8 класс Урок обобщения по теме Внутренние воды России

Обобщение по теме «Внутренние воды России»

Программа. География. Предметная линия учебников «Сферы». 8 класс / В. П. Дронов, Л. Е. Савельева. - М.: Просвещение, 2011.

35 урок

Цель урока: обобщить и систематизировать знания обучающихся по теме «Внутренние воды России».

Тип урока: обобщение

Научно-методическое содержание урока. Определение взаимосвязи вод суши, рельефа и климата. Оценка обеспеченности водными ресурсами территории страны.

Ведущие понятия: моря, полуострова, острова, глубины, климат, биологические и минеральные ресурсы, хозяйственное использование вод, реки, годовой водный баланс, количество и размеры рек, падение и уклон, сток, полноводность, питание и режим рек, озера, водохранилища, болота, подземные воды, ледники, многолетняя мерзлота.

Геономенклатура: физическая карта России, климатическая карта, внутренние воды России.

Технологическая карта урока

Тема, класс, программа, тип урока, оборудование

Личностные результаты

Метапредметные результаты

Предметные результаты

Продуктивная деятельность

Обобщение по теме «Внутренние воды России»

Программа. География. Предметная линия учебников «Сферы». 8 класс / В. П. Дронов, Л. Е. Савельева. - М.: Просвещение, 2011.

35 урок. Учебник стр. 70 - 87. Атлас с. 10 -11, 16 - 17. Электронное приложение к учебнику.

Готовность и способность обучающихся к саморазвитию и личностному самоопределению, сформированность их мотивации к обучению и целенаправленной познавательной деятельности, системы значимых социальных и межличностных отношений, ценностно-смысловых установок, отражающих личностные и гражданские позиции в деятельности, социальные компетенции, способность ставить цели и строить жизненные планы, формирование основ экологической культуры соответствующей современному уровню экологического мышления, развитие опыта экологически ориентированной рефлексивно-оценочной и практической деятельности в жизненных ситуациях.

Умение самостоятельно определять цели своего обучения, умения определять понятия, делать обобщения, устанавливать аналогии, устанавливать причинно-следственные связи, строить логические рассуждения, умозаключения.

Виды вод суши на территории страны. Распределение рек по бассейнам океанов. Главные речные системы. Зависимость между режимом, характером течения рек, рельефом и климатом. Характеристика крупнейших рек страны. Опасные явления, связанные с водами (паводки, наводнения, лавины, сели), их предупреждение.

Роль рек в жизни населения и развитии хозяйства России. Крупнейшие озера, их происхождение. Болота. Подземные воды. Ледники. Многолетняя мерзлота.

Неравномерность распределения водных ресурсов. Рост их потребления и загрязнения. Пути сохранения качества водных ресурсов. Внутренние воды и водные ресурсы своего региона и своей местности.

Определить взаимосвязь вод суши, рельефа и климата. Оценить обеспеченность водными ресурсами территории страны.

При выполнении работы учащиеся пользуются электронным приложением к учебнику, атласом и учебником.

Этап урока

Организационно-технологический блок

Деятельность учителя

Деятельность учащихся.

1. Географический диктант

Проверка знаний и понятий

Учитель читает вопросы диктанта. По завершении дети обмениваются тетрадями и осуществляют взаимопроверку. Правильные ответы находятся на экране. Оценивание: 10 правильных ответов - 5

9 - 8 ответов - 4

7 правильных ответов - 3

Менее 7 ответов - 2

Отвечают на вопросы диктанта. Самопроверка

2. Работа с картой

Показать по карте объекты.

Учитель называет объекты

Работа в парах. Найти и показать на карте объект, проверяя друг друга. На 1 объект дается 3 сек.

3. Практическая работа в группах

1 группа: Определить взаимосвязь вод суши, рельефа и климата.

2 группа: Оценить обеспеченность водными ресурсами территории страны.

Учитель дает план выполнения работы из тетради-практикума

Решить проблемную ситуацию используя учебник стр. 84 - 87

Географический диктант (Жижина Е. А. Универсальные поурочные разработки по географии: Природа России: 8 класс. - М.: ВАКО, 2007. - с. 123)

1. Ежегодно повторяющийся ожидаемый подъем уровня воды в реке (половодье)

2. Превышение истока реки над устьем (падение реки)

3. Распределение стока реки в течении года (режим)

4. Стихийное бедствие сопровождается затоплением местности (наводнение)

5. Грязекаменные потоки (сель)

6. Низкий уровень воды в реке (межень)

7. Воды суши пригодные для хозяйственного использования (водные ресурсы)

8. Скопление льда (ледник)

9. Внезапный подъем уровня воды в реке (паводок)

10. Начало реки (исток)

Работа с картой

Реки: Волга, Печера, Дон, Амур, Лена, Северная Двина, Обь, Енисей, Ангара.

Озера: Баскунчак, Каспийское, Ладожское, Онежское, Байкал, Ханка.

Водохранилища: Рыбинское, Братское.

На заметку учителя (дополнительные сведения)

Источник: admoblkaluga.ru/sub/priroda/ministerstvo/zadachi2009.php Далее представлен материал сайта без изменений. Справочные тексты даются без изменений авторского текста. Могут применяться в качестве дополнительных сведений в ходе групповой работы учащихся.

Реки - наиболее активный представитель пресных вод суши. К рекам относят постоянные и относительно крупные водотоки. Водотоки меньших размеров называют ручьями. Рельеф, геологическое строение, климат, почвы, растительность влияют на режим рек и формируют их природный облик. Река имеет исток - место, откуда она начинается, и устье - место непосредственного впадения реки в приемный водоем. Устье может разветвляться, образуя дельту реки. Участок суши, по которому протекает река, называется руслом. Главная река и ее притоки составляют речную систему. Реки, впадающие в Мировой океан, образуют эстуарии - обширные пространства смешения речной и морской воды. Эстуарии в значительной степени находятся под влиянием океанических вод.

Характер стока рек связан с их питанием, которое бывает дождевым, снеговым, ледниковым и подземным, и определяется климатическими условиями в речном бассейне. Реки преимущественно снегового питания имеют ярко выраженное весеннее половодье и летнюю межень (Волга, Днепр, Дунай, Северная Двина, Амур и др.). Подземное питание сглаживает годовой сток. У рек с дождевым питанием максимум стока часто приходится на разные сезоны года. Участки земной поверхности и толщи почв и грунтов, откуда река получает питание, называется водосбором.

Реки производят значительную работу, размывая русло, транспортируя и отлагая продукты размыва - аллювия. Они не только механически разрушают, но и растворяют горные породы. Речные отложения образуют порой обширные аллювиальные равнины площадью в миллионы километров (Амазонская, Западно-Сибирская низменности и др.). Подсчитано, что в реках одновременно находится 2100 км³ воды, в то время как в океан стекает ежегодно 47 000 км³. Значит, объем воды в реках обновляется приблизительно каждые 16 дней. Для сравнения укажем, что воды Мирового океана осуществляют большой круговорот примерно за 2500 лет.

Озера - естественный водоем суши с замедленным водообменом, не имеющий прямой связи с океаном. Для его образования необходимо наличие замкнутого понижения земной поверхности (котловины). Озера занимают общую площадь приблизительно в 2 млн. км², а суммарный объем их вод превышает 176 тыс. км³. По условиям образования котловины, размерам, химическому составу вод, термическому режиму озера очень разнообразны. Немало создано и искусственных озер - водохранилищ (около 30 тыс.), объем воды в которых составляет более 5 тыс. км³. Примерно половина озерных вод - соленые, причем основная их часть сосредоточена в самом большом бессточном озере - Каспийском море (76 тыс. км³). Из пресных озер крупнейшими являются Байкал (23 тыс. км³), Танганьика (18,9 тыс. км³), Верхнее (16,6 тыс. км³). Режим озер характеризуется притоком тепла, колебаниями уровня воды, течениями, условиями водообмена, ледовитостью и др. Крупные озера во многом определяют климатические условия прилегающих территорий (например, Ладожское оз.).

Болота - это области суши, характеризующиеся избыточным увлажнением, застойным или слабо проточным режимом вод и гидрофитной растительностью. Они занимают площадь 2,7·106 км², или около 2% поверхности суши. Объем болотных вод мира составляет около 11,5 км³, что в 5 раз превышает разовый объем воды в реках. Возникновение болот связано как с климатическими условиями (избыток влаги), так и с геологическим строением территории (близость водоупорного горизонта), которые способствуют заболачиванию суши или зарастанию водоемов. В некоторых районах умеренных и субполярных широт роль водоупора выполняет вечная мерзлота. Специфическим образованием болот является торф.

Подземные воды - это воды, находящиеся в горных породах в жидком, твердом или газообразном состоянии. Согласно последним исследованиям, содержание воды в горных породах в пределах литосферы составляет около 0,73 - 0,84 млрд. км³. Это всего лишь вдвое меньше, чем ее содержится в морях, океанах и поверхностных водоемах, включая и мировые запасы льда. Вода скапливается во всевозможных пустотах - каналах, трещинах, порах. Установлено, что ниже уровня грунтовых вод до глубины 4 - 5 км и более почти все пустоты горных пород заполнены водой. По данным глубокого бурения, вода в пустотах горных пород находится на глубине более 9,5 км, т. е. ниже среднего уровня дна Мирового океана.

Совокупность водотоков (рек, ручьев, каналов), водоемов (озер, водохранилищ) и других водных объектов (болот, ледников) составляет гидрографическую сеть. Воды суши сильно преобразованы человеком за счет ирригации, мелиорации, распашки земель и других урбанистических процессов, в связи с чем остро обозначилась проблема питьевой воды. Сложность ее решения заключается в том, что потребности в чистой воде растут, а ее запасы остаются прежними. Используемая в быту, в промышленных и сельскохозяйственных циклах пресная вода чаще всего возвращается в речную сеть в виде сточных вод, по-разному очищенных или неочищенных вовсе.

Использование водных ресурсов

Российская Федерация принадлежит к числу государств, наиболее обеспеченных водными ресурсами. Среднемноголетние возобновляемые водные ресурсы России составляют 10 процентов мирового речного стока (2 место в мире после Бразилии) и оцениваются в 4,3 тыс. куб. км в год. В целом по стране обеспеченность водными ресурсами составляет 30,2 тыс. куб. м на человека в год.
Водные ресурсы Российской Федерации характеризуются значительной неравномерностью распределения по территории страны. На освоенные районы европейской части страны, где сосредоточено более 70 процентов населения и производственного потенциала, приходится не более 10 процентов водных ресурсов.
В маловодные годы дефицит воды наблюдается в районах интенсивной хозяйственной деятельности в бассейнах рек Дона, Урала, Кубани, Иртыша, а также на западном побережье Каспийского моря.
Ресурсный потенциал подземных вод на территории Российской Федерации составляет почти 400 куб. км в год.
Общее количество запасов подземных вод, пригодных для использования (питьевого и хозяйственно-бытового, производственно-технического водоснабжения, орошения земель и обводнения пастбищ) , составляет около 34 куб. км в год.
Обеспеченность территории Российской Федерации запасами подземных вод, которые могут использоваться для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, также неравномерна. Подземными водами, качество которых соответствует гигиеническим нормативам, недостаточно обеспечены Мурманская, Курганская, Омская, Новгородская, Ярославская области, отдельные районы Архангельской, Ростовской, Тюменской областей, Республики Калмыкия и Ставропольского края.
В Российской Федерации функционирует водохозяйственный комплекс, который является одним из крупнейших в мире и включает более 30 тыс. водохранилищ и прудов общим объемом свыше 800 куб. км и полезным объемом 342 куб. км. Сеть каналов межбассейнового и внутрибассейнового перераспределения стока, водохозяйственных систем воднотранспортного назначения общей протяженностью более 3 тыс. км позволяет осуществлять переброску стока в объеме до 17 куб. км в год.
Для обеспечения безопасности поселений, объектов экономики и сельскохозяйственных угодий от негативного воздействия вод возведено свыше 10 тыс. км дамб и других объектов инженерной защиты.
Общий объем забора (изъятия) водных ресурсов из природных водных объектов в Российской Федерации составляет 80 куб. км в год.
В экономике ежегодно используется около 62,5 куб. км воды.
Свыше 90 процентов общего объема использования водных ресурсов приходится на тепловую и атомную энергетику (37 процентов) , агропромышленный комплекс (24 процента) , а также жилищно-коммунальное хозяйство (18 процентов) , добывающую и обрабатывающую промышленность (12 процентов) .
Функционирующий водохозяйственный комплекс в целом эффективно обеспечивает текущие водоресурсные потребности Российской Федерации. Вместе с тем экономика страны в будущем потребует увеличения гарантированного объема водных ресурсов соответствующего качества, предназначенных для удовлетворения питьевых и хозяйственно-бытовых нужд, а также для использования в промышленности, сельском хозяйстве, энергетике и в рекреационных целях.

Оценка прогнозных ресурсов питьевых подземных вод и обеспеченность населения России подземными водами для хозяйственно-питьевого водоснабжения

Автор: Язвин Л.С.

В Российской Федерации питьевые подземные воды относятся к стратегическим видам природных ресурсов, значение которых как источника хозяйственно-питьевого водоснабжения населения с каждым годом возрастает.

Оценке современного состояния ресурсов, использованию подземных вод и обеспеченности этими ресурсами потребностей населения в воде питьевого качества была посвящена специальная работа, выполненная во второй половине девяностых годов геологической службой МПР России под научно-методическим руководством компании "ГИДЭК" для всей территории страны.

Результаты проведенной работы, как и других исследований по изучению ресурсов и запасов подземных вод, позволяют дать общую характеристику прогнозных ресурсов и оцененных эксплуатационных запасов питьевых подземных вод, современного состояния разведанных месторождений, особенности их использования, роли подземных вод в общем балансе хозяйственно-питьевого водоснабжения, определить наиболее актуальные задачи и наметить основные направления работ по развитию минерально-сырьевой базы питьевых подземных вод и их использованию.

1. Прогнозные ресурсы подземных вод

Для оценки обеспеченности населения ресурсами подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения прежде всего необходимо определить прогнозные ресурсы питьевых подземных вод. Как известно, под прогнозными ресурсами подземных вод в соответствии с «Классификацией эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод» понимается «количество подземных вод определенного качества и целевого назначения, которое может быть получено в пределах гидрогеологического региона, бассейнов рек или административного района и отражает потенциальные возможности использования вод» [2].

Как следует из этого определения, прогнозные ресурсы представляют собой возможный отбор подземных вод, который может быть получен в пределах оцениваемого региона, т.е. суммарный дебит водозаборных сооружений с учетом заданных гидрогеологических, природоохранных, технико-экономических и других ограничений.

Таким образом, прогнозные ресурсы представляют собой эксплуатационные ресурсы и характеризуют общую обеспеченность потребностей населения того или иного региона в подземных водах определенного целевого назначения.

Оценка прогнозных ресурсов подземных вод на территории Российской Федерации проводилась неоднократно.

Впервые эта оценка была выполнена в начале шестидесятых годов прошлого века в рамках общесоюзной работы, которая проводилась для гидрогеологического обоснования генеральной схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов СССР. Во второй половине 60-х - первой половине 70-х годов результаты этой оценки корректировались при составлении томов монографии «Гидрогеология СССР».

В дальнейшем работы по прогнозной оценке выполнялись для отдельных территорий (Нечерноземная зона Российской Федерации, интенсивно эксплуатируемые отдельные артезианские бассейны или их части, некоторые другие районы). Однако, как показал проведенный анализ результатов этих работ, оцененные ранее прогнозные ресурсы требовали уточнения, что определялось следующими обстоятельствами:

1. Со времени проведенных ранее работ по оценке прогнозных ресурсов подземных вод прошло более 20-30 лет. За этот период был накоплен новый фактический материал по гидрогеологическим условиям и опыту эксплуатации подземных вод, позволяющий уточнить прогнозные ресурсы на ранее оцененных площадях и провести их подсчет на некоторых ранее не оцененных территориях.

2. Необходимость изменения принципиального подхода к оценке прогнозных ресурсов подземных вод. При проведенных ранее региональных оценках учитывались как возможная сработка емкостных запасов подземных вод, так и питание, поступающее в оцениваемый водоносный горизонт в процессе эксплуатации, а сама оценка выполнялась на ограниченный период эксплуатации (25-50 лет).

В то же время анализ теоретических закономерностей притока воды к водозаборным сооружениям и практического опыта эксплуатации подземных вод показал, что удельный вес использования емкостных запасов в общем балансе водоотбора по мере увеличения срока эксплуатации, уже через 10-20 лет после ее начала не превышает нескольких процентов, а в пределе, при неограниченном сроке работы водозабора, равен нулю. Это совершенно не умаляет той важной регулирующей роли, которую играют емкостные запасы в формировании эксплуатационных запасов подземных вод, так как для привлечения питания необходимо формирование воронки депрессии, плановые размеры и глубина которой определяется величиной водоотбора и гидрогеологическими условиями. В связи с этим, при расчете конкретных водозаборов для оценки изменения понижения уровня во времени и прогнозов изменения качества воды необходимо учитывать емкостные запасы подземных вод. Кроме того, в некоторых случаях при периодическом питании подземных вод (например, при эксплуатации водозаборов в долинах пересыхающих и перемерзающих рек) именно величина емкостных запасов лимитирует возможный отбор подземных вод.

Однако, при подсчете прогнозных эксплуатационных ресурсов питьевых подземных вод с целью оценки обеспеченности ими потребностей населения в воде хозяйственно-питьевого назначения, следует ориентироваться на весьма длительный, практически неограниченный срок эксплуатации. В этом случае многолетняя сработка емкостных запасов не должна учитываться, а в качестве источников формирования эксплуатационных ресурсов принимается только питание водоносного горизонта (естественные ресурсы) и привлекаемые ресурсы, формирующиеся за счет поверхностных вод. Лишь в случаях внутригодового регулирования источников питания подземных вод за счет периодической сработки и последующего восполнения емкостных запасов, последние следует учитывать при оценке прогнозных ресурсов подземных вод.

3. При ранее выполненных оценках явно недостаточно учитывалась возможность эксплуатации береговых (инфильтрационных) водозаборов подземных вод, эксплуатационные запасы которых формируются путем непосредственного привлечения поверхностного стока. В то же время на отдельных территориях именно береговыми водозаборами обеспечивается и может обеспечиваться большая часть потребностей в воде при допустимом влиянии отбора подземных вод на изменение поверхностного стока.

С учетом вышеизложенного ГИДЭК (Б.В.Боревский, Л.С.Язвин) была разработана новая методика оценки прогнозных ресурсов, базирующаяся на учете только естественных и привлекаемых ресурсов. В полном виде она изложена в работе [1]. В настоящей статье будут охарактеризованы только основные положения указанной методики.

Оценка прогнозных эксплуатационных ресурсов в соответствии с разработанной методикой выполнялась территориальными геологическими организациями в следующем порядке:

1. В пределах каждого субъекта Российской Федерации осуществлялось общее гидрогеологическое районирование оцениваемой территории. В качестве наиболее крупной единицы принималась гидрогеологическая структура (бассейн подземных вод) второго порядка по схеме гидрогеологического районирования территории Российской Федерации, разработанной ВСЕГИНГЕО и Госцентром «Геомониторинг» и используемой при ведении государственного учета подземных вод. (Эта схема во многом унаследовала схему районирования для ведения государственного водного кадастра).

Далее в каждом бассейне подземных вод проводилось выделение основных, подлежащих оценке, водоносных горизонтов (комплексов). При этом в первую очередь выделялись водоносные горизонты, содержащие пресные подземные воды с минерализацией до 1 г/ дм³, являющиеся основным, а во многих регионах - единственным, объектом оценки. В районах, где отсутствуют пресные подземные воды или отмечается дефицит их ресурсов, оценка проводилась также для подземных вод с минерализацией до3 г/ дм³ , а при отсутствии таких вод - с минерализацией от 3 до 10 г/ дм³.

2. После определения основных водоносных горизонтов осуществлялось специальное гидрогеологическое районирование с выделением групп районов, отличающихся гидрогеологическими условиями формирования эксплуатационных ресурсов подземных вод, а, следовательно, и методикой оценки прогнозных ресурсов.

3. В пределах каждого выделенного района устанавливались площади, где эксплуатация подземных вод в связи с различными ограничениями нецелесообразна или невозможна (весьма низкая водопроводимость водовмещающих пород; отсутствие подземных вод с заданной минерализацией; практическое отсутствие питания подземных вод; площади заповедников; территории разрабатываемых месторождений твердых полезных ископаемых; площади, где эксплуатация подземных вод невозможна по орогидрографическим условиям, в т.ч. озера, водохранилища и т.д.).

4. Для остальной территории проводилась оценка прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод. Оценка осуществлялась путем определения площадного и (или) линейного модуля прогнозных эксплуатационных ресурсов.

Площадной модуль прогнозных ресурсов представляет собой расход подземных вод в л/с, который может быть получен из оцениваемых водоносных горизонтов водозаборными сооружениями, в том числе - каптажами родников, с 1 км² оцениваемой площади.

Линейный модуль прогнозных ресурсов представляет собой расход водозабора в л/с, который может быть получен с 1 км длины линейного берегового (инфильтрационного) водозабора.

При известных значениях площадного модуля прогнозные ресурсы на оцениваемой площади рассчитываются как произведение модуля на соответствующую площадь, а при известном значении линейного модуля прогнозные ресурсы, представляющие собой возможный дебит береговых водозаборов, определяются как произведение линейного модуля на длину оцениваемого водозаборного участка.

Для тех водоносных горизонтов, где эксплуатация подземных вод осуществляется водозаборными скважинами, т.е. на большей части оцениваемой площади, подсчет прогнозных ресурсов проводился применительно к выбранной системе размещения водозаборных сооружений (т.е. к выбранному шагу сетки размещения водозаборов). Шаг сетки принимался с учетом плотности расположения основных рассредоточенных потребителей.

Определенные сложности при оценке прогнозных ресурсов подземных вод были связаны с установлением величины модуля их питания. В настоящее время модуль питания (естественных ресурсов) подземных вод, как правило, отождествляется с модулем подземного стока в реки. Это во многих случаях существенно занижает величину питания подземных вод, так как их разгрузка в речную сеть представляет собой только один из элементов расходования подземных вод, и в ней не находят отражения разгрузка путем испарения с уровня подземных вод, родниковый сток и разгрузка в моря. Особенно значительное занижение получается при использовании модуля подземного питания рек в меженный период года 95% обеспеченности. В связи с этим, при оценке прогнозных ресурсов для определения модуля питания по возможности использовались различные методы, включающие:

• оценку питания по величине среднегодового многолетнего или меженного года 95% обеспеченности модуля подземного стока в реки;

• оценку питания по коэффициенту инфильтрации атмосферных осадков с использованием данных специальных балансовых работ и литературных данных;

• оценку интенсивности питания по данным наблюдений за режимом подземных вод;

• оценку питания при решении обратных задач методом математического моделирования;

• оценку питания по расходу подземного потока, рассчитанного по формуле Дарси;

• оценку модуля питания по данным эксплуатации водозаборов подземных вод.

Несмотря на определенные недостатки, присущие каждому из перечисленных методов, учитывая региональный характер работы, и то, что оценка прогнозных ресурсов подземных вод должна была проводиться на базе имеющихся материалов, использование указанных методов позволило в целом оценить питание подземных вод с достоверностью, достаточной для расчета их прогнозных ресурсов. При этом, как правило, принятые значения модуля питания являются несколько заниженными (особенно при определении питания по подземному стоку в реки и по расчетам расхода подземного потока), что в целом оправдано в связи с весьма незначительной по сравнению с прогнозными ресурсами эксплуатацией подземных вод.

При расчете модуля прогнозных ресурсов учитывался коэффициент использования питания подземных вод. Этот коэффициент показывает, какую часть питания водоносного горизонта можно привлечь к водозаборным сооружениям. Для безнапорных горизонтов величина коэффициента использования зависит от водопроводимости продуктивного горизонта, допустимого понижения уровня, интенсивности инфильтрационного питания и расстояния между расчетными водозаборами. Для напорного пласта коэффициент использования определяется параметром перетекания через слабопроницаемые разделяющие отложения и принятого расстояния между расчетными водозаборами. Максимальная величина этих коэффициентов составляет 1.0, т.е. прогнозные ресурсы безнапорного водоносного горизонта не могут превышать их естественных ресурсов, а переток воды из безнапорного горизонта в оцениваемый напорный не может превышать предельное при данных параметрах значение перетока. При этом прогнозные ресурсы напорного пласта также не могут превышать естественных ресурсов подземных вод.

Как уже отмечалось, в долинах рек, где возможна эксплуатация береговых водозаборов, рассчитывался линейный модуль прогнозных ресурсов. При его расчете учитывался коэффициент использования привлекаемых ресурсов, величина которого зависит от сопротивления русловых отложений, расстояния расчетного водозабора до реки и расстояния между скважинами.

При этом величина линейного модуля не должна превышать пропускную способность русловых отложений и меженный сток реки с учетом его допустимых изменений.

При наличии опыта эксплуатации подземных вод для оценки площадного и линейного модулей прогнозных ресурсов использовался метод гидрогеологических аналогий.

Результаты оценки прогнозных эксплуатационных ресурсов по территориям субъектов Российской Федерации были отражены на картах современного состояния подземных вод и условий их использования, составленных в масштабе 1:50000 - 1:1000000. На этих картах были показаны площадные и линейные модули прогнозных эксплуатационных ресурсов, а для горных районов - модули меженного стока родников, которые могут быть использованы для водоснабжения. На картах также были выделены районы, по которым прогнозные эксплуатационные ресурсы не оценивались либо в связи с невозможностью эксплуатации подземных вод, либо с их недостаточной изученностью.

Эти карты послужили основой для составления сводной компьютерной карты модулей прогнозных эксплуатационных ресурсов масштаба 1:2500000. С этой целью была создана картографическая база данных, включающая исходные карты по субъектам Российской Федерации.

Анализ подготовленной компьютерной картографической базы данных показал, что механический перевод подготовленных в субъектах Российской Федерации карт модулей прогнозных ресурсов масштаба 1:500000 в карту масштаба 1:2500000 не позволяет построить последнюю карту на единых принципах в связи с тем, что в различных субъектах Российской Федерации использовались различные методики оценки прогнозных эксплуатационных ресурсов и что принятый масштаб карты не позволяет обеспечить детальность, с которой были построены карты более крупного масштаба.

В связи с этим потребовалась разработка специальной методики уточнения прогнозных ресурсов и построения карты модулей прогнозных ресурсов масштаба 1:2500 000., что было сделано "ГИДЭК" (Б.В.Боревский, Л.С.Язвин, А.М.Просеков).

Основные изменения были вызваны следующими положениями:

1. Как уже указывалось, при подсчете модуля прогнозных ресурсов питьевых подземных вод учитывался коэффициент использования их питания, который зависит не только от самой абсолютной величины питания, но и от ряда геологических и технических факторов.

При этом важнейшую роль играют принятые расстояния между водозаборами (принятый шаг сетки), так как коэффициент использования питания, при одних и тех же параметрах водоносного горизонта, но при различных расстояниях между водозаборами, может изменяться от сотых долей до единицы.

В то же время шаг сетки в различных регионах России назначался самими исполнителями, исходя, главным образом, из плотности размещения рассредоточенных водопотребителей. Это привело к получению несопоставимых результатов, когда в одном и том же гидрогеологическом районе, расположенном в пределах нескольких субъектов Российской Федерации, при сравнительно близких гидрогеологических условиях, были получены сильно отличающиеся друг от друга модули прогнозных ресурсов.

Если учет местных особенностей при выборе системы размещения водозаборов и оценка прогнозных ресурсов применительно к этой системе для каждого субъекта Российской Федерации возражений не вызывает, то при составлении сводной карты масштаба 1:2 500 000 указанный подход нуждается в существенной корректировке.

2. В гидрогеологических складчатых областях оценка прогнозных ресурсов проводилась отдельно для бассейнов трещинных, трещинно-жильных и трещинно-карстовых вод горных сооружений и подземных вод предгорных и межгорных артезианских и адартезианских бассейнов. При этом и для этих областей при оценке прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод горных сооружений в различных субъектах Российской Федерации принимались различные методики. В одних случаях модуль прогнозных ресурсов определялся по модулю меженного родникового стока года 95% обеспеченности, в других случаях - по величине меженного расхода родников, которые могут быть использованы для водоснабжения. Для некоторых территорий эксплуатационные ресурсы оценивались по возможному дебиту водозаборов в таликовых приречных зонах. В этих случаях рассчитывалась возможная производительность водозаборов в воднокритический период за счет сработки их емкостных запасов с последующим их восполнением паводковым поверхностным стоком.

Различие в методиках оценки прогнозных ресурсов, как и в предыдущем пункте, привело к получению неоднозначных результатов, что также потребовало их корректировки.

3. На значительной части площади Российской Федерации, особенно ее азиатской территории, одним из основных факторов, определяющих питание подземных вод и, следовательно, формирование эксплуатационных ресурсов, является широкое развитие многолетнемерзлых пород.

В целом распространение многолетнемерзлых пород и изменение их мощности подчинено широтной зональности, которая нарушается лишь в горных районах. На общем фоне зонального развития многолетнемерзлых пород проявляется их азональность в мощности, сплошности распространения и температуре мерзлых пород, связанная с особенностями рельефа, геологического строения, тектоники и другими факторами.

Вблизи южной границы мощность мерзлой зоны в среднем не превышает 10-20 м, а в центральных и северных частях рассматриваемого азиатского региона и в отдельных северных районах европейской части, а также в горных массивах, независимо от их географического положения, достигает нескольких сотен метров.

По условиям распространения многолетнемерзлых пород по площади, как известно, выделяются области сплошного, прерывистого и островного распространения многолетнемерзлых пород.

Под сплошным распространением многолетнемерзлых пород обычно понимается их наличие на всех элементах рельефа данного региона, если площадь развития талых пород, которые формируются в днищах речных долин, по глубоким озерам и на участках разгрузки глубоких подземных вод, составляет не более 5%.

В зоне прерывистого распространения многолетнемерзлых пород суммарная площадь таликовых зон может достигать 50% от общей площади.

В зоне островного распространения многолетнемерзлых пород общая площадь развития последних редко превышает 20-40%.

Специфические особенности формирования эксплуатационных ресурсов подземных вод характерны только для первой зоны- зоны сплошного развития многолетнемерзлых пород.

В этой зоне практическое значение для водоснабжения населения питьевой водой могут иметь только подземные воды сквозных и несквозных таликовых зон, особенно в долинах крупных рек, где подземные воды таликов гидравлически связаны с поверхностными водами.

При оценке прогнозных эксплуатационных ресурсов в субъектах Российской Федерации области сплошного распространения многолетнемерзлых пород в связи с точечным распространением таликовых зон практически не оценивались - они относились к районам либо недостаточно изученным, либо к районам, где отсутствуют условия для добычи питьевых подземных вод.

В то же время в области распространения многолетнемерзлых пород выявлены месторождения подземных вод, в том числе достаточно крупные (например, Талнахское и Ергалахское в Норильском промышленном районе) , и нет никаких оснований считать, что месторождения питьевых подземных вод не могут быть найдены в других районах. Об этом говорит весьма высокая плотность гидрографической сети (рек, ручьев, озер), где и формируются таликовые зоны.

Так как в соответствии с "Классификацией эксплуатационных и прогнозных ресурсов подземных вод" прогнозные ресурсы могут оцениваться на основе общих гидрогеологических соображений, и учитывая общий прогнозный характер карты масштаба 1: 2 500 000, целесообразно отказаться от выделения недостаточно изученных районов и районов, где невозможна добыча подземных вод, и оценить в этих районах эксплуатационные ресурсы подземных вод по предположению. Для этих целей можно использовать геокриологическую карту СССР масштаба 1: 2 500 000, на которой выделены районы, характеризующиеся различной суммарной площадью развития таликовых зон (доли процента, до 1%, до 5%, до 20%, до 50%). При картировании прогнозных эксплуатационных ресурсов таких областей в масштабе 1: 2 500 000 эти области следует показывать, как районы с ограниченным распространением подземных вод питьевого качества.

4. При оценке эксплуатационных ресурсов подземных вод в ряде субъектов Российской Федерации ряд районов, в которых по имеющимся данным отсутствуют подземные воды с минерализацией до 3 г/дм³, был отнесен к районам, где невозможна добыча питьевых вод, и в этих районах ресурсы подземных вод, как правило, не оценивались. Однако, как показывает опыт гидрогеологических исследований, и в этих районах могут быть найдены линзы пресных вод или вод с минерализацией до 3 г/л. В связи с этим эксплуатационные ресурсы указанных районов следует оценивать по суммарной величине прогнозных ресурсов подземных вод этих ограниченных зон, отразив в условных обозначениях ограниченное распространение подземных вод с минерализацией до 3 г/дм³.

5. К районам распространения ограниченных зон, перспективных для добычи питьевых подземных вод, следует отнести также собственно горные районы, где эксплуатация возможна, главным образом, путем каптажа родников. Так как мелкий масштаб карты не позволяет отразить положение этих ограниченных зон целесообразно на карте показать средний модуль прогнозных ресурсов для всего рассматриваемого горного района.

6. При оценке прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод, проведенной в субъекте Российской Федерации, часто исключались площади, занятые заповедниками и другими особо охраняемыми территориями; на карте масштаба 1:2 500 000 эти территории следует также оценивать по величине модуля прогнозных ресурсов.

С учетом вышеизложенных положений была принята следующая методика составления сводной карты модулей прогнозных ресурсов масштаба 1:2 500 000.

Вся территория Российской Федерации делилась на две большие части: а) территория, где питьевые подземные воды, к которым относились подземные воды с минерализацией до 1 г/дм³, в районах с дефицитом таких вод - до 3 г/дм³, имеют сплошное распространение; б) территории, где зоны с развитием питьевых подземных вод имеют ограниченное распространение.

К территориям, где питьевые подземные воды имеют ограниченное распространение относились: а)области распространения многолетнемерзлых пород, где суммарные площади таликовых зон не превышают 5-20%; б) район распространения, главным образом, подземных вод с минерализацией более 3 г/дм³, где могут быть найдены линзы пресных вод и вод с минерализацией до 3 г/дм³; в) горные районы, в которых эксплуатация подземных вод возможна, в основном, только путем каптажа родников.

Модули прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод на территориях сплошного распространения питьевых подземных вод показываются на карте сплошной закраской, цвет которой отвечает принятой градации модуля.

На территориях многолетнемерзлых пород, сплошного развития подземных вод с минерализацией более 3 г/дм³ и в горных районах, где питьевые подземные воды имеют ограниченное распространение, модуль показывается в виде полосатой закраски, где закрашенные полосы соответствуют принятой градации модуля. Величина модуля, в этих случаях случае, определялась экспертным путем.

На карте модулей прогнозных ресурсов показаны также участки, перспективные для организации береговых водозаборов инфильтрационного типа, однако, в связи с мелким масштабом карты, значения линейных модулей прогнозных ресурсов не отражаются.

На карте модулей прогнозных ресурсов подземных питьевых вод не показаны участки, где подземные воды не отвечают нормативным требованиям по содержанию отдельных микрокомпонентов. Такие участки выделены на картах более крупных масштабов в отчетных материалоах по субъектам Российской Федерации.

Карта модулей прогнозных ресурсов приведена на вкладке в настоящем журнале.

Результаты оценки прогнозных ресурсов питьевых подземных вод по России в целом и отдельным федеральным округам приведены в таблице 1.

Как видно из приведенных в табл.1 данных, Россия обладает огромными прогнозными ресурсами подземных вод. Их общая величина превышает 350 км³/год (около 1100 млн.м³/сут). Однако распределены прогнозные ресурсы как по территории России в целом, так и по территориям отдельных субъектов Российской Федерации весьма неравномерно. Слабо обеспечены прогнозными ресурсами пресных подземных вод Мурманская область, республика Карелия, западная и юго-западная часть Архангельской области, Новгородская, Ярославская область, республика Калмыкия, бо?льшая часть Ростовской области, западная и центральная часть Ставропольского края, Курганская, Омская и южная часть Тюменской области, республика Якутия (Саха), Магаданская область и другие территории Северо-Востока России.

Наибольшими по абсолютной величине прогнозными ресурсами обладают субъекты Российской Федерации, расположенные в Сибирском и Дальневосточном федеральных округах, что объясняется огромными площадями этих субъектов. В ряде субъектов Российской Федерации существенную часть прогнозных ресурсов представляют возможные дебиты береговых (инфильтрационных) водозаборов (республика Коми, Белгородская, Калужская, Воронежская, Московская, Смоленская области, республика Башкортостан, Чувашская республика, Кировская, Нижегородская, Оренбургская, Саратовская, Самарская области, республика Карачаево-Черкессия, Северная Осетия-Алания, Краснодарский край, Астраханская и Волгоградская области, республики Бурятия и Хакасия, Красноярский край, Иркутская и Камчатская области). При этом в Астраханской области на береговые водозаборы приходится 80 %, а в республике Карачаево-Черкессия - 98 % от общей величины прогнозных ресурсов.

В графе 6 табл.1 приведены значения модуля прогнозных ресурсов подземных вод, представляющего собой величину расхода водозаборных сооружений в л/сек, который может быть получен с 1 км² площади распространения водоносных горизонтов. Эта величина получена как частное от деления суммарных прогнозных ресурсов на всю площадь субъекта Российской Федерации. Таким образом, эта величина является средним модулем и характеризует прогнозные ресурсы в целом для данного субъекта. Как видно из табл.1, модуль прогнозных ресурсов по России в целом составляет 0.74 л/с?км², изменяясь от 0.46 до 1.3 л/с?км² по различным федеральным округам. Наибольшими модулями (более 2 л/с?км²) характеризуются Московская область, республика Марий-Эл, республика Адыгея, Карачаево-Черкесская, Кабардино-Балкарская, Северная Осетия-Алания, Ханты-Мансийский автономный округ, республики Бурятия и Хакасия, Сахалинская область.

2. Эксплуатационные запасы подземных вод

Данные по эксплуатационным запасам подземных вод, прошедшим государственную экспертизу на 01.01.2002г. приведены в графе 8 табл. 1. Как видно из этих данных эксплуатационные запасы пресных и солоноватых подземных вод на территориях России составляют 89.4 млн.м³/сут (32.6 км³/год).

Наибольшими эксплуатационными запасами подземных вод характеризуются Центральный, Приволжский и Сибирский федеральные округа, на долю которых приходится более 65% как суммарных эксплуатационных запасов, так и запасов, подготовленных для промышленного освоения. Из субъектов Российской Федерации наибольшие запасы подземных вод оценены в Московской области, Краснодарском крае, Самарской и Нижегородской областях, республике Башкортостан и Алтайском крае. Во всех этих субъектах Российской Федерации эксплуатационные запасы по сумме всех категорий превышают 2.5 млн.м³/сут, а запасы, подготовленные для промышленного освоения, составляют 1.1-1.2 млн.м³/сут. При этом подавляющая часть запасов на всех указанных территориях, кроме Алтайского края, предназначена для хозяйственно-питьевого водоснабжения населения. Менее всего разведаны запасы на территориях малонаселенных Ненецкого, Коми-Пермяцкого, Усть-Ордынского, Эвенкийского и Корякского автономных округов, где они не превышают 40 тыс.м³/сут, а также в Астраханской области, республиках Карелия, Калмыкия, Ингушетия и Татарстан. Наиболее крупные запасы для орошения земель утверждены в Волгоградской области (720 тыс.м³/сут), республиках Северная Осетия-Алания (500 тыс.м³/сут) и Кабардино-Балкария (360 тыс.м³/сут), в Алтайском крае (270 тыс.м³/сут), Ставропольском крае (260 тыс.м³/сут), а для производственно-технического водоснабжения - в Алтайском крае (290 тыс.м³/сут), Воронежской области (140 тыс.м³/сут), республике Кабардино-Балкария (135 тыс.м³/сут), Магаданской области (130 тыс.м³/сут).

Всего на территории Российской Федерации утверждены эксплуатационные запасы более чем по 4300 месторождениям и участкам месторождений подземных вод, из которых немногим более 90 % предназначено для хозяйственно-питьевого водоснабжения населения. Однако, в той или иной степени эксплуатируются всего около 1900 месторождений, что свидетельствует о весьма слабом освоении разведанных запасов подземных вод.

В графе 8 табл.1 приведены данные, характеризующие степень изученности прогнозных ресурсов, под которой понимается отношение величины утвержденных эксплуатационных запасов по сумме категорий к прогнозным ресурсам. В целом по Российской Федерации эта величина составляет 8 %. Наиболее высокой изученностью характеризуется Центральный Федеральный округ (38 %), из субъектов Российской Федерации- Московская область и г.Москва (88 %), республика Северная Осетия-Алания (75 %), Липецкая (73 %), Курганская (55 %), Тамбовская (55 %), Воронежская (54 %), Ростовская (47 %) и Белгородская области (44 %), Краснодарский край (42 %) и Тульская область (40 %).

Это свидетельствует о высокой обеспеченности потребностей населения в воде питьевого качества ресурсами подземных вод.

3. Качество подземных вод

В качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения в первую очередь используются подземные воды напорных водоносных горизонтов, качество воды в которых по содержанию большинства нормируемых компонентов отвечает требованиям, предъявляемым к питьевым водам.

С точки зрения использования подземных вод для питьевого водоснабжения на территории России могут быть выделены три группы районов:

1. Районы, в гидрогеологическом разрезе которых выделяются водоносные горизонты с пресными водами, качество которых по макрокомпонентному и микрокомпонентному составу в естественных условиях полностью отвечает требованиям, установленным для питьевых вод.

2. Районы, где содержания каких-либо микрокомпонентов в пресных подземных водах отдельных водоносных горизонтов превышают установленные предельно допустимые концентрации (ПДК). На территории России выделено несколько гидрогеохимических провинций с высокими содержаниями отдельных нормируемых микрокомпонентов в подземных водах [3]. Для гидрогеохимических провинций характерен высокий уровень фоновых концентраций нормируемых микрокомпонентов, приближающийся или превышающий ПДК, а также высокая частота встречаемости (>50%) концентраций этих компонентов, превышающих ПДК. Наиболее широко распространены в России гидрогеохимические провинции подземных вод с региональным повышенным содержанием таких нормируемых компонентов как железо, фтор, стабильный стронций. Меньшую площадь занимают провинции с повышенным содержанием марганца, мышьяка, бериллия.

Кроме уже упомянутых микрокомпонентов, на отдельных участках эксплуатации подземных вод обнаружены повышенные содержания таких компонентов, как барий, бор, литий, кадмий, ртуть, очевидно имеющие естественное происхождение. При этом следует отметить, что ранее до введения в действие СанПиН 2.1.4.559-96 (ныне СанПиН 2.1.4.1074-01) "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества" и СанПиН 2.1.4.544-96 "Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников", содержание указанных компонентов практически не изучалось.

В связи с этим не исключено, что они имеют более широкое распространение.

Следует отметить также зафиксированную в ряде районов (Северный Кавказ, Западная Сибирь) повышенную цветность подземных вод.

3. Районы либо практического отсутствия пресных подземных вод, где распространены подземные воды повышенной минерализации, либо при минерализации, не превышающей установленные требования, подземные воды характеризуются повышенным содержанием хлоридов, сульфатов, а также повышенной общей жесткостью.

Разнообразная хозяйственная деятельность оказывает негативное влияние на качество подземных вод, вызывая их антропогенное загрязнение.

На территории России отмечены достаточно многочисленные случаи загрязнения подземных вод. Однако, это загрязнение носит в основном локальный характер. Среди загрязняющих подземные воды веществ наиболее часто встречаются нефть и продукты ее переработки, фенолы, азотистые соединения, железо, марганец, хлориды, сульфаты, тяжелые металлы.

По данным государственного учета вод, которым не охватывается весь спектр загрязнения подземных вод, на территории России выявлено более 2.5 тыс. участков техногенного загрязнения. Формирование этих участков связано, главным образом, с деятельностью промышленных и сельскохозяйственных предприятий.

В большинстве случаев (более 70 %) участки загрязнения выявлены в первых от поверхности водоносных горизонтах с грунтовыми водами, которые чаще всего не являются источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Наибольшую экологическую опасность представляет загрязнение подземных вод на водозаборах питьевого водоснабжения.

На территории России выявлено около 500 водозаборов подземных вод, включая рассредоточенные одиночные водозаборные скважины, в которых наблюдается постоянное или эпизодическое несоответствие качества подземных вод установленным требованиям, в том числе на 100 водозаборах с производительностью от 1 до 5 тыс.м³/сут и на 80 водозаборах - с более 5 тыс.м³/сут. Из наиболее крупных водозаборов, на которых установлено такое несоответствие, следует отметить водозаборы городов Белая Калитва, Калуга, Сызрань, Оренбург, Чапаевск, Нальчик, Чита, Комсомольск-на-Амуре, Хабаровск, Моздок, ряд городов Московской области и другие.

Следует отметить, что в указанный перечень включены и водозаборы, на которых загрязнение подземных вод наблюдалось эпизодически и лишь по отдельным скважинам. Тем не менее наличие таких признаков загрязнения необходимо учитывать при планировании мероприятий по охране подземных вод.

Случаи бактериологического загрязнения подземных вод на действующих водозаборных отмечается достаточно редко и связаны, главным образом, либо с отсутствием первого и второго поясов зоны санитарной охраны, либо с нарушением регламента хозяйственной деятельности в этой зоне.

Повышенное содержание в подземных водах таких компонентов как железо, марганец, либо их повышенная минерализация и общая жесткость, а также пониженное содержание фтора, в целом не является препятствием к использованию таких подземных вод, так как с применением хорошо разработанных методов водоподготовки (обезжелезивание, фторирование, опреснение и др.) качество воды может быть доведено до требуемых кондиций. Об этом свидетельствует опыт эксплуатации подземных вод на отдельных месторождениях и водозаборах с неутвержденными запасами, где осуществляется такая водоподготовка.

В настоящее время такая водоподготовка проводится примерно на 40% эксплуатируемых месторождений, где отмечается несоответствие качества нормативным требованиям, несмотря на то, что при экспертизе эксплуатационных запасов ее проведение устанавливалось как необходимое условие использования подземных вод.

Значительно более серьезными являются повышенные содержания таких компонентов, как литий, бор, барий, а также случаи техногенных загрязнений подземных вод. Для таких месторождений должны быть разработаны специальные методы очистки воды и другие мероприятия по защите подземных вод, а также режим эксплуатации, предусматривающий смешение подземных вод с повышенным содержанием нормируемых компонентов с подземными водами других горизонтов или поверхностными водами.

Главным достоинством подземных вод как источника хозяйственно-питьевого водоснабжения населения является их более высокая степень защищенности от поверхностного загрязнения по сравнению с поверхностными водами. Однако, по условиям защищенности подземных вод различные типы месторождений существенно отличаются. В процессе работы по оценке обеспеченности населения ресурсами подземных вод была проведена экспертная оценка условий их защищенности с выделением трех групп:

1) надежно защищенные (напорные водоносные горизонты, перекрытые выдержанными слабопроницаемыми отложениями, на участках, расположенных вне селитебной застройки и промзон);

2) защищенные (напорные горизонты в пределах указанных выше зон и безнапорные горизонты при мощности зоны аэрации более 8-10 м и наличии в ее составе слабопроницаемых прослоев мощностью не менее 3 м);

3) практически незащищенные (безнапорные горизонты с небольшой мощностью зоны аэрации, а также водоносные горизонты, эксплуатируемые инфильтрационными водозаборами при непосредственной взаимосвязи поверхностных и подземных вод).

Как показали результаты проведенных работ, наибольшее количество составляют защищенные месторождения (около 40%). Практически незащищенные месторождения занимают второе место (около 37%), причем в ряде регионов (Мурманская, Ленинградская, Ивановская, Воронежская, Ивановская, Липецкая, Белгородская, Волгоградская, Самарская, Ростовская, Оренбургская, Свердловская области, республики Башкортостан, Бурятия, Хакассия, Приморский край) они выходят на первое место.

Вместе с тем необходимо отметить, что даже на практически незащищенных от загрязнения месторождениях, защищенность подземных вод значительно выше, чем защищенность поверхностных водоисточников, что существенно повышает эффективность их использования, особенно в чрезвычайных ситуациях.

4. Использование подземных вод

Как следует из имеющихся данных, общий отбор подземных вод на территории Российской Федерации в 2001г. составил 33.9 млн.м³/сут (12.4 км³/год), из которых 4.7 млн.м³/год (1.7 км³/год) приходится на водоотлив, осуществляемый главным образом при разработке месторождений твердых полезных ископаемых. Использование подземных вод составило 28.1 млн.м³/сут (10.2 км³/год). Для хозяйственно-питьевого водоснабжения городского населения и сельскохозяйственного водоснабжения используется 21.4 млн.м³/сут (7.8 км³/год). Остальное количество воды приходится на производственно-техническое (6.1 млн.м³/сут или 2.2 км³/год) и на орошение земель (0.6 млн.м³/сут или 0.2 км³/год).

На территории России наибольшим отбором подземных вод, составляющим 1 млн.м³/сут и более, характеризуются Воронежская, Московская области, Краснодарский край, республика Башкортостан, Свердловская область, Красноярский край, Кемеровская область. Наиболее крупные водоотливы зафиксированы в Кемеровской (около 0.9 млн.м³/сут), Свердловской (0.6 млн.м³/сут), Челябинской (0.4 млн.м³/сут), Мурманской (0.3 млн.м³/сут) и Белгородской (0.3 млн.м³/сут) областях.

Сброс добытых вод без использования составил 5.8 млн.м³/сут (2.1 км³/год). Это, главным образом, подземные воды, извлекаемые при шахтном и карьерном водоотливе, а также потери при добыче и транспортировке воды.

Весьма важным показателем, связанным с добычей подземных вод, является соотношение величины отбора подземных вод на участках с запасами, прошедшими государственную экспертизу и на участках, где такая экспертиза не проводилась. В целом для Российской Федерации последняя величина составляет чуть более 50% (без учета шахтного и карьерного водоотлива). Однако в ряде регионов (Архангельская, Новгородская, Кировская области, республика Татарстан, Саратовская область, республика Карачаево-Черкессия, Омская область), весь или почти весь водоотбор осуществляется на участках с запасами, не прошедшими государственную экспертизу.

В целом на территории России отбор подземных вод на участках с разведанными запасами характеризуется величиной около 15 млн.м³/сут, что составляет порядка 25% от разведанных эксплуатационных запасов подземных вод, подготовленных для промышленного освоения. При этом, в той или иной степени эксплуатируется немногим более 50 % месторождений и участков, разведанных для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Слабее всего осваиваются разведанные запасы подземных вод в Архангельской, Новгородской, Костромской, Ярославской, Кировской, Саратовской областях, республиках Дагестан, Татарстан и Карачаево-Черкессия, Ставропольском крае, Новгородской, Иркутской областях, Хабаровском крае, Чукотском автономном округе. Во всех перечисленных субъектах Российской Федерации используется менее 10-15% от запасов, подготовленных для промышленного освоения.

Столь слабое освоение разведанных запасов подземных вод свидетельствует о больших возможностях интенсификации их использования. Однако при этом следует учитывать, что за период, прошедший после разведки могли произойти (и произошли) изменения водохозяйственной, экологической и санитарной обстановки и что, несравнимо большую роль стали играть экономические факторы, в связи с этим, ряд ранее разведанных месторождений может оказаться невостребованным.

Как уже отмечалось, подземные воды используются главным образом для хозяйственно-питьевого городского населения и сельскохозяйственного водоснабжения. В целом доля подземных вод в общем балансе хозяйственно-питьевого и сельскохозяйственного водоснабжения в настоящее время составляет 46% (в хозяйственно-питьевом водоснабжении - 41%, в сельскохозяйственном водоснабжении - 83%).

В целом на территории Российской Федерации подземные воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения эксплуатируются достаточно неравномерно. Наибольшим использованием для этих целей характеризуются Московская область (2.3млн.м3/сут), Краснодарский край (1.5 млн.м3/сут), республика Башкортостан (1.0 млн.м3/сут), Воронежская область (0.9 млн. м3/сут). Наибольший удельный вес использования подземных вод в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения отмечается в Орловской, Смоленской, Тверской, Тульской, Белгородской, Воронежской, Курской, Липецкой, Тамбовской областях, республиках Марий-Эл и Мордовия, Оренбургской области, Краснодарском крае, республиках Адыгея, Ингушетия, Кабардино-Балкария и Северная Осетия-Алания , Ямало-Ненецком автономном округе, республиках Бурятия, Хакасия, Томской и Читинской областях, Усть-Ордынском Бурятском и Ачинском Бурятском автономных округах. Во всех указанных регионах доля подземных вод в хозяйственно-питьевом водоснабжении превышает 90%, достигая во многих регионах 100%. Еще в 11 субъектах Российской Федерации доля подземных вод составляет от 70 до 90%. Это Брянская, Владимирская, Калужская, Московская области, республика Башкортостан и Коми-Пермяцкий автономный округ, Ханты-Мансийский автономный округ, республика Тыва, Амурская и Камчатская области, Еврейская автономная область.

Очень слабо по сравнению с поверхностными водами используются подземные воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения в республике Карелия, Вологодской и Мурманской областях, г.Санкт-Петербурге, Ярославской области и г.Москве, Астраханской, Волгоградской областях и республике Карачаево-Черкессия, республике Чувашия, республике САХА (Якутия), Корякском и Чукотском автономных округах, где доля использования подземных вод не превышает 10-20%.

В процессе работы по оценке обеспеченности населения ресурсами подземных вод для водоснабжения населения была проанализирована структура хозяйственно-питьевого водоснабжения населения городов и поселков городского типа Российской Федерации. При этом было установлено, что, если по удельному весу используемых для этих целей вод преобладают поверхностные воды, то по количеству городов и поселков на первое место выходят указанные населенные пункты, снабжаемые подземными водами. Так около 68% городов и поселков снабжаются преимущественно (более, чем на 90%) подземными водами, еще 12% имеют смешанные источники водоснабжения и только 20% городов снабжаются преимущественно поверхностными водами, на долю которых приходится более 90% водопотребления.

Уменьшение удельного веса использования подземных вод происходит с увеличением населения города. Так, преимущественно подземными водами обеспечивается 79% городов с населением до 50 тыс.человек, 55% - с населением от 50 до 100 тыс.человек, 30% - с населением свыше 100 тыс.человек.

Таким образом, большое количество крупных городов практически не используют в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения подземные воды. К городам, где поверхностные воды являются практически единственным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения, относятся Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Екатеринбург, Омск, Волгоград, Челябинск, Ростов и другие. Так как поверхностные воды по существу не защищены от возможного загрязнения, население этих городов находится под постоянной угрозой выхода питьевых водозаборов из строя.

Рассмотрим тенденцию изменения использования подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения населения России в девяностые годы прошлого века. Как следует из имеющихся данных в период с 1993 по 1997 год происходило общее снижение использования как поверхностных, так и подземных вод в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения, при этом доля подземных вод в общем балансе источников составляла 37 %. С 1998 года при продолжающемся уменьшении общего количества вод, использованных для хозяйственно-питьевого водоснабжения, отмечается увеличение использования для этих целей подземных вод, доля которых превысила 40 %. Очевидно, что эта тенденция будет прослеживаться и в дальнейшие годы.

5. Обеспеченность населения ресурсами подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения

Приведенная выше характеристика прогнозных ресурсов эксплуатационных запасов подземных вод, а также их современного использования показывает в целом высокую обеспеченность населения прогнозными ресурсами подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения населения и возможность интенсификации их использования. Однако неравномерность распределения эксплуатационных ресурсов по территории страны и отдельных субъектов Российской Федерации, практическое отсутствие на ряде территорий подземных вод, пригодных для хозяйственно-питьевого водоснабжения, наличие отдельных водопотребителей с весьма высокими потребностями в воде питьевого качества, недостаточная защищенность подземных вод от загрязнения в отдельных районах страны, определяют неоднородность использования подземных вод. В связи с этим суммарная величина прогнозных ресурсов, которая практически во всех субъектах Российской Федерации существенно превышает возможную потребность населения в подземных водах, и разведанных эксплуатационных запасов, которая также во многих субъектах превышает эту потребность не могут полностью охарактеризовать обеспеченность населения ресурсами подземных вод.

При оценке обеспеченности потребностей населения в воде питьевого качества следует учитывать, что эта оценка должна проводиться дифференцированно для двух групп возможных водопотребителей. Первая группа включает в себя крупных водопотребителей (средние и крупные города), для водоснабжения которых требуется создание достаточно мощных централизованных водозаборов, производительность которых составляет десятки-сотни тысяч м³/сут. Вторая группа представляет собой рассредоточенных потребителей, относительно равномерно распределенных по площади (поселки, сельские населенные пункты) с небольшими (до нескольких тысяч м³/сутки) потребностями в воде. С учетом указанного разделения водопотребителей, все входящие в Российскую Федерацию субъекты можно разделить на три группы:

1 группа - субъекты, полностью обеспеченные ресурсами подземных вод (местные подземные воды полностью обеспечивают потребности как крупных, так и рассредоточенных потребителей).

2 группа - субъекты, частично обеспеченные ресурсами подземных вод (местные подземные воды полностью обеспечивают потребности рассредоточенного водоснабжения и частично-крупных водопотребителей).

3 группа - субъекты, недостаточно обеспеченные ресурсами подземных вод (местными подземными водами не может быть полностью удовлетворена потребность рассредоточенных водопотребителей).

К субъектам Российской Федерации, недостаточно обеспеченным ресурсами подземных вод, относятся Ленинградская, Новгородская, Псковская области, Нижегородская, Самарская, Саратовская, Оренбургская области, Республики Удмуртия, Дагестан, Калмыкия, Карачаево-Черкесская, Ставропольский край, Астраханская, Волгоградская, Ростовская, Курганская, Тюменская, Омская, Новосибирская области, Республика Саха (Якутия), Сахалинская область, Чукотский автономный округ.

Во всех перечисленных субъектах Российской Федерации имеются отдельные районы, где в связи с отсутствием пресных и солоноватых вод или весьма слабой водообильностью водоносных горизонтов, потребности рассредоточенных водопотребителей не могут быть удовлетворены местными ресурсами подземных вод. Для этих районов решение проблемы водоснабжения может потребовать создания групповых водозаборов, обеспечивающих водоснабжение большого количества водопотребителей или опреснение минерализованных вод.

В некоторых административных районах ряда субъектов Российской Федерации при полном удовлетворении потребностей рассредоточенных потребителей, выделяются отдельные крупные водопотребители, не обеспеченные местными ресурсами подземных вод. В эту группу попадают центральные и восточные районы Московской области, отдельные районы Владимирской, Ивановской, Тульской, Ярославской, Тамбовской, Новосибирской и Омской областей, Ненецкого автономного округа, республик Карелия и Коми, Мурманской области, Ульяновской, Свердловской, Челябинской, Иркутской областей, Республики Чувашия и ряда других регионов.

В связи с этим отдельно была рассмотрена обеспеченность подземными водами крупных городов России (городов с населением свыше 100 тыс.человек и столиц субъектов Российской Федерации с населением свыше 50 тыс. человек).

По условиям обеспеченности было выделено 7 групп городов:

Группа 1 Города, потребности которых в воде для хозяйственно-питьевого водоснабжения полностью обеспечены разведанными запасами подземных вод.

Группа 2 Города, потребности которых частично обеспечены разведанными запасами, наращивание разведанных запасов нецелесообразно или невозможно.

Группа 3 Города, потребности которых частично обеспечены разведанными запасами. Подземными водами может быть обеспечена полная потребность.

Группа 4 Города, потребности которых частично обеспечены разведанными запасами; для решения вопроса об обеспечении потребности необходимо проведение поисково-разведочных работ.

Группа 5 Города, не имеющие разведанных запасов подземных вод; подземными водами может быть удовлетворена существенная часть потребности.

Группа 6 Города, не имеющие разведанных запасов подземных вод; для решения вопроса о возможном удовлетворении потребностей необходимо проведение поисково-оценочных работ.

Группа 7 Города, для которых подземными водами может быть обеспечена только потребность резервного водоснабжения в период чрезвычайных ситуаций; требуется проведение поисково-оценочных работ для этих целей.

Как показывает проведенный анализ большинство крупных городов обеспечено разведанными запасами подземных вод (1-я группа). Однако, для многих из этих городов необходимо проведение дополнительных геологоразведочных работ либо для переоценки эксплуатационных запасов на участках действующих водозаборов, в том числе в связи с изменением качества подземных вод в процессе эксплуатации и введением новых документов, регламентирующих качество питьевых вод, либо для перевода предварительно оцененных запасов в категорию, обосновывающую промышленное освоение. К этой же группе относятся ряд городов Московской области, района Кавказских минеральных вод и других регионов, которые не обеспечены ресурсами подземных вод в пределах соответствующих административных районов, но которые могут быть обеспечены разведанными или предварительно оцененными запасами, в том числе - межрайонных систем водоснабжения.

В то же время ряд городов, в том числе очень крупных, относятся к 6 и 7 группам, характеризующимся отсутствием разведанных запасов и весьма невысокой обеспеченностью прогнозными ресурсами.

Полученные в рамках работы по оценке обеспеченности населения ресурсами подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения данные позволили, как уже отмечалось, наметить актуальные задачи и основные направления работ по развитию ресурсной базы подземных вод. Их характеристика приводятся в статье Б.В.Боревского и Л.С.Язвина, опубликованной в настоящем номере.

ЛИТЕРАТУРА

1. Боревский Б.В., Язвин Л.С. Оценка обеспеченности населения Российской Федерации ресурсами подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения (Методические рекомендации по проведению второго этапа работ). ГИДЭК, М., 1995.

2. Классификация эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод. Министерство Природных ресурсов Российской Федерации. М., 1997.

3. Крайнов С.Р., Закутин В.П. Геохимико-экологические состояние подземных вод России (причины и тенденции изменения химического состава подземных вод). Геохимия № 3, 1994, с.312-328

hydrogeoecology.ru/