РЕГИОНАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЕСТЕСТВЕННЫХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ

Байрамова И.А.

Институт нефти и газа ГК «Туркменгаз»

Неуклонно растущие потребности народного хозяйства в воде, увеличение численности населения, ограниченные возможности увеличения объёмов использования поверхностных вод, требуют поиска новых источников водоснабжения. К таким источникам можно отнести месторождения подземных вод. В научно-методическом отношении вопросы поисков и разведки месторождений подземных вод достаточно хорошо разработаны М.А. Альтовским, Н.Н. Биндеманом, Ф.М. Бочевером, К.А. Плотниковым, Н.И. Плотниковым, Л.С. Язвиным, Б.В. Боревским и многими другими учеными и специалистами.

В Туркменистане при проведении разведочных работ и оценке запасов подземных вод учитывается специфика этих методик разведки, которая заключается в принципах размещения разведочных скважин, проведении опытно-фильтрационных работ, а также в применении средств разведки. Учитывая эти обстоятельства, вполне правомерно самостоятельное рассмотрение методики поисков, разведки и оценки эксплуатационных запасов различных типов подземных вод. Для перспективного планирования отраслей народного хозяйства анализ возможностей использования подземных вод, которые играют важную роль как водные ресурсы является весьма актуальным.

Исследования по региональной оценке естественных и эксплуатационных ресурсов в стране начали широко развиваться 30-35 лет назад. Их развитие было вызвано прежде всего необходимостью оценить перспективы отдельных крупных территорий и страны в целом с точки зрения обеспеченности ресурсами подземных вод. Роль подземных вод в водоснабжении городов в различных странах и в различные периоды существенно изменялась. В целом на начальных этапах развития централизованного водоснабжения в качестве источника водоснабжения выступали, как правило, речные, кяризные, родниковые воды (где это было возможно). Кяриз является сложным гидротехническим сооружением и представляет собой систему колодцев, соединенных подземными галереями.

По фактическим данным множество кяризов, вода которых исключительно высококачественная, раньше имелось в разных районах страны. Некоторые из них и сегодня функционируют. Поскольку воды кяризов являются подземными, то при подсчете эксплуатационных запасов подземных вод учитываются сведения по водоотбору из кяризов, расположенных в пределах участков гидрогеологических исследований.

В дальнейшем по мере роста потребностей в воде все больше стали использоваться поверхностные воды. Прогрессирующее их загрязнение во второй половине XX в. и возникшие в связи с этим риски заболеваний населения вызвали необходимость реконструкции систем водоснабжения, которая проводилась двумя путями: улучшением качества водоочистки, либо полным или частичным переходом на подземные источники водоснабжения, в том числе и на воду достаточно далеко расположенных подземных источников. С этой целью с 1950-х годов прошлого столетия практически во всех регионах страны начали проводиться гидрогеологические исследования для организации питьевого водоснабжения. Значительный объем бурения был направлен на проведение поисково-разведочных работ на пресные подземные воды.

За годы независимости в Туркменистане планомерно были разведаны десятки месторождений подземных вод, по некоторым из которых утверждались эксплуатационные запасы пресных подземных вод. За последние годы в Туркменистане выполнены значительные работы по региональной оценке эксплуатационных ресурсов подземных вод всех артезианских бассейнов и гидрогеологических массивов страны. Результаты этих работ легли в основу составления нами гидрогеологических карт различных масштабов, на которых отражены сведения по естественным и эксплуатационных ресурсам.

При региональной оценке эксплуатационных ресурсов по отдельным перспективным районам учитывались потребности в воде конкретных водопотребителей и возможное расположение будущих водозаборов. В результате для большинства гидрогеологических районов страны мы установили принципиальные возможности использования подземных вод и создали основу для планирования поисково-разведочных работ в целях организации водоснабжения конкретных объектов. Объем и методика поисково-разведочных работ (включающие бурение скважин и их опытные испытания, наблюдения за изменениями уровня и химического состава подземных вод и другие работы), а также способы расчета запасов подземных вод зависят прежде всего от конкретных гидрогеологических условий и степени изученности района работ.

При проведении гидрогеологических исследований месторождений пресных подземных вод в первую очередь необходимо учитывать природные факторы их формирования и распространения в региональном плане и на локальных участках. Расположение Туркменистана внутри материка обуславливает резкую континентальность климата, которая проявляется в больших суточных и годовых колебаниях метеорологических факторов. Территория страны принадлежит к бессточным бассейнам Аральского и Каспийского морей, входит в географическую зону внетропических пустынь северного полушария и имеет общую наклонность с юго-востока на северо-запад. Туркменистан находится в одном из двух главных сейсмических поясов мира – Трансевразийском, часть его территории расположена в сейсмически активной зоне. В этом поясе проявляются новейшие дифференцированные тектонические движения, с которыми связаны землетрясения.

Северную и центральную части территории Туркменистана занимает песчаная пустыня Туранской низменности – Центральные, Заунгузские и Юго-Восточные Каракумы (около 80 % территории). Почти 20 % территории страны занято горами. Для Туркменистана характерен резко континентальный и исключительно сухой климат. Континентальность его проявляется в частых и значительных изменениях метеорологических элементов в суточном и годовом ходе, а засушливость – в очень малом количестве атмосферных осадков, значительной сухости воздуха и малой облачности. Туркменистан относится к зоне недостаточного увлажнения.

Гидрографическая сеть распределена неравномерно и принадлежит бассейнам Каспийского и Аральского морей. Стоки рек Туркменистана формируются в Копетдаге, Паропамизе и Памиро-Алайской горной системе. Естественная гидрографическая сеть представлена крупными реками Амударья, Мургап, Теджен, Этрек, малыми, стекающими с северных склонов Копетдага и большим количеством сухих логов Большого и Малого Балханов, Койтендага. По сухим логам в периоды проливных дождей проносятся грязекаменные селевые потоки разрушительной силы, часть которых быстро испаряется, а другая – пополняет запасы пресных подземных вод. Постепенно с юга на север страны естественная гидрографическая сеть замещается искусственной (каналы, коллекторы). Важную роль в удовлетворении потребности в воде определенных регионов Туркменистана играет Каракум-река.

Современное представление о геологическом строении Туркменистана сложились в результате длительных исследований и эволюции взглядов по мере накопления фактов при маршрутных исследованиях, геологических съемках, тематических и научных исследованиях, бурении скважин, региональных и детальных геофизических работах. В этом процессе принимали участие отдельные исследователи и крупные коллективы.

Анализ изучения природных факторов позволил сделать следующие выводы. Многолетняя практика геологоразведочных работ блестяще подтвердила принципиальную достоверность общих построений по региональной тектонике и стратиграфии. Сюда относится разделение территории Туркменистана на две различные части: альпийскую складчатую область и эпигерцинскую платформу, а также выделение в пределах платформы Центрально-Каракумской области поднятий и Восточно-Туркменской области опусканий и обоснование в пределах Туркменистана отложений палеозойского, мезозойского и кайнозойского возраста.

Гидрогеологическое значение неоген-четвертичного комплекса исключительно велико. По существу преимущественная часть запасов пресных подземных вод сконцентрирована именно в этих отложениях. Характерной особенностью неоген-четвертичных отложений является наличие мощных водовмещающих толщ с коллекторами гранулярного типа. Лишь в областях развития морских, озерных и частично дельтовых образований имеют место локальные водоупорные горизонты. Коллекторы трещинного типа имеют подчиненное значение и связаны с морскими, реже лагунными и озерными карбонатными образованиями неогена. Определенного внимания заслуживают климатические особенности, существовавшие в неоген-четвертичный этап развития, оказавшие влияние на гидрохимическую зональность и формирование пресных подземных вод.

Гидрогеологические условия территории Туркменистана сложны и многообразны и зависят от геологического строения и физико-географической обстановки. Резко континентальный климат с большим дефицитом влаги, пустынный облик огромных равнинных пространств с мощным эоловым покровом, обрамленных краевыми частями альпийских горных сооружений, приводит к общей бессточности территории, слабому развитию гидрографической сети и формированию сухих дельт. Вместе с тем совпадение периодов максимальных атмосферных осадков с минимальной испаряемостью обеспечивает пополнение запасов подземных вод за счет инфильтрации осадков на песчаных равнинах, предгорьях, сложенных рыхлыми четвертичными образованиями, и на выходах водопроницаемых дочетвертичных отложений. На такырных площадях и обнаженных водоупорах преобладают процессы испарения, а в горах со значительными уклонами рельефа формируется поверхностный сток.

Геологическое строение характеризуется преимущественным развитием осадочных мезозойских и кайнозойских отложений, представленных толщей переслаивающихся песчаных, глинистых и карбонатных пород. Их общая мощность составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч метров, они обладают различной водопроницаемостью, что способствует образованию водоносных горизонтов и комплексов с напорными и грунтовыми водами.

На территории Туркменистана выделяются артезианские бассейны, типичные для эпипалеозойской платформы (восточная часть Среднекаспийского и Каракумский), артезианские бассейны, связанные с альпийскими геосинклинальными областями (Западно-Туркменский), бассейны трещинных вод, приуроченные к горно-складчатым сооружениям геосинклинального и переходного к платформенному типов, складчатые области (Копетдаг, Большой Балхан и др.).

Подземные воды скапливаются в порах и трещинах песков и песчаников, в карстовых пустотах карбонатных и галогенных пород и в зонах тектонических разломов, а толщи глин, плотных известняков, а иногда и галогенных толщ, образуют водоупоры. К региональным водоупорам относятся палеогеновые глины и мергели, распространенные почти по всей территории, а в западной части – верхнемеловые карбонатные породы.

Выше регионального водоупора широко распространены терригенные четвертичные и неогеновые отложения с грунтовыми поровыми водами инфильтрационного питания. Они разгружаются за счет дренирования долинами и бессточными впадинами, испарения, погружения в подстилающие горизонты и подземного стока за пределы бассейнов. Пресные воды распространены спорадически и располагаются обычно под такырными водосборами, крупными ирригационными каналами, в районах крупных массивов эоловых песков и в предгорных шлейфах. Водообильность пород изменяется от 5 до 20 л/с, реже 30 л/с.

Верхняя часть разреза мощностью в десятки и сотни метров характеризуется сравнительно интенсивным водообменном до глубины вреза гидрографической сети и бессточных впадин, и ниже, особенно в периферийных частях бассейнов, – затрудненным водообменом. Движение подземных вод в целом согласуется с рельефом поверхности и направлено от областей питания к областям разгрузки с уменьшением скорости с глубиной. В соответствии с гидродинамическими условиями для бассейнов в целом характерны закономерные, обычно зональные изменения минерализации и состава вод. В районах, близких к областям питания, отмечаются пресные подземные воды. Анализ условий их формирования позволил выявить, что значительные запасы пресных подземных вод приурочены к подпесчаным линзам.

В пределах Туркменистана по условиям залегания и циркуляции различаются подземные воды в поверхностных слоях (первый от поверхности горизонт подземных вод) и те, которые залегают глубоко. Состав водовмещающих пород является очень важным классификационным признаком. Например, в рыхлых осадочных отложениях, как правило, залегают поровые воды, в трещиноватых скалистых породах – трещинные, в закарстованных породах, которые легко растворяются (известняки, гипс и др.) – карстовые воды и т. Д.

В зависимости от давления подземные различаются безнапорные воды со свободной поверхностью и напорные воды. Грунтовые воды – безнапорные воды первого от поверхности постоянного водоносного горизонта, залегающие на выдержанном водоупорном горизонте. Для каждого региона имеется свой водоупор, например, в восточной части среднекаспийского водоносного бассейна – это палеогеновые отложения мощностью до 500 м.

В районе Кубадага водоупор, представленный доломитами и песчаниками титонского яруса залегает на глубинах до 250 м, а в горах Западного Копетдага до 2500 м. Сверху грунтовые воды обычно не перекрыты водоупором и нередко не заполняют водоносный горизонт на полную мощность. Поверхность грунтовых вод не испытывает дополнительного давления, кроме атмосферного и при вскрытии их скважинами, колодцами их уровень устанавливался на той глубине, на которой эти воды вскрыты.

Грунтовые воды легко доступны и широко используются, но из-за неглубокого залегания легко загрязняются. Так называемые слабонапорные воды находятся в переходных условиях, характерных как для напорных, так и безнапорных вод. Напорные воды являются артезианскими. В пределах Туркменистана напорные воды залегают на различных глубинах, приурочены к определенным артезианским бассейнам и имеют разные напоры. Так напоры в Туаркыре составляют 165,0 м, в песках Заунгузских Каракумов 8,0-57,6 м, в долине реки Кугитангдарьи 4,0-8,0 м.

Учитывая фактические материалы по разведочным работам, нам предстоит решать вопросы дальнейшего использования эксплуатационных ресурсов подземных вод и экологической безопасности.

Литература:

1. Байрамова И.А. Подземные воды Туркменистана – национальное достояние // Материалы международной конференции «Мировой опыт и передовые технологии эффективного использования водных ресурсов». – А.: Ылым, 2010. – C. 117-119.

2. Байрамова И.А. Создание мониторинга подземных вод. // Проблемы освоения пустынь. – 2012. – № 3-4. – C. 14-17.

3. Биндеман Н.Н., Язвин Л.С. Оценка эксплуатационных запасов подземных вод. – М.: Недра, 1972. – 216 с.

4. Гидрогеология СССР, том ХХХVIII (Туркменская ССР). – М.: Недра, 1972. – 565 с.