Условия формирования водных ресурсов на территории Восточного Оренбуржья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Условия формирования водных ресурсов на территории Восточного Оренбуржья

Леонтьева Т.В., Куделина И.В., Фатюнина М.В. Оренбургский государственный университет

Восточное Оренбуржье относится к водо-дефицитным территориям, и ситуация в регионе усугубляется в связи с отсутствием кадров, владеющих современными технологиями и методами исследования. Восполнение запасов подземных вод за счет аккумуляции части паводкового стока должно стать одним из основных направлений по принятию обоснованных и оправданных с гидрогеологических и социально-экономических позиций решений по управлению водными ресурсами.

Маловодные горно-складчатые районы Восточного Оренбуржья приурочены к сухостепной ландшафтно-климатической зоне на границе с полупустыней. Здесь открыты десятки месторождений твердых полезных ископаемых. Природные условия территории обусловлены дефицитом водных ресурсов.

Рисунок 1. - Карта-схема бассейнов стока исследуемой территории (составили Т.В Леонтьева и А.Я. Гаев): Макробассейны стока: 1 ? Область внутреннего стока; 2 - Тобольский, 3 - Уральский; а - границы мезо-бассейнов первого порядка; б - границы мезо-бассейнов второго порядка. Мезобассейны стока: I - Губерлинский; II - Орьский; III - Больше-Кумакский; III-1 - Жарлыкский; III-2 - Кумакский; IV - Суундукский.

Восточный склон Южного Урала представляет собой широкую волнистую возвышенную равнину с холмистыми грядами и отдельными останцами на склонах долин рек. Отсутствуют лесные насаждения, и только по берегам рек растут кустарники и одиночные деревья. Западная часть территории приурочена к бассейну р. Урал, а восточная ? к бессточной области внутреннего стока, за исключением небольшой части Тобольского бассейна на крайнем северо-востоке (рисунок 1). Гидрографическая сеть развита слабо даже на западе территории. Реки Киембай, Шандаша, Карабутак и Славенка ? многоводные весной, но превращаются летом в цепочку плесов и слабых водотоков. Они являются правобережными притоками Урала ? Ори и Кумака.

Уральская горно-складчатая система сложена комплексом пород от протерозойского до четвертичного возраста. Самые древние из них ? метаморфические сланцы, кварциты и гипербазиты выходят на поверхность в пределах Восточно-Уральского антиклинория. Северо-западнее нашей территории, на Кусинском железорудном месторождении Л.Н. Овчинников с соавторами определил возраст наиболее устойчивых минералов титана в 2,4-3,6 млрд. лет в породах, которыми сложены субширотные структуры доуралидов. Материал этих структур был ассимилирован с породами каледоно-герцинского цикла тектогенеза. Восточно-Уральское поднятие сложено интрузиями Адамовского, Карабутакского и др. массивов гранитоидов, гранитов, диоритов, серпентинитов и реже гранито-гнейсов, дунитов, пироксенитов и габбро. Их возраст оценивается от верхне-протерозойского до нижне-каменноугольного.

Вулканогенно-осадочные и эффузивные образования девона и карбона в Магнитогорском прогибе по геофизическим данным имеют мощность до 25000 м [5]. В составе девона преобладают песчаники, алевролиты, конгломераты, гравелиты, известняки, сланцы, порфириты, а в карбоне ? известняки, песчаники, конгломераты, аргиллиты, глинистые сланцы, диабазы, андезиты и их туфы мощностью до 1000 м. Менее распространены гравелиты, конгломераты, аргиллиты, алевролиты, песчаники, а в низах разреза ? гипсы, ангидриты и загипсованными алевролиты, аргиллиты и известняки пермской системы мощностью до 2100 м. Они фациально изменчивы в плане и в разрезе.

В Орской, Таналыкской и др. депрессиях выявлены пески, песчаники и галечники нижней и средней юры, перекрытые глинами и алевролитами с линзами и прослоями песков и песчаников с общей мощностью до 100 м. Выше по разрезу залегают породы меловой системы: конгломераты и песчаники, перекрытые глинами с линзами песков и конгломератов. Среди них локально выявлены кварцевые и глауконитовые пески с включениями конгломератов и фосфоритов. Мощность мела достигает 320 м. В Орской депрессии распространены глины и пески неогена мощностью до 50 м. (рисунок 2).

Рисунок 2. - Схема тектонического строения Восточного Оренбуржья.

Четвертичные аллювиальные, делювиальные и элювиальные образования развиты повсеместно: аллювий ? в долинах рек, элювий и делювий - на водоразделах и склонах. Песчано-гравийно-галечный, супесчаный и суглинистый аллювий имеет мощность до 20 м, как и делювиальные суглинки. Мощность элювия не превышает 10 м.

Геологические и физико-географические особенности региона определили сложные условия формирования природных вод и высокий уровень уязвимости их к загрязнению. Большая техногенная нагрузка горнодобывающих предприятий еще больше затрудняет решение водохозяйственных проблем региона. Поэтому природные и техногенные факторы формирования водных ресурсов являются актуальным объектом исследования, включая его гидрогеологические особенности, разработку мероприятий по оптимизации водопользования и предотвращение негативных геодинамических процессов.

В исследованиях использованы методы сбора и анализа фондовых и литературных источников по гидрогеологии региона, отечественному и зарубежному опыту решения таких задач, выполнено гидролого-гидрогеологическое районирование территории с выделением мезо-бассейнов стока и районов с различным уровнем техногенной нагрузки, выявление закономерностей формирования природных вод [2], разработаны рекомендаций по защите и рациональному использованию водных ресурсов.

Выполнен сбор материалов по водным ресурсам региона, обследование с опробованием и анализом водных объектов (таблица 1), по результатам построена карта-схема бассейнов стока исследуемой территории (рисунок 1).

Ручей Свистун одни из объектов изучения, является правобережным притоком р. Б. Кумак, которая в свою очередь является левобережным притоком р. Урал. Протяженность этого маловодного водотока, составляет 14 км с площадью водосбора в 91,2 км². Уклон его русла и других малых рек территории не превышает 0,005 при высоте водосбора до 270 м. Ручей течет по балке периодически. В весеннее половодье проходит 95-97% от годового стока. Для запаса воды на летний период на таких водотоках создаются водохранилища.

На ручье построена плотина с водохранилищем Гранитное. Воды впадающие в него текут периодически с расходом в половодье от 0,43 м³/с при обеспеченности стока 95% до 180 м³/с при обеспеченности в 0,5%. Зависят от атмосферных осадков и интенсивности снеготаяния. Вскрывается ручей в последней декаде марта - начале апреля. Глубина воды в нем составляет 0,1-0,5 м. Четко проявляются половодье и межени. В засуху 2010 и 2014 гг. высыхало большинство плесов. Русло ручья глинисто-илистое с водной растительностью по берегам. В паводок уровень воды соответствует НПУ при полезном объеме водохранилища 2,5 млн. м³. Пропуски воды в водохранилище зависят от количества снега и обеспеченности стока. Норма весеннего стока составляет 3,8 млн. м³ при глубине водоема до 14 м у плотины, и 2,7-3 м ? в верхней его части. Течение воды в водоеме определяется ветрами. Водохранилище окружено степным рельефом от обрывистого до пологого.

Таблица 1. Распределение стока по бассейнам

Зимние морозы обусловили ледостав с ноября до апреля с толщиной льда до 1,0 м. По химическому составу воды гидрокарбонатно-сульфатно-натриево-магниевые (таблица 2). Исследуемая территория относится к Уральскому макро-бассейну. Распространены воды аллювиального водоносного горизонта и трещинные воды пород палеозоя. Они взаимосвязаны, глубина залегания уровня составляет 2,0-4,0 м. Уклон зеркала подземных вод у водохранилища «Гранитное» не превышает 0,0025. Питание их ? инфильтрационное, за счет атмосферных осадков. В долине ручья Свистун средняя мощность аллювиального песчано-гравийно-галечного водоносного горизонта не превышает 4,0 м. Он развит на пойме и первой надпойменной террасе. Его коэффициент фильтрации составляет 13,5 м/сут. Воды трещинного типа распространены повсеместно до глубины 30-60 м. Нами в июле-августе 2011 г. опробованы водные скважины одного горнодобывающего предприятия с водами трещинного типа, вскрытые на глубинах 3,8-9,5 м.

Таблица 2. Химический состав вод водохранилища Гранитное

Уровень установился на глубине 3,0-6,8 м, с абсолютными отметками 250,4-258,60 м. Ряд скважин оказался сначала безводным, но вода через 24 часа появилась на глубине 3,9-6,0 м с отметками 243,6-257,7 м, что и принято за статический уровень. Подземные воды разгружаются через аллювиальный горизонт руч. Свистун в бассейн р. Б. Кумак. Несмотря на небольшую мощность аллювиального водоносного горизонта ручья Свистун, эксплуатируемого водозабором пос. Гранитный, этот водозабор справляется с хозяйственно-питьевым обеспечением поселка с количеством жителей, согласно переписи населения, за 2010 год, составляет 1061 человек. Хорошая взаимосвязь аллювиального горизонта с трещинными водами гранитного массива и аккумуляция воды в водохранилище, восполняющего эксплуатационные запасы водозабора, обеспечивают его работу на хорошем уровне.

Дефицит водных ресурсов в Восточном Оренбуржье обусловлен природными и техногенными факторами, а также отсутствием внедрения прогрессивных технологий по восполнению запасов природных вод. Опыт восполнения эксплуатационных запасов подземных вод водозаборов хозяйственно-питьевого назначения за счет аккумулированных паводковых вод водохранилища Гранитное следует широко использовать на всей территории Восточного Оренбуржья. Исследуемый регион, в связи со значительными ресурсами минерального сырья и весьма сложными природными условиями его освоения требует разработки научно-технической программы для дальнейшего освоения. Она должна включать проекты восполнения эксплуатационных запасов подземных вод, барьерные технологии по их защите от загрязнения и истощения, а также проекты систем мониторинга водных объектов и окружающей среды.

бассейн сток водохранилище паводковый

Список литературы

1. Гаев А.Я. Гидрогеохимия Урала и вопросы охраны подземных вод [Текст]/ А.Я. Гаев. - Свердловск: Изд-во Урал, ун-та, 1989. -368 с.

2. Гаев А.Я. Фундаментальные и прикладные проблемы гидросферы. Часть 1. Основы гидрогеологии [Текст]: учеб. пособие / А.Я. Гаев, Ю.А. Килин, Е.Б. Савилова, О.Н. Маликова. Под общ. ред. А.Я. Гаева. - М.: Университетская книга, 2016. - 160 с.

3. Гацков В.Г. Системы мониторинга окружающей среды и недр нефтегазоносных территорий [Текст]: монография / В.Г. Гацков, Н.Ф. Козлов, А.В. Лукиных и др. - Оренбург: Оренбургское книжное издательство, 2011. - 144 с.

4. Сидоренко А.В. Гидрогеология СССР [Текст]: монография. - М.: Недра, 1972. Т. 43. - 272с.

5. Леонтьева Т.В. Гидрогеологические условия водохозяйственного освоения территории Восточного Оренбуржья / Т.В. Леонтьева // Грозненский естественнонаучный бюллетень научно-технический журнал. - 2018. № 3 - С. 36-41.

6. Леонтьева Т.В. О гидрогеологических условия водохозяйственного освоения территории Восточного Оренбуржья / Т.В. Леонтьева // Наука, новые технологии и инновации. - 2018. - № 2. - С. 73-76.

Размещено на Allbest.ru