Тема 9. Общие представления о месторождениях подземных вод.

1. Общие положения

Подземные воды есть в любой точке Земли, но не всякое их скопление можно назвать месторождением. Месторождения подземных вод это скопления воды определенного качества (химического состава), которые могут извлекаться для организации водоснабжения данного объекта в необходимом количестве в течение заданного срока.

Главные особенности подземных вод как полезного ископаемого: подвижное; чаще всего восполняемое; качество может изменяться в процессе эксплуатации. Примеры.

Естественные запасы – масса гравитационных вод в водоносном горизонте в естественных условиях. Естественные ресурсы – расход воды, поступающей в водоносный горизонт. Если запасы и ресурсы формируются в результате деятельности человека, вводятся термины искусственные запасы или ресурсы. Запасы – объем; ресурсы – расход.

Эксплуатационные запасы – количество подземных вод, которое может быть получено водозаборными сооружениями при заданном режиме эксплуатации и при сохранении необходимого качества воды в течение срока водопотребления. Правильнее было бы говорить об эксплуатационных ресурсах; термин "эксплуатационные запасы" введен по аналогии с другими полезными ископаемыми.

О характере работы гидрогеолога-поисковика и разведчика. Примеры из личной практики.

2. Основные типы месторождений подземных вод.

1). Месторождения пресных подземных вод для питьевого и хозяйствен­ного водоснабжения. Усиление остроты проблемы в связи с загрязнением поверхностных вод и необходимостью строительства водозаборов на территориях удаленных от рек и озер. Примеры – Пермиловское месторождение; Совгаванское месторождение.

2). Месторождения подземных вод для технического водоснабжения. Заданными параметрами могут быть жесткость, щелочность, температура и ее колебание в течение года и др. Нормативы для природных вод, используемых на питание паровых котлов значительно более "жесткие", чем для используемых в питьевом водоснабжении. Для питьевого водоснабжения пригодны воды с жесткостью до 9 мг-экв/л; для котлов низкого давления (до 15 атм) – с жесткостью до 1,5-2 мг-экв/л; среднего давления (до 60 атм) – 0,35 мг-экв/л. Найти такую воду во многих регионах чрезвычайно трудно. Примеры месторождений подземных вод, используемых для техническких целей: месторождения "мягких" вод на побережье Татарского пролива; месторождение подземных вод нижнекотлинского водоносного горизонта на территории Санкт-Петербурга.

3). Месторождения подземных вод для сельскохозяйственного водоснабжения. Рекомендации о пригодности природных вод для водопоя животных различны и отражают влияние местной обстановки. Для степных районов А.К.Лисицын верхний предел ограничивал сухим остатком 5,6 г/л. Для пустыни Кара-Кум: до 6 г/л пригодны весь год; до 13 г/л – только осенью и зимой; до 16 г/л – только зимой; но при этом для молодняка не выше 6-7 г/л. Пример из практики съемочных работ. Подземные воды, используемые для орошения земель также должны удовлетворять нормативам; опасность засолонения.

4). Месторождения подземных вод, используемых для лечебного водоснабжения. Использование минеральных вод известно с глубокой древности. Курорт Эпидавр в древней Греции, где лечил легендарный Эскулап – VI век до н.э. Насчитывается несклько десятков гидргеохимических типов лечебных вод (углекислые, бромистые, иодистые, железистые, радоновые и т.д.), каждый из которых имеет свои геологические и генетические особенности, свои гидрохимические нормативы и, следовательно, свою стратегию поисков и разведки. Примеры.

5). Месторождения промышленных подземных вод. Так называют воды, из которых можно извлекать ценные компоненты; эти воды можно назвать "жидкими рудами". Древние солепромыслы России, известные с ХII века – Старая Русса, Нёнокса, Сольвычегодск, Соликамск, Сибирское Усолье. Извлечение из подземных вод брома (Краснокамск), иода (п-в Челекен). Йодная проблема в России. Перспективные районы – Предкавказье, Сахалин. Извлече­ние из природных вод мирабилита (Кара-Богаз-Гол, Селенгинское месторождение). Оценки глубоких вод на содержание металлов (литий, рубидий, цезий, стронций, редкоземельные.

6). Месторождения энергетических (термальных) вод. Области современ­ного вулканизма Камчатка, Курилы, Сицилия, Исландия. Первая электростанция на термальных водах построена в Италии в 1914 году. В России – Паужетская электростанция на Камчатке. Разведано Мутновское месторождение термаль­ных вод. В Исландии более десятка электростанций на термальных водах. В современных вулканических областях месторождения термальных вод могут быть разведаны на относительно небольших глубинах (первые сотни метров). На территории молодых артезианских областей термальные воды могут быть подняты на значительных площадях с глубин 2-3 км (Западно-Сибирский, Терско-кумский, Прикарпатский артезианские бассейны).

3. Некоторые особенности подземных вод как полезного ископаемого

1). Одни и те же воды могут использоваться в разных целях. Примеры: термальные воды Италии как лечебные, промышленные (извлечение борной кислоты) и теплоэнергетические; минеральные воды Старой Руссы как промышленные и лечебные; минеральные воды нижнекотлинского водоносного горизонта района Санкт-Петербурга как технические, лечебные, а к северу от Санкт-Петербурга – хозяйственно-питьевые.

2). Опасна иллюзия неограниченности запасов подземных вод. Примеры: пресные воды Ижорского плато; минеральные воды Боржоми.

3). Качество подземных вод может изменяться в процессе их эксплуатации. Примеры – Советская Гавань, углекислые воды Боржоми, сероводородные воды кур. Хилово.

4). В отдельных случаях можно изменить (улучшить) качество одновременной эксплуатацией нескольких водоносных горизонтов (Беломорск) или строительством поверхностных фильтрационных бассейнов.

5). Подземные воды могут быть одновременно и полезным и вредным ископаемым, особенно в горнопромышленных районах. Примеры комплексного решения водной проблемы в горнопромышленных районах – КМА, Сланцевский район.