Научная статья на тему 'Поисковые критерии и перспективы использования подземных вод средне-верхнедевонского водоносного комплекса для обеспечения хозяйственно-питьевого водоснабжения города Липецка'

Поисковые критерии и перспективы использования подземных вод средне-верхнедевонского водоносного комплекса для обеспечения хозяйственно-питьевого водоснабжения города Липецка Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
390
20
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ / ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ / ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА / ИНФИЛЬТРАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД / ВОДООБМЕН / ВОДОНОСНЫЙ КОМПЛЕКС / ТЕХНОГЕННАЯ НАГРУЗКА / ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ / ВОДОНОСНОСТЬ / ГОРНО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ / GROUNDWATER / DOMESTIC AND DRINKING WATER SUPPLY / HYDRODYNAMIC STRUCTURE / GROUNDWATER INFILTRATION / WATER EXCHANGE / AQUIFER COMPLEX / MAN-CAUSED LOAD / CHEMICAL POLLUTION / WATER CONTENT / MINING AND HYDROGEOLOGICAL CONDITIONS

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Ермиенко Алена Викторовна, Калиева Аида Ахметбековна, Байшуаков Арсланбек Темирбекович

Хозяйственно-питьевое водоснабжение населения г. Липецка основано на использовании пресных подземных вод южной части Московского артезианского бассейна. Подземные воды региона представляют собой гидродинамическую структуру с господствующим, многократно осуществляющимся инфильтрационным водообменом до глубины 200-250 м от поверхности. В гидрогеологическом строении территории Липецкой области принимают участие неоген-четвертичный и верхнедевонский водоносные комплексы, состоящие из верхнефаменского (лебедянско-данковский), задонско-елецкого и евлановско-ливенского водоносных горизонтов. Показано, что существующие представления о высокой «самоочищающей» способности подземных вод при фильтрации от химического загрязнения недостаточно обоснованы, многие химические соединения минеральных и органических веществ являются устойчивыми, не разлагающимися, не окисляющимися и не выпадающими в осадок; вместе с тем, они не сорбируются или сорбируются в малой степени частицами фильтрующих горных пород, также загрязнению способствует интенсивная эксплуатация подземных вод, поскольку при этом вблизи водозаборов образуются зоны повышенных скоростей фильтрации и загрязняющие вещества поступают в них в первую очередь. В условиях постоянно усиливающейся техногенной нагрузки встает задача поиска новых источников водоснабжения, защищенных от поверхностного загрязнения. Предлагаются два основных поисковых критерия: долины крупных рек при наличии тектонических нарушений, вытянутых вдоль тыловых швов левобережной части первой и второй надпойменных террас в местах прислонения аллювиальных террас к флювиогляциальной гряде и переуглубленных частей неогеновых палеодолин при условии их развития в зонах линейных тектонических нарушений. Рекомендована организация поисковых работ по выявлению новых месторождений подземных вод для водоснабжения и других регионов, находящихся в аналогичных геолого-гидрогеологических условиях.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Ермиенко Алена Викторовна, Калиева Аида Ахметбековна, Байшуаков Арсланбек Темирбекович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SEARCH CRITERIA AND PROSPECTS OF USING UNDERGROUND WATER OF THE MIDDLE-VERNHEDEVON WATERFILL COMPLEX FOR MAINTENANCE OF THE ECONOMIC-DRINKING WATER SUPPLY OF THE CITY OF LIPETSK

The economic and drinking water supply of the population of Lipetsk is based on the use of fresh underground waters in the southern part of the Moscow Artesian Basin. Underground waters of the region are a hydrodynamic structure, with prevailing multiply realized infiltration water exchange to a depth of 200-250 m from the surface. In the hydrogeological structure of the territory of the Lipetsk region, the Neogene-Quaternary and Upper Devonian aquifer complexes are taking part, consisting of the Upper-Famensk (Lebedyansko-Danukovsky), Zadonsko-Yelets and Evlanovsko-Livenskii aquifers. It is shown that the existing ideas about the high "self-cleaning" ability of groundwater during filtration from chemical contamination are not sufficiently substantiated, many chemical compounds of mineral and organic substances are stable, not decomposing, not oxidizing and not precipitating; At the same time, they are not sorbed or sorbed to a small extent by particles of filtering rocks, and the intensive exploitation of groundwater also contributes to pollution, since zones of increased filtration rates are formed near the water intakes and pollutants enter them in the first place. In the conditions of constantly increasing technogenic load, the task is to find new sources of water supply, protected from surface pollution. Two main search criteria are proposed: valleys of large rivers in the presence of tectonic disturbances stretched along the rear seams of the left-bank part of the first and second above-floodplain terraces in the areas of levitation of alluvial terraces to the fluvioglacial ridge, and over-depleted parts of Neogene paleolines under conditions of their development in zones of linear tectonic disturbances. It is recommended to organize prospecting works to identify new groundwater deposits for water supply and other regions in similar geological and hydrogeological conditions.

Текст научной работы на тему «Поисковые критерии и перспективы использования подземных вод средне-верхнедевонского водоносного комплекса для обеспечения хозяйственно-питьевого водоснабжения города Липецка»

УДК 504.4(574.25)

ПОИСКОВЫЕ КРИТЕРИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД СРЕДНЕ-ВЕРХНЕДЕВОНСКОГО ВОДОНОСНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА ЛИПЕЦКА

Алена Викторовна Ермиенко

Московский гидрометеорологический техникум, 143980, Россия, Московская обл., г. Балашиха, микрорайон Кучино, ул. Гидрогородок, 3, кандидат биологических наук, преподаватель кафедры экологии, тел. (904)289-61-22, е-mail: [email protected]

Аида Ахметбековна Калиева

Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры экологии и природопользования, тел. (913)453-07-80, e-mail: [email protected]

Арсланбек Темирбекович Байшуаков

Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, студент, тел. (923)241-06-23, e-mail: [email protected]

Хозяйственно-питьевое водоснабжение населения г. Липецка основано на использовании пресных подземных вод южной части Московского артезианского бассейна. Подземные воды региона представляют собой гидродинамическую структуру с господствующим, многократно осуществляющимся инфильтрационным водообменом до глубины 200-250 м от поверхности. В гидрогеологическом строении территории Липецкой области принимают участие неоген-четвертичный и верхнедевонский водоносные комплексы, состоящие из верхне-фаменского (лебедянско-данковский), задонско-елецкого и евлановско-ливенского водоносных горизонтов. Показано, что существующие представления о высокой «самоочищающей» способности подземных вод при фильтрации от химического загрязнения недостаточно обоснованы, многие химические соединения минеральных и органических веществ являются устойчивыми, не разлагающимися, не окисляющимися и не выпадающими в осадок; вместе с тем, они не сорбируются или сорбируются в малой степени частицами фильтрующих горных пород, также загрязнению способствует интенсивная эксплуатация подземных вод, поскольку при этом вблизи водозаборов образуются зоны повышенных скоростей фильтрации и загрязняющие вещества поступают в них в первую очередь. В условиях постоянно усиливающейся техногенной нагрузки встает задача поиска новых источников водоснабжения, защищенных от поверхностного загрязнения. Предлагаются два основных поисковых критерия: долины крупных рек при наличии тектонических нарушений, вытянутых вдоль тыловых швов левобережной части первой и второй надпойменных террас в местах прислонения аллювиальных террас к флювиогляциальной гряде и переуглубленных частей неогеновых па-леодолин при условии их развития в зонах линейных тектонических нарушений. Рекомендована организация поисковых работ по выявлению новых месторождений подземных вод для водоснабжения и других регионов, находящихся в аналогичных геолого-гидрогеологических условиях.

Ключевые слова: подземные воды, хозяйственно-питьевое водоснабжение, гидродинамическая структура, инфильтрация подземных вод, водообмен, водоносный комплекс, техногенная нагрузка, химическое загрязнение, водоносность, горно-гидрогеологические условия.

По данным Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), около одной трети населения мира проживает в странах, страдающих от дефицита пресной воды, а менее чем через 25 лет в странах с дефицитом пресной воды будет жить две трети человечества. Считается, что Россия - держава с неисчерпаемыми запасами чистой пресной воды, однако вода из природных поверхностных источников все менее пригодна для непосредственного использования. По данным ООН, примерно треть населения мира использует для питья воду из подземных источников. Более 60 % городов и поселков нашей страны полностью обеспечивается водой из подземных источников [1]. В зарубежных высокоразвитых странах из-за загрязненности поверхностных источников и экономичности систем водоснабжения на подземных источниках, поиск чистых подземных вод становится более важен. Потребность в подземных водах ежегодно возрастает. Но и этот ресурс оказывается не в состоянии обеспечить нас чистой, безопасной водой. Вследствие неглубокого залегания и отсутствия водоупорной кровли грунтовые воды легко подвергаются загрязнению. По оценкам ЮНЕП, на 1999 г. в России было более 2 700 источников подземных вод, отнесенных к категории загрязненных.

Численность населения г. Липецка, по данным за 2014 г., около 510 тыс. чел. Город обладает большим промышленным потенциалом: здесь находится не только один из флагманов черной металлургии России, крупнейший Новолипецкий металлургический комбинат, стоящий в одном ряду с предприятиями черной металлургии Челябинской и Свердловских областей, но другие крупнейшие промышленные предприятия - Липецкий трактор, Силикатный завод, Цементный завод. Большое количество крупных промышленных предприятий обуславливает высокую техногенную нагрузку на ландшафты и, в особенности, на почвенный покров региона, на грунтовые подземные воды, а также требует дополнительных источников водоснабжения (рис. 1).

Хозяйственно-питьевое водоснабжение основано на использовании пресных подземных вод южной части Московского артезианского бассейна.

Гидрогеологическое строение Липецкой области представлено следующими водоносными комплексами.

Неоген-четвертичный: водоносный горизонт нижне-верхнечетвертичного ледникового комплекса мощностью 5-18 м, представлен валунными суглинками с прослоями и линзами песков, подземные воды залегают на глубине 1-5 м, является наиболее распространенным; водоносный горизонт нижне-средне-четвертичного надледникового комплекса представлен песками с гравием и галькой, с прослоями и линзами суглинков, глин, мергелей, общей мощностью до 60 м, вскрывается на глубине 1-5 м, довольно широко распространен; по долинам рек распространены водоносные горизонты в средне-верхнечетвертичных отложениях террас и современных пойм, сложены эти горизонты супесями, песками, глинами, общей мощностью до 15 м, вскрываются на глубине от 0 до 5-6 м.

Цифрами обозначены:

1 - Цементный завод

2 - Металлургический завод

3 - Силикатный завод

4 - Завод "Липецкий трактор"

Рис. 1. Промышленный потенциал г. Липецка

Меловой: встречаются водоносные, маловодоносные карбонатно-терриген-ные комплексы, нижнемеловые терригенные водоупорные горизонты, сложены песками различной зернистости, с прослоями песчаников на железистом цементе, мощностью до 70 м.

Нижнекаменноугольный: нижнекаменноугольный маловодоносный комплекс представлен песчаниками, песками, общей мощностью до 100 м.

Верхнедевонский: верхнефаменский водоносный комплекс представлен известняками с прослоями глин и мергелей, общая мощность горизонта достигает 40 м; задонско-елецкий комплекс представлен брекчеевидными известняками, с прослоями глин и конгломератов, мощность комплекса достигает 80 м; евлановско-ливенский водоносный комплекс сложен органогенными известняками с прослоями мергелей и глин, общая мощность комплекса - 100 м [2, 3].

Хозяйственно-питьевое водоснабжение основано на использовании пресных подземных неоген-четвертичного водоносного комплекса, регионально и локально развитых водоносных горизонтов, из которых ежесуточно отбирается около 500 тыс. м /сут. Кроме того, в очень незначительном количестве используются воды девонских горизонтов.

В условиях постоянно усиливающейся техногенной нагрузки в пределах города выявлено 13 площадных очагов загрязнения подземных вод. На территории Липецкой области проведена оценка эколого-гидрогеохимического состояния подземных вод, с выделением зон, отличающихся по экологическим параметрам: экологической нормы; экологического риска; экологического кризиса; экологического бедствия. Кроме стандартного загрязнения подземных вод

компонентами азотной группы и нефтепродуктами, на многих ведомственных водозаборах вода загрязнена отходами промышленного производства: железом, кадмием, литием, свинцом, хромом, кобальтом, цинком и др. (таблица) [4-10].

Фоновые содержания химических элементов различных ландшафтно-геохимических условий в зоне влияния промышленных предприятий г. Липецка (мг/кг) на 2015 г.

Ландшафтно-геохимические условия

Элементы Почвы на неоген-четвертичных отложениях На средне- верхнедевонских отложениях На аллювиальных отложе- Кларк в земной Фоны в районе размещения промыш- Среднее содержание в почве на момент обследования

коре ленных (± стандартные

предприятий отклонения)

РЬ 14 14,8 22,8 16 11,2 12,163±4,39

гг 85,5 115 183 170 10 10,346±1,69

Си 35,3 34,5 41 47 35 35,015±7,92

Мп 308 408 706 100 408 426,465±125,9

8п 2,9 3,6 3,56 2,5 2,56 2,677±0,726

V 57,9 61,9 89,8 90 56 62,573±15,46

N1 32,9 37,6 41 58 29,7 32,082±10,920

Ва 437 455 588 650 378 394,344±63,89

Оа 18 17 16,9 19 9,6 11,012±3,986

гп 61 69 124 83 68 74,492±21,02

Бе 0,076 0,089 0,098 0,07 0,055 0,058±0,012

Со 11,8 13,8 17,4 18 7,55 7,888±2,202

8г 54,2 54 70,5 35 31 30,336±2,71

Мо 1,7 1,6 2 1,6 1,5 1,565±0,365

Р 600 400 800 1 000 450 468,521±163,0

и 3 530 3 160 4 000 3 000 2 590 2609,94±477,6

Сг 60 70 80 83 64 66,063±17,12

Л8 30,3 — 40 30 35 34,328±7,862

Ве 1,2 1,3 2,1 3,8 1,3 1,295±0,419

№ 10 9 11 20 8 8,342±0,969

8е 10 8 11 10 9,6 9,816±1,238

И8 0,008 0,01 0,02 0,08 0,05 0,0055±0,0023

Б 500 — — 660 350 360±111,28

По своим последствиям химическое загрязнение несет большую угрозу вследствие того, что оно имеет достаточно интенсивный характер и сохраняется в течение длительного времени, даже после ликвидации источника загрязнения. Существующие представления о высокой «самоочищающей» способности подземных вод при фильтрации от химического загрязнения недостаточно

обоснованы, так многие химические соединения минеральных и органических веществ являются устойчивыми, не разлагающимися, не окисляющимися и не выпадающими в осадок; вместе с тем, они не сорбируются или сорбируются в малой степени частицами фильтрующих горных пород, а также распространяются под влиянием не только самого источника загрязнения, но и естественного потока подземных вод. Загрязнению также способствует интенсивная эксплуатация подземных вод, поскольку при этом вблизи водозаборов образуются зоны повышенных скоростей фильтрации и загрязняющие вещества поступают в них в первую очередь.

В условиях постоянно усиливающейся техногенной нагрузки на незащищенный неоген-четвертичный водоносный комплекс, из которого в основном осуществляется хозяйственно-питьевое водоснабжение региона, и постоянно растущего в нем количества очагов загрязнения, угрозы закрытия действующих водозаборов, встает задача поиска новых источников водоснабжения, защищенных от поверхностного загрязнения.

Практический интерес для целей водоснабжения всегда имеют водоносные горизонты и комплексы зоны активного водообмена. Подземные воды региона представляют собой гидродинамическую структуру с господствующим, многократно осуществляющимся инфильтрационным водообменом до глубины 200-250 м от поверхности [11-14].

Вместо первых от поверхности эксплуатируемых загрязненных водоносных горизонтов зоны аэрации можно использовать воды средне-верхнедевонских подразделений, залегающих вторыми или третьими от поверхности и отделенных от верхних горизонтов 20-40 метровой толщей верхнедевонских глин, защищающих их от поверхностного загрязнения, а также зоны линейных тектонических нарушений переуглубленных частей неогеновых палеодолин.

Верхнедевонский водоносный комплекс - комплекс трещинно-пластовых и карстово-пластовых вод, сложен доломитами, известняками с прослоями мергелей и песчаниками, конгломератами в которых заключены прослои глин, выходящих на поверхность по долинам рек.

При оценке степени водоносности девонских горизонтов следует учитывать два основных поисковых критерия долин крупных рек Липецкой области (Дон, Воронеж):

- тектонические нарушения, вытянутые вдоль тыловых швов левобережной частей первой и второй надпойменных террас, в местах прислонения их к флювиогляциальной гряде. Это характерно для верхнефаменского (средний и верхний девон) месторождения подземных вод;

- зоны линейных тектонических нарушений переуглубленных частей неогеновых палеодолин (рис. 2).

Геологическая схема дочетвертичных отложений окрестностей г. Липецка

| | Девонская система

[_]] Матырское водохранилище

/ъГм' Реки

| ^ | Меловая система | J | Юрская система

шш

Условные обозначения:

Рис. 2. Перспективные участки водоносных горизонтов: верхнедевонский водоносный комплекс, неогеновые палеодолины

Артезианские бассейны всегда соответствуют понижениям, в водоносных горизонтах восполнение подземных вод идет за счет инфильтрации. Вода всегда стекает с возвышенности в низину, в переуглубленные части неогеновых палеодолин - зоны линейных тектонических нарушений, где постепенно дренируется в водоупорный слой, который в свою очередь вытесняет чистую отфильтрованную воду до уровня водоносного слоя.

Торошение тектонических блоков кристаллического фундамента по разлому, в районе линейных тектонических нарушений, проявляется как сдвиговая приразломная зона смятия. В толщах осадочного чехла она проявляется нарушением целостности пород, трещиноватостью, брекчированием, катаклазом, т. е. прогрессивным их разрушением. Коллекторские свойства, их водоносность при этом увеличиваются многократно [15].

В приведенных ниже геомеханических разрезах по осадочным толщам в условиях платформенных чехлов можно проследить, как тектоническое нарушение фиксируется на 25-м м профиля, пройденного с шагом 5 м, в виде наиболее водообильной зоны в первом песчаном водоносном горизонте на интервале глубин 25-30 м (рис. 3, а). На рис. 3, б приведен тот же разрез до глубины 300 м, тектоническое нарушение просматривается в виде зоны несколько ослабленных горных пород, уходящей вглубь от второй водоносной зоны в известняках на уровне 120-240 м.

Профиль, м

О 5 10 1 5 20 25 30 35 40 45 50

-5-•10 -15-20-25- | -30-■35 ■40

Щ

I -50

с

-554 -60-65 ■70-75-■80 -85 ■90 -95-100

: III

1=2500

I

650 630 610 590 570 550 530 510 490 470 450 430 410 390 370 350 330 310 290 270 250 230 210 190 170 150 130 110 90 70 50

ЕЭзо

-10

•10 -30 -50

а)

Рис. 3. Геомеханический разрез по профилю резонансно-акустического профилирования (РАП):

а) до глубины 100 м; б) до глубины 300 м

м

Водообильность эксплуатируемого коммунальными водозаборами г. Липецка неоген-четвертичного комплекса значительно выше по сравнению с водами девонских горизонтов (удельные расходы соответственно 15—20 и 2—5 л/с), однако в экологически относительно чистых местах имеются перспективные участки для создания водозаборов производительностью 20—30 тыс. м3/сут, которые могут эксплуатировать воды девонских отложений.

Как итог, следует констатировать, что в зонах тектонических нарушений, коллекторские свойства известняков и песчаников среднего и верхнего девона увеличиваются, водообильность их повышается. Большое значение имеет то, что воды девонских горизонтов — напорные, они залегают вторыми или третьими от поверхности, изолированы от поверхности водоупорными слоями 20—40-метровой толщей верхнедевонских глин, и поэтому менее подвержены загрязнению, чем грунтовые воды неоген-четвертичного комплекса. Эффективность их использования возрастает с глубиной залегания вод, при этажном залегании водоносных горизонтов; когда один или несколько из них являются источниками водоснабжения, они становятся незаменимыми.

Основываясь на вышеназванных критериях, можно рекомендовать организацию поисковых работ по выявлению новых месторождений подземных вод для водоснабжения других регионов, находящихся в аналогичных горногидрогеологических условиях [16].

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Надточий В. С. Оценка динамики использования субъектов Западной Сибири // Вестник СГУГиТ. - 2017. - Т. 22, № 3. - С. 215-227.

2. О состоянии и использовании водных ресурсов на территории Липецкой области в 2006 году / С. М. Бойко, В. М. Константинов и др. - Донское бассейновое водное управление, Отдел водных ресурсов по Липецкой области. - Липецк, 2007. - 410 с.

3. Бочаров В. Л. Проблемы изучения и использования ресурсов подземных питьевых вод Воронежской области // Вестник ВКГУ. Сер.: Геология. - 2010. - № 1. - С. 243-251.

4. Дюнин В. И. Отчет о результатах изучения загрязнения нитратами подземных вод на водозаборах г. Липецка, расчет зон санитарной охраны и разработка рекомендаций по ликвидации нитратного загрязнения. - Липецк : Липецкий филиал ФГУ «Геинфотека», 2001. - 68 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5. Прудовский Э. Л. Выявление причин и источников загрязнения подземных вод в Липецкой области. - Липецк : Липецкий филиал ФГУ ТФИ, 2006. - 71 с.

6. Кремнева И. П., Косинова И. И. Эколого-гидрогеохимическая характеристика подземных вод Липецкой области // Вестник Московского государственного областного университета. Сер.: Естественные науки. - 2009. - № 3. - С. 113-119.

7. Мониторинг загрязненности нитрат-ионами подземных вод территории городов Севастополь и Бахчисарай / И. И. Косинова, Г. А. Сигора, Л. А. Ничкова, Е. В. Добровольская, Е. С. Симонова // Вестник ВКГУ. Сер.: Геология. - 2016. - № 3. - С. 123-127.

8. Ермиенко А. В. Экологическая экспертиза и оценка воздействия на окружающую среду (На примере строительства Павлодарского электролизного завода) : учеб. пособие. -Павлодар, 2007. - 183 с.

9. Базарский О. В., Косинова И. И. О единой метрике комплексного эколого-геологического пространства // Вестник ВКГУ. Сер.: Геология. - 2005. - № 2. - С. 168-172.

10. Бочаров В. Л., Вершинина Ю. Е., Строгонова Л. Н. Признаки техногенной мета-морфизации подземных вод михайловского горнопромышленного района (Курская область) // Вестник ВКГУ. Сер.: Геология. - 2014. - № 4. - С. 85-92.

11. Абдрахманов Р. Ф., Попов В. Г. Формирование подземных вод неогеновых долин системы Палео-Белой в Южном Предуралье // Геоэкология. - 2017.- № 6. - С. 30-40.

12. Гидрогелогические условия Новохопёрского никеленосного района. Статья 2. Мезозой и кайнозой / В. Л. Бочаров, О. А. Бабкина, Г. Ю. Дешевых, Л. Н. Строганова, Ю. А. Устименко // Вестник ВКГУ. Сер.: Геология. - 2017. - № 1. - С. 135-145.

13. Лехов В. А., Соколов В. Н. Экспериментальное определение коэффициента фильтрации и коэффициента диффузии в слабопроницаемых отложениях // Геоэкология. - 2017. -№ 3. - С. 67-84.

14. Ермиенко А. В., Калиева А. А. Энвайроментальное влияние и оценка потенциала подземных вод средне-верхнедевонского водоносного комплекса для обеспечения устойчивого водоснабжения г. Липецка // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. - 2016. - Т. 3, № 1. - С. 174-178.

15. Мазуров Б. Т. Геодинамические системы (кинематические и деформационные модели блоковых движений) // Вестник СГУГиТ. - 2016. - Вып. 3 (35). - С. 5-15.

16. Викторов А. С., Садков С. А. Использование вероятностных моделей при изучении экзогенных геологических процессов // Геоэкология. - 2014. - № 3. - С. 58-65.

Получено 16.01.2018

© А. В. Ермиенко, А. А. Калиева, А. Т. Байшуаков, 2018 237

SEARCH CRITERIA AND PROSPECTS OF USING UNDERGROUND WATER OF THE MIDDLE-VERNHEDEVON WATERFILL COMPLEX FOR MAINTENANCE OF THE ECONOMIC-DRINKING WATER SUPPLY OF THE CITY OF LIPETSK

Alena V. Yermienko

Moscow Hydrometeorological Technical School, 143980, Russia, Moscow Region, Balashikha, Kucino Microdistrict, 3 Gidrogorodok St., Ph. D., Teacher, Department of Ecology, phone: (904)289-61-22, e-mail: [email protected]

Aida A. Kalieva

Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., Associate Professor, Department of Ecology and Environmental Management, phone: (913)453-07-80, e-mail: [email protected]

Arslanbek T. Baishuakov

Siberian State University of Geosy stems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Student, phone: (923)241-06-23, e-mail: [email protected]

The economic and drinking water supply of the population of Lipetsk is based on the use of fresh underground waters in the southern part of the Moscow Artesian Basin. Underground waters of the region are a hydrodynamic structure, with prevailing multiply realized infiltration water exchange to a depth of 200-250 m from the surface. In the hydrogeological structure of the territory of the Lipetsk region, the Neogene-Quaternary and Upper Devonian aquifer complexes are taking part, consisting of the Upper-Famensk (Lebedyansko-Danukovsky), Zadonsko-Yelets and Evlanovsko-Livenskii aquifers. It is shown that the existing ideas about the high "self-cleaning" ability of groundwater during filtration from chemical contamination are not sufficiently substantiated, many chemical compounds of mineral and organic substances are stable, not decomposing, not oxidizing and not precipitating; At the same time, they are not sorbed or sorbed to a small extent by particles of filtering rocks, and the intensive exploitation of groundwater also contributes to pollution, since zones of increased filtration rates are formed near the water intakes and pollutants enter them in the first place. In the conditions of constantly increasing technogenic load, the task is to find new sources of water supply, protected from surface pollution. Two main search criteria are proposed: valleys of large rivers in the presence of tectonic disturbances stretched along the rear seams of the left-bank part of the first and second above-floodplain terraces in the areas of levitation of alluvial terraces to the fluvioglacial ridge, and over-depleted parts of Neogene paleolines under conditions of their development in zones of linear tectonic disturbances. It is recommended to organize prospecting works to identify new groundwater deposits for water supply and other regions in similar geological and hydrogeological conditions.

Key words: groundwater, domestic and drinking water supply, hydrodynamic structure, groundwater infiltration, water exchange, aquifer complex, man-caused load, chemical pollution, water content, mining and hydrogeological conditions.

REFERENCES

1. Nadtochii, V. S. (2017). Evaluation of Dynamics of Water Use of Subjects of Western Siberia. VestnikSGUGiT[VestnikSSUGT], 22(3), 215-227 [in Russian].

2. Boyko, S. M., Konstantinov, V. M. et al. (2007). O sostoyanii i ispol'zovanii vodnykh resursov na territorii Lipetskoy oblasti v 2006 godu [On the state and use of water resources in the territory of the Lipetsk region in 2006]. Lipetsk: Don Basin Water Authority, Department of Water Resources in the Lipetsk Region [in Russian].

3. Bocharov, V. L. (2010). Problems of study and use of underground drinking water resources in the Voronezh Region. Vestnik VKGU. Seriya: Geologiya [Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology], 1, 243-251 [in Russian].

4. Dyunin, V. I. (2001). Otchet o rezul'tatakh izucheniya zagryazneniya nitratami podzemnykh vod na vodozaborakh g. Lipetska, raschet zon sanitarnoy okhrany i razrabotka rekomendatsiy po likvidatsii nitratnogo zagryazneniya [Report on the results of the study of groundwater contamination with nitrates in water intakes of Lipetsk, calculation of sanitary protection zones area and development of recommendations for nitrates impact elimination]. Lipetsk: Lipetsk Branch of the Federal State Unitary Enterprise "Geinfoteka" [in Russian].

5. Prudovsky, E. L. (2006). Vyyavlenie prichin i istochnikov zagryazneniya podzemnykh vod v Lipetskoy oblasti [Identification of reasons and sources of groundwater pollution in the Lipetsk region]. Lipetsk: Lipetsk Branch of the Federal State University TFI [in Russian].

6. Kremneva, I. P, & Kossinova, I. I (2009). Ecological and hydrogeochemical characteristics of groundwater in the Lipetsk region. VestnikMoskovskogo gosudarstvennogo oblastnogo universiteta. Seriya: Estestvennye nauki [Bulletin MRSU. Series: Natural Sciences], 3, 113-119 [in Russian].

7. Kossinova, I. I., Sigora, G. A., Nikchkova, L. A., Dobrovolskaya, E. V., & Simonova, E. S. (2016). Monitoring of nitrate ions contamination of groundwater of Sevastopol and Bakhchisarai cities. Vestnik VKGU. Seriya: Geologiya [Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology], 3, 123-127 [in Russian].

8. Ermienko, A. V. (2007). Ekologicheskaya ekspertiza i otsenka vozdeystviya na okruzhayushchuyu sredu (Na primere stroitel'stva Pavlodarskogo elektroliznogo zavoda) [Environmental expertise and environmental impact assessment (Case study of Pavlodar Electrolysis Plant construction)]. Pavlodar [in Russian].

9. Bazarsky, O. V, & Kossinova, I. I. (2005). Uniform metric of a complex environmetal-geological range. Vestnik VKGU. Seriya: Geologiya [Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology], 2, 168-172 [in Russian].

10. Bocharov, V. L., Vershinina, Yu. E., & Strogonova, L. N. (2014). Characteristics of underground waters anthropogenic metamorphisation of the Mikhailovsky mining region (Kursk region). Vestnik VKGU. Seriya: Geologiya [Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology], 4, 85-92 [in Russian].

11. Abdrakhmanov, R. F., & Popov, V. G. (2017) Ground waters of the Neogene valleys of the Paleo-Belaya system in the Southern Cis-Urals. Geoekologiya [Geoecology], 6, 30-40 [in Russian].

12. Bocharov, V. L, Babkina, O. A, Deshevikh, G. Yu., Stroganova, L. N, Ustimenko, Yu. A. (2017). Hydrogeological conditions of the Novokhopersky nickel-bearing region. Article 2. Meso-zoic and Cenozoic. Vestnik VKGU. Seriya: Geologiya [Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology], 1, 135-145 [in Russian].

13. Lekhov, V. A, & Sokolov, V. N. (2017). Experimental calculation of filtration and diffusion coefficients in poorly permeable deposits. Geoekologiya [Geoecology], 3, 67-84 [in Russian].

14. Ermienko, A. V., & Kaliyeva, A. A. (2016). Environmental impact and assessment of groundwater potential of the Middle-Upper Devonian aquifer complex for sustainable water supply in Lipetsk. Mezhdunarodnyy zhurnal gumanitarnykh i estestvennykh nauk [International Journal of Humanitarian and Natural Sciences], 3(1) 174-178 [in Russian].

15. Mazurov, B. T. (2016). Geodynamic system (kinematic and deformation model of block movements). VestnikSGUGiT[VestnikSSUGT], 3(35), 5-15 [in Russian].

16. Viktorov, A. S, & Sadkov, S. A. (2014). The use of probability models in the study of exogenous geological processes. Geoekologiya [Geoecology], 3, 58-65 [in Russian].

Received 16.01.2018

© A. V. Yermienko, A. A. Kalieva, A. T. Baishuakov, 2018

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.