Использование подземных вод
2.2.2.5. Использование подземных вод
Основным источником водоснабжения г. Воронежа являются подземные воды. Водозаборные узлы расположены по берегам Воронежского водохранилища и забирают, в основном, воду, профильтровавшуюся из него через толщу загрязненных илов на дне и массив песка, отделяющий фильтры эксплуатационных скважин от дна водохранилища (рис 2.2.2).
Схематический поперечный разрез Воронежского водохранилища и прилегающих склонов
1 – атмосферные осадки; 2 – естественный уровень грунтовых вод; 3 – уровень грунтовых вод в современных условиях; 4 – Воронежское водохранилище; 5 - промышленное предприятие; 6 – промышленные отходы; 7 – водозаборные скважины.
Общие эксплуатационные запасы, разведанные по всем водозаборным узлам города, составляют 515 тыс. куб. м/сут. Структура эксплуатационных запасов в настоящее время для существующих водозаборов определяется привлекаемыми ресурсами, т.е. именно инфильтрацией из водохранилища и р. Усмань. Вслед за загрязнением этих водоемов неизбежно ухудшится качество и питьевых вод, подаваемых из водозаборов. Загрязняющими веществами в питьевой воде являются природные соединения железа и марганца, величина общей жесткости, а также техногенные загрязнители: свинец, медь, цинк, молибден, фосфор и некаль в водозаборе № 9 в районе Песчанки (юго-восток города).
Для обеспечения населения и промышленности водой питьевого качества в Воронеже создано 12 централизованных водозаборов, в том числе 6 - на разведанных участках (рис.2.2.3).
Воздействие водоотбора на гидрогеодинамические условия территории г. Воронежа главным образом определяется наложением на естественный поток понижений уровней и образованием депрессионных воронок. Формирование депрессионных воронок и величины уклонов преобразованных потоков подземных вод зависит от граничных условий водоносного пласта, его фильтрационных свойств, от характера и величины водоотбора.
Основные коммунальные водозаборы города (7 водозаборов), за исключением ВПС-9, инфильтрационного типа, так как они расположены вблизи Воронежского водохранилища и р. Усмань. Подземные воды имеют тесную гидравлическую связь с водохранилищем. По достижении депрессией водохранилища, рост воронок сдерживается, и происходит практическая стабилизация уровней воды в скважинах водозаборов. В настоящее время водозаборы работают в квазистационарном режиме фильтрации.
В сложившихся условиях работа 6-ти (№№ 3, 4, 6, 12, Чертовицкий и Южно-Чертовицкий) (рис.2.2.3) инфильтрационных водозаборов г. Воронежа определяется преимущественно воздействием Воронежского водохранилища, которое представляет внешнюю питающую границу пласта в условиях широкого водоема. Питание этих водозаборов на 75-85% осуществляется за счет привлечения инфильтрационного потока из водохранилища.
Водозабор Чертовицкий расположен на правом берегу, в 16 км севернее центра города. Водозабор эксплуатируется с 1972 года. Скважины расположены тремя рядами, расстояние первого ряда до уреза водохранилища составляет 20 – 30 м. Водоотбор составляет 125,5 тыс. куб.м/сут. Глубина каждой скважины от 39 до 44 м.
Водозабор № 8 расположен на левом берегу Воронежского водохранилища. Эксплуатация началась в 1969 году. Здесь 62 скважины в два линейных ряда вдоль берега во-дохранилища. Водоотбор составляет 115,6 тыс. куб.м/сутки.
Водозабор № 4 расположен на правом берегу, севернее железнодорожного моста. Мощность эксплуатируемого горизонта составляет 30 м. Водоотбор составляет 39 тыс. куб.м/сут.
Водозабор № 3 расположен на склоне четвертой правобережной террасы. Водоносный горизонт имеет мощность около 30 м. Это – 17 скважин, расположенных в два ряда. Водоотбор составляет 13,1 тыс. куб. м/сут. Начало эксплуатации – 1914 г. Это единственный водозабор с плиоценовыми глинами, защищающими его от загрязнения сверху.
Несколько иная картина на водозаборе № 12 расположенного на левом берегу р. Усмань, в условиях узкой реки с несовершенным гидродинамическим вскрытием водоносного горизонта, которое составляет не более 5 - 10%. При интенсивном водоотборе река Усмань представляет внутреннюю границу пласта. При этом характер питания водонос-ного горизонта поверхностными водами на участке действующего водозабора определя-ется положением уровня (напора) подземных вод. Взаимосвязь подземных и поверхно-стных вод происходит через заиленные, слабо проницаемые пойменные отложения и осуществляется в подпертом режиме фильтрации, либо при снижении уровня подзем-ных вод в свободном режиме - путем "дождевания". Балансовая структура водопритоков к водозабору № 12 складывается таким образом: речные воды - около 60%, поступление подземных вод из пласта — около 40%. Водоотбор составляет 35,2 тыс. куб. м/сут.
Водозабор № 9 расположен в пределах пологого склона водораздела водохранилище - р. Усмань, в осевой части белогорской палеодолины.
По водозаборам №№ 3, 4, 8, 12, Чертовицки, Южно-Чертовицкий ГКЗ СССР (26.12.73 г. Протокол №7081) утверждены эксплуатационные запасы подземных вод по про-мышленным категориям в количестве 676,1 тыс. м3/сут. Водоотбор по ним в 2001 г. равен 414,4 тыс. м3/сут. По водозаборам №№ 6, 9 эксплуатационные запасы не утверждались в связи с угрозой загрязнения подземных вод некалем.
По данным городской администрации существует дефицит в питьевой воде в объеме 150 тыс. м3/сут, на перспективу он возрастает до 300 - 400 тыс. м3/сут. Это объясняется тем, что Южно-Воронежское и Староживотиновское МПВ с разведанными запасами в 260 тыс. м3/сут в обозримой перспективе не проектируются к эксплуатации, а запасы по ранее существовавшим водозаборам №№ 1, 2, и 6 в количестве 100 тыс. м3/сут подлежат списанию. В связи с этим, увеличение производительности действующих водозаборов для снижения части дефицита в воде - проблема номер один в водоснабжении г. Воронежа.
Показателем экологической оценки состояния гидрогеодинамической обстановки является положение уровня подземных вод. Наибольшее понижение уровня зафиксировано в пределах центральной части правобережных водозаборов Чертовицкий и Южно-Чертовицкий и составило 10.5 м (56% от допустимой величины). Вокруг этих водозаборов сформировалась общая депрессионная воронка овальной конфигурации, вытянутая с северо-востока на юго-запад вдоль Воронежского водохранилища на 7.7 км, по субширотной оси размер воронки - 4.5 км, площадь 12.2 км2 (рис. 2.2.3). Вокруг остальных водозаборов сформированы депрессионные воронки меньших размеров, площадью не более 3.4 км2 и снижением уровня не более 47.5% от допустимой величины.
В результате многолетней эксплуатации основных правобережных водозаборов про-изошел частичный отрыв уровня от дна водохранилища. Так, на водозаборах Чертовиц-ком и Южно-Чертовицком в прибрежной части глубина отрыва уровня от уреза водохра-нилища составляет 2.4 - 3.2 м, на намывной площадке водозабора № 4 - 3.3 - 4.4 м. Это обусловлено низкой проницаемостью ложа дна водохранилища. В районе ВПС-4 коэф-фициент фильтрации донных отложений составляет всего 0.03 м/сут. На водозаборе № 12 установлен полный отрыв уровня подземных вод от дна р. Усмань, то есть прогнозные граничные условия (ГУ 1 рода), принятые при оценке эксплуатационных запасов, не подтвердились.
Главным фактором, определившим формирование химического состава подземных вод на водозаборах №6 и №9, явилось их смешение с загрязненными водами, поступившими от полей фильтрации.
Химический состав промышленных стоков, сбрасываемых на поля фильтрации, характеризуется высоким содержанием различного рода органических соединений, особенно непредельных углеводородов ароматического ряда, таких как стирол, некаль, высшие спирты, альдегиды и др. В неорганической части загрязнений в большом количестве присутствуют сульфаты, хлориды, минеральные масла. Наличие в общем стоке органических соединений, характерных для производства завода СК, придает сточным водам специфический ароматический запах, сохраняющийся в течение длительного времени.
В результате химический состав подземных вод по ряду основных показателей существенно изменился: содержание хлоридов повысилось до 500-1000 мг/л, сульфатов до 300-600 мг/л, увеличилась минерализация вод (сухой остаток до 2,5 г/л), окисляемость возросла до 225 мгО2/л. Кроме того, в воде присутствовали специфические компоненты сточных вод производства синтетического каучука: некаль с концентрацией до 450 мг/л; лейканол; стирол и т.д. Подземные воды по своему составу стали хлоридными, хлоридно-сульфатными, натриевыми, кальциево-натриевыми с минерализацией 1,2-2,8 г/л (при норме ГОСТ – до 1 г/л). Загрязнение подземных вод оценивалось по минерализации (сухому остатку), окисляемости. Но чаще всего – по содержанию некаля. Предыдущими исследованиями между этими характеристиками устанавливалась взаимосвязь. Так по материалам института ВОДГЕО (1967г.) для высоких значений содержания некаля характерны повышенные значения сухого остатка и окисляемости.
До заполнения Воронежского водохранилища на март 1972г. площадь загрязнения составляла около 8км2. К марту 1975г., когда нарушенный при создании водохранилища режим подземных вод установился, площадь увеличилась до 9км2, к 1982г. она достигла 11 км2, в 1988г. – 20 км2.
Таким образом, можно констатировать, что грунтовые и питьевые воды на левом берегу водохранилища подверглись прогрессирующему загрязнению и не могут рассматриваться без мер по их защите и реабилитации как резерв для усиления водоснабжения.
Существенному ухудшению качества подземных вод способствует и плановая инфильтрация сточных вод с неканализованной территории города. Об этой причине понижения качества подземных вод на правом берегу может свидетельствовать гидрохимический режим Митрофаньевского родника, выходящего у подножья склона под главным зданием Воронежского государственного университета. Вода этого родника по большинству показателей не отвечает нормам ГОСТ на питьевую воду.
Город уже сейчас нуждается в увеличении эксплуатационных запасов высококачественной питьевой воды из подземных водозаборов. Возможности для успешных поисков и разведки подземных вод имеются. В частности, перспективным направлением разведки могло быть изучение подруслового потока в долине р. Воронеж севернее города, в области развития постледниковых отложений Пра-Воронежа (Мишон, 1989).
При этом наилучшими условиями для работы водозаборных узлов являются:
- Защищенность основного водоносного горизонта от поверхностного загрязнения глинами и суглинками четвертичного и плиоценового возраста. За аналог таких условий можно принять условия работы существующих водозаборов №4 и №11.
- Залесенность или залуженность территории зоны санитарной охраны, отсутствие источников любого загрязнения в ее пределах. Это требование обусловлено плохой защищенностью подземных вод.
Комментарии
Отправить комментарий