Ценный ресурс на вырост. Анализ состояния подземных вод и перспективы их использования на территории Новой Москвы

6413
За счет присоединения к Москве 148 тыс. га территории Московской области между Варшавским и Киевским шоссе, сельских и городских поселений, в том числе городов Троицк и Щербинка, площадь российской столицы увеличится в 2,4 раза. В Новую Москву планируется перевести большинство законодательных и исполнительных органов власти, здесь предполагается построить международный медицинский центр и кампусы исследовательских университетов, тут наверняка активизируется жилищное строительство. Естественно, все эти объекты должны быть обеспечены надежным водоснабжением. Для этого, как свидетельствуют справочно-аналитические материалы Территориального центра государственного мониторинга состояния недр по г. Москве и Московской области, на территории Подмосковья и столицы есть несколько крупных водных источников. Однако при их использовании необходимо учитывать ряд важных моментов.

За счет присоединения к Москве 148 тыс. га территории Московской области между Варшавским и Киевским шоссе, сельских и городских поселений, в том числе городов Троицк и Щербинка, площадь российской столицы увеличится в 2,4 раза. В Новую Москву планируется перевести большинство законодательных и исполнительных органов власти, здесь предполагается построить международный медицинский центр и кампусы исследовательских университетов, тут наверняка активизируется жилищное строительство. Естественно, все эти объекты должны быть обеспечены надежным водоснабжением. Для этого, как свидетельствуют справочно-аналитические материалы Территориального центра государственного мониторинга состояния недр по г. Москве и Московской области, на территории Подмосковья и столицы есть несколько крупных водных источников. Однако при их использовании необходимо учитывать ряд важных моментов.

В настоящее время водоснабжение Московской области практически полностью базируется на использовании подземных вод, доля которых составляет в среднем 90% от суммарного водопотребления. Для целей водоснабжения используются в основном воды каменноугольных отложений, содержащиеся в пяти водоносных горизонтах, из которых на присоединяемой к Москве территории юго-запада Московской области распространены и используются для водоснабжения только три горизонта: подольско-мячковский, каширский и алексинско-протвинский (рис. 1).

Ценный ресурс на вырост. Анализ состояния подземных вод и перспективы их использования на территории Новой Москвы

Рис. 1. Карта распространения водоносных горизонтов

Водоотбор в Московском регионе осуществляется более чем из 8000 тыс. скважин, в Москве и области отбирается около 12% подземных вод, добываемых на территории страны. На территории Новой Москвы величина и плотность водоотбора относительно невысока – 200 тыс. м3/сут., причем 85% водоотбора приходится на подольско-мячковский горизонт, а 70% общей добычи воды осуществляется скважинами небольшой производительности - до 200 м3/сут.

Город Москва, в отличие от области, практически полностью снабжается поверхностной водой, доля подземных вод в водоснабжении Москвы составляет 0,3 %. В пределах мегаполиса осуществляется добыча подземных вод в основном для производственно-технического водоснабжения отдельных предприятий, а также шахтный и дренажный водоотлив при эксплуатации метрополитена и строительстве инженерных сооружений.

Общие объемы использования подземных и поверхностных вод для водоснабжения Москвы и области составляют 7,3 млн. м3/сут. Москва потребляет 4,2 млн. м3/сут (из них 0,07 млн. м3/сут подземных вод), область – 3,1 млн. м3/сут (в т.ч. 2,8 млн. м3/сут из подземных источников). Поверхностные воды из Москвы поставляются в 8 районов Московской области в объемах 0,3-0,4 млн. м3/сут, при этом МГУП «Мосводоканал» располагает значительными дополнительными ресурсами поверхностной воды, которые можно использовать для водоснабжения Подмосковья.

По г. Москве и Московской области утвержденные запасы подземных вод составляют 10,1 млн. м3/сут, из них к разведанным (категории А и В) относятся около 60% запасов – 6 млн. м3/сут. Величина стоящих на балансе запасов более чем в три раза превышает фактический водоотбор из скважин, разведанных запасов – более чем в два раза. Обеспеченность запасами подземных вод в среднем по региону составляет 0,6 м3/сут. на 1 человека, при этом по городу Москве она составляет 0,06, а по области – 1,43 м3/сут. на человека. Прогнозные ресурсы пресных подземных вод по Московскому региону составляют 11,3 млн. м3/сут., что соответствует 0,62 м3/сут. на человека.

Если оценить соотношение запасов подземных вод и общего водопотребления подземных и поверхностных вод по г. Москве и Московской области, то общее количество утвержденных запасов подземных вод полностью покрывает современное водопотребление и превышает его в 1,3 раза. Количество разведанных запасов (категории А и В) составляет 80 % от общего потребления воды в регионе.

Прослеживается общая тенденция роста утверждаемых запасов и вместе с этим увеличивается расхождение величин запасов и объемов их использования (рис. 2).

Ценный ресурс на вырост. Анализ состояния подземных вод и перспективы их использования на территории Новой Москвы

Рис. 2. Запасы и использование подземных вод Московского региона

Казалось бы, такое количество оцененных и разведанных запасов и их соотношение с потреблением говорит о благоприятной ситуации в регионе, но на самом деле имеет место серьезное несоответствие этих цифр реальному положению дел.

Запасы подземных вод для водоснабжения Москвы и Московской области оценивались и утверждались в основном более 30 лет назад. Тогда же составлялись проектные схемы размещения эксплуатационных скважин, которые к настоящему времени во многих случаях устарели. В первую очередь это касается месторождений подземных вод нераспределенного фонда недр. Характерно, что к нераспределенному фонду в настоящее время относятся в основном месторождения, разведанные вне пределов крупных городов и находящиеся в наиболее благоприятных гидрогеологических и экологических условиях. Несмотря на свою природную ценность, площади разведанных месторождений не резервировались, они стали интенсивно застраиваться, использование многих месторождений нераспределенного фонда недр в настоящее время стало практически невозможно. В итоге на территории Московской области не эксплуатируются 82 месторождения подземных вод, с запасами 3,2 млн. м3/сут. – почти треть от общего количества запасов. Ярким примером данной ситуации может служить Приокское месторождение подземных вод с объемом утвержденных, но не эксплуатируемых запасов 1,2 млн. м3/сут.

На территории Новой Москвы месторождений нераспределенного фонда недр нет. В первую очередь это обусловлено тем, что гидрогеологические условия данной территории не дают предпосылок для выявления и разведки крупных месторождений – значительная часть территории относится к водораздельным пространствам, где каменноугольные водоносные горизонты перекрыты мощными толщами слабопроницаемых пород, в связи с чем питание подземных вод затруднено, а фильтрационные параметры водовмещающих пород невысоки. Единственным крупным месторождением на рассматриваемой территории является Деснянский участок – месторождение, разведанное в долине р. Десны. По участку утверждены запасы подземных вод подольско-мячковского горизонта в количестве 62,9 тыс. м3/сут. Деснянский участок в настоящее время эксплуатируется для водоснабжения города Подольска. Водоотбор из скважин, пробуренных на участке, составляет 24-25 тыс. м3/сут.

Действующие водозаборы подземных вод в большинстве своем приближены к водопотребителям и находятся на территориях поселений и предприятий, что обусловлено в первую очередь технико-экономическими факторами. Вместе с этим по всему Московскому региону во многих случаях наблюдаются существенные различия между проектными схемами, принятыми при подсчете запасов, и реально существующими схемами эксплуатации. С момента утверждения основного количества запасов в 70-х – 80-х годах прошлого века многие скважины были ликвидированы, водоотбор перераспределен по площади и водоносным горизонтам, образовались новые недропользователи. В итоге по многим участкам имеет место как наличие утвержденных, но не используемых запасов подземных вод, так и водоотбор на участках с неутвержденными запасами.

Такая ситуация характерна и для территорий Ленинского и Наро-Фоминского районов, часть которых присоединяется к Москве, а также для находящихся в столичных границах районов Внуково и Толстопальцево. Запасы подземных вод здесь утверждались в 1970 году и в настоящее время требуют переоценки.

Значительная часть территории Новой Москвы относится к землям Подольского района Московской области, по действующим водозаборам которого в 2005 году была выполнена переоценка запасов подземных вод. По Троицкой группе участков недр запасы были утверждены в количестве 41,9 тыс. м3/сут. Утвержденные в 2005 году запасы в целом соответствуют потребности населения в воде и фактическому водоотбору.

В последние годы выполнено много работ по оценке и переоценке запасов подземных вод по участкам одиночных водозаборов отдельных небольших поселков и предприятий. Однако существует огромное количество скважин, на которые не то что запасы не посчитаны, а даже не оформлены лицензии, в первую очередь это скважины, пробуренные для водоснабжения коттеджных застроек и принадлежащие частным лицам.

Интенсивный водоотбор подземных вод каменноугольных отложений в регионе привел к формированию региональной Московской депрессионной воронки (рис. 3), захватывающей большую часть территории Московской области и частично прилегающие к ней Владимирскую, Тверскую и Калужскую области.

В разных эксплуатируемых водоносных горизонтах депрессионные воронки имеет свои границы, которые в последние годы имеют тенденции к расширению. При этом максимальные конфигурация и глубина воронок отмечаются в подольско-мячковском (до 50-80 м) и алексинско-протвинском (до 79-90 м) водоносных горизонтах, что в конечном итоге определяется их водообильностью, фильтрационными параметрами, режимом и интенсивностью эксплуатации. В результате длительной эксплуатации подземных вод каменноугольных отложений уровень в водоносных горизонтах на отдельных участках опустился ниже их кровли с образованием зон безнапорного режима фильтрации.

Гидродинамические возможности водоносных горизонтов весьма различны, они определяются комплексом природных свойств водоносных горизонтов и масштабами техногенной нагрузки – водоотбора.

Наиболее благоприятными гидрогеодинамическим характеристиками и, соответственно, большим ресурсным потенциалом обладают водоносные горизонты верхнекаменноугольного возраста – гжельско-ассельский и касимовский. Эти водоносные горизонты распространены в северо-восточной части Московского региона и на присоединяемой к столице территории юго-запада области отсутствуют.

На рис. 4 и 5 приведены схематические карты, показывающие возможности увеличения водоотбора – гидродинамический потенциал двух основных источников водоснабжения Новой Москвы: подольско-мячковского и алексинско-протвинского водоносных горизонтов.

По предварительным оценкам можно сказать, что в целом по рассматриваемой территории возможности водоносных горизонтов невысоки. Гидродинамические условия характеризуются потенциальным увеличением водоотбора на участках в среднем до 1 тыс. м3/сут. и от 1 до 5 тыс. м3/сут., т.е. здесь возможно создание водозаборов для обеспечения водой небольших и средних поселков, административных центров, предприятий и т.д. На территории городов, входящих в новую территорию Москвы и прилегающих к границам (Троицк, Апрелевка, Подольск, Климовск), возможности увеличения водоотбора практически отсутствуют.

Такая в целом неблагоприятная картина обусловлена в первую очередь высокой существующей эксплуатационной нагрузкой на подземные воды. Подольско-мячковский горизонт является наиболее нагруженным в Московском регионе, за счет чего напоры подземных вод его сработаны, местами ниже кровли. Залегающий глубже алексинско-протвинский горизонт обладает более высокими напорами, но фильтрационные свойства водовмещающих пород его значительно ниже. За счет этого увеличение нагрузки на горизонт приводит к значительным понижениям уровня.

Ценный ресурс на вырост. Анализ состояния подземных вод и перспективы их использования на территории Новой Москвы

Рис. 3. Карта гидродинамического потенциала

Предварительная оценка потенциала и перспектив использования подземных вод на присоединяемой к Москве территории требует обоснования фактическим материалом поисково-оценочных и разведочных гидрогеологических работ, для решения задач водоснабжения конкретных объектов необходимы уточнение и детализация современной гидрогеологической обстановки и прогнозирование различных вариантов на основе математического моделирования. При выполнении прогнозных расчетов необходимо учитывать гидродинамическое взаимовлияние существующих и проектных водозаборов территории Новой Москвы и смежных районов. Например, каким образом отразится ввод в эксплуатацию новых скважин на положение уровня подземных вод на водозаборах Троицка, Подольска, Апрелевки и других городов и поселков, возможно ли будет дальнейшее освоение Деснянского участка. Учитывая в целом невысокий гидродинамический потенциал водоносных горизонтов на данной территории, такие задачи при планировании использования подземных водоисточников весьма актуальны и требования к точности и обоснованности расчетов высоки. Очевидно, что расчеты целесообразно выполнять с учетом планов развития всей территории Новой Москвы и смежных районов области, и для этого в первую очередь необходимо знать расположение существующих и проектных объектов водоснабжения и потребности этих объектов в воде.

Для решения вопросов освоения ресурсов подземных вод необходимо развитие системы мониторинга геологической среды (подземных вод). В настоящее время на присоединяемой к Москве территории скважин государственной режимной сети нет вообще. По предварительным оценкам, для осуществления мониторинга подземных вод на данной территории необходимо создать 20-25 кустов наблюдательных скважин по 3-4 скважины, глубиной от 10 до 200 м. Расположение наблюдательной сети должно охватывать центры депрессионных воронок, образованных и существующей и прогнозируемой эксплуатацией подземных вод, и участки с незначительным водоотбором, отражающие естественные или слабонарушенные условия.

Помимо количественных характеристик ресурсов и запасов подземных вод важную роль играет их качество. Подземные воды каменноугольных водоносных горизонтов на территории Московского региона имеют пестрый состав, который варьирует от гидрокарбонатного до гидрокарбонатно-сульфатного, гидрокарбонатно-хлоридного и смешанного.

Минерализация подземных вод в зоне их эксплуатации изменяется от 0,3 до 0,7 г/л, местами возрастая на урбанизированных территориях, и закономерно увеличиваясь с глубиной залегания горизонтов в северо-восточном направлении. Компонентами, существенно ухудшающими качество подземных вод региона, в первую очередь являются: железо, жесткость, α-радиоактивность, литий, фтор и стронций (таблица 1).

Табл. 1. Качество подземных вод основных эксплуатируемых водоносных горизонтов.

Водоносный горизонт Компоненты, содержание которых превышает ПДК более чем в 20 % скважин. Цифры – частота встречаемости в %
Московский регион в целом Новая Москва
(Подольский, Наро-Фоминский и Ленинский районы)
Гжельско-ассельский Железо 50 %
α-радиоактивность 30 %
Жесткость 25 %
--
Касимовский Железо 60 %
Жесткость 25 %
--
Подольско-мячковский Железо 60 %
Жесткость 25 %
Литий 30 %
α-радиоактивность 30 %
Железо 60 %
Жесткость 45 %
Каширский Железо 40 %
Жесткость 35 %
Фтор 30 %
Литий 25 %
α-радиоактивность 25 %
Литий 75 %
Фтор 70 %
Железо 55 %
Жесткость 30 %
α- радиоактивность 30%
Стронций 30%

Среднее содержание железа в эксплуатационных горизонтах в Московской области находится на уровне 0,6-1,0 мг/л (2-3,3 ПДК) и превышает нормативные значения в 50% скважин. Характер распределения железа в подземных водах свидетельствует о преимущественно природном его происхождении, вне зависимости от потенциальных источников техногенного загрязнения, с глубиной концентрации железа в подземных водах уменьшаются. Вместе с тем увеличение концентраций железа приурочено к наиболее промышленно освоенным и заселенным районам. Поэтому, помимо водовмещающих пород, техногенные причины и коррозия скважин могут служить дополнительным источником повышенного содержания железа в подземных водах, накладываясь на природные процессы.

Средняя величина жесткости составляет 7 мг-экв/л и превышает нормативные значения в 30% скважин. Часто превышение ПДК по жесткости на локальных участках обусловлено наиболее интенсивным водоотбором.

Общая α-радиоактивность воды характеризуется средней величиной 0,1-0,2 Бк/л (0,5-0,1 ПДК) и имеет природное происхождение. В повышенных количествах встречается в среднем в 25 % скважин, но как правило, расширенные радиологические исследования воды во всех случаях подтверждают ее безвредность для использования в питьевых целях.

Литий в превышающих ПДК концентрациях обнаруживается в 25 % скважин, несмотря на среднее содержание 0,02-0,03 мг/л (0,7-1 ПДК). Основным его источником являются прослои глин и мергелей в водовмещающих карбонатных породах, в которых среднее содержание лития в несколько раз выше кларкового.

Среднее содержание фтора в эксплуатационных горизонтах находится на уровне 0,6-1,2 ПДК и превышает нормативные значения в 10-30% скважин. Стронций характеризуется средней величиной 1,2-4,6 ПДК и в повышенных количествах встречается в 5-25% скважин.

Наиболее высокие содержания лития, стронция и фтора наиболее характерны для подольско-мячковского, каширского и алексинско-протвинского горизонтов. Ореол повышенных концентраций фтора, стронция и лития охватывает значительную часть региона. Он распространяется на Химкинский, Красногорский, Одинцовский, Наро-Фоминский, Ленинский, Подольский, Домодедовский, Чеховский, Люберецкий, Раменский районы, в т.ч. и практически на всю территорию Новой Москвы. Повышенное содержание этих микрокомпонентов в водах всех водоносных горизонтов на территории области имеет природное происхождение, и источником их повышенных концентраций в подземных водах являются минералы водовмещающих пород. В частично присоединяемых к городу Москве районах Московской области процент встречаемости превышений ПДК по содержанию фтора, стронция и лития в каширском и алексинско-протвинском горизонтах в 2-3 раза больше, чем в целом по Московскому региону.

На фоне природных характеристик водоносных горизонтов и комплексов каменноугольных отложений следует отметить их явное техногенное загрязнение на некоторых территориях Московской области (города Люберцы, Химки, Электросталь, Дзержинский, Щелково). Это происходит, прежде всего, в результате при­вносимого с поверхности загрязнения в процессе работы водозаборов, так как около 80% отбора подземных вод осуществляется в границах промышленной и селитебной застроек, где вероятность поступления загрязнений с поверхности в эксплуатируемые водоносные горизонты наиболее велика. Повышенное содержание аммония, нитратов и окисляемости, как индикаторов антропогенной нагрузки, наиболее сильно ощущается в Балашихинском, Люберецком, Лотошинском и Луховицком районах.

Другим источником некондиционных подземных вод может служить их подтягивание из нижележащих горизонтов, что характерно обычно для водоносных горизонтов нижнего карбона. Эти процессы происходят на участках с интенсивным водоотбором и приводят в основном к увеличению концентрации фторидов и сульфатов.

Для менее урбанизированных районов области, какими считаются районы, переходящие к Москве, острота проблемы техногенного загрязнения подземных вод возрастает в том случае, когда в кровле водоносных горизонтов отсутствуют глинистые слабопроницаемые слои, препятствующие проникновению загрязнения с поверхности земли, из грунтовых и поверхностных вод. Поскольку в общем случае водоносные горизонты наименее защищены в долинах рек,загрязнение здесь происходит при поступлении речных вод в эксплуатационный водоносный горизонт на участках расположения водозаборов вблизи рек в условиях хорошей гидравлической связи эксплуатируемого горизонта с рекой. Такие условия характерны для подольско-мячковского водоносного горизонта по долинам рек Пахра и Десна, в т.ч. и для Деснянского участка.

В Московской области водозаборы нередко эксплуатируют одновременно 2-3 водоносных горизонта, располагающихся на разных глубинах. Поэтому основной способ водоподготовки – смешивание добываемой воды в резервуарах водозаборов. В некоторых городах и районах ближнего Подмосковья (Одинцово, Видное, и др.) в последние годы практикуется смешение подземных вод и поверхностной воды из московского водопровода. Смешение вод из различных источников благоприятно влияет на качество воды, подаваемой населению и предприятиям, и зачастую позволяет добиться снижения концентраций всех показателей до нормативных значений без применения дополнительных методов водоподготовки. Однако опыт показывает, что смешиваниене защищают людей в случае техногенного загрязнения подземных вод.

Учитывая практически повсеместно не отвечающее питьевым нормам качество подземных вод, одним из рациональных вариантов решения вопроса водоснабжения присоединяемой к г. Москве территории представляется совместное использование подземных вод и воды из системы Мосводоканала. Например, если крупные населенные пункты, такие как Подольск, Климовск, Троицк, Апрелевку частично перевести на водоснабжение из московского водопровода, то при этом решается вопрос качества воды, и освобождается часть ресурсов подземных вод, которыми можно обеспечивать водоснабжение новых объектов на территории Новой Москвы. Существующие городские водозаборы подземных вод можно использовать как резервную систему водоснабжения.

В качестве одного из вариантов развития водоснабжения Новой Москвы можно рассматривать освоение месторождений нераспределенного фонда недр смежных территорий, например Приокского месторождения на юге области, разведанного с целью создания объединенной системы водоснабжения Москвы и Московской области и обладающего запасами 1,2 млн. м3/сут. качественной питьевой воды.

Ценный ресурс на вырост. Анализ состояния подземных вод и перспективы их использования на территории Новой Москвы

Рис. 4. График запасов



Ваша персональная подборка

    Подписка на статьи

    Чтобы не пропустить ни одной важной или интересной статьи, подпишитесь на рассылку. Это бесплатно.

    Рекомендации по теме

    Мероприятия

    Школа

    Проверь свои знания и приобрети новые

    Посмотреть

    Самое выгодное предложение

    Самое выгодное предложение

    Воспользуйтесь самым выгодным предложением на подписку и станьте читателем уже сейчас

    Живое общение с редакцией




    Обновлено 14.08.2017
    ВСЁ ДЛЯ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА

    ВСЁ ДЛЯ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА

    ВСЁ ДЛЯ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВАЭЛЕКТРОННЫЙ КАТАЛОГ
    НАШИ ПАРТНЁРЫНАШИ ПАРТНЁРЫ




    © Актион-МЦФЭР, 2006-2017. Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-68225 от 27.12.2016. Все права защищены.

    По вопросам подписки обращайтесь по телефонам: 
    Москва: 8 (495) 775-48-44 
    Другие регионы: 8 (800) 775-48-44 

    Получите техническую поддержку: 
    по телефону: +7 (495)-937-90-82 
    e-mail: sd@mcfr.ru 

    Политика обработки персональных данных

    
    • Мы в соцсетях
    Сайт использует файлы cookie. Они позволяют узнавать вас и получать информацию о вашем пользовательском опыте. Это нужно, чтобы улучшать сайт. Если согласны, продолжайте пользоваться сайтом. Если нет – установите специальные настройки в браузере или обратитесь в техподдержку.
    Вы - работник сферы ЖКХ? Зарегистрируйтесь!

    Регистрация бесплатная и займет всего 1 минуту!
    После регистрации вы сможете:

    • читать любые статьи сферы ЖКХ на нашем сайте!
    • бесплатно подписаться на ежедневные новости по жилищно-коммунальному и городскому хозяйству
    • оставлять комментарии к материалам
    • задавать вопросы экспертам

    Оставайтесь с нами!
    с заботой о Вас, портал Городское хозяйство и ЖКХ
    По всем вопросам обращайтесь по номеру: +7 (800) 775-48-44

    У меня есть пароль
    напомнить
    Пароль отправлен на почту
    Ввести
    Я тут впервые
    И получить доступ на сайт Займет минуту!
    Введите эл. почту или логин
    Неверный логин или пароль
    Неверный пароль
    Введите пароль