Экология/6. Экологический
мониторинг
К.т.н.
Ульрих Д.В., асп. Жбанков Г.О., д.т.н. Денисов С.Е.,
к.с-х.н.
Дженис Ю.А.
Южно-Уральский
государственный университет, Россия
Гидрогеологические условия Карабашского
горнорудного района
В соответствии с литологическим составом,
условиями залегания пород в районе выделяются следующие водоносные горизонты:
- пластово-поровые воды рыхлых отложений;
- трещинные воды скальных пород.
Пластово-поровые воды рыхлых отложений. Водоносный комплекс четвертичных
аллювиальных, элювиально-делювиальных и пролювиальных отложений развит по
долинам рек, их притоков, образовавшихся в пределах меандрирующих русел
гидрографической сети территории района работ.
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 Кф=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.
Трещинные воды коренных пород. Водоносный горизонт приурочен к сильно
трещиноватой и выветренной 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.
Поверхностные воды. 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 отношении 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, меандрируя, 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.