Подземные воды. Подземные воды для питьевой воды

Кондиционные и некондиционные питьевые и технические подземные воды. Проблемы изучения, назначения использования, нормативной базы.

Подробности Автор: Боревский Б.В., Язвин А.Л.

В статье рассматриваются вопросы использования некондиционных подземных вод для питьевых целей. Благодаря прогрессу в сфере водоподготовки, в частности применению метода обратного осмоса, практически все природные подземные воды (кроме рассолов) могут быть доведены состояния, удовлетворяющего требованиям питьевого водоснабжения. Проблема утилизации образующегося остаточного раствора решается путем обратной закачки в более глубокие горизонты.

На основе критического анализа действующей нормативной базы, регламентирующей понятие "питьевые подземные воды" и их изучение, в том числе обоснование сброса использованных вод в недра, даны рекомендации по ее совершенствованию.

Ключевые слова: питьевые и технические подземные воды, питьевое водоснабжение, классы качества, водоподготовка, возврат в недра.

1. Гидрогеологическое обоснование использования некондиционных подземных вод для питьевого водоснабжения

Подземные воды используются в целях питьевого водоснабжения многие столетия, при этом долгое время основное требование к их качеству заключалось в том, что они должны быть пресными. Начиная с XIX, а особенно в конце XX века, перечень нормируемых показателей постоянно расширялся за счет включения компонентов как природного, так и техногенного происхождения.

Постоянное ужесточение нормативных требований к качеству питьевых вод, подаваемых населению, привело к уменьшению доли распространения подземных вод на территории Российской Федерации, отвечающих этим требованиям. В большинстве случаев они представляют собой растворы минеральных солей в воде с превышением содержания органических или неорганических компонентов над их нормативными предельно допустимыми концентрациями.

Параллельно с существенным ужесточением требований к нормам качества питьевых вод наблюдался весьма существенный прогресс в разработке и реализации различных методов и технологий водоподготовки, что существенно расширило их реальное применение для доведения качества некондиционных подземных и поверхностных вод до кондиционных питьевых.

В связи с этим последние годы развиваются два направления использования "некондиционных" подземных вод:

1) Смешение подземных и поверхностных вод в вариантах, при которых "очищенные" поверхностные воды смешиваются в различных соотношениях с "некондиционными" подземными. В этом случае достигается сокращение объема поверхностных вод, требующих водоподготовки. При этом не требуется водоподготовка подземных вод и не возникает необходимость сброса остатка рассолов в недра. Это направление получило развитие в Республике Татарстан в системах водоснабжения г.г. Казань, Елабуга, Менделеевск, а также г. Рязань и др.

Отметим, что в этом варианте всегда сохраняется источник защищенных подземных вод для использования в чрезвычайных ситуациях (ЧС).

2) Водоподготовка части добытых некондиционных подземных вод с разделением на пресную и соленую части, смешение обессоленной воды с природной до соответствия требованиям питьевым водам и сброс солевого раствора в недра.

В такой ситуации при отсутствии отвечающих нормативным требованиям питьевых подземных вод в сложных гидрохимических условиях меняется сама "парадигма" поисково-разведочных работ на подземные воды для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения населения.

Если практически до самого последнего времени основной упор делался на поиски пресных кондиционных (отвечающих по максимально возможному комплексу показателей нормативным требованиям) подземных вод, даже на значительном удалении от потребителя, то в настоящее время он может и должен быть перенесен на задачу получения необходимого количества воды на участке, максимально приближенном к водопотребителю, с последующей водоподготовкой подземных вод.

В условиях сложности оформления землеотвода и высокой стоимости земли, необходимости обслуживания и ремонта водоводов, водоподготовка часто оказывается значительно более эффективной по сравнению с транспортировкой воды даже на несколько километров. Многие из них уже идут по этому пути. Это, прежде всего, предприятия пищевой промышленности, на которых предъявляются повышенные требования к качеству исходной воды, а также нефтепромыслы в районах развития сплошной мерзлоты, использующие для питьевых целей соленые подмерзлотные воды после соответствующего опреснения. При небольшой потребности в питьевой воде такая технологическая схема оказывается особенно эффективной.

В сложившейся ситуации возникла крайне актуальная и своевременная задача разработки методики и технологии геологоразведочных работ по изучению и оценке запасов некондиционных природных подземных вод, которые могут быть использованы для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения с применением современных методов водоподготовки, и соответствующей корректировки действующей нормативной базы.

Среди методов водоподготовки наиболее широкое и разнообразное применение имеет метод обратного осмоса, позволяющий целенаправленно выполнять обработку воды до требуемых концентраций конкретных показателей качества.

При этом могут использоваться различные варианты обессоливания, позволяющие снижать минерализацию, жесткость воды или содержание в ней отдельных компонентов до таких низких концентраций, что очистке подлежит только часть воды, которая затем смешивается с природной в таких пропорциях, чтобы смешанная вода соответствовала нормативным требованиям.

К недостаткам технологии обратного осмоса следует отнести возникающий за счет обессоливания обрабатываемой воды остаточный раствор повышенной минерализации (концентрат), который подлежит утилизации. Поскольку он содержит только растворенные природные соли, добываемые вместе с подземной водой, наиболее эффективным способом его утилизации может быть признана обратная закачка (возврат в недра) в более глубокие горизонты по сравнению с горизонтом добычи, содержащим воды близкой к закачиваемой минерализации.

Таким образом, рассматривается следующая типовая технологическая схема:

- добыча подземных некондиционных вод;

- водоподготовка части добытой воды с разделением на большую деминерадизованную и меньшую соленую части;

- смешение обессоленной воды с природной в пропорциях, обеспечивающих получение кондиционной питьевой воды или отвечающей требованиям пищевого производства;

- утилизация продуктов водоподготовки. При этом наиболее эффективен сброс солевого раствора в недра, как правило, в более глубоко залегающий водоносный горизонт.

Применительно к рассмотренной технологии использования некондиционных подземных вод для питьевых целей должны измениться состав и методика геологоразведочных работ. Наиболее эффективным представляется объединение и анализ, с одной стороны, обзорных данных по гидрогеологическим условиям и технологическим методам водоподготовки, а с другой – выполнение в процессе их проведения целенаправленных опытных работ (в т.ч., технологических) по добыче, водоподготовке и сбросу остаточного солевого раствора в недра.

Состав выполняемых поисково-разведочных работ, помимо традиционных методов и видов исследований, должен включать в себя специальные технологические полевые исследования, позволяющие получить необходимые исходные данные для выбора метода и проектирования водоподготовки.

При этом необходимо отметить, что специальные технологические исследования являются обязательной составной частью геологоразведочных работ практически на все другие виды полезных ископаемых, в т.ч. на теплоэнергетические и промышленные воды, используемые для извлечения из них ценных компонентов.

В связи с все более частым использованием некондиционных подземных вод для питьевых целей с применением водоподготовки и необходимостью их соответствующего изучения в процессе геологоразведочных работ, необходимо рассмотреть состояние существующей нормативной базы, определяющей понятие "питьевые подземные воды", разделение природных подземных вод на "питьевые" и "технические" и состояние государственного учета их запасов, а также проблемы утилизации продуктов водоподготовки.

2. О понятиях "питьевые воды" и "питьевые подземные воды"

В нормативно-законодательной базе Российской Федерации определение понятия "питьевая вода" приводится в нескольких документах. В соответствии с Федеральным законом "О водоснабжении и водоотведении" (2011 г.) питьевая вода – "вода, за исключением бутилированной питьевой воды, предназначенная для питья, приготовления пищи и других хозяйственно-бытовых нужд населения, а также для производства пищевой продукции". Согласно ГОСТ 25151-82 "Водоснабжение. Термины и определения" питьевой является "вода, по своему качеству отвечающая требованиям, установленным для хозяйственных питьевых целей".

Применительно к подземным водам формулировка термина "питьевые" содержится в и ОК 032-2002 "Общероссийский классификатор полезных ископаемых и подземных вод" (вслед за ГОСТ 17.1.1.04-80 "Классификация подземных вод по целям водопользования"): "Воды подземные питьевые - воды, в которых бактериологические, органолептические показатели и показатели токсических химических веществ находятся в пределах норм питьевого водоснабжения".

Очевидно, что в последнем определении, как и в приведенных выше, речь идет о воде, которая подается потребителям. Другими словами, в нем не учитывается тот факт, что качество воды потребляемой и воды подземной (природной) может существенно различаться. Таким образом, можно констатировать, что фактически термин "питьевые подземные воды" не имеет адекватного определения в нормативных документах.

Нормативные требования к качеству питьевых вод, которые подаются населению, ранее, до 1997 г., определялись ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством", а в настоящее время - СанПиН 2.1.4.1074-01 (централизованное водоснабжение) и СанПиН 2.1.4.1175-02 (нецентрализованное водоснабжение).

Требования к качеству питьевых подземных вод в СССР были установлены в ГОСТ 2761-84 "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора". ГОСТ 2761-84 имеет статус действующего, но в настоящее время Государственные стандарты СССР обладают не нормативным, а рекомендательным характером.

Современные требования, согласно "Классификации запасов и прогнозных ресурсов питьевых, технических и минеральных подземных вод" (2007) и "Методическим рекомендациям" по ее применению, определяются в порядке, установленном законодательством РФ в области обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения (т.е. указанными выше санитарными правилами и нормативами).

Таким образом, в действующих нормативных документах, которые должны устанавливать требования к подземным водам, на самом деле излагаются требования к водам, подаваемым населению. В отличие от СССР, в Российской Федерации в нормативной базе изучения и использования подземных вод ставится знак равенства между "питьевыми водами" и "питьевыми подземными водами". Нормативные документы, определяющие специальные требования к качеству питьевых подземных вод и к выбору источника водоснабжения, отсутствуют.

Согласно ГОСТ 2761-84, выбор источника водоснабжения должен производиться с учетом его санитарной надежности и возможности получения питьевой воды, соответствующей ГОСТ 2874-82. Другими словами, качество должно (без водоподготовки или после нее) удовлетворять нормам, установленным для питьевых вод.

В этом и заключается основное требование к природной подземной воде – в возможности устранения отклонений от норм питьевого водоснабжения. Следовательно, в соответствии с ГОСТ 2761-84, определение подземных питьевых вод должно выглядеть следующим образом: это "природные подземные воды, качество которых по всем показателям удовлетворяет требованиям питьевого водоснабжения или могут быть доведены до них существующими методами водоподготовки (кондиционирования)".

Очевидно, однако, что при современном развитии методов водоподготовки данным условиям принципиально отвечают практически все подземные воды зоны свободного водообмена. Поэтому возможность и целесообразность использования подземных вод, требующих проведения обработки, должна быть обоснована не только технологически, но и технико-экономически. Так, например, на рынках ряда стран востребована питьевая вода, полученная на уже многочисленных специальных технологических системах водоподготовки из обычной морской воды.

3. Требования к качеству питьевых подземных вод в СССР

Рассмотрим подробнее требования ГОСТ 2761-84 к качеству подземных вод. В зависимости от качества воды и требуемой степени обработки для доведения ее до показателей ГОСТ 2874-82 водные объекты, пригодные в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, подразделяются на 3 класса.

Для всех классов состав воды источника водоснабжения должен отвечать требованиям к качеству питьевых вод практически по всем показателям. Только для незначительного их количества допускается превышение над нормативным содержанием (мутность, цветность, Fe, Mn, h3S, F, окисляемость, число БГКП). Выделенные классы различаются также методами водоподготовки, которые используются для доведения подземных вод до питьевых нормативов.

Источник может быть использован и при несоответствии качества воды приведенным требованиям (то есть подземная вода не может быть отнесена ни к одному из 3-х выделенных классов). В этом случае требуется (п.2.4) наличие методов обработки, надежность которых подтверждена специальными технологическими и гигиеническими исследованиями, и согласование с органами санитарно-эпидемиологической службы.

Таким образом, установленная в ГОСТ 2761-84 идеология разделения питьевых подземных вод на классы сводится к следующему:

- отнесение подземных вод к тому или иному классу определяется содержаниями ограниченного (менее десяти) набора показателей качества, неизменного для всех классов;

- для вод 1-го класса водоподготовка не требуется. В водах 2-го и 3-го классов содержания этих показателей превышают ПДК, для их использования необходимо применение водоподготовки. Для вод 3-го класса, где величина отклонения от ПДК больше, требуются дополнительные методы;

- воды, качество которых не позволяет отнести их к одному из 3-х классов, также могут использоваться в питьевых целях при наличии надежных методов водоподготовки.

Необходимо отметить, что некоторые современные критерии оценки качества питьевых вод, отраженные в ряде действующих нормативно-методических документов Министерства Природных Ресурсов и Министерства Здравоохранения, основаны на принципах ГОСТ 2761-84, которые были подвергнуты некоторой корректировке (см. ниже).

4. Современные требования к качеству питьевых вод

Как указывалось выше, требования к качеству питьевых подземных вод идентичны требованиям к питьевым водам, подающимся населению, и определяются СанПиН 2.1.4.1074-01 (централизованное водоснабжение) и СанПиН 2.1.4.1175-02 (нецентрализованное водоснабжение).

Общеизвестно, что значительная часть населения страны потребляет некондиционную (как подземную, так и поверхностную) воду, не прошедшую необходимую обработку и не отвечающую требованиям данных санитарных правил и нормативов.

В связи с этим в 2008 г. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека были разработаны (письмо № 01/8039-8-32 от 28.07.2008, с дополнениями и изменениями от 28.10.2008 г.) критерии оценки качества питьевой воды для расчета показателя "Доля населенных пунктов, обеспеченных водой надлежащего качества". Указанные критерии предназначены для определения соответствия населенного пункта условиям, позволяющим отнести его к "обеспеченному питьевой водой".

Согласно данному документу, потребляемая населением питьевая вода оценивается по 4 критериям (эпидемическая и радиационная безопасность, безвредность химического состава, благоприятные органолептические свойства) и разделяется на три категории ("Доброкачественная", "Условно доброкачественная", "Недоброкачественная").

Если в населенном пункте питьевая вода оценивается как доброкачественная и условно доброкачественная, то данный населенный пункт относится к обеспеченному.

При этом "доброкачественная вода" должна соответствовать нормативным требованиям по всем четырем критериям (табл. 1). К "условно доброкачественной" относится вода, не влияющая на здоровье населения, но ухудшающая условия водопользования. "Недоброкачественная вода" - вода, не соответствующая нормативным требованиям по одному из четырех критериев. Заметим, что словосочетание "Недоброкачественная питьевая вода" – попытка завуалировать тот факт, что население использует для питья воду, которая питьевой не является.

Таблица 1 является несколько переработанным вариантом таблицы, которая содержатся в ГОСТ 2761-84 (набор компонентов одинаков для всех трех категорий, различается величина отклонения от ПДК).

В упомянутом выше ОК 032-2002 приведено разделение питьевых подземных вод на классы, которые различаются необходимостью и методами проведения водоподготовки, направленной на их приведение в соответствие предъявляемым требованиям к качеству (табл. 2). Такой подход практически идентичен ГОСТ 2761-84.

statia-3-tabl-1

statia-3-tabl-2 Сравнение определений ОК 032-2002 показывает, что в нем ставится знак равенства между питьевыми подземными водами и питьевыми подземными водами 1-го класса. Воды же 2-го и 3-го классов не соответствуют понятию "питьевые подземные воды" в формулировке "Классификатора…".

Возвращаясь к качеству питьевых вод, отметим, что требования к нему существенно различаются для централизованных и нецентрализованных систем водоснабжения. Это приводит к тому, что одна и та же вода может быть отнесена к разным классам. Так, в связи с тем, что в СанПиН 2.1.4.1175-02 нет прямого нормирования микрокомпонентов, то при их наличии подземная вода должна быть отнесена к 1-му классу при использовании для нецентрализованного водоснабжения, и к 3-му - для централизованного.

Так же и более высокие значения ПДК, устанавливаемые для вод нецентрализованного водоснабжения (мутность, цветность, величина ОМЧ и др.), могут стать причиной того, что вода будет отнесена ко 2-му классу при централизованном водоснабжении и к 1-му - при нецентрализованном.

Таким образом, возможность отнесения подземных вод к питьевым (к тому или иному классу питьевых) определяется не только назначением их использования (питьевое водоснабжение), но и способом подачи воды населению.

5. Технические подземные воды

Пресные подземные воды, помимо питьевых целей, используются и для технических (производственных) нужд. Утверждение запасов всегда проводилось по типам вод согласно их назначению. С 1970-х годов выделяется 5 типов: питьевые, технические, минеральные, теплоэнергетические, промышленные (в современной терминологии, согласно ОК 032-2002).

Целесообразность разделения вод на питьевые и технические является дискуссионной [ 2 ], поскольку, в отличие от остальных типов вод, отражает только их назначение, но не природное состояние. С течением времени данная ситуация усугубляется вследствие развития методов водоподготовки. Кроме этого, зачастую вода из единого источника используется и для хозяйственно-питьевых, и для технических нужд.

Вопрос о критериях типизации – по свойствам подземных вод или по их назначению – нашел отражение уже в первых отечественных нормативных документах ("Классификация запасов…", 1950 г. и "Инструкция…", 1951 г.). Показательно, что в классификации использовался общий термин "пресные", в то время как в инструкции – термины "питьевые" и "технические". В последующих документах воды различались по их назначению.

Согласно закону "О водоснабжении и водоотведении" техническая вода – "вода, подаваемая с использованием централизованной или нецентрализованной системы водоснабжения, не предназначенная для питья, приготовления пищи и других хозяйственно-бытовых нужд населения или для производства пищевой продукции".

Технические подземные воды, по ГОСТ 17.1.1.04-80 и ОК 032-2002, - это "воды, кроме питьевых, минеральных и промышленных, пригодные для использования в экономике". Другими словами, это любые воды, которые не являются питьевыми, минеральными и промышленными.

Таким образом, прямо признается, что содержательное определение понятия "технические подземные воды" сформулировать не удалось, все определения "от обратного".

Это не является недостатком исключительно рассматриваемых документов. Причина такого положения вещей заключается в отсутствии каких-либо гидрогеологических предпосылок разделения питьевых и технических вод [ 4 ].

При этом практически любую подземную воду (за исключением рассолов) можно довести до питьевого качества, т.е. любую воду можно отнести к питьевой воде какого-либо класса. Если же использование для питьевых целей не предполагается и водоподготовка не требуется, то воды, по своим показателям соответствующие питьевым водам 2-го и 3-го классов, должны быть отнесены к техническим.

Поэтому - в зависимости от ее предполагаемого использования - одна и та же вода может именоваться как питьевой, так и технической. Какая-либо другая грань между подземными питьевыми и техническими водами, кроме целевого назначения, отсутствует. Российский Федеральный Государственный Фонд (Росгеолфонд) учет питьевых и технических подземных вод ведет совместно, указывая при этом их целевое назначение (ХПВ, ПТВ), поскольку невозможно отнести к одному из этих типов месторождения, воды которых одновременно используются и для питьевых, и для технических нужд.

Отметим, что в природе питьевые подземные воды 1-го класса, т.е. не требующие обработки, почти не встречаются. В то же время, в действующей "Классификации…" при несоответствии качества природных вод нормативным требованиям к питьевой воде их запасы относятся к забалансовым. "Забалансовые запасы подсчитываются и учитываются в случаях наличия перспективы разработки методов водоподготовки для доведения качества воды до установленных требований…", т.е. данное положение "Классификации…" полностью противоречит охарактеризованному выше подразделению подземных вод на классы и уровню современных технологий водоподготовки.

Ранее нормативная база изучения и использования подземных вод содержала пункт о невозможности (с некоторыми оговорками) использования питьевых подземных вод для технических нужд. В настоящее время подобное утверждение, со ссылкой на законодательство о недрах, содержится в Водном кодексе (с. 43): "На территориях, на которых отсутствуют поверхностные водные объекты, но имеются достаточные ресурсы подземных вод, пригодных для целей питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, допускается в исключительных случаях использование подземных вод для целей, не связанных с питьевым и хозяйственно-бытовым водоснабжением".

Можно предполагать, что эти требования относятся только к доброкачественным питьевым водам (1-го класса), не распространяясь на условно доброкачественные и недоброкачественные подземные воды (2-го и 3-го классов).

Необходимо отметить, что назначение одних и тех же подземных вод может меняться. Например, воды использовались для технических целей, а затем, после проведения водоподготовки – для питьевых.

Указанные противоречия требуют устранения, а нормативная база – существенной переработки и корректировки. Подразделение природных подземных вод на питьевые и технические нецелесообразно, их следует подразделять по химическому составу (пресные, солоноватые, соленые) и классам качества питьевых вод. Например: месторождение соленых питьевых подземных вод 3 класса, или месторождение соленых подземных вод (без указания целевого назначения). В отдельную категорию следует выделить рассолы.

6. О санитарно-эпидемиологических заключениях

В соответствии с ФЗ "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения", использование водного объекта в питьевых целях допускается при наличии санитарно-эпидемиологического заключения, подтверждающего его соответствие санитарным правилам, т.е. соответствие качества подземных вод питьевым стандартам (при условии водоподготовки или без нее) является исключительно прерогативой органов Роспотребнадзора.

В связи с этим, согласно требованиям нормативных документов, при проведении геологоразведочных работ на питьевые подземные воды требуется:

- выполнить оценку степени соответствия состава подземных вод действующим санитарно-эпидемиологическим требованиям;

- выполнить оценку санитарного состояния территории и получить необходимые исходные данные для обоснования размеров и возможности создания зон санитарной охраны водозаборного сооружения;

- получить положительное заключение уполномоченного органа о соответствии качества воды и зон санитарной охраны государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам для питьевых подземных вод.

В заключениях Роспотребнадзора, как правило, говорится о возможности использования водного объекта в целях питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения при условии водоподготовки, без указания ее возможности, технологии и технико-экономической целесообразности. На основании таких заключений геологическая экспертиза утверждает балансовые запасы питьевых вод, а проведенная впоследствии, уже на стадии проектирования, технико-экономическая оценка показывает, что стоимость водоподготовки непомерно высока. Вопрос об освоении запасов снимается с повестки дня, из чего следует, что они должны быть отнесены к забалансовым. Такая ситуация также требует внесения изменений в нормативные документы.

Очевидно, что согласование с Роспотребнадзором отчетов с подсчетом запасов подземных вод, тем более некондиционных, бессмысленно, так как согласования возможности использования подземных вод и организации зоны санитарной охраны выполняются на стадии разработки проектов водозаборов и проектов ЗСО [ 1 ].

В этих проектах детально рассматриваются все вопросы, связанные с освоением оцененных или разведанных месторождений (участков недр). Между тем при подсчете запасов по категории С2 их относят к площади всего месторождения, а по категории С1 - к оцененному участку недр. При этом границы ЗСО зависят от принятой схемы водозабора.

Указанные согласования отчетных материалов имеют весьма условный характер и не являются основанием для использования подземных вод и проектирования ЗСО. Они совершенно излишни и приводят к существенным трудностям при оценке запасов. От них надо отказаться, ограничившись приложением к отчетам протоколов анализов качества воды, расчетов границ ЗСО и актов результатов обследования санитарного состояния оцениваемой территории, составленных с участием представителей местного Природнадзора. Соответствующие коррективы необходимо внести в "Классификацию…" и "Методические рекомендации…".

7. Предложения по совершенствованию нормативной базы

В целом, принципы разделения питьевых подземных вод на классы, заложенные в ГОСТ 2761-84 и повторенные в ОК 032-2002, представляются вполне приемлемыми и в настоящее время. Несомненно, они нуждаются в дальнейшем развитии и усовершенствовании вследствие значительного прогресса, наблюдаемого в сфере технологий водоподготовки.

В частности, подлежат изменению следующие положения:

- различие между классами должно заключаться не в различии концентраций одних и тех же компонентов. За основу дифференциации следует принять возможность проведения водоподготовки, то есть классы должны различаться показателями, требующими устранения отклонений от питьевых норм.

- подразделение подземных вод на классы определяется возможностью применения безреагентных методов водоподготовки (2 класс) или использования реагентов и изменения химического состава (3 класс)

- классы качества должны отражать весь спектр природных вод (кроме рассолов). Недопустима ситуация, когда подземная вода не может быть отнесена ни к одному из выделенных классов.

Подобный подход был реализован при изучении химического состава подземных вод Московского региона, которое проводилось ЗАО "ГИДЭК" в 2000-2003 г. [ 3 ].

По совокупности содержаний приоритетных показателей подземные воды были объединены в следующие классы качества:

I класс – воды соответствуют всем питьевым требованиям, за исключением повышенных против ПДК концентраций железа и марганца, которые сравнительно легко удаляются из вод существующими методами водоподготовки.

II класс – жесткость или жесткость и минерализация превышают пределы допустимого согласования с органами санитарно-эпидемиологического надзора.

III класс – в водах помимо вышеперечисленных компонентов дополнительно в повышенных против ПДК концентрациях содержатся F, B, Sr и Li. Их использование в питьевых целях требует дополнительной водоподготовки, условия которой в настоящее время достаточно не разработаны или отличаются высокой стоимостью.

IV класс – воды технического назначения, не пригодные для использования в хозяйственно-питьевых целях из-за сверхнормативных содержаний показателей качества.

В рамках IV класса качества вод возможно выделение вод IVа класса, которые характеризуются пестрым составом и повышенными концентрациями компонентов сугубо техногенной природы (NO3, нефтепродукты, фенолы, Pb, Cd, Cr и др).

На наш взгляд, в "Классификации…" и в "Методических рекомендациях…" следует формулировать требования к природной подземной воде, качество которой должно соответствовать нормам питьевого водоснабжения с учетом применения (при необходимости) различных методов водоподготовки.

В табл. 3 приведены компоненты химического состава, определяющие методы необходимой водоподготовки и, следовательно, принадлежность питьевых подземных вод тому или иному классу.

statia-3-tabl-3

При совершенствовании нормативной базы целесообразно внести следующие изменения:

1. Питьевые и технические воды (кроме рассолов) подсчитывать и учитывать совместно, как это делается фактически в настоящее время – без подразделения на питьевые и технические.

2. Доработать критерии разделения питьевых подземных вод на классы, в соответствии с прогрессом в методах водоподготовки. Классы должны различаться списком компонентов, содержание которых превышает ПДК, и соответственно, методами водоподготовки. После этого - придать делению питьевых подземных вод на классы обязательный (а не рекомендательный) характер.

3. При оценке и постановке на государственный учет запасов подземных вод следует, прежде всего, указывать не назначение их использования, а их природное состояние (принадлежность тому или иному классу). Например:

- питьевые подземные воды 2 класса, для питьевого водоснабжения;

- питьевые подземные воды 3 класса, для питьевого и технического водоснабжения.

4. Использование для технического водоснабжения питьевых вод 2 и 3 классов разрешается без ограничений, а вод 1 класса – в исключительных случаях.

5. Внести соответствующие изменения в "Классификацию запасов и прогнозных ресурсов питьевых, технических и минеральных подземных вод" и "Методические рекомендации" по ее применению, в том числе по отмене рассмотренных выше излишних согласований.

8. Возврат остаточного раствора в недра

Использование некондиционных природных подземных вод для водоснабжения населения при условии их водоподготовки со сбросом (возвратом остаточного рассола в недра) - относительно новый вид недропользования, не имеющий достаточной нормативной базы.

Законодательство РФ оперирует несколькими понятиями, которые могут в той или иной степени соответствовать процессу возврата образующегося при водоподготовке солевого остаточного раствора в недра.

В "Законе о недрах" как вид пользования недрами (ст. 6) фигурируют строительство и эксплуатация подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых.

Право пользования участками недр предоставляется (ст. 10.1) для размещения отходов производства и потребления.

В статье 23 при перечислении работ, связанных с пользованием недрами, фигурируют захоронение вредных веществ и отходов производства, сброс сточных вод.

Определения основных терминов, связанных с понятием "отходы", приведены в "Законе об отходах производства и потребления" (ст. 1):

- отходы - остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или потребления…;

- размещение отходов - хранение и захоронение отходов;

- захоронение отходов - изоляция отходов, не подлежащих дальнейшему использованию, в специальных хранилищах в целях предотвращения попадания вредных веществ в окружающую среду.

Запрещается захоронение отходов на водосборных площадях подземных водных объектов, которые используются в целях питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения (ст. 12).

Аналогичное требование содержится в "Водном кодексе" (ст. 59). Последний запрещает также сброс сточных вод и (или) дренажных вод в водные объекты, расположенные в границах зон санитарной охраны источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения (ст. 44).

Рассмотрим нормативные документы в сфере пользования недрами для целей, не связанных с добычей полезных ископаемых.

"Порядок рассмотрения заявок на получение права пользования недрами для целей строительства и эксплуатации подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых" регламентирует получение права пользования недрами для "размещения промышленных и бытовых отходов".

"Инструкция по оформлению горных отводов для использования недр в целях, не связанных с добычей полезных ископаемых" оперирует терминами "захоронение вредных веществ и отходов производства" и "сброс сточных вод".

Согласно "Методическим указаниям по лицензированию пользования недрами для целей, не связанных с добычей полезных ископаемых" недра предоставляются в пользование (в том числе) для следующих целей:

- захоронения в недрах отходов (включая радиоактивные) и вредных веществ, сброса сточных вод;

- возврата (обратной закачки) в недра дренажных, попутно извлеченных, а также использованных минеральных, теплоэнергетических, промышленных и технических вод.

Наиболее подробно изучаемый вопрос рассмотрен в "Методических рекомендациях по обоснованию выбора участков недр для целей, не связанных с добычей полезных ископаемых"

Согласно п.1.2 участки недр могут быть предназначены для:

- подземного захоронения опасных промышленных, в том числе радиоактивных, отходов (жидких, твердых, пульпообразных),

- обратной закачки в недра дренажных, попутно извлеченных и отработанных минеральных, технических, теплоэнергетических и промышленных вод.

В п.1.4 рассматриваются:

- системы закачки сточных вод, не содержащих радиоактивных и вредных компонентов;

- системы подземного захоронения жидких радиоактивных отходов и вредных веществ;

- системы возврата (обратной закачки) в недра попутно извлеченных и использованных минеральных, теплоэнергетических, промышленных дренажных и технических вод.

Таким образом, для обоснования возможности возврата остаточного рассола в недра необходимо ответить на следующие вопросы:

1. Относится ли возврат остаточного раствора в недра к пользованию недрами для целей, не связанных с добычей полезных ископаемых?

2. Можно ли считать подлежащий закачке остаточный раствор использованной водой (а не отходами производства)?

3. Возможно ли размещение поглощающих скважин для возврата в недра остающегося после водоподготовки раствора в пределах ЗСО водозаборов некондиционных питьевых вод (питьевые воды 2 и 3 классов)?

4. Являются ли добыча некондиционных питьевых подземных вод и возврат остающегося после водоподготовки раствора в недра двумя отдельными видами недропользования – или единым?

5. Должна ли быть единая лицензия или две раздельных, на добычу и возврат воды после использования?

На наш взгляд, ответы на первые три вопроса должны быть положительными. Следует предусмотреть возможность размещения скважин для возврата воды после использования в пределах ЗСО водозаборов. Добыча воды и ее возврат в недра - это два вида недропользования, на которые должна оформляться единая лицензия. Проектная документация на разработку месторождения подземных вод (проект водозабора) должна включать в себя данные по проектированию возврата остаточного рассола в недра.

Литература

1. Боревский Б.В., Язвин А.Л. Некоторые принципиальные проблемы совершенствования методики оценки эксплуатационных запасов подземных вод и ее нормативной базы (в порядке дискуссии). В кн. "Подземная гидросфера. Материалы Всероссийского совещания по подземным водам Востока России". Иркутск, 2012, с. 289-293

2. Боревский Б.В., Язвин А.Л. Основные этапы развития учения об оценке эксплуатационных запасов питьевых и технических подземных вод в СССР и современной России. Прошлое, настоящее, будущее. Недропользование XXI век. 2012 г. №2, с.44-54

3. Просеков А.М., Закутин В.П. Районирование территории Московского региона по классам качества подземных вод. Разведка и охрана недр. 2003 г. №10, стр. 29.

4. Седов Н.В., Плотникова Р.И. О классификации подземных вод в общероссийском классификаторе полезных ископаемых. Минеральные ресурсы России: экономика и управление. 2008 г. №5, с.72-82.

< Назад
Вперёд >

www.hydrogeoecology.ru

Водоносные горизонты и подземные воды

Люди — не рыбы, но вода — необходимое условие для жизни человека, как, впрочем, и любого другого живого существа. А лёгкий к ней доступ, достаточное количество и надлежащее качество — основные условия комфорта и хорошего уровня жизни.

В среднем за 75 лет жизни современный гражданин развитых стран так или иначе, в качестве питьевой или на хозяйственно-гигиенические цели (стирка, мытьё, туалет и прочее), потребляет от 3,8 до 19 млн литров воды. То есть от 138 до 694 литров в сутки. Жители не слишком цивилизованных районов на собственные нужды расходуют в разы меньше — за 75 лет всего 380 тысяч литров воды, то есть около 13 литров (одно ведро) в день.

Колодец Большая часть территории нашей страны не страдает от недостатка воды, но в мире существует немало мест, где живительная влага в принципе — редкость, а дефицит воды, пригодной для питья, существует не только в фантастических фильмах о судном дне. По данным последнего доклада ООН, к 2030 году более половины (67%) населения нашей планеты будут испытывать нехватку питьевой воды.

Как говорится в песенке из знаменитого советского фильма: «Ни побриться, ни попить, ни помыться, ни поплыть, человеку без воды — и ни туды и ни сюды!»

Вода - наша абсолютная необходимость Вода — наша абсолютная необходимость

В загородном доме вопрос водоснабжения владельцу часто приходится решать собственными силами, потому что магистральный водопровод есть далеко не везде, да и качество водопроводной воды может не устраивать: например, напор слабый, а вода ржавая. И если горожанин вынужден мириться с тем, что ему поставляют коммунальные службы, используя локальные методы борьбы — устанавливая напорные насосы, расширительные баки и фильтры очистки, то землевладелец может попробовать решить проблему водоснабжения в свою пользу. Один из способов получения воды для бытовых нужд человека — это использование подземных вод. Колодцы и скважины для добычи подземной воды используются людьми с давних пор. Не утратили они своего значения и по сей день: наличие воды на участке значительно повышает стоимость недвижимости. А возможность иметь свою воду решает вопросы не только комфорта, приближенного к привычным городским условиям, но и позволяет землевладельцу стать автономным, независимым от капризов коммунальных служб.

Вода на участке: откуда она берётся

Наша Земля — планета воды: более 70% её поверхности покрыто Мировым океаном. Подземные воды — часть водных ресурсов планеты. Они составляют примерно 1,5% от всех мировых водных запасов и две трети от объёма всей воды суши. Объём воды, находящейся под землёй, в 50 тысяч раз превосходит количество воды, наполняющее все реки на Земле. Вода - это жизнь

Вода — это жизнь Водные ресурсы Земли представляют собой единый комплекс, находящийся в постоянном динамическом равновесии, называющимся круговоротом воды в природе. Их объём составляет 1 351 421 тысяч кубических километров, из которых:

мировой океан — 1 350 000 тыс км³;
испарение с поверхности океанов, рек, озёр, земли — 452 тыс км³;
осадки — 385 тыс км³;
снег и лёд — 250 тыс км³;
облака — 111 тыс км³;
подземные воды — 84 тыс км³;
транспирация (испарение воды растениями) — 71 тыс км³;
перенос влаги от океанов вглубь суши — 40 тыс км³;
поверхностные стоки — 38 тыс км³;
влага в атмосфере — 13 тыс км³;
поверхностные источники воды (реки, озёра, болота и пр.) — 2 тыс км³;
подземные стоки — 2 тыс км³.

Схема круговорота воды в природе

Подземными называют воды, находящиеся ниже уровня поверхности земли, в горных породах верхних областей земной коры в жидком, газообразном или твёрдом состоянии. Жидкую часть подземных вод, находящуюся в свободном состоянии, способную перемещаться под действием сил гравитации, гидрогеологи именуют фреатическими, то есть «наполняющими колодцы». Фреатические воды, в зависимости от степени водопроницаемости, влагоёмкости и способности к водоотдаче горных пород, в которых они накапливаются, образуют водоносные горизонты, совокупность которых формирует водоносные комплексы.

Водоносный горизонт

Водоносным горизонтом (в иностранных источниках - аквифером) называют пласты осадочных горных пород, близкие по своему составу и происхождению, и имеющие определённую степень водопроницаемости. Существует четыре основных типа горных пород, составляющих аквиферы:

аллювиальные отложения — несцементированные отложения постоянных водных потоков (рек, ручьёв), состоящие из песка, гравия, гальки;
уплотнённые осадочные породы;
неуплотнённые ледниковые отложения;
трещеноватые метаморфические горные породы.

В рыхлых, несцементированных породах вода накапливается в порах, в уплотнённых — в трещинах и кавернах, в водорастворимых типа гипса, известняка или доломита — в карстах.

Водоносные горизонты подстилаются водонепроницаемыми или слабо водопроницаемыми пластами — массивами гранита, глины. Водонепроницаемые пласты называются водоупорами. Надо понимать, что полностью водонепроницаемых грунтов нет: вода дырочку найдёт. Говоря о том, что пласт водонепроницаем, имеют в виду его крайне слабую водопроницаемость.

Родник Соколовский ключ в Валдайском районе В большинстве случаев водоносные горизонты скрыты под поверхностью почвы: для добычи воды аквиферы вскрывают с помощью колодцев или скважин. Но бывает, что они вскрываются естественным путём, обнажаясь на склонах холмов или оврагов. Такое место выхода подземной воды на поверхность называют ключом или родником.

Откуда берётся вода в водоносном горизонте

Происхождение подземных вод различно в зависимости от глубины их залегания. В нижних слоях земной коры находятся метаморфогенные, магматогенные и седиментогенные подземные воды. Они появились миллионы лет назад, во время формирования земной коры: при извержении вулканов (магматогенные), метаморфизма осадочных горных пород (метаморфогенные) или в результате выдавливания воды последующими наслоениями из иловых осадков древних морей (седиментогенные). Такие подземные источники воды представляют величайший интерес для геологов, гидрогеологов и палеонтологов, но совершенно бесполезны для дачников и владельцев загородных домов, мечтающих о водопроводе на собственном участке.

С точки зрения строительства колодцев и бурения скважин интересны верхние водоносные горизонты. Именно они и участвуют в круговороте воды в природе. Верхние водоносные горизонты пополняются в основном за счёт инфильтрации (просачивания) атмосферных осадков: дождей и талых вод. В их питании участвуют и воды, фильтрующиеся из наземных источников — рек, озёр, болот.

Верхние водоносные горизонты пополняются за счёт инфильтрации атмосферных осадков, вод рек, озёр, болот.

Другой источник пополнения — конденсация влаги из воздуха в трещинах и порах горных пород. Такой способ наиболее характерен для пустынных областей с резкими температурными колебаниями между днём и ночью. По водоупорным пластам подземные воды стекают в поверхностные водные источники (озёра, реки) или в моря и океаны. То есть то ведро воды, которое вы достали из колодца или подняли с помощью насоса из скважины, — малая часть 84 000 км³ подземных вод Земли.

Почвенные, грунтовые, межпластовые и артезианские подземные воды

Человек, планирующий копать колодец или бурить скважину, сталкивается с тем, что разновидностей подземных вод много. Они находятся на разной глубине под землёй, обладают различными свойствами. Кто-то категорически утверждает, что бурить нужно только «на известняк», другие считают, что «на песок» тоже подойдёт. Верховодкой во многих случаях презрительно именуют неглубокие грунтовые воды, и применять их для питья категорически не рекомендуют. Как разобраться, какие бывают водоносные слои, на сколько колец стоит копать колодец и на какую глубину бурить скважину?

Итак, рассмотрим классификацию подземных вод. Стоит иметь в виду, что она, как и любая классификация, условна: чёткой границы между водоносными слоями нет. А толщина или влагоёмкость того или иного слоя зависит от геологии участка.

Почвенные воды

Почвенные воды составляют самый верхний уровень подземных вод: они располагаются в корнеобитаемой зоне почвы — в плодородном пласте, где размещаются корни травянистых растений и поверхностная корневая система деревьев. Запасы почвенной влаги пополняются дождевыми и талыми водами и активно испаряются в атмосферу, то есть её объём очень сильно зависит от процессов испарения и транспирации.

Схема водоносных слоёв

Нижняя часть зоны почвенных вод называется подвешенной (вадозной). Зона подвешенной воды насыщается и вода начинает под действием сил тяготения просачиваться в нижние слои грунта. Эта вода называется гравитационной. Если осадков было много, например, в дождливый осенний сезон или по весне при активном таянии снега, движение гравитационных вод усиливается. Почвенные воды имеют большое значение в жизни растений, но для нужд водоснабжения человека не используются.

Грунтовые воды

Водопроницаемые породы, находящиеся под плодородным слоем почвы, образуют первый постоянно существующий водоносный горизонт. Как правило, первый водоносный горизонт составляют несцементированные отложения. Вода в этом слое заполняет поры между частицами породы: это и есть тот уровень, который на профессиональном сленге бурильщиков называется «на песок».

Его насыщаемость влагой довольно сильно зависит от количества атмосферных осадков и температурных колебаний — в малодождливые годы уровень грунтовых вод может сильно понижаться. Кроме того, грунтовые воды могут загрязняться. Именно поэтому в санитарных требованиях по устройству туалетов с выгребными ямами запрещено делать негерметичные ёмкости для нечистот: в яме без дна загрязнения попадают непосредственно в первый водоносный горизонт.

Выгребная яма должна быть герметичной

Грунтовые воды, благодаря своему относительно неглубокому залеганию, легко доступны и широко используются для нужд водоснабжения частных домов, посёлков и небольших предприятий. Хотя, как уже говорилось выше, на интернет-ресурсах, где обсуждаются вопросы добычи воды, часто грунтовые воды называют верховодкой, не предназначенной для использования в качестве питьевой воды.

Добыча грунтовых вод производится с помощью колодцев и небольших скважин. Эти воды безнапорные: уровень в колодце устанавливается на уровне зеркала грунтовых вод.

Межпластовые воды

Ниже грунтовых вод, отделённые от них пластами водонепроницаемых или слабо проницаемых горных пород, составляющих водоупорный слой, располагается следующий слой водопроницаемых пород, образующий второй водоносный горизонт. Он слагается из более плотных пород, в которых вода заливается в трещины, образуя заполненные полости. Питание второго водяного горизонта осуществляется просачиванием (инфильтрацией) грунтовых вод через пласты со слабой проникающей способностью. Также это происходит в местах, где водовмещающие слои межпластовых вод выходят ближе к поверхности, в разрывах водоупорного слоя верхнего водяного горизонта.

Их уровень гораздо меньше подвержен колебаниям от воздействия атмосферных осадков или температур на поверхности земли. Глубокое залегание предохраняет межпластовые воды от загрязнений. Подземные воды, расположенные на большой глубине, под водоупорами, уже могут иметь гидростатическое давление. В этом случае они называются напорными. Межпластовые воды относятся к возобновимым полезным ископаемым, а значит, к государственной собственности (Закон РФ «О недрах»).

Выброс термальной воды и пара из скважины на Мутновской ГеоТЭС. Камчатка

Кроме хозяйственно-бытовых целей и технического водоснабжения (для промышленности, орошения земель, обводнения пастбищ), подземные воды используются в лечебных целях (минеральные воды), в энергетической отрасли (геотермальные воды) и в промышленности — для извлечения растворённых в них ценных веществ.

Артезианские воды

Артезианские воды — это разновидность межпластовых подземных вод. Их отличие в том, что они полностью заполняют водоносный горизонт и находятся в нём под давлением. Напорные воды обычно залегают в пределах геологических структур, имеющих вогнутое строение — в мульдах, флексурах, образуя артезианские бассейны.

Схема артезианского бассейна При вскрытии такого водоносного горизонта уровень воды в скважине поднимается выше уровня зеркала грунтовых вод, иногда свободно изливаясь из скважины фонтаном. Артезианские воды, как правило, расположены на большой глубине — от 100 до 1000 метров. В некоторых интернет-источниках артезианскими называют все скважины, имеющие большую глубину, что не совсем правильно. Первоначально артезианскими называли именно фонтанирующие скважины, сейчас термин «артезианские» относят ко всем напорным водам.

Артезианская фонтанирующая скважина

Для водоснабжения обычно используют два верхних водоносных горизонта. Вода, находящаяся на больших глубинах, чаще всего имеет повышенную минерализацию, да и добыча её спряжена с большими финансовыми расходами.

Верховодка

И, наконец, о верховодке. Специалисты и интересующиеся вопросом добычи подземных вод не рекомендуют использовать верховодку в качестве источника питьевой воды. И правильно делают, потому что верховодка не является постоянным водоносным горизонтом. Она появляется сезонно, во время весеннего таяния снега или в период продолжительных осенних дождей.

Верховодка характерна для глинистых и суглинистых почв. Появление её связано с накоплением воды над слабопроницаемыми для воды грунтами: глинистые почвы набухают от обильной влаги и перестают пропускать воду атмосферных осадков в лежащие ниже слои грунта.

Яма, наполненная "верховодкой" Яма, наполненная «верховодкой»

На поверхности земли образуются скопления воды в естественных углублениях, вода появляется и ниже — в метре — полутора от поверхности. В песчаных грунтах верховодка более редка и образуется локально, на временных водоупорах — прослойках глины в основном песчаном грунте.Использовать верхние воды для нужд водоснабжения загородного дома не стоит: они имеют ярко выраженный сезонный характер, количество их недостаточно. А самое главное — такие воды загрязнены. В силу своего неглубокого местоположения они ещё не успели очиститься, проходя через естественный фильтр — толщу земли. Верховодку можно использовать для полива, искусственно углубив природные понижения, где она скапливается по весне, как, например, на фото выше.

Верховодку можно спутать с высоко стоящим уровнем грунтовых вод. Первый водоносный горизонт может начинаться довольно неглубоко от поверхности земли: в северных регионах — от 50 см (в районе тундр). С перемещением на юг глубина расположения водоносного пласта увеличивается: от 3-5 метров в средней полосе до 15-20 в южных районах. В сельской местности, вдалеке от автострад и промзон, очень часто питьевые колодцы имеют небольшую глубину. Так, к примеру, в нашей деревне общественный колодец всего на три кольца.

Общественная водоразборная колонка

Вот и всё о том, какие бывают водоносные горизонты. А информацию, что лучше для дачного участка — колодец или скважина, на какую глубину следует копать или бурить, как определить уровень грунтовых вод, а так же о правовом аспекте добычи подземной воды читайте в других материалах.

7dach.ru

Кондиционные и некондиционные питьевые и технические подземные воды. Проблемы изучения, назначения использования, нормативной базы.

1. Гидрогеологическое обоснование использования некондиционных подземных вод для питьевого водоснабжения

В связи с этим последние годы развиваются два направления использования "некондиционных" подземных вод:

Таким образом, рассматривается следующая типовая технологическая схема:

- добыча подземных некондиционных вод;

- водоподготовка части добытой воды с разделением на большую деминерадизованную и меньшую соленую части;

2. О понятиях "питьевые воды" и "питьевые подземные воды"

3. Требования к качеству питьевых подземных вод в СССР

4. Современные требования к качеству питьевых вод

statia-3-tabl-1

5. Технические подземные воды

6. О санитарно-эпидемиологических заключениях

7. Предложения по совершенствованию нормативной базы

В частности, подлежат изменению следующие положения:

statia-3-tabl-3

При совершенствовании нормативной базы целесообразно внести следующие изменения:

- питьевые подземные воды 2 класса, для питьевого водоснабжения;

- питьевые подземные воды 3 класса, для питьевого и технического водоснабжения.

8. Возврат остаточного раствора в недра

Право пользования участками недр предоставляется (ст. 10.1) для размещения отходов производства и потребления.

- размещение отходов - хранение и захоронение отходов;

- захоронения в недрах отходов (включая радиоактивные) и вредных веществ, сброса сточных вод;

Согласно п.1.2 участки недр могут быть предназначены для:

В п.1.4 рассматриваются:

- системы закачки сточных вод, не содержащих радиоактивных и вредных компонентов;

- системы подземного захоронения жидких радиоактивных отходов и вредных веществ;

2. Можно ли считать подлежащий закачке остаточный раствор использованной водой (а не отходами производства)?

5. Должна ли быть единая лицензия или две раздельных, на добычу и возврат воды после использования?

Литература

www.hydrogeoecology.ru

Подземные воды

по их качеству и назначению подразделяются на питьевые и технические (пресные и слабосолоноватые), минеральные (лечебные), промышленные (содержащие извлекаемые концентрации полезных компонентов) и теплоэнергетические.

В сфере федеральных интересов находятся в основном питьевые и минеральные воды; удовлетворение текущих и перспективных потребностей населения России их качественными запасами имеет огромное значение как для социальной стабильности, так и для поддержания здоровья нации.

Пресные подземные воды – наиболее надёжный источник обеспечения населения питьевой водой высокого качества, защищенный от загрязнения с поверхности; минеральные воды – доступное и эффективное лечебное и профилактическое средство. Поэтому в «Долгосрочной государственной программе изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы России на основе баланса потребления и воспроизводства минерального сырья» были учтены именно эти типы подземных вод. Очень важным фактором, отличающим подземные воды от других видов полезных ископаемых, является динамичность запасов и ресурсов, зависимость их качества от изменчивых природных и антропогенных факторов.

Основная ресурсная база всех типов подземных вод (пресных питьевых и технических, минеральных, теплоэнергетических и промышленных) была создана благодаря широкомасштабным геологоразведочным работам, выполненным за счёт госбюджетных средств до начала 1990-х годов.

Питьевые и технические подземные воды

Государственным Центром “Геомониторинг” в России на 1.01.2007 г. учтены прогнозные ресурсы подземных вод в количестве 869,1 млн куб.м/сут (317,2 куб.км/год). По результатам оценки обеспеченности населения ресурсами подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения, которая выполнена в 1994-2000 гг. организациями Министерства природных ресурсов России, общая величина прогнозных ресурсов составляет около 1100 млн куб.м/сут (350 куб.км/год). Однако в связи с тем, что апробация этих прогнозных ресурсов в установленном порядке не была проведена, обе величины носят справочный характер.

Основная часть ресурсов (77,2%) сосредоточена в четырёх федеральных округах: Северо-Западном, Уральском, Сибирском и Дальневосточном, причём наибольшее количество – в Сибирском (28,9%).

Наиболее высоким значением модуля прогнозных ресурсов характеризуется Центральный федеральный округ (113,5 куб.м/сут на кв.км). Средний модуль прогнозных ресурсов России составляет 50,9 куб.м/сут, а отдельных её субъектов – от 0,6 куб.м/сут до 681,5 куб.м/сут на кв.км. Обеспеченность федеральных округов ресурсами подземных вод, пригодных для хозяйственно-питьевых нужд, варьирует от 1,8 куб.м/сут до 24,1 куб.м/сут на чел. Однако осреднение показателей обеспеченности населения ресурсами подземных вод по столь крупным таксонам не отражает реальной картины, так как не только в разных субъектах, но и внутри каждого из них эти показатели заметно различаются.

Большая часть Восточной Сибири и Дальнего Востока находится в зоне практически сплошного распространения многолетнемерзлых пород, мощность которых достигает нескольких сотен метров. В этих районах прогнозные ресурсы пресных и слабосолоноватых подземных вод могут концентрироваться только в таликовых зонах современных и погребенных долин, в которых в меженные периоды происходит сработка емкостных запасов подземных вод с последующим их восполнением в паводок. При этом могут формироваться достаточно крупные месторождения, такие, например, как Талнахское и Егорлахское, используемые для водоснабжения г. Норильск.

В ряде субъектов Российской Федерации существенную часть прогнозных ресурсов представляют береговые (инфильтрационные) воды. Например, в Астраханской области на береговые водозаборы приходится 80%, а в Карачаево-Черкесии – 98% прогнозных ресурсов.

По введенной в действие с января 2008 г. Классификации запасов и прогнозных ресурсов питьевых, технических и минеральных подземных вод рассмотренные выше прогнозные ресурсы соответствуют ресурсному потенциалу, так как они включают и утвержденные запасы. Учитывая, что подсчет их выполнен в разное время по разным методикам, актуальна задача оценки ресурсного потенциала подземных вод России на современном уровне с апробацией и постановкой на учет.

Запасы подземных вод (ранее они назывались эксплуатационными запасами), прошедшие государственную экспертизу, на 1.01.2008 г. составили 93,8 млн куб.м/сут на 6371 месторождении (участке), учитываемых в системе государственного мониторинга состояния недр на 1.01.2008 г.

За 2007 г. государственная экспертиза запасов проведена на 434 месторождениях и участках, итоговый прирост запасов составил 1,3 млн куб.м/сут. За последние 10-15 лет средний годовой прирост числа месторождений подземных вод составляет 100-180.

Подавляющая часть (более 95%) запасов подземных вод – это воды для питьевого водоснабжения населения. Около 5% приходится на запасы, предназначенные для технологического обеспечения объектов промышленности или орошения земель.

Преобладающая часть запасов подземных вод разведана в Центральном, Приволжском и Сибирском федеральном округах, на долю которых приходится более 65% суммарных эксплуатационных запасов. Максимальным количеством запасов подземных вод располагают такие субъекты Российской Федерации, как г. Москва и Московская область, Краснодарский край, Самарская и Нижегородская области, Республика Башкортостан, Красноярский край, Иркутская, Оренбургская области, Хабаровский край, Владимирская область, Ставропольский край, Читинская, Кемеровская, Новосибирская и Воронежская области, Республика Северная Осетия-Алания, Волгоградская область. Суммарные запасы перечисленных субъектов федерации составляют более 50% российских. Подавляющая часть запасов этих субъектов предназначена для хозяйственно-питьевого водоснабжения населения.

Минимальными значениями разведанных запасов (менее 40 тыс.куб.м/сут) характеризуются территории малонаселенных Пермского края, Ненецкого, Усть-Ордынского, Эвенкийского муниципального и Корякского автономного округов, а также Астраханской области, Республик Карелия, Калмыкия, Ингушетия и Татарстан.

Разведанные запасы питьевых подземных вод по федеральным округам и субъектам федерации распределены неравномерно; в пересчете на одного человека обеспеченность запасами в федеральных округах составляет от 343 до 773 л/сут, в Дальневосточном федеральном округе она превышает 1000 л/сут.

К слабо обеспеченным разведанными запасами подземных вод питьевого качества относятся такие территории Российской Федерации, как Республика Карелия, западная и юго-западная части Архангельской области, Вологодская, Новгородская, Ивановская области, Республики Калмыкия и Ингушетия, большая часть Ростовской области, Волгоградская область, Республика Чувашия и Удмуртская республика, Пермский край, Курганская область и южная часть Тюменской области, Омская область и отдельные регионы республики Якутия (Саха).

К высоко обеспеченным разведанными запасами подземных вод относится подавляющая часть регионов Дальнего Востока (520-3715 л/сут на человека), что обусловлено, прежде всего, малочисленностью населения. Из них существенно выделяются три субъекта Дальневосточного ФО: Еврейская АО – 3,7 тыс.л/сут, Магаданская область – 3,6 тыс.л/сут, Чукотский АО – 3,2 тыс.л/сут на человека.

Однако более половины месторождений подземных вод до сих пор не осваивается и находится в нераспределенном фонде недр. Большая часть из них требует переоценки или не может быть освоена вообще в связи с изменившейся экономической и экологической ситуацией (удаленность от потребителя, застроенность территории месторождения, загрязнение подземных вод и т. д.) и возросшими требованиями к качеству воды.

Более реальную обеспеченность территории России разведанными запасами иллюстрирует помещенная ниже карта, при составлении которой из общей суммы запасов исключены запасы месторождений, которые вероятнее всего не будут осваиваться.

Отношение величины эксплуатационных запасов к прогнозным ресурсам характеризует степень изученности (разведанности) прогнозных ресурсов. Она меняется от 4,1% (Уральский ФО) до 39,4% (Южный ФО) и составляет в среднем по России 10,6%.

Прирост балансовых запасов за последние 10 лет составил 10,4 млн куб.м/сут. Реальный годовой прирост вновь разведанных запасов оценивается в 1-1,2 млн куб.м/сут. Однако в связи со списанием с баланса части ранее разведанных запасов фактический прирост запасов подземных вод оказывается несколько меньше.

По приросту запасов на один рубль, вложенный в их оценку (величина, обратная стоимости 1 куб.м/сут запасов вод), который с известной долей условности можно использовать в качестве экономического критерия, самая низкая экономическая эффективность поисково-оценочных работ на подземные воды отмечается в Дальневосточном и Уральском федеральных округах, самая высокая – в Южном. Частично это связано с разницей в стоимости буровых работ и транспорта на этих территориях.

В 2007 г. геологоразведочные работы (ГРР) на подземные воды выполнялись за счет средств федерального бюджета на 117 объектах, на 47 из них работы были завершены, в том числе ГРР для обеспечения водоснабжения городов Тула, Петрозаводск, Вологда, Великий Новгород, Астрахань, Ставрополь, Дербент, Избербаш (Республика Дагестан) и др., а также ряда населенных пунктов районного масштаба.

Динамика запасов, добычи и использования подземных вод в 1997-2007 гг., млн куб.м/сут

В период 2005-2007 гг. по 92 объектам ГРР проводились с целью водообеспечения населенных пунктов, не имеющих защищенного источника водоснабжения или не обеспеченных качественными питьевыми водами. Для городов Тамбов, Саранск, Грозный, Аргун, Гудермес обосновывались существующие системы водоснабжения с переоценкой запасов.

В 2007 г. планировалось получить следующий прирост запасов подземных вод в результате завершенных геологоразведочных работ:

mirznanii.com