К.т.н. Ульрих Д.В., д.т.н. Денисов С.Е.

Южно-Уральский государственный университет, Россия

Состояние водных ресурсов в зоне Карабашского промышленного узла

В соответствии с литологическим составом, условиями залегания пород в районе выделяются следующие водоносные горизонты:

- пластово-поровые воды рыхлых отложений;

- трещинные воды скальных пород.

Водоносный комплекс четвертичных аллювиальных, элювиально-делювиальных и пролювиальных отложений развит по долинам рек, их притоков, образовавшихся в пределах меандрирующих русел гидрографической сети территории.

Глубина залегания уровня подземных вод первого от поверхности водоносного горизонта в аллювиальных отложениях, колеблется в пределах от первых десятков сантиметров до 3-4 м. Зеркало подземных вод имеет уклон, как правило, в сторону ближайшего водотока порядка 0,0044. Фильтрационная способность аллювиальных отложений невелика и характеризуется значениями К_ф=1,5 - 2,0 м/сут. Однако в случае значительного содержания глинистых частиц в отложениях принимают весьма низкие значения.

Питание водоносный горизонт получает смешанное: за счет атмосферных осадков, утечек из водонесущих коммуникаций и за счет перетекания из смежных водоносных толщ. Кроме того, некоторая доля питания приходится на шахтные воды, поступающие как из шахт путем самоизлива, так и путем инфильтрации из сбросного канала. Разгрузка происходит по склонам в сторону дрен, входящих в бассейн р. Миасс.

Водоносный горизонт приурочен к сильно трещиноватой и выветрелой зоне коренных пород, залегающих на глубинах от 10-15 м до 30-40 м. Этот водоносный горизонт является местами довольно водообильным. Водовмещающими являются кремнистые сланцы, мраморизованные известняки и эффузивные образования. Химический состав вод преимущественно хлоридный, хлоридно-гидрокарбонатный, натриевый с сухим остатком 0,4 - 0,8 г/дм³, общей жесткостью до 15 - 22 мг-экв/дм³.

Водообильность разреза характеризуется дебитами скважин от 0,5 - 1,5 дм³/с до 5 - 7 дм³/с.

Воды горизонта в настоящее время частично используются для водоснабжения посредством индивидуальных скважин глубиной 25 - 40 м.

Питание подземных вод происходит за счет перетекания из смежных водоносных горизонтов.

Речная сеть района принадлежит бассейну Карского моря (р. Тобол). Густота речной сети в пределах горного Урала уменьшается с запада на восток и зависит от условий увлажнения территории, а так же от водопроницаемости пород, которыми сложен водосбор. Реки восточного склона текут в основном в широтном направлении, и имеют широкие долины с низкими, часто заболоченными берегами. В типе руслового процесса преобладает ограниченное меандрирование. Все реки относятся к типу рек с четко выраженным весенним половодьем, летне-осенней меженью, прерываемой дождевыми паводками и устойчивой длительной зимней меженью. В питании рек преимущественное значение имеют снеговые воды, их доля в суммарном стоке составляет 65-70 %. Соотношение между поверхностной и подземной составляющей находится весной в соотношении 90 % к 10 % , в период летне-осенней межени 50 % на 50 %, а зимой 100 % приходится на подземную составляющую. Весеннее половодье обычно начинается во второй декаде апреля и продолжается 25-30 суток. При этом подъем уровней на малых водотоках не превышает, как правило, 1,0 м, при интенсивности 10-15 см в сутки. В период летне-осенней межени в среднем наблюдается от 1 до 3 дождевых паводков. В дождливые годы их количество может доходить до 4 - 6. Частое явление для рассматриваемой территории – ливни. В большинстве случаев слой осадков за ливень не превышает 10 мм, ливней со слоем осадков более 10 мм за сезон наблюдается от 4 до 7. Ливни со слоем осадков менее 10 мм бывают, как правило, кратковременными, а со слоем более 10 мм продолжаются обычно в течение 3 – 9 часов. Интенсивность дождя может достигать 5 – 7 мм/мин и более, но повторяемость таких ливней не превышает 3%. В 40 – 60% случаев интенсивность дождей около 0,4 мм/мин.

Распределение речного стока внутри года является относительно равномерным, хотя условия его формирования здесь не очень благоприятны, коэффициент стока не превышает 0,30.

Река Сак-Элга, левобережный приток р. Миасс, берет начало из ключей в восточных отрогах хребта Юрма, в 7км западнее Карабашского завода. Общая длина реки 19 км, площадь водосбора 135 км². Бассейн р. Сак-Элга лежит в горной местности с сильно расчлененным рельефом. На протяжении первых 4 - 5 км река протекает в узкой долине. На этом участке русло галечное, шириной от 2 до 3 метров при глубине 0,2 - 0,3 м. Ниже речная долина сильно расширяется и река течет по заболоченной луговой террасе, возвышающейся над меженным горизонтом воды на 1,0-1,2 м. На 13 км от истока расположена плотина Богородского пруда. На своем пути р. Сак-Элга принимает в себя большое количество мелких и средних ручьев. Самым крупным притоком является р. Серебрянка, впадающая с левого берега в Богородский пруд. На р. Серебрянка в среднем ее течении расположен Карабашский пруд.

В реку Сак-Элга осуществляется сброс сточных вод промышленных предприятий и хозбытовых г. Карабаша. Река испытывает значительную антропогенную нагрузку.

От Александровского автодорожного моста р.Сак-Элга после впадения ручья Рыжего течет по территории, на которой расположены сульфидно-силикатные «хвосты». До смешения воды р.Сак-Элга с ручьем Рыжем воды реки Сак-Элга визуально - чистые, без взвесей; ручья Рыжего – грязные, желто-коричневого цвета, взвесь крупная, не хлопьевидная. После смешения вод рек вода имеет осадок хлопьевидный, коричневого цвета. Длина реки, протекающей по сульфидно-силикатным «хвостам» тянется в пределах одного километра. Справа от реки на расстоянии 30 м расположен лес, слева, на расстоянии 60 м, параллельно сульфидно-силикатным «хвостам» – автодорога.

Далее река поворачивает влево, проходит под автодорогой и течет по сульфидно-силикатным «хвостам» площадью поверхности 100 га.

От поворота реки Сак-Элга продолжается шламовое поле, на котором расположены бытовые отходы. В паводок, по этой территории течет небольшой сток воды р.Сак-Элга. Сток идет в двух направлениях справа и слева, огибая свалку бытовых отходов. Эта территория, где находятся бытовые отходы, расположена под уклон к реке Б. Киалим.

Река Аткус берет начало из оз. Агардяш, в 4 км севернее г. Карабаша и впадает в Аргазинское водохранилище. Длина реки 10 км. Площадь водосбора 117 км². В 8 км от истока с правого берега в р. Аткус впадает р. Ольховка. Длина р. Ольховка 6.5 км, площадь водосбора 20.2 км². В бассейне р. Ольховка расположен пруд – осветлитель шахтных вод (после нейтрализации).

Реки Сак-Элга и Аткус подвергаются техногенному воздействию. На водосборах рек и непосредственно на реках, либо в пойме устроены, как организованные хвостохранилища и шламонакопитель, так и неорганизованное хвостохранилище, образованное в результате сброса отходов обогащения руд непосредственно в пойму р. Сак-Элга. Расположены шлаковые отвалы, отстойники хозбытовой канализации. Левобережные склоны водосбора, ниже Богородского пруда, загрязнены осажденными осадками продуктов выброса комбината, которые во время половодья, и особенно дождевых паводков поступают в русло реки по Рыжему ручью.