Экологическое состояние бассейна реки Днепр в пределах Смоленской области

 

2.8 Характеристика  экологического состояния подземных  вод

 

Экологические характеристики реки (ее режим, химический состав) находятся  в прямой зависимости от состояния  подземных вод, являющихся важным элементом  питания рек. Следовательно, характеристика экологического состояния подземных  вод территории Смоленской области  и представление данных мониторинга  за 2000–2007 гг. будут важным элементом при характеристике экологического состояния бассейна Днепра.

На территории области  существует опорная государственная  наблюдательная сеть по изучению уровенного, температурного и гидрохимического режима пресных подземных вод, организованная в 1971 г. В 22-х скважинах регулярные наблюдения проводятся с 1965 г.

К настоящему времени режимная сеть оборудована 186 скважинами на 45 участках и характеризует 21 объект ГМГС из 29 объектов, выделенных на площади области  в процессе геолого-экологического районирования.

К опорной государственной  наблюдательной сети относится 68 скважин, к территориальной сети – 118 скважин.

Основными схемами размещения пунктов наблюдений являются линейные створы из одиночных скважин и  кустов на целевые и смежные с  ними водоносные горизонты (20 участков), одиночные кусты на 2–3 горизонта (17 участков) и одиночные скважины, в основном, на целевые горизонты (8 участков).

Средняя плотность наблюдательной сети составляет 1 пункт на 280 км2.

Важнейшими изучаемыми объектами государственного мониторинга  подземных вод являются водоносные горизонты и комплексы четвертичных отложений, водоносные альб-сеноманский, каширский, протвинский, веневско-тарусский, михайловский, бобриковско-тульский, упинский, плавско-хованский, среднефаменский, лебедянский, задонско-елецкий, евлановско-ливенский, воронежский и саргаевско-семилукский  горизонты, то есть основная часть целевых  и взаимодействующих с ними питающих водоносных горизонтов.

В 2000 году изучение режима подземных вод проводилось по 164 скважинам опорной сети на 40 участках, в том числе в 53 скважинах государственной  и в 111 скважинах территориальной  сети. В остальных 22 скважинах замеры не выполнялись по разнообразным  техническим и организационным  причинам.

На площадях с простыми природными и природно-техногенными условиями наблюдения осуществлялись в 98 скважинах, со сложными природно-техногенными условиями – в 37 скважинах, с очень  сложными условиями – в 33 скважинах.

По данным «Информационного бюллетеня о состоянии геологической  среды на территории Смоленской области  за 2000 год» общие прогнозные эксплуатационные ресурсы пресных подземных вод, пригодных для хозяйственно-питьевого  водоснабжения, в пределах области  оценены в количестве 7.6 млн. м3/сутки, из них 6.9 млн. м3/сутки (90.8%) приходится на водоносные горизонты каменноугольных  и верхнедевонских отложений, 0.7 млн. м3/сутки – на грунтовые воды.

Модуль прогнозных ресурсов составляет 155.5 м3/сутки*км2 (1.8 л/с*км2).

При численности населения  области 1133.0 тыс. жителей обеспеченность ресурсами подземных вод питьевого  качества составляет 6.80 м3/сутки на 1 человека.

Емкостные запасы подземных  вод за 2000 год увеличилось на 2.3 км3 по отношению к 1999 году и составили 139.5 км3/год (382.2 млн. м3/сутки).

Эксплуатационные запасы пресных подземных вод по состоянию  на 01.01.2001 разведаны на 44-х месторождениях (участках) для хозяйственно-питьевого  и производственно-технического водоснабжения  городов и поселков области. Запасы утверждены в количестве 745.90 тыс. м3/сутки, из них 655.15 тыс. м3/сутки (87.8%) подготовлены для промышленного освоения.

Степень разведанности  прогнозных ресурсов составляет 9.8%, модуль эксплуатационных запасов – 13.9 м3/сутки*км2 (0.16 л/с*км2).

В отчетном году прироста запасов подземных вод не было.

Суммарный отбор пресных  подземных вод в 2000 году по учтенным данным составил 349.53 тыс. м3/сутки, что  ниже предыдущего периода.

Всего в пределах области  использовано 321.67 тыс. м3/сутки подземных  вод, из них на цели хозяйственно-питьевого  водоснабжения – 246.43 тыс. м3/сутки (70.5% общего водоотбора) и на производственные нужды – 37.68 тыс. м3/сутки (10.8%).

Потери при добыче и  транспортировке подземных вод  составили 27.86 тыс. м3/сутки.

Модуль отбора подземных  вод составляет 7.0 м3/сутки км2 (0.08 л/с*км2).

В постоянной эксплуатации находится 33 разведанных месторождения (участка), здесь в текущем году отобрано 163.01 тыс. м3/сутки.

В целом, в балансе отбора пресных подземных вод для  целей водоснабжения на эксплуатационные запасы приходится 46.6%, степень освоения запасов – 21.9%.

Принятые и утвержденные эксплуатационные запасы подземных  вод бассейна реки Днепр и их использование  представлены в приложении.

На большей части  Смоленской области формирование режима уровней пресных подземных вод  происходит в естественных природных  условиях, что обусловлено приуроченностью  ее территории к зоне питания Московского  артезианского бассейна.

Основными режимообразующими  являются гидрометеорологические факторы.

Гидродинамический режим  подземных вод в естественных условиях формирования в годовом  разрезе характеризуется бимодальным  распределением с наличием весенне-летнего  максимума и осенне-зимнего минимума стояния.

Для первых от поверхности  водоносных горизонтов четвертичного  комплекса присуще наличие ярко выраженного подъема уровней, который  в речных долинах фиксировался в  апреле (Гагаринский, Дачный, Дорогобужский и Кардымовский участки) и совпадал с максимальным подъемом уровня вод на реках области, и в июле-августе и совпадал с максимальным количеством атмосферных осадков. Подъем уровней на водоразделах фиксировался в апреле-мае (Быковский, Жарынский, Красиловский и Радышковский участки). Максимальное снижение уровней грунтовых вод на участках, расположенных в речных долинах приходилось на октябрь, что так же совпадает с минимальными уровнями вод на реках.

Годовые амплитуды изменения  уровней в приречных зонах  составили от 0.3 м до 2.0 м, на водоразделах они не превысили 1.5 м.

Годовое распределении  уровней подземных вод основных нижележащих водоносных горизонтов аналогично.

Годовые амплитуды уровней  подземных вод веневско-тарусского комплекса составили от 2.8 м (Вяземский участок) до 7.14 м (Гагаринский участок), плавско-хованского горизонта – от 0.6 м (Днепровский участок) до 1.0 м (Дорогобужский участок, среднефаменского горизонта – от 0.4 м (Красноборский участок) до 0.9 м (Дачный участок)

В целом, за отчетный 2000 год  среднегодовые уровни подземных  вод основных водоносных горизонтов по отношению к предыдущему периоду  понизились на 0.2–0.4 м, среднегодовые уровни четвертичных отложений повысились от 0.1 до 0.6, что обусловлено климатическими особенностями года.

Гидрохимический режим подземных вод на территории области осуществляется за всеми основными качественными и количественными показателями их состояния. Как правило, по крупным централизованным водозаборам химический контроль осуществляется по 24 элементам и комплексу микрокомпонентов (преимущественно Sr, Mn, F, Se, B, Cd).

На большей части  водозаборов недропользователями  контролируется лишь 12 основных элементов.

За 2000 г. режим целевых водоносных горизонтов характеризуется по результатам 570 химических анализов, имеющихся в базе данных территориального центра. Объем поступившей от недропользователей информации примерно на 30% меньше относительно предыдущего года. Отсутствие недостающей информации было восполнено данными областного центра Госсанэпиднадзора и ГП «Экология». Опробование наблюдательных пунктов режимной сети в текущем году не производилось.

Анализ полученных результатов  произведен по 347 наблюдательным пунктам, характеризующих состояние подземных  вод всех целевых горизонтов по 183 водозаборам.

По химическому составу  подземные воды территории Смоленской области преимущественно гидрокарбонатные кальциево-магниевые; минерализация  их составляет 0,2 – 0,6 г/дм3, общая жесткость 7 – 9 мг-экв/дм3. В пределах централизованных водозаборов крупных промышленных городов значение жесткости возрастает до 9 – 12 мг-экв/дм3 (гг. Ярцево, Дорогобуж, Рославль, Вязьма, Смоленск).

Подземные воды практически  всех водоносных горизонтов характеризуются  природно повышенным содержанием железа. Наиболее высокие его концентрации (3–5 ПДК) свойственны подземным водам  веневско-тарусского комплекса, распространенного  в восточных районах области.

На большей части  остальной территории суммарное  содержание двух- и трехвалентного железа в подземных водах целевых  горизонтов составляет 2–3 ПДК, которое  можно условно принять за фоновое  значение. Для подземных вод Центральной  части территории характерно также  природное повышенное содержание стронция стабильного от 1,5 до 6,6 ПДК. Наиболее высокое его содержание (до 6,6 ПДК) в текущем году было выявлено в  Велижском районе на водозаборах  деревень Белоусово, Заозерье, Городище, эксплуатирующих подземные воды воронежского, евлановско-ливенского и задонско-елецкого водоносных горизонтов. Впервые содержание стронция стабильного  выше ПДК было отмечено в Холм-Жирковском, Глинковском и Демидовском (сан. «Пржевальское») районах.

Природное повышение минерализации  и сульфат-иона до 2–3 ПДК отмечается на водозаборах гг. Демидово, Ярцево, пос. Холм-Жирковский. В г. Демидове во всех пробах подземных вод постоянно фиксируется сероводород, содержание которого достигает 1,55 г./л.

Согласно полученным результатам, на территории области выделено 78 очагов (областей) с повышенным относительно ПДК содержанием загрязняющих веществ, площади очагов загрязнения не превышают 10 км2. При выделении техногенных очагов пороговыми значениями для железа были приняты концентрации выше фоновых, которые для веневско-тарусского горизонта составили больше 5 ПДК, для остальных водоносных горизонтов – больше 3 ПДК.

Техногенное загрязнение  преимущественно железом в сочетании  с марганцем отмечено на 54, а в  сочетании со стронцием стабильным – 23 водозаборах. Содержание фтора  в сочетании со стронцием стабильным зафиксировано в Глинковском  районе, где гидрохимический режим  подземных вод близок к естественным условиям. Содержание фтора, близкое к предельным концентрациям, прослеживается на Бознянском водозаборе в г. Вязьма.

По сравнению с 1999 г. значительное увеличение (на 2 – 4 ПДК) содержания железа отмечается на централизованных водозаборах Гагаринского, Вяземского, Ярцевского, Смоленского и Дорогобужского районов. В отдельных случаях содержание железа достигает 18 – 24 ПДК (г. Смоленск, пос. Верхнеднепровский).

В целом для всех централизованных городских водозаборов на территории области характерна устойчивая тенденция  роста таких показателей состояния  подземных вод как жесткость, минерализация; содержание железа, марганца, фтора. Основной причиной снижения качества подземных вод следует считать  изменение гидродинамического состояния  подземных вод, обусловленное длительной и мощной их эксплуатацией, что привело  к подтягиванию в целевые горизонты  некондиционных вод смежных водоносных горизонтов (10).

По данным «Информационного бюллетеня…» за 2005 год показатели изменились следующим образом. Общие  прогнозные эксплуатационные ресурсы  пресных подземных вод, пригодных  для хозяйственно-питьевого водоснабжения, в пределах области оценены в  количестве 7,7 млн. м3/сутки, из них 6,9 млн. м3/сутки (90,8%) приходится на водоносные горизонты каменноугольных и  верхнедевонских отложений, 0,8 млн. м3/сутки – на грунтовые воды.

Модуль прогнозных ресурсов составляет 155,5 м3/сутки*км2 (1,8 л/с*км2).

При численности населения  области 1019,0 тыс. жителей обеспеченность ресурсами подземных вод питьевого  качества составляет 7,53 м3/сутки на 1 человека, обеспеченность разведанными эксплуатационными запасами 0,73 м3/сутки на 1 человека.

Емкостные запасы подземных  вод за 2005 год увеличились на 0,6 км3 по отношению к 2004 году и составили 136,71 км3/год, но по сравнению со среднемноголетними емкостные запасы уменьшились на 7,44 км3. Эксплуатационные запасы пресных подземных вод по состоянию на 01.01.2006 разведаны на 46-х месторождениях (участках) для хозяйственно-питьевого и производственно-технического водоснабжения городов и поселков области. Запасы утверждены в количестве 747,92 тыс. м3/сутки, из них 657,17 тыс. м3/сутки (87,9%) подготовлены для промышленного освоения.

Степень разведанности  прогнозных ресурсов составляет 9,7%, модуль эксплуатационных запасов – 15,02 м3/сутки*км2 (0,18 л/с*км2).

В отчетном году прироста запасов питьевых подземных не было.

Суммарный отбор пресных  подземных вод в 2005 г. по учтенным данным составил 352,88 тыс. м3/сутки, что на 21,78 тыс. м3/сутки выше предыдущего года, хотя численность населения уменьшилась на 13,4 тыс. чел. Это связано, с одной стороны, с улучшением жилищно-коммунальных условий населения, а также с износом водопроводных сетей (потери составили 13,6% от извлеченных подземных вод).

В 2005 году в пределах области  использовано 304,91 тыс. м3/сутки подземных  вод, это на 20,5 тыс. м3/сутки меньше, чем в предыдущем. На цели хозяйственно-питьевого  водоснабжения израсходовано 265,06 тыс. м3/сутки (75,1% общего водоотбора) и на производственные нужды – 17,37 тыс. м3/сутки (4,9%).

Модуль отбора подземных  вод составляет 7,09 м3/сутки км2 (0,08 л/с*км2). В постоянной эксплуатации находится 33 разведанных месторождения (участка), здесь в текущем году отобрано 188,46 тыс. м3/сутки.

В целом, в балансе отбора пресных подземных вод для  целей водоснабжения на эксплуатационные запасы приходится 53,4%, степень освоения запасов – 25,2%.

Гидродинамический режим подземных вод. Для первых от поверхности водоносных горизонтов четвертичного комплекса присуще наличие ярко выраженного подъема уровней, который в речных долинах фиксировался в апреле-мае (Колоднянский, Дачный, Дорогобужский и Кардымовский участки) и совпадал с максимальным подъемом уровня вод на реках области. Подъем уровней на водоразделах фиксировался в мае (Быковский, Жарынский, Красиловский и Радышковский участки). Максимальное снижение уровней грунтовых вод на участках, расположенных в речных долинах приходилось на август-сентябрь, что так же совпадает с минимальными уровнями вод на реках и минимальным количеством осадков. В связи с аномально теплой последней декадой декабря 2004 г. и первой декадой января 2005 г. практически полностью сошел снежный покров. В скважинах на первые от поверхности водоносные горизонты наблюдалось повышение уровней в скважинах в начале года.

Годовые амплитуды изменения  уровней в приречных зонах  по аллювиальному горизонту составили  от 1,44 м (Дачный участок) до 3,45 м (Дорогобужский участок), по суворовско-московскому горизонту – 1.72 м (Дачный участок), на водоразделах они составили от 0,59 м (Радышковский участок) до 1,2 м (Цыбульниковский участок).