Пресные подземные воды района Кавказских Минеральных Вод и их защищенность от загрязнения

• Автор: Каримова, Ольга Алиевна
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 88 с. : ил.

1. Современные представления о защищенности подземных вод от загрязнения

и методы ее оценки

2. Особенности природно-климатических и геолого-гидрогеологических

условий района Кавказских Минеральных Вод

2.1. Природно-климатические условия

2.2. Геолого-структурные условия

2.3. Геоморфологические условия

2.4. Гидрологических условия

2.5. Гидрогеологические условия

2.6. Химический состав, условия питания и разгрузки основных

водоносных горизонтов и комплексов

3. Методика региональной оценки защищенности пресных подземных вод от
загрязнения пестицидами
3.1. Особенности методики региональной оценки защищенности
подземных вод в горно-складчатых областях
3.2. Краткая характеристика загрязняющего вещества (линдана)
4. Оценка величины инфильтрационного питания
4.1. Краткий анализ методов оценки величины подземного стока
4.2. Оценка величины подземного стока пресных подземных вод района 49 Кавказских Минеральных Вод
5. Оценка защищенности района Кавказских Минеральных Вод
5.1. Расчет времени проникновения загрязняющего вещества через
барьерную зону (тестовая задача)
5.2. Расчет времени проникновения загрязняющего вещества через
барьерную зону (применительно к случаю загрязнения линданом)
5.3. Районирование территории Кавказских Минеральных Вод по
уязвимости подземных вод к загрязнению
Заключение. Задачи дальнейших исследований
Список литературы
Приложения

Изучение подземных вод как источника питьевого водоснабжения показало, что подземные воды являются не только полезным ископаемым, но и одним из компонентов окружающей среды. Защита подземных вод от загрязнения чрезвычайно важна, потому что растущая потребность в воде обусловливает увеличение разрыва между водоотбором, безопасным для окружающей среды, и потребностями населения. Кроме того, охрана подземных вод от загрязнения тесно связана с общей проблемой защиты окружающей среды-Загрязняющие вещества естественного и антропогенного происхождения могут поступать в подземные воды в результате захоронения или распределения на поверхности различных отходов, в результате закачки промышленных сточных вод и т.д. В случае поверхностного захоронения загрязняющее вещество проникает через почвенный слой, зону аэрации и достигает водоносный горизонт. Если объем загрязняющего вещества значительный или оно не полностью разлагается, то в этом случае загрязняющее вещество может накапливаться в почве или зоны аэрации и впоследствии становится вторичным источником загрязнения. Поэтому на практике часто важнее оценить время, в течение которого загрязняющее вещество (или загрязненный фильтрующийся с поверхности земли поток) достигает уровня подземных вод. Это время, а также скорость миграции загрязняющего вещества в водоносный горизонт могут быть оценены только при более детальных исследованиях, если имеются данные о сорбционных свойствах пород зоны аэрации и водоносного горизонта.
Цель представленной работы заключается в разработке комплексной методики оценки защищенности подземных вод для территорий с интенсивным сельскохозяйственным освоением и апробирование ее на конкретном примере.
В соответствие с этой целью были поставлены следующие основные задачи:
• анализ существующих методов региональной оценки защищенности подземных вод;
• изучение особенностей формирования подземного стока в естественных и нарушенных условиях района КМВ;
• оценка влияния почвенного слоя и зоны аэрации на время проникновения загрязняющего вещества с поверхности;
• оценка защищенности пресных подземных вод четвертичного комплекса района Кавказских Минеральных Вод от загрязнения ядохимикатами, и в первую очередь хлорорганическими пестицидами, как наиболее опасными для окружающей среды и человека веществами
Научная новизна работы заключается в следующем:
1) разработана комбинированная методика региональной оценки защищенности пресных подземных вод к загрязнению в районах интенсивного сельскохозяйственного освоения;
2) проведена региональная оценка подземного стока пресных подземных вод, используемых для водоснабжения населения региона;
3) оценена роль инфильтрационного питания, как основного фактора, определяющего скорость, а, следовательно, и время проникновения загрязняющего вещества через защитную зону;
4) показано влияние почвенного слоя, и в первую очередь, гумусового вещества почвы на время проникновения хлорорганического пестицида (линдана);
5) выполнена региональная оценка и картирование защищенности пресных подземных вод от загрязнения хлорорганическими пестицидами.
Проведенные исследования позволяют качественно и количественно оценить защищенность пресных подземных вод района Кавказских Минеральных Вод. Предложенный подход для проведения таких расчетов может быть использован для проведения аналогичных работ для горноскладчатых областей. Составленная карта защищенности подземных вод к загрязнению пестицидами в сочетании с выполненной оценкой естественных ресурсов подземных вод рекомендуется для определения перспектив возможного отбора подземных вод в отдельных регионах в условиях интенсивной техногенной нагрузки, а также для анализа взаимодействия подземных вод с другими компонентами окружающей среды.
На защиту выносятся:
• комбинированная методика оценки защищенности пресных подземных вод, учитывающая сорбционные свойства барьерной зоны (почв и пород, слагающих зону аэрации);
• применение методов моделирования для оценки балансовой структуры потока;
• оценка влияния инфильтрационного питания подземных вод на время и скорость проникновения загрязняющего вещества с поверхности через защитную зону;
• оценка влияния почвенного слоя (его типа, мощности и состава) на время проникновения загрязняющего вещества.

пределах небольших водосборов в условиях наличия сильно развитой гидрографической сети с глубокими эрозионными врезами. Кроме того, горно-складчатые области характеризуются наличием тесной взаимосвязи между поверхностными и подземными водами. Поэтому не все существующие методы оценки величины подземного стока применимы для таких территорий. Анализ всех существующих методов оценки величины подземного стока позволил считать геолого-гидрогеологический метод оценки модуля подземного стока наиболее приемлемым для проведения расчетов для района Кавказских Минеральных Вод.
Меженный сток реки формируется в период устойчивого ее питания за счет подземных вод зоны интенсивного водообмена, когда поверхностный сток отсутствует или не оказывает существенного влияния на речной сток. Поэтому считается, что расход подземных вод равен подземному стоку, сформированному на площади водосбора выше расчетного гидрометрического створа реки за период ее устойчивого подземного питания. Значения среднего минимального многолетнего речного стока брались по гидропостам, расположенным на основных реках района и их притокам.
В результате расчетов было установлено, что на некоторых гидропостах, расположенных на р. Куме, отмечается резкое увеличение модуля подземного стока (приложение 3, таб. 3).
Таблица 3. Модуль и величина подземного стока района Кавказских Минеральных Вод в естественных и нарушенных условиях
№№ Станция Модуль полотого стока, л/с-км2 Величина подземного стока, тыс. м3/год
Естественные условия Нарушенные условия Естественные условия Нарушенные условия
1 р. Кума - ст-ца Бекешевская 1,7 1,9 63,8 71,3
2 р. Кума - ст-ца Александрийская 0,1 0,9 27,6 231,2
3 р. Кума - х. Золка 0,4 - 55,6 -
4 р. Кума - с. Стародубское 0,4 - 105,1 -
5 р. Кума - ст-ца Новозаведенное - 0,2 - 13,1
6 р. Кума - с. Отказное (нижний бьеф) - 1,3 - 102,6
7 р. Кума - г. Зеленокумск - 0,7 - 119,8
8 р. Кума - г. Буденовск 0,1 1,3 34,6 566,1
9 р. Подкумок - с. Первомайское - 2,7 - 64,4