземных вод для различных нужд человечества. Конечно, в ранее вышедших трудах отечественных и западных ученых есть подробные и детальные описания гидрогеологии суши*. Однако проведение общего анализа и выработка ее оценки по континентам и земного шара в целом предприняты впервые.


glavnoe-iskopaemoe-zemli

Гидрогеологические районы первого порядка

I-1 Предкавказский артезианский бассейн

I-2 Донецкий артезианский бассейн

I-3 Балтийско-Польский артезианский бассейн

I-4 Средне-Русский артезианский бассейн

I-5 Восточно-Русский артезианский бассейн

I-6 Днепрово-Донецкий артезианский бассейн

I-7 Предуральский предгорный бассейн

I-8 Прикаспийский артезианский бассейн

V-9 Балтийский гидрогеологичческий массив

I-10 Тимано-Печорский артезианский бассейн

IV-25 Кавказская горно-складчатая область

IV-38 Большеуральская горно-складчатая область

Карта-схема гидрогеологического районирования европейской части России.

В большинстве развитых, а также во многих развивающихся странах, отмечено в книге, эксплуатация подземных запасов H2O - главный, а порой и единственный источник водоснабжения: 100% в Австрии и Дании; более 90 - в Италии; 88 - в Венгрии; 70 - 80 - в Германии, Швейцарии и Польше; свыше 60 - в Греции, Бельгии и Голландии; 56 - во Франции; почти 79 - в Евросоюзе в целом; в России доля подземного водохозяйственного забора составляет около 45%**.

В монографии всесторонне рассмотрены и экономические аспекты этой проблемы. Как известно, цена ее решения зависит от уровня залегания вод: чем глубже скважина, тем выше стоимость оборудования, затраты на потребление электроэнергии, закупку трансформаторов, насосов, других приборов и механизмов. Одновременно в ходе строительства новых скважин усложняются и управленческие задачи, связанные с землепользованием, применением агрохимикатов, введением ограничивающих пределов зон, в которых водоносный горизонт подлежит особому контролю.

Как показали авторы, весьма существенное значение имеют также медико-экологические факторы при осуществлении подземного водозабора. Они очертили широкий диапазон патологических состояний населения, спровоцированных качеством воды, попаданием в нее инфекций, вызывающих такие заболевания, как брюшной тиф, паратиф, дизентерия, холера, сальмонеллез, вирусный гепатит и др. Причины их возникновения - загрязнение потоками либо самой скважины, либо коммуникаций водопроводов. Вместе с тем употребление некачественной питьевой воды***, попадание в нее тяжелых металлов, токсичных органических соединений, радиоактивных веществ объясняют и поражение у людей сердечно-сосудистой, нервной, иммунной систем, опорно-двигательного аппарата, появление аллергии и прочее.

Наконец, накопившиеся к настоящему времени отечественные и зарубежные данные свидетельствуют о связи ряда патологических состояний населения с длительным использованием слишком "мягких" и, наоборот, очень "жестких" питьевых вод, отличающихся прежде всего содержанием карбонатов и гидрокарбонатов кальция и магния. В первом случае речь идет в основном о сердечно-сосудистой патологии (гипертония), во втором - о нарушениях работы желудочно-кишечного тракта.

Следует отметить, в книге есть сведения и о том, что большинство подземных водозаборов в Московском регионе расположены в местах сильного производственного загрязнения. В некоторых из них отмечено превышение в несколько раз принятых стандартов содержания марганца, фтора, хлоридов, мышьяка, селена и свинца. Причиной тому - нарушения правил хранения и внесения в почву удобрений местных животноводческих хозяйств.

glavnoe-iskopaemoe-zemli

Гидрогеологические области

3 Большеуральская

4 Западно-Сибирская

5 Восточно-Сибирская платформенная

6 Верхояно-Чукотская

7 Восточно-Сибирская складчатая

8 Коряко-Камчатско-Курильская

9 Сихотэ-Алиньская

10 Амурская

11 Амуро-Охотская

12 Сахалинская

13 Саяно-Алтайско-Енисейская

14 Таймырская

Карта-схема гидрогеологического районирования азиатской части России.

Ряд глав монографии посвящены анализу происхождения и запасов подземных вод Земли. Что же касается России, то, как показано в материалах исследований, наши ученые в последние годы выполнили значительные работы по региональной характеристике всех гидрогеологических массивов, составили карты различного масштаба, на которых отражены модули эксплуатационных ресурсов соответствующих подземных водных источников. Все это создало основу для планирования поисково-разведочной деятельности с целью организации достаточного водоснабжения конкретных объектов.

Общее использование подземных вод на европейской части России оценивается в 22,5 млн. м3/сут: 17,4 из них идет на хозяйственно-кухонное удовлетворение городского и сельского населения, около 4,6 - на технические цели и 0,5 млн. м3/сут - на орошение земель и обводнение пастбищ. Наиболее эффективно эти ресурсы расходуются (доля в хозяйственно-питьевом снабжении превышает 90%) в Орловской, Смоленской, Тульской, Белгородской, Воронежской, Курской, Липецкой, Тамбовской областях (Центральный федеральный округ), Мордовии и Оренбургской области (Приволжский федеральный округ), Краснодарском крае, в Ингушетии, Кабардино-Балкарии и Северной Осетии-Алании (Северо-Кавказский федеральный округ). Слабо используются подземные воды (доля не превышает 10%) в Карелии, Мурманской области, Санкт-Петербурге (Северо-Западный федеральный округ), Москве (Центральный федеральный округ), Астраханской области (Северо-Кавказский федеральный округ).

Изыскания показали также, что доля большинства наших городов, в которых водоснабжение базируется преимущественно на подземных источниках, уменьшается с ростом населения. Значит, сопоставление нынешнего расходования этих источников с прогнозными эксплуатационными ресурсами и разведанными запасами показывает: их использование можно существенно увеличить. Крупные же города страны, требующие довольно значительного повышения объемов подачи воды, могут оказаться в весьма неблагоприятных условиях или потребовать ее доставки с отдаленных скважин.

Сложная ситуация с ресурсами и использованием пресных подземных вод складывается в азиатской части РФ, представляющей огромный регион, общая площадь которого превышает 13 млн. км2. Здесь проживает около 40 млн. человек и расположено свыше 900 городов и поселков. Кроме того, на рассматриваемой территории, прежде всего в Сибири и на Севере, небольшие реки и озера зимой, как правило, замерзают. И подземные источники тут являются единственным поставщиком воды.

Кстати, вначале при оценке прогнозных эксплуатационных ресурсов в некоторых субъектах РФ места, где отмечено сплошное распространение многолетнемерзлых пород, не изучали - их относили к районам с отсутствием условий для добычи питьевых подземных вод. Однако позже здесь выявили месторождения, в том числе достаточно крупные, в частности Талнахское и Ералахское (Норильский промышленный регион), на Колыме, севере Тюменской области. Есть надежда, что они будут обнаружены и в других местах. В пользу этого говорит весьма высокая плотность здесь гидрографической сети (ручья, реки, озера).

Несомненно, немалый интерес вызовет у читателей и глава "Минеральные и теплоэнергетические воды". Авторы поясняют: первыми можно называть только подземные воды с лечебными (в том числе бальнеотерапевтическими) свойствами. Ко вторым относятся те, чья температура на выходе из глубин планеты достаточно высокая для использования в разных схемах (геотермальные электростанции, теплофикационные сети, другие технологические процессы).

Подземные минеральные воды благодаря своему составу (углекислый газ, гидросульфид, радон и т.д.), а также повышенному содержанию биологически активных компонентов (сульфиды, органика, мышьяк, бор, йод, бром) и специфическим свойствам (радиоактивность, температура, окислительно-восстановительный потенциал) представляют собой природный лечебный фактор, оздоровительно воздействующий на организм человека.

Соответствующие потенциальные отечественные ресурсы сосредоточены в основном на Кавказе, в Восточной Сибири, в Зея-Буреинском междуречье (Дальний Восток), на Сихотэ-Алине, Сахалине, в Корякском автономном округе, на Камчатке и Курилах.

Что же касается теплоэнергетических вод, то в России их принято подразделять на три класса: низкопотенциальные - с температурой от 20 до 100°C, являющиеся важнейшим средством теплоснабжения, их эффективность повышается, если соответствующие объекты оборудованы нагревательными и вентиляционными системами; среднепотенциальные - с температурой от 100 до 150°C, применяемые как для теплоснабжения, так и для производства электроэнергии в установках бинарного цикла; высокопотенциальные - с температурой выше 150°C, используемые для выработки электроэнергии в установках прямого цикла.

В РФ основные геотермальные ресурсы в разных масштабах сосредоточены на севере Кавказа, в Западной Сибири, Прибайкалье и Курило-Камчатском регионе. Кстати, в последнем освоена очень малая часть потенциальных возможностей горячих источников.

В заключение авторы монографии определили основные пути дальнейших исследований, связанных с оценкой запасов подземных вод, разработкой природоохранных критериев, новых методов поиска и разведки месторождений главного ископаемого Земли.

* См.: И. Зекцер. Нет более драгоценного полезного ископаемого, чем вода. - Наука в России, 2002, N 2

** См.: Как поделить пресную воду? - Наука в России, 2004, N 1

*** См.: А. Первеев, Е. Борисова. Глубокая очистка воды. - Наука в России, 2001, N 2


Ярослав РЕНЬКАС, журналист

Авторские права на статьи принадлежат их авторам
Проект компании Kocmi LTD