зависимость величины запаса подземных вод от применяе­мых для их извлечения технических средств.

Столь многофакторная зависимость подземных вод от природных и антропогенных условий не позволяют дать одно­значную формулировку их месторождений как полезного иско­паемого. Дискуссии по этому поводу продолжаются уже более 70 лет. Вначале речь шла об участке скоплений подземных (ми­неральных) вод определенного состава, отвечающего установлен­ным кондициям и в достаточном для эксплуатации количестве (А.М. Овчинников). В 40-60 гг. прошлого века эта формулировка была реализована применительно к пресным подземным водам (Г.Н. Каменский, Н.И. Плотников). В последующие годы формули­ровка месторождений подземных вод претерпела существенные из­менения (Б.В. Боревский и Л.С. Язвин) [17]. Суть нововведений за­ключалась в том, что месторождения — это не место скоплений, а участки с благоприятными условиями отбора подземных вод. Новая формулировка учитывает экономические, технологические, эколо­гические и другие аспекты эксплуатации месторождения и звучит так: месторождение подземных вод есть пространственно ограни­

ченная часть водоносной системы, в пределах которой под влиянием комплекса геолого-экономических факторов создаются благоприят­ные условия для отбора подземных вод в количестве, достаточном для их целевого использования в народном хозяйстве [4].

Условность этой формулировки месторождений подземных вод становится очевидной при знакомстве с принципами определе­ния параметров этих месторождений. Например, границы месторо­ждения должны устанавливаться с учетом, прежде всего, технико­экономических и экологических условий (тип и положение водоза­бора, выделение санитарно-охранных зон, близость гражданских промышленных сооружений и сельскохозяйственных земель). Кон­туры месторождения могут менять свое положение в процессе его эксплуатации в результате изменения границ депрессионных воро­нок, состава подземных вод или гидродинамической обстановки, а также других причин. В связи со сказанным большое значение при­обретает определение эксплуатационных запасов.

Эксплуатационные запасы подземных вод - это такое их ко­личество, которое может быть получено рациональными в технико­экономическом отношении водозаборными сооружениями при за­данном режиме эксплуатации и качестве воды, удовлетворяющем существующим нормативам на весь период эксплуатации. Измеря­ются эксплуатационные запасы в единицах расхода.

При эксплуатации подземных вод естественная гидрогеоло­гическая обстановка нарушается, что отражается на источниках фор­мирования эксплуатационных запасов подземных вод. Эти источни­ки подразделяются на три категории: естественно-антропогенные, искусственные и привлекаемые. Следует учитывать, что эксплуата­ция водоносных систем может иметь негативные последствия: изме­нение природных ландшафтов, уменьшение расхода рек, оседание земной поверхности, исчезновение родников.

Для прогнозирования условий эксплуатации подземных вод определяют потенциальные и перспективные их ресурсы. Потенци­альные ресурсы - это расход подземных вод, который может быть получен при оптимальном размещении водозаборных сооружений на всей площади используемых водоносных горизонтов. Рассчиты­вается также рациональное понижение уровня воды в скважинах на

весь период их эксплуатации. Полученные значения потенциальных ресурсов являются условными и используются как мера сравнения при оценке потенциальных возможностей водоснабжения разных регионов. Перспективные ресурсы рассчитываются применительно к конкретной схеме размещения водозаборных сооружений, поэтому они всегда меньше потенциальных ресурсов.

Обратим внимание на то, что термины запасы и ресурсы подземных вод используются как альтернативные. Термин запасы для подземных вод следует употреблять потому, что для других ка­тегорий полезных ископаемых он является давно принятым. В тех случаях, когда не требуется утверждения результатов разведки ме­сторождения подземных вод в Государственной комиссии по запа­сам, для количественной характеристики подземных вод использу­ется термин ресурсы или модуль подземного стока (эксплуатацион­ных ресурсов).

По целевому назначению и условиям эксплуатации место­рождения подземных вод делятся на четыре группы: пресных, мине­ральных лечебных, промышленно-ценных и теплоэнергетических.

2. Пресные подземные воды

Зона пресных вод, как уже указывалось, располагается в верхней части гидрогеологического разреза. Ее мощность в среднем 200-300 м, в отдельных районах она достигает 1000 м и более, а в аридных областях может сокращаться до нескольких десятков мет­ров и даже вообще исчезать. В условиях многолетней мерзлоты эта зона может быть проморожена частично или полностью. Прогноз­ные запасы пресных питьевых вод России оценены Л.С. Язвиным [50] в размере 340 км³/год (см. гл.1). Средняя величина модуля про­гнозных запасов 0,74 л/(с-км²) при диапазоне колебаний от 0,46 до 1,3 л/(с-км²). На территории страны разведаны 4300 месторождений пресных питьевых вод с общими ресурсами 34,6 км³/год. Эксплуа­тируется меньше половины разведанных месторождений (1900). Общий отбор подземных вод в 2001 г. составил 12,4 км³/год, из них для городского и сельскохозяйственного водоснабжения использо­валось 7,8 км³/год.

На ряде месторождений наблюдается загрязнение подзем­ных вод железом, фтором, стронцием, а также марганцем, мышья­ком и бериллием. Кроме того, в отдельных случаях встречены по­вышенные концентрации бария, бора, лития, превышение ПДК по сульфатам, хлоридам, общей жесткости. В России функционирует более 500 водозаборов, в которых содержание отдельных компо­нентов превышает ПДК действующего СанПиНа [40]. Для улучше­ния качества используемых вод применяют различные технологии водоподготовки. Во избежание техногенного загрязнения подзем­ных вод вокруг водозаборов создаются санитарные и водоохран­ные зоны. Соблюдение этих требований особенно актуально, по­тому что только 40 % водозаборов имеют природную защиту в ви­де водоупорного покрова, препятствующего поступлению загряз­нений с поверхности земли.

Пресные воды могут использоваться не только для питьевого водоснабжения, но и для водохозяйственных, хозяйственно-техни­ческих, оросительных, сельскохозяйственных и других целей.

Разведка и эксплуатация месторождений пресных подзем­ных вод представляет собой весьма сложную и очень интересную задачу. Для ее решения необходимо выбрать участок с наиболее благоприятными условиями формирования подземных вод, про­вести разведку месторождения, определить его контуры и пара­метры, обосновать оптимальные технические средства и режим эксплуатации подземных вод. В процессе разведки и эксплуата­ции месторождения приходится решать многочисленные и разно­образные вопросы техники и методики ведения работ, их эконо­мики, возможных экологических последствий, обрабатывать по­лученные материалы, проводить соответствующие расчеты и мо­делировать гидрогеологические процессы, прогнозировать изменения гидрогеологической обстановки при эксплуатации ме­сторождения. Все сказанное может быть достигнуто только при комплексном изучении объекта (ландшафтно-климатическом, геолого-геохимическом, гидролого-гидрогеологическом), исполь­зовании разнообразных современных методов, исследовании гид­рогеологических тел и слагающих их компонентов: вод, пород, газов и живых организмов.

380

Многие месторождения пресных вод расположены в доли­нах рек (рис.78). Это объясняется тем, что, во-первых, аллюви­альные отложения, выполняющие эти долины, часто обладают хорошими фильтрационными свойствами и сложены песками и гравийно-галечными отложениями мощностью несколько десят­ков, а в крупных долинах и в несколько сотен метров. Во-вторых, в долинах рек возможно устройство инфильтрационных водоза­боров, которые при эксплуатации будут отбирать не только есте­ственные ресурсы и запасы подземных вод, но также и привле­каемые ресурсы, поступающие из реки. Это обеспечивает значи­тельные (десятки тысяч кубических метров в сутки) и стабильные водопритоки. В-третьих, долины рек являются базисом дрениро­вания водоносных горизонтов, залегающих как по их бортам, так и под аллювием. Если боковая разгрузка обычно не ухудшает ка­чества подземных вод, то воды, приходящие из глубины в резуль­тате восходящей разгрузки, могут быть сильно минерализован­ными. Они образуют под руслом реки своеобразные купола раз­грузки, а на дне - выходы соленых источников. Крупные место­рождения подземных вод долинного типа эксплуатируются в бассейнах рек Амур, Амударья, Обь, Енисей, Волга и др.

Особо следует отметить погребенные долины, которые обра­зовывались в прошлые геологические эпохи: карбоне, олигоцене, неогене и четвертичное время. Русла рек у них уже нет, и они ис­полняют роль «гидрогеологических окон». Через них осуществляет­ся гидравлическая связь между выше- и нижележащими водоносны­ми горизонтами. В ряде районов в них аккумулируются значитель­ные эксплуатационные запасы подземных вод (олигоценовые и чет­вертичные долины в Западной Сибири).

Если в речных долинах формируются потоки, то на между­речных пространствах - бассейны грунтовых вод. Бассейны грунто­вых вод занимают площади уже несколько десятков тысяч квадрат­ных километров. По генезису эти отложения могут быть флювиог- ляциальными, озерными, морскими, эоловыми, а по вещественному составу - песчано-глинистыми и карбонатными. Мощность водо­вмещающих пород обычно не превышает нескольких десятков мет­ров. Они занимают высокие гипсометрические отметки и потому подземный сток с них направлен в сторону главных дрен - речных долин. Питание подземных вод происходит за счет атмосферных осадков. Поэтому эксплуатационные запасы подземных вод в этих местах невелики (не превышают нескольких сотен кубических мет­ров в сутки). Они заметно возрастают на площадях распространения закарстованных карбонатных пород (Ижорское плато, юг Сибирской платформы). Здесь модуль подземного стока достигает 3-4,7 л/(с-км²). В районах распространения песчано-глинистых отложений он обычно не превышает 1 л/(с-км²). В качестве примера разреза бассейна грун­товых вод приведен разрез Шимановского месторождения, располо­женного на Зейско-Амурском междуречье (рис.79).

Своеобразные условия формирования грунтовых вод наблю­даются в пустыне Кара-Кум. «Линзы-бассейны» в пустыне Кара- Кум были заложены несколько тысяч лет тому назад в период влаж­ного межледниковья. В настоящее время приходная часть водного баланса этих «линз» обеспечивается конденсационными водами, образующимися из паров воздуха. На первом этапе эксплуатации месторождений подземных вод бассейнового типа срабатываются емкостные запасы, затем эксплуатационные водозаборы переходят на использование динамических ресурсов подземных вод.

Абсолютная отметка, м

Месторождения подземных вод предгорных шлейфов (рис.80) расположены на окраинах горных сооружений Кавказа, Па­мира, Тянь-Шаня, Копет-Дага. Они приурочены к выходам горных рек на предгорные равнины и представляют собой обширные конуса выноса мощностью до нескольких сотен метров, сложенные валун­ными, галечниковыми, гравийными, песчаными и глинистыми от­ложениями аллювиального и пролювиального генезиса. Вниз по склону крупнообломочный материал сменяется средним и мелким, а при выходе на предгорную равнину преобладающими становятся песчаные и глинистые разности. В конусах выноса образуются два типа скоплений грунтовых вод: в бассейнах и потоках. Водное пита­ние этих структур осуществляется в верхней (горной) части конусов, а разгрузка - на предгорных равнинах. Увеличение глинистости раз­реза и образование глинистых прослоек в этих местах приводит к появлению напорных вод и восходящих источников. Ресурсы под­земных вод в предгорных шлейфах весьма велики, только в Средней Азии они оцениваются в 1000 м³/с. Производительность водозаборов достигает нескольких сотен тысяч кубических метров в сутки. Для областей аридного климата воды предгорных шлейфов являются важным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Месторождения межпластовых напорных вод занимают в пределах артезианских бассейнов главенствующее положение. Они приурочены к водоносным горизонтам различного возраста от вендского до четвертичного и сложены породами разнообраз­ного вещественного состава, генезиса и коллекторских свойств. В качестве примера назовем Томское месторождение подземных вод, расположенное в междуречье Оби и Томи (рис.81). Его экс­плуатация ведется десятки лет, обеспечивая питьевой водой Томск в количестве 300000 м³ в сутки. Роль составляющих балан­са эксплуатационных запасов этого и других месторождений на­порных вод меняется во времени. На первом этапе освоения место­рождения такого типа водоприток формируется за счет емкостных запасов, соответственно уровень подземных вод непрерывно по­нижается, а размеры депрессионной воронки увеличиваются. Это способствует началу перетекания вод из вышележащих водонос­ных горизонтов, в частности из горизонта грунтовых вод; особенно важно появление устойчивой инфильтрации из рек и водоемов. При наличии глинистых толщ в кровле эксплуатируемого водонос­ного горизонта понижение уровня подземных вод вызывает начало процесса отжатия связанных вод из глин, притока вод за счет упру­гих запасов.

Таким образом, эксплуатационные запасы месторождений напорных вод могут иметь различные комбинации генетических составляющих их баланса. Если водопритоки в скважины форми­руются преимущественно за счет емкостных запасов, то неизбеж­но образование депрессионных воронок, хотя и малозаметное осушение используемого водоносного горизонта. Эти процессы идут мягче, если в создании эксплуатационных запасов участвует не только емкостная, но и упругая составляющая. Более благо­приятная обстановка создается в тех случаях, когда отток вод компенсируется перетоком из верхних горизонтов просачиванием поверхностных вод. В такой обстановке депрессионные воронки стабилизируются, а самое главное - обеспечивается длительный отбор подземных вод в больших объемах (десятки и сотни тысяч кубических метров в сутки).

Абсолютная отметка, м

Месторождения подземных вод в условиях многолетней мерзлоты имеют ограниченное распространение. Они приурочены преимущественно к долинам крупных рек, где образуются подру- словые талики - резервуары пресных вод. Выделяют два типа ме­сторождения, залегающих в подрусловых таликах: с сохраняющим­ся в течение зимы речным потоком и промерзающим до дна. В пер­вом случае эксплуатационные запасы формируются за счет емкост­ной их составляющей и питания инфильтрационными водами из реки в течение всего года. В этих условиях водозаборы характери­зуются стабильными и значительными водопритоками (тысячи и десятки тысяч кубических метров в сутки). В качестве примера по­казан водозабор, расположенный в долине р.Лена вблизи г.Якутска (рис.82). Подрусловые талики, в которых реки промерзают до дна, инфильтрационное питание за счет речных вод получают только в теплый период года. Поэтому отбор воды из подмерзлотных таликов в зимний период приводит к резкому падению уровней подземных вод и значительному сокращению их емкостных запасов. Возобнов­ление последних возможно только в летний период. Поэтому экс­плуатация месторождений подобного типа отличается неустойчи­вым режимом и относительно небольшими водопритоками (десятки и сотни кубических метров в сутки).

Небольшие месторождения пресных подземных вод могут образовываться в надмеразлотных и подмерзлотных условиях. Над­мерзлотные воды могут использоваться только в теплый период го­да, поскольку зимой они полностью промерзают. Эксплуатационные запасы пресных подмерзлотных вод также весьма невелики. Эти во­ды изолированы от поверхности и не получают инфильтрационного питания. Исключение представляют зоны сквозных таликов, где та­кая связь может осуществляться.

Гидрогеологические массивы сложены метаморфическими и изверженными породами, поэтому основными путями движения подземных вод в них являются трещины (рис.83). Месторождения пресных вод в них приурочены к зонам выветривания, тектониче­ским нарушениям и блокам закарстованных пород. Зона выветри­вания пород складчатого фундамента распространена повсеместно и проникает на глубину нескольких десятков метров, реже больше.

Рис 83. Месторождения подземных вод в гидрогеологическом массиве

I -1 раниты, 2 - четвертичные отложения, 3 - зеркало трещинных грунтовых вод,

4 н 5 - нисходящий и восходящий источники соответственно, 6 и 7 - месторождения пресных трещинно-грунтовых вод н пресных трещинно-жильных вод соответственно, 8 тектонические нарушения, 9 направление движения подземных вод

Бассейны и потоки трещинно-грунтовых вод, которые приурочены к выветрелой зоне обладают небольшими эксплуатационными запа­сами (десятки кубических метров в сутки). На порядок больше они на участках тектонических нарушений. Самые крупные месторож­дения трещинно-жильных вод наблюдаются в региональных разло­мах, которые вытянуты на сотни километров и имеют мощность до нескольких километров (Забайкалье). В этих структурах бассейна образуются самые крупные в мире источники с дебитами 10-20 м³/с и аккумулируются эксплуатационные запасы в сотни тысяч и мил­лионы кубических метров в сутки (см. рис.32, 45 и 84). Использова­ние таких месторождений позволяет решать задачи водоснабжения крупных населенных пунктов.

На территории гидрогеологических массивов могут быть об­наружены и другие типы месторождений пресных подземных вод. Это месторождения долинного типа, предгорных шлейфов, между­речных бассейнов грунтовых вод и межпластовых горизонтов на­порных вод. Последние два типа встречаются в межгорных артези­анских бассейнах молодых складчатых областей.

Вулканогенные бассейны альпийского орогенеза богаты пре­сными подземными водами, их месторождения могут занимать раз­личное геоморфологическое положение. Наиболее обводнены ме­сторождения долинного и склонового типов (Быстринское на Кам­чатке, Совгаванское на Сихотэ-Алине, Араратское в Армении); их эксплуатационные запасы достигают нескольких сотен тысяч куби­ческих метров в сутки. Основные ресурсы подземных вод сосредо­точены в верхней части гидрогеологического разреза до глубины 200-250 м. Самый крупный вулканогенный бассейн мира - Колум­бийский - находится в центральной части Кордильер. Производи­тельность скважин в нем достигает 200-500 л/с, а производитель­ность источников - до нескольких кубических метров в секунду. Наибольшей обводненностью характеризуются пемзовые и шлако­вые разности вулканогенов.

3. Минеральные лечебные воды и воды промышленного и теплоэнергетического

НАЗНАЧЕНИЯ

Лечебные воды. В артезианских бассейнах наблюдается вертикальная гидрогеохимическая зональность (см. гл.4 и 6). В каждой из выделенных зон присутствуют лечебные воды опреде­ленного типа. Например, в зоне пресных вод в области гумидного климата широко распространены железистые воды. Месторожде­ния минеральных вод этого типа образуются на участках, где по­роды обогащены органическим веществом и органогенным угле­кислым газом, который способствует накоплению в подземных водах двухвалентного железа (месторождение Полюстрово в Санкт-Петербурге).

Гидрогеохимическая зона соленых вод (минерализация 1-35 г/л) содержит богатый спектр минеральных вод. Комбинации сочетаний главных ионов (хлоридов, сульфатов, гидрокарбонатов натрия, кальция, магния) образуют несколько десятков типов ле­чебных вод. Это так называемые столовые минеральные воды,

лечебное воздействие которых определяется их общим химиче­ским составом. К таким типам вод относится Московская, Ижев­ская, Баталинская, Ергининская, Мариинская, Охтинская и другие воды, которые мы можем встретить на прилавках магазинов. Они используются для лечения внутренних болезней (желудка, пече­ни, почек и др.). Для сохранения химических компонентов в рас­творенном состоянии и усиления бальнеологического эффекта разливаемую воду искусственно насыщают углекислотой.

Большое количество соленых минеральных вод содержит специфические компоненты: йод, органические соединения, кремне­зем, мышьяк, сероводород, углекислый газ, радон и др. Эти воды могут использоваться как для внутреннего употребления, так и для ванных процедур, так как они нередко бывают нагреты до темпера­туры 20 °С и более. Соленые минеральные воды лечебного назначе­ния распространены, как правило, весьма широко.

Йодные воды, например, накапливались в условиях мор­ского седиментогенеза, поэтому их можно обнаружить в боль­шинстве крупных артезианских бассейнов Русской, Западно- Сибирской, Скифской и Туранской плит. В очагах глубинной раз­грузки образуются лечебные воды, обогащенные органикой би­тумного ряда и кремнеземом. Указанные условия можно наблю­дать в области разгрузки нефтяных вод Предкарпатья и термаль­ных вод в Ташкентском артезианском бассейне соответственно. Мышьяковистые воды чаще всего встречаются в межпластовых напорных горизонтах Предкавказья. Углекислый газ попадает в чехол артезианских бассейнов из складчатого фундамента в ре­зультате метаморфоргенных или вулканических процессов. Зале­жи свободного углекислого газа и углекислые воды обнаружены в нижней части чехла ряда районов Западной Сибири, Туранской плиты и Предкавказья. Самым богатым углекислыми водами ока­зался Кавминводский выступ, где на артезианском склоне образо­валось несколько типов углекислых вод (рис.85). Из них хорошо известны нарзан, ессентуки, железноводские и пятигорские.

г Эльбрус

Наибольшей известностью пользуется курорт Цхалтубо в Грузии, функционирующий на базе термальных радоновых вод.

Азотные термы и углекислые воды распространены в областях альпийской складчатости и молодого тектогенеза. Азотные термы обра­зуются в результате поглощения атмосферных вод глубокими тектони­ческими зонами, нагрева их на глубине, обогащения различными компо­нентами (кремнеземом, фтором, радоном, сероводородом) и подъемом их по выводящим трещинам (рис.87). Примерами таких месторождений являются Белокуриха на Алтае и Кульдур на Буреинском хребте. Угле­кислый газ, поднимающийся с глубины, проникая в обводненные зоны, формирует месторождения углекислых вод (рис.88). Известно много типов углекислых вод холодных и горячих, пресных и соленых. Разно­образен и состав углекислых вод: дарасун и аршан (гвдрокарбонатные, магниево-кальциевые воды), боржоми и балей (гидрокарбонатные, на­триевые воды), арзни (хлоридные, натриевые воды) и др.

Вулканогенные бассейны являются вместилищем многих ти­пов минеральных лечебных вод. Чаще всего они встречаются в нео­ген-четвертичных вулканогенах, характеризующихся наибольшей пористостью и трещиноватостью. Состав этих вод весьма разнооб­разен: сероводородно-углекислые, углекислые, азотно-углекислые, азотные, азотно-метановые и др. Химический состав минеральных вод часто весьма необычен, что связано с влиянием современных вулканических процессов. Благодаря их воздействию минеральные воды во многих случаях являются термальными или высокотер­мальными.

Эксплуатационные запасы лечебных минеральных вод во много раз уступают запасам хозяйственно-питьевых, так как каждое месторождение минеральных вод по-своему уникально. Чтобы сохра­нять кондиционные свойства этих вод необходимо поддерживать со­ответствующий температурный, газовый, химический режим в водо­носных системах. В зависимости от гидрогеологических возможно­стей и практической необходимости на месторождениях отбираются от одного до нескольких тысяч кубических метров в сутки. Примером минимального отбора может служить отбор вод нафтуся (курорт Тру- скавец, Предкарпатье), а максимального боржоми (Грузия) и кисло- водские нарзаны (Кавказская группа минеральных вод).

Воды промышленного назначения. Как химическое сырье подземные воды используются для извлечения йода, брома, бора и ряда других химических компонентов. Кроме того, с помощью воды методом подземного выщелачивания разрабатываются месторожде­ния каменной соли, самородной серы, урана, некоторых сульфидов и др. Технология добычи «жидких руд» представляет собой весьма сложную задачу, поскольку она связана с бурением и опробованием глубоких скважин.

Исходным сырьем для получения промышленного концен­трата служат рассолы, реже соленые воды. Так, для извлечения йода требуется его концентрация, превышающая 18 мг/л. Максимальные концентрации йода (до 60-100 мг/л) наблюдаются в рассолах с ми­нерализацией 35-100 г/л и установлены на западе Туранской плиты и в Предкавказье. Более высокие их значения (до 300-400 мг/л) об­наружены в источниках на юге Туркмении, выходящих по линии главного Предкопетдагского разлома.

Промышленные концентрации брома (более 250 мг/л) встре­чаются в рассолах седиментационного происхождения, имеющих минерализацию выше 150-200 г/л. Больше всего брома содержат меж- и подсолевые рассолы (от 2-3 до 7-13 г/л). Такие месторожде­ния бромных вод широко распространены на юге Сибирской плат­формы, в Волго-Уральской регионе, Амударьинском и Приазовском артерзианских бассейнах.

Хотя промышленные концентрации йода и брома известны во многих регионах, заводов, которые бы извлекали эти ценные компоненты, очень мало. В нашей стране регулярно работает всего лишь три-четырс. Это объясняется необходимостью соблюдения многих технологических и экономических требований. В частности, большое значение имеет глубина залегания продуктивной зоны, производительность скважины, химический состав и температура подземных вод, возможность одновременного извлечения несколь­ких полезных компонентов (йода, брома и бора), экономические и экологические факторы.

Воды теплоэнергетического назначения. Термальные воды обычно используются для лечебных целей. Таких месторождений в нашей стране насчитывается сотни. Это многочисленные проявления

углекислых, азотных, сероводородных, радоновых, йодо-бромных и других термальных вод. Месторождений подземных вод теплоэнерге­тического назначения значительно меньше. Они сосредоточены, пре­имущественно, в районах современного вулканизма. В нашей стране это Камчатка и Курилы, где разведаны 20 месторождений высокотер­мальных вод (16 из них на Камчатке). С их помощью можно было бы выработать примерно 1500 МВт электроэнергии. В настоящее время из них освоено примерно 75 МВт, причем 62 МВт вырабатывает Мутнов- ская ГеоЭС, остальные - Паужетская, Океанская и Кунаширская ГеоЭС.

Для примера покажем разрез Мутновского месторождения высокотермальных вод (рис.89). Даже общее знакомство с ним пока­зывает насколько сложны здесь гидрогеологические условия. Тепло поступает из вулканического очага, расположенного рядом. Ин- фильтрационные воды, погружаясь на глубину, попадают в «котел» и нагреваются до 280 °С и более. Расход восходящего потока перегре­тых вод 280 кг/с. В нескольких километрах от разведанного участка расположено фумарольное поле, где температура достигает 700 °С.

По технологическим требованиям для получения электро­энергии подземные воды должны иметь температуру более 150 °С. Кроме Курило-Камчатского региона такие месторождения могут быть обнаружены только в некоторых районах Предкавказья. По­этому перспективы строительства новых ГеоЭС в нашей стране ог­раничены этими двумя регионами.

Технология превращения тепловой энергии в электрическую совершенствуется. В настоящее время появились бинарные системы, фреоновые установки, тепловые насосы, которые позволяют полу­чать электрическую энергию с помощью вод с температурой значи­тельно ниже 150 °С.

Весьма обширны в нашей стране территории, где возможна разведка и эксплуатация месторождений подземных вод с температу­рой в 60-150 °С. Такие воды можно использовать для обогрева поме­щений, ведения парникового хозяйства, технологических процессов обработки материалов и др. Учитывая значительный прогресс в разви­тии технологии, преобразования и использования тепловой энергии, можно полагать, что в ближайшие годы резко возрастет разведка и экс­плуатация теплоэнергетических ресурсов подземной гидросферы.

Задание для самопроверки

Что такое месторождение подземных вод?

Что такое эксплуатационные запасы подземных вод?

Каковы источники формирования эксплуатационных запа­сов подземных вод?

В чем состоит различие потенциальных и перспективных ресурсов подземных вод?

На какие группы по целевому назначению делятся место­рождения подземных вод?

Каковы прогнозные запасы пресных подземных вод на территории нашей страны и каков средний модуль прогнозных запа­сов подземных вод?

Сколько подземных вод отбирается в нашей стране для питьевого водоснабжения и какую долю (в процентах) это составля­ет от общих прогнозных запасов?

Какие источники питания обеспечивают создание экс­плуатационных ресурсов подземных вод в долинах рек?

Как объяснить образование линз пресных вод в пустыне Кара-Кум?

Как изменяются фильтрационные свойства пород в пред­горных шлейфах и каковы причины этого явления?

Предложите варианты комбинаций генетических состав­ляющих эксплуатационных запасов подземных вод в напорных во­доносных системах артезианских бассейнов.

Каковы особенности условий эксплуатации месторожде­ний подземных вод подрусловых таликов долин рек, промерзающих и не промерзающих?

С помощью какого химического компонента нормируют соленые минеральные лечебные воды?

Каково различие в условиях накопления йода и брома в подземных водах?

Какие типы минеральных вод образуются в Кавказской группе минеральных вод?

17. На основе каких вод и где был организован первый ку­рорт России?

18. Как образуются азотные термы?

Как называются соленые углекислые воды хлоридно- натриевого состава?

Как называется источник и курорт, где отбирается всего лишь 1 м³ минеральной воды в сутки?

Извлечение каких химических компонентов из подзем­ных вод представляет промышленный интерес?

Как называется самая крупная ГеоЭС в нашей стране и где она расположена?