Конспект лекционных занятий
Модуль 1
Лекция 1. Введение
Значение и задачи курса. Целью курса является ознакомление студентов с общими и специальными вопросами мониторинга подземных вод (МПВ). Изучение научно-методической и прикладной основы создания и ведения мониторинга, непрерывных стандартизированных измерений и наблюдений за состоянием подземных вод, влияния на них естественных и техногенных воздействий, которые наряду с информацией о других компонентах окружающей среды служат основанием для прогнозирования негативных последствий и разработки рекомендаций по их управлению.
Задачи курса состоят в привитии студентам следующих знаний и навыков:
- знать теоретические основы курса по организации и ведению мониторинга подземных вод;
- знать методы исследований для получения полной и достоверной информации о состоянии объектов мониторинга;
- уметь анализировать и обрабатывать материалы мониторинга для составления прогнозов изменения состояния подземных вод.
Подземные воды, являясь одним из основных ценных полезных ископаемых недр, играют важную роль в жизни современного общества.
Физические и юридические лица, производственная деятельность которых может оказать вредное влияние на состояние подземных вод, обязаны вести мониторинг подземных вод и своевременно принимать меры по предотвращению загрязнения и истощения водных ресурсов и вредного воздействия вод (статья 120 Водного Кодекса РК).
Мониторинг подземных вод является подсистемой Государственного мониторинга недр. "Положение о Государственном мониторинге недр" утверждено Постановлением Правительства РК за №106 от 27 января 1997 года.
Государственный мониторинг недр представляет собой систему наблюдений за состоянием недр для обеспечения рационального использования государственного фонда недр и своевременного выявления их изменений, оценки, предупреждения и устранения последствий негативных процессов.
К объектам государственного мониторинга недр относятся природные и природно-техногенные системы, включая горнорудные районы, нефтегазоносные провинции, бассейны подземных вод, месторождения полезных ископаемых, в том числе подземных вод, водоносные комплексы и горизонты, водоупорные толщи, геологические тела с протекающими в них геологическими процессами (карст, суффозии, эрозия и т.п.), геофизические, сейсмические, гравитационные и другие поля, горные выработки, водозаборы и др.
Краткие исторические сведения. Изучение состояния подземных вод в республике проводится с 1940 г. организациями гидрогеологической службы и другими ведомствами. Однако имеющиеся пункты наблюдений, их размещение и оснащенность, состав и комплекс наблюдений имеют недостаточную целевую направленность и не в полной мере учитывают сложившуюся в республике геоэкологическую обстановку и масштабы техногенной нагрузки.
Общие прогнозные и разведанные на территории Казахстана запасы подземных вод согласно данным государственных органов геологии и охраны недр и Национальной Академии Наук Республики Казахстан достигают 45 км3 в год или 1450 м3/с. Из них утвержденные на 1 января 2002 года запасы составляют 16,04 км3 или 468 м3/с. Подземные воды имеются практически во всех горных районах республики, но распределены они крайне неравномерно. Кроме того, качество и запасы подземных вод различны.
Основные ресурсы подземных вод (около 50 %) сосредоточены в пределах Южного Казахстана. Значительно меньшее количество этих ресурсов (до 20 %) формируется в пределах Западного Казахстана. На области Центрального, Северного и Восточного Казахстана приходится около 30 % всех ресурсов подземных вод.
Всего на территории республики разведано 626 месторождений и участков подземных вод с суммарными запасами 15,83 км3 в год (43,38 млн. м3/сут), в том числе: для хозяйственно-питьевого водоснабжения - 6,14 км3 (16,84 млн. м3/сут), производственно-технического - 0,95 км3 (2,6 млн. м3/сут), орошения земель - 8,73 км3 (23,91 млн. м3/сут), бальнеологические (минеральные) воды - 0,01 км3 (0,03 млн. м3/сут). Прогнозные ресурсы подземных вод с минерализацией до 1 г/л составляют - 33,85 км3 в год (92,76 млн. м3/сут), до 10 г/л- 57,63 км3 в год (157,9 млн. м3/сут).
По отчетным данным службы мониторинга подземных вод, в целом по стране, выявлено порядка 700 потенциальных источников загрязнения. Это промышленные предприятия, хранилища твердых и жидких отходов, животноводческие комплексы, поля фильтрации промышленных и сельскохозяйственных объектов, земледельческие поля орошения, где используются очищенные промышленные стоки, городские агломерации, нефтепромыслы и нефтеперерабатывающие предприятия и т.д.
Основными источниками загрязнения являются промышленные и сельскохозяйственные объекты, в меньшей степени - объекты коммунального хозяйства.
Максимальное число участков и очагов загрязнения выявлено в Алматинской (40), Карагандинской (33), Восточно-Казахстанской (22) областях. Из общего числа участков загрязнения подземных вод основная масса (более 200) характеризуется повышенной минерализацией, увеличением жесткости, концентраций сульфатов и хлоридов до значений, превышающих ПДК. 75 выявленных участков характеризуются содержанием в подземных водах азотистых соединений, 59 - тяжелых металлов, 41 - фенолов, 28 - органических соединений.
По степени опасности загрязняющих веществ выявленные загрязнения подземных вод на 127 участках характеризуются как опасные, на 63 - как умеренно опасные, на 48 - как высоко опасные и лишь 3 - как чрезвычайно опасные.
На территории страны было выявлено 272 водозабора, находящихся в зоне загрязнения подземных вод, причем на 92 из них имеется режимная сеть наблюдений. Загрязнение подземных вод на остальных водозаборах определено в результате эпизодических режимных наблюдений. В большинстве случаев загрязнение подземных вод на водозаборах обусловлено хозяйственной деятельностью, а на 44 водозаборах - природными факторами. Для 143 водозаборов характерны повышенные минерализация подземных вод, жесткость, содержание хлоридов и сульфатов. На целом ряде водозаборов отмечается загрязнение подземных вод тяжелыми металлами (Актюбинская область -12 водозаборов, Восточно-Казахстанская -15, Костанайская -17). Максимальное число водозаборов в зоне загрязнения подземных вод находятся в: Карагандинской области (77), Восточно-Казахстанской (28), Северо-Казахстанской (25). На 180 водозаборах, где по единичным обследованиям выявлено загрязнение подземных вод, требуется создание режимной сети наблюдений.
Таким образом, охрана подземных вод от загрязнения и истощения, рациональное использование их ресурсов для нужд населения представляет актуальную социальную проблему, решение которой может быть реализовано путем управления ресурсами подземных вод, их режимом и качеством на базе многоцелевого государственного мониторинга подземных вод в пределах всей территории республики.
В настоящее время не существует общепринятой концепции и единой программы мониторинга природной, в том числе геологической среды, где одним из основных компонентов выступает подземная вода. Имеющиеся отдельные проработки по созданию методологической основы мониторинга подземных вод сведены и проанализированы в работах ВСЕГИНГЕО. Опыт составления целевых мониторинговых программ по подземным водам на различных уровнях: международном, национальном (государственном) и региональном (провинций) рассмотрен в монографическом труде «Геология и окружающая среда», ЮНЕСКО, Париж, 1990, т.1.
Государственные национальные программы МПВ осуществляются в ряде зарубежных стран: США, Нидерланды, Чехия, Дания и др. В частности, геологической службой США разработана программа по созданию опорной гидрогеологической наблюдательной сети, в Чехии, Нидерландах и Дании созданы системы мониторинга качества подземных вод.
В условиях развития водоносных горизонтов с охватом территорий ряда стран организуется межгосударственный МПВ. Такой мониторинг создан по Нубинскому водоносному горизонту в отложениях песчаников Африки и в меловых отложениях Центральной Европы.
В 1996 г. сотрудниками КазИМСа разработана концепция Государственного мониторинга подземных вод Республики Казахстан.
Осн.: 1[1-6]
Доп.: 1[1-15]
Контрольные вопросы:
1. Какова основная цель курса «Мониторинг подземных вод и опасных геологических процессов?
2. Перечислите основные задачи курса.
3. С какого года проводится изучение состояния подземных вод в республике?
4. Каковы общие прогнозные и разведанные запасы подземных вод на территории Казахстана?
5. Основные источники загрязнения подземных вод?
6. Где в Казахстане сосредоточены основные ресурсы подземных вод (около 50 %) ?
7. Сколько потенциальных источников загрязнения в целом по стране выявлено службой мониторинга подземных вод?
8. В какой из областей выявлено максимальное число участков и очагов загрязнения подземных вод?
9. В какой области находится максимальное число водозаборов в зоне загрязнения подземных вод?
10. Сотрудниками какого научного учреждения в 1996 г. разработана концепция Государственного мониторинга подземных вод Республики Казахстан?