География и геология/3. Гидрология и водные ресурсы
Д. г.-м. н. Бочаров В.Л., Бабкина О.А.,
Овчинникова Е.С.
Воронежский государственный университет
Ресурсы и качество подземных вод в
бассейне р. Усмань
(Воронежская область)
Подземные воды, обладая естественной
защищенностью от поверхностного загрязнения, являются важнейшим источником
питьевого водоснабжения. Потребление их, неуклонно возрастает. Прогнозные
эксплутационные ресурсы подземных вод Воронежской области изучались многими
исследователями [1]. За истекшие десятилетия произошло некоторое увеличение
прогнозных ресурсов, однако, соотношение ресурсного потенциала и доли его
использования сохранилась на прежнем уровне.
Объектом данного исследования явились
подземные воды бассейна р. Усмань, относящегося к Северному гидрогеологическому
району Воронежской области. Кроме этой реки в бассейн входят ее притоки – р.
Хава и р. Тамлык. Площадь бассейна составляет 2514 км2, где
проживает 90,6 тыс. чел. Здесь развито интенсивное сельскохозяйственное
производство, поэтому использование водных ресурсов довольно велико и
составляет в настоящее время 16,3 тыс.м3/сут. Однако, ресурсы
приходящиеся на единицу площади (0,013 тыс.м3/сут.) и на единицу
населения (0,23 м3/сут.) недостаточны. Они уступают другим гидрогеологическим районам
области, находящимся в бассейнах рек Дон, Воронеж, Хопер, Битюг. Отсюда следует необходимость в поиске новых
источников подземного водоснабжения за счет ввода в эксплуатацию новых
месторождений пресных подземных вод [2].
В пределах бассейна р. Усмань
распространены подземные воды двух структурно-гидрогеологических этажей –
верхнего и нижнего. Подземные воды верхнего этажа приурочены к песчаным породам
современного, четвертичного и неогенового возрастов. Их отличает безнапорный
характер и поровый тип циркуляции. Подземные воды нижнего этажа связаны с
терригенно-карбонатными отложениями девона и кристаллическими породами
докембрийского фундамента. Это воды напорные с трещинно-пластовым и карстово-трещинным типами циркуляции. Для
водоснабжения населения используются в основном подземные воды верхнего
структурно-гидрогеологического этажа, представленные совмещённым
неоген-четвертичным водоносным комплексом. Суточный отбор по данному комплексу
составляет 15,7 тыс. м3/сут. Из нижнего структурно-гидрогеологического
этажа используются только подземные воды девонского комплекса (0,61 тыс. м3/сут.).
Особого внимания заслуживает анализ
качества воды питьевого назначения. Подземные воды неоген-четвертичного
водоносного комплекса в целом соответствуют требованиям, установленным нормам и
правилам санитарно – эпидемиологического контроля, однако в ряде случаев
наблюдается превышение нормативных показателей по концентрации железа,
марганца, активных солей азота, нефтепродуктов (таблица). Это можно объяснить
как естественными условиями формирования подземных вод, так и техногенными
факторами, накладывающим отпечаток на природный геохимический фон. В целом же
подземные воды неоген-четвертичного комплекса достаточно устойчивы в
гидрогеохимическом отношении и пригодны для удовлетворения потребностей в
питьевом водоснабжении.
Девонский водоносный комплекс,
объединяющий водовмещающие отложения верхнего и среднего отделов этой системы,
имеет ограниченное распространение в бассейне р. Усмань. Водоносный комплекс
представлен трещиноватыми известняками, песчаниками, мелко- и среднезернистыми
песками и алевролитами. Девонские воды обладают устойчивой естественной
защищённостью от поверхностного загрязнения, поскольку сконцентрированы на
глубинах 80 – 160 м. Они отличаются выдержанным химическим составом и
благоприятным соотношением, как главных ионов, так и микрокомпонентов. Воды
мягкие (минерализация 0,3 – 0,5 г/дм3, жёсткость 4,5 – 5 ммоль/дм3),
слабо щелочные (рН = 6,9-7,4), содержат низкие концентрации железа (0,1-0,17 мг/дм3)
и марганца (0,04-0,08 мг/дм3), практически лишены нитратов и
безупречны в бактериологическом отношении.
Таблица
Химический состав подземных вод питьевого назначения бассейна
р. Усмань
|
№ |
Ингредиенты |
Ед. измере-ния |
р. Усмань |
р. Хава |
р. Тамлык |
|||||
|
N+Q(n=36) |
D (n=23) |
N+Q(n=32) |
||||||||
|
X |
S |
X |
S |
X |
S |
X |
S |
|||
|
1. |
активная
реакция (pH) |
- |
7,2 |
2,4 |
7,0 |
3,2 |
7,3 |
3,2 |
6,9 |
4,6 |
|
2. |
азот
аммиака солевого (NH4) |
мг/дм3 |
0,65 |
0,22 |
0,3 |
0,2 |
0,8 |
0,45 |
0,42 |
0,12 |
|
3. |
азот
азотистой кислоты (NO2) |
мг/дм3 |
0,35 |
0,18 |
0,22 |
0,14 |
0,45 |
0,35 |
0,35 |
0,35 |
|
4. |
азот
азотной кислоты (NO3) |
мг/дм3 |
35,4 |
6,4 |
20,6 |
12,2 |
35,1 |
12,3 |
36,6 |
19,3 |
|
5. |
окисляемость
(O2) |
мг/дм3 |
3,5 |
1,2 |
2,6 |
1,8 |
3,4 |
2,5 |
3,2 |
2,5 |
|
6. |
хлориды
(Сl) |
мг/дм3 |
35,5 |
10,2 |
25,3 |
15,2 |
40,5 |
24,3 |
45,5 |
24,3 |
|
7. |
сульфаты
(SO4) |
мг/дм3 |
115,2 |
18,4 |
124,0 |
48,8 |
118,4 |
38,8 |
102,8 |
67,5 |
|
8. |
углекислота
гидрокар-бонатная (HCO3) |
мг/дм3 |
65,4 |
12,8 |
58,9 |
28,1 |
68,4 |
28,1 |
68,8 |
43,1 |
|
9. |
кальций
(Ca) |
мг/дм3 |
78,3 |
14,6 |
68,7 |
18,9 |
119,2 |
63,8 |
78,9 |
43,8 |
|
10.
|
магний (Mg) |
мг/дм3 |
22,2 |
8,3 |
12,4 |
6,2 |
28,0 |
18,4 |
19,8 |
19,4 |
|
11.
|
натрий +калий (Na+K) |
мг/дм3 |
95,5 |
15,6 |
65,8 |
33,1 |
98,9 |
32,4 |
88,2 |
45,4 |
|
12.
|
железо общее (Fe) |
мг/дм3 |
0,25 |
0,11 |
0,12 |
0,1 |
0,26 |
0,2 |
0,26 |
0,24 |
|
13.
|
марганец (Mn) |
мг/дм3 |
0,08 |
0,03 |
0,06 |
0,05 |
0,1 |
0,07 |
0,1 |
0,09 |
|
14.
|
свинец (Pb) |
мг/дм3 |
0,002 |
0,002 |
0,002 |
0,002 |
0,002 |
0,002 |
не обн. |
н. о. |
|
15.
|
медь (Cu) |
мг/дм3 |
0,05 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,04 |
0,02 |
0,04 |
0,05 |
|
16.
|
фтор (F) |
мг/дм3 |
0,3 |
0,2 |
0,2 |
0,08 |
0,24 |
0,3 |
0,32 |
0,35 |
|
17.
|
йод (I) |
мг/дм3 |
0,002 |
0,003 |
0,0025 |
0,001 |
не обн. |
н.о. |
н.о. |
н.о. |
|
18.
|
бром (Br) |
мг/дм3 |
0,1 |
0,11 |
0,12 |
0,08 |
0,12 |
0,08 |
0,2 |
0,18 |
|
19.
|
сероводород (H2S) |
мг/дм3 |
0,35 |
0,24 |
0,15 |
0,08 |
0,24 |
0,22 |
0,36 |
0,28 |
|
20.
|
нефтепродукты |
мг/дм3 |
0,04 |
0,035 |
0,008 |
0,005 |
0,0035 |
0,006 |
0,1 |
0,08 |
|
21.
|
жесткость общая (H) |
мг-экв/дм3 |
6,0 |
2,4 |
4,8 |
3,8 |
6,4 |
7,4. |
6,3 |
3,4 |
|
22.
|
минерализация (M) |
г/дм3 |
0,48 |
0,4 |
0,4 |
0,25 |
0,55 |
0,48 |
0,48 |
0,38 |
Примечание: 1. N+Q – неоген-четвертичный водоносный комплекс, D – девонский водоносный комплекс, 2. X – среднее арифметическое, S – стандартное отклонение, n –количество определений, не обн. – элемент не обнаружен, н.о. – содержание элемента не определялось.
Литература:
1.
Бочаров В.Л., Строгонова
Л.Н., Овчинникова Е.С. Проблемы изучения и использования ресурсов подземных
питьевых вод Воронежской области // Вестник Воронеж. ун-та. Сер. геол., 2010, №
1. – С. 243-251.
2.
Смольянинов В.М. Подземные
воды Центрально-Черноземного региона: их формирование, использование / В.М.
Смольянинов – Воронеж: Истоки, 2003. – 250 с.