Гидрохимический сток в бассейне Средней Оби

На рис. 5 показан один из примеров сопоставления карт скоростей и частот в пределах выявленной залежи нефти в отложениях нижнетут-леймской подсвиты

Комплекс методических приемов картирования коллекторов может применяться в пределах зон,

где исследуемые отложения формировались в сходных условиях седиментации, и, соответственно, характеризуются близким минеральным составом и структурно-текстурными особенностями, что позволяет использовать атрибуты сейсмической записи.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Решения и труды Межведомственного совещания по доработке и уточнению унифицированной и корреляционной стратиграфической схемы Западно-Сибирской низменности (Новосибирск, 1960 г.) / Под ред. Н.Н. Ростовцева. - Л.: Гостоптехиз-дат, 1961. - 465 с.

2. Баженовский горизонт Западной Сибири / Под ред. В.С. Вышемирского. - Новосибирск: Наука, 1986. - 215 с.

3. Зубков М.Ю. Литолого-петрографическая характеристика отложений баженовской и абалакской свит центральной части Красноленинского свода (Западная Сибирь) // Геология и геофизика. - 1999. - Т. 40. - № 12. - С. 1821-1836.

4. Зубков М.Ю., Портместер Я.А., Бондаренко П.М. Прогноз трещинных коллекторов в отложениях баженовской и абалак-ской свит на основе результатов тектонофизического моделирования / Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО / Под ред. В.И. Карасева, Э.А. Ахпатаева, В.А. Волкова. - Ханты-Мансийск, 2002. - С. 244-253.

5. Методические рекомендации по определению подсчетных параметров залежей нефти и газа по материалам геофизических исследований скважин с привлечением результатов анализа керна, опробований и испытаний продуктивных пластов / Под ред. Б.Ю. Вендельштейна, В.Ф. Козяра. Г.Г. Яценко. - Калинин: НПО «Союзпромгеофизика», 1990. - С. 261.

6. Хабаров В.В., Нелепченко О.М. Первухина Т.В. Выделение проницаемых интервалов в породах баженовской свиты Са-лымского нефтяного месторождения // Геология нефти и газа.

- 1978. - № 8. - C. 15-18.

7. Russell B. e. a. Multiattribute seismic analysis // The Leading Edge.

- 1997. - V. 5. - № 9. - P. 1439-1443.

8. Hampson D.P. e. a. Use of multiattribute transforms to predict log properties from seismic data // Geophysics. - 2001. - V. 66. - № 1.

- P. 220-236.

Поступила 30.06.2006 г.

УДК 550.42:57.4

ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ СТОК В БАССЕЙНЕ СРЕДНЕЙ ОБИ

О.Г. Савичев

Томский политехнический университет E-mail: OSavichev@mail.ru

Приведены результаты изучения гидрохимического стока в бассейне Средней Оби (Западная Сибирь) и условий его формирования. Установлены средние значения выноса главных ионов, микроэлементов, органических и биогенных веществ с водами рр. Обь, Томь, Чулым, Кеть, Тым, Васюган, Парабель, Чая за 1997-2000-е гг. Показано, что основная часть гидрохимического стока представлена главными ионами и формируется под влиянием преимущественно природных факторов. Антропогенное изменение гидрохимического стока проявляется в увеличении выноса углеводородов, соединений азота и ряда других веществ.

Введение

В процессе глобального круговорота воды происходит ее непрерывное взаимодействие с породами и перемещение огромного количества растворенных веществ. В результате осуществляется никогда непрекращающееся преобразование земной коры, а в соответствии с «принципом неразрывной связи живого и мертвого», обоснованным В.И. Вернадским, и эволюция биосферы [1, 2]. С учетом этого гидрохимический сток играет исключительно важную роль в функционировании биогеоценозов разного уровня и, в свою очередь, отражает наиболее существенные изменения в их структуре и эколого-геохимическом состоянии водных объектов. Данное обстоятельство позволяет рассматривать проблему формирования и изменений гидрохимического стока как составную

часть более общих проблем взаимодействия геосфер, естественных и антропогенных изменений природной среды и климата [3, 4].

Изучением этой проблемы в разное время занимались многие известные ученые, в том числе О.А. Алекин, В.П. Зверев, А. Лерман, А.М. Ника-норов, Т. Пачес, А.И. Перельман, Е.В. Посохов, С.Л. Шварцев и др. Благодаря их работам были установлены масштабы денудации суши и величины массопотоков поверхностной и подземной гидросферы на уровне планеты, континентов, водосборных бассейнов океанов и морей. Достаточно много сделано и в плане изучения механизмов формирования химического состава природных вод верхней гидродинамической зоны. Тем не менее, многие вопросы, связанные с необходимостью изучения распределения гидрохимического стока

внутри крупных речных бассейнов и его формирования в условиях антропогенного воздействия, до сих пор остаются нерешенными. Это существенно ограничивает возможность разработки надежных долгосрочных прогнозов изменения качества природных вод и выработки оптимальной региональной стратегии природопользования, что и обусловливает актуальность исследований гидрохимического стока и условий его формирования.

Особое значение изучение гидрохимического стока и условий его формирования приобретает для участка бассейна р. Обь в ее среднем течении. Данная территория расположена в юго-восточной и центральной частях Западно-Сибирской равнины и северной части Саяно-Алтайской горной страны на площади более 500 тыс. км2. Численность населения региона превышает 3 млн чел., большую часть которых составляют городские жители. Специфика хозяйственного комплекса во многом определяется наличием богатых природных ресурсов. В пределах рассматриваемой территории выделяются горные районы (южная и юго-восточная части водосбора р. Томь, верхнее течение р. Чулым), лесостепная (среднее и нижнее течение р. Томь, среднее течение р. Чулым, часть водосбора р. Шегарка) и лесная зоны (прочие территории). Плоский рельеф и слабая дренированность равнинной части региона в сочетании с избыточным атмосферным увлажнением, достаточно суровым термическим режимом и рядом других факторов обусловили исключительно широкое распространение болот, а также создали условия для формирования густой речной сети и определили основные черты гидрологического режима территории, характеризующегося хорошо выраженной широтной зональностью распределения водного стока и достаточно большой долей его подземной составляющей. Наиболее многоводные реки региона - Обь, Томь и Чулым.

Наличие в пределах обского бассейна крупнейших в России предприятий металлургической, угольной, химической, радиохимической и нефтегазовой промышленности позволило ряду специалистов сделать вывод о значительной или даже ключевой роли антропогенных факторов в формировании гидрохимического стока и химического состава речных вод региона. Если подобные суждения действительно верны, то можно говорить, как минимум, о региональных масштабах очень значительных антропогенных изменений природной среды рассматриваемой территории, в целом, и водных объектов, в частности. Учитывая научную и практическую значимость этого вопроса, целесообразно проведение его детальной проработки, которая позволила бы сделать достоверные количественные выводы о величине гидрохимического стока, характере и механизме его природно-антро-погенной трансформации в обском бассейне. Именно такая цель и была поставлена в процессе выполнения рассматриваемых исследований.

Методика исследований

Исследования проводились автором в 1993-2006 гг. в последовательности: 1) изучение водного стока и водного режима; 2) гидрохимический анализ, включая выявление пространственно-временных изменений химического состава речных и подземных вод; 3) определение суммарного и подземного гидрохимического стока, выявление долгосрочных изменений ионного стока; 4) анализ условий формирования гидрохимического стока и его природно-антропогенной трансформации. Выполнение каждого из указанных этапов включало проработку вопросов методического обеспечения решения поставленных в работе задач и основывалось на бассейновом подходе.

При изучении стока использовались географо-гидрологический, ландшафтно-геохимический, статистический методы, математическое моделирование гидрохимических процессов, что и определило основные виды выполненных работ, в том числе: 1) полевые работы по отбору и консервации водных проб для дальнейшего определения их химического и микробиологического состава в стационарных лабораториях, а также определению в полевых условиях концентраций быстроизменяю-щихся компонентов; 2) обобщение и статистический анализ гидрохимических и гидрологических данных (было проанализировано более 8000 проб воды, при этом основную часть использованного материала составили данные Томского политехнического университета, Института геологии нефти и газа СО РАН, ОАО «Томскгеомониторинг» и Росгидромета); 3) разработку и апробацию математических моделей формирования химического состава речных вод и гидрохимического стока. Ранее, в [5-8], были изложены методика и основные результаты исследований химического состава речных вод, изменения гидрологического и гидрогеологического режима территории, величины ионного стока и условий его формирования. В рассматриваемой работе проведено обобщение этих и других материалов и представлена общая картина гидрохимического стока в бассейне Средней Оби.

Результаты исследований и их обсуждение

Ионный сток

Ионный сток рек бассейна Средней Оби определялся для каждого года суммированием значений за 12 мес., каждое из которых вычислялось как произведение месячного водного стока и среднемесячной суммы главных ионов Еи. Последняя величина рассчитывалась по линейной зависимости между срочными значениями Еи и расходами воды. Полученные в пределах однородных периодов формирования водного стока последовательности значений годового ионного стока Оби и ее притоков были подвергнуты проверке на случайность и однородность [7]. Результаты этого анализа позволили сделать вывод об относительно устойчивом в

течение 1970-2000-х гг. годовом ионном стоке большинства рек рассматриваемой территории и, вместе с тем, об определенном увеличении зимнего ионного стока рр. Томь, Чулым, Тым, Васюга-ган, Парабель и Чая. Достоверные нарушения однородности в пределах рассмотренных временных интервалов выявлены в случае р. Томь у г. Новокузнецк и р. Кеть у п. Максимкин Яр.

Для однородных периодов были вычислены среднемноголетние значения суммарного ионного стока (табл. 1), составившие для Средней Оби 17...24 млн т/год (1...1,2 г/(с.км2)), а для ее основных притоков - от 0,3 до 4,2 млн т/год (0,4...2,4 г/(с.км2)). По результатам расчетов было установлено, что наибольшие значения модуля ионного стока (более 2 г/(с.км2)) заметно превышают приведенную в работе [9] среднюю величину по бассейну р. Обь (0,44 г/(с.км2)) и отмечаются в верхнем и среднем течении р. Томь. Это объясняется повышенной интенсивностью водообмена в пределах этой территории и свидетельствует о значительном перераспределении гидрохимического стока внутри водосбора. Наименьшие значения модулей ионного стока приурочены к сильно заболоченным северной и северо-восточной частям бассейна Средней Оби, где получили наибольшее распространение верховые и переходные болота.

Помимо анализа рядов годового и сезонного ионного стока, были изучены долгосрочные изменения подземного ионного стока. Результаты этого исследования свидетельствуют об определенном увеличении подземного ионного стока в последние десятилетия. Особенно заметны эти изменения для некоторых равнинных притоков Средней Оби, протекающих на сильно заболоченных территориях [7].

Норма подземного стока самой Оби в течение 1960-2000-х гг. существенно не изменилась. В целом, подземная составляющая ионного стока варьирует в диапазоне от 20...35 % в водосборе р. Томь до 70...80 % в равнинной части обского бассейна, причем наблюдается ее рост по мере увеличения заболоченности водосборов и уменьшения модулей водного стока. Подземный сток непосредственно р. Обь последовательно возрастает от 47...58 % у г. Колпа-шево до 50...67 % у с. Прохоркино.

Сток микроэлементов

Удовлетворительные зависимости между расходами воды и концентрациями микроэлементов в общем случае подобрать не удалось. По этой причине сезонный среднемноголетний вынос микроэлементов с водами рек бассейна Средней Оби был определен как произведение среднесезонных значений концентраций веществ и расходов воды, годовой сток - как сумма сезонных значений, а его подземная составляющая - как произведение среднемноголетнего подземного водного стока на среднемноголетнюю концентрацию вещества за декабрь-март. Анализ полученных указанным способом данных показал, что для р. Обь среднемно-голетний сток Си составляет 0,9...1,3 тыс. т/год, А1 - 0,8... 1,8 тыс. т/год, РЬ - около 0,6 тыс. т/год (табл. 2). Подземная компонента обычно составляет менее 50 % годового стока микроэлементов, что указывает на значительное поступление этих веществ в речную сеть с поверхностным стоком с водосборной территории в период снеготаяния и дождевых паводков. При этом следует отметить, что уровень содержания, по крайней мере, некоторых микроэлементов определяется их связью с ве-

Река - пункт Сток Сток веществ

У Сорг. N Р ^ общ. Нп

Обь - г. Колпашево суммарный 17893,04 470,21 50,59 2,68 15,09 40,99

подземный 8392,69 102,67 22,66 0,49 2,81 9,85

Обь - с. Александровское суммарный 23862,20 1177,70 118,78 12,60 61,64 69,79

подземный 13840,08 329,74 35,63 3,53 19,11 9,07

Томь - г. Новокузнецк суммарный 2809,53 73,14 12,73 0,83 2,41 10,30

подземный 556,46 7,23 2,37 0,07 0,33 1,73

Томь - г. Томск суммарный 4228,28 139,47 37,55 1,70 8,48 15,53

подземный 1071,30 27,44 9,80 0,21 0,68 2,53

Чулым - с. Батурино суммарный 4017,45 163,00 11,03 0,67 7,42 -

подземный 1801,60 24,60 5 , 77 0,05 2,36 -

Кеть - с. Волково суммарный 1541,52 178,65 - - 20,24 -

подземный 986,90 13,22 - - - -

Тым - с. Напас суммарный 347,53 53,78 - - 7,20 -

подземный 231,60 8,12 - - 1,84 -

Васюган - с. Средний Васюган суммарный 612,76 76,32 - 0,38 3,59 -

подземный 265,60 9,97 - 0,09 1,03 -

Парабель - с. Новиково суммарный 468,23 55,69 6,41 0,07 1 , 55 1,61

подземный 276,30 3,85 0,53 0,01 0,13 0,39

Чая - с. Подгорное суммарный 512,45 44,84 29,80 0,37 1,70 1,15

подземный 403,10 7,22 8,02 0,27 0,72 0,08

Таблица 1. Среднемноголетний годовой сток главных ионов ( Уи), углерода органических веществ (Сорг), азота неорганических соединений (N), фосфора (Р), железа общего (Fe) и нефтепродуктов (Нп) за 1970-2000-е гг., тыс. т/год

личиной рН и содержанием органических кислот, контролирующих процессы миграции микроэлементов в водной среде [5].

Таблица 2. Среднемноголетний сток некоторых микроэлементов с водами рр. Обь и Томь, тыс. т/год

Река - пункт Сток Сток веществ

Си Zn РЬ А1

Обь - г. Колпашево суммарный 0,910 - 0,657 0,822

подземный 0,114 - 0,152 0,217

Обь - с. Александровское суммарный 1,263 - - 1,825

подземный - - - -

Томь - г. Новокузнецк суммарный 0,158 - 0,208 0,469

подземный 0,017 - 0,011 0,048

Томь - г. Томск суммарный 0,155 0,337 0,143 1,243

подземный 0,018 0,057 0,017 -

Сток биогенных веществ

Удовлетворительные зависимости от расходов воды в целом не были отмечены и для биогенных веществ, что определило использование того же, что и для микроэлементов, способа оценки их стока. По полученным данным, с речными водами бассейна Средней Оби ежегодно выносится значительное по абсолютной величине количество соединений N Р, Fe и 81 (модули гидрохимического стока Средней Оби: N - 3...5 мг/(с.км2); Р -0,2...0,5 мг/(с.км2); Fe - 1...2,5 мг/(с.км2); 81 -23...24 мг/(с.км2)). Однако в сравнении с главными ионами, сток биогенных веществ значительно меньше и обычно не превышает нескольких процентов от суммарного стока главных ионов, биогенных и органических веществ (табл. 1). Подземная составляющая годового стока биогенных веществ на рассматриваемой территории в целом возрастает по мере увеличения заболоченности водосборов и уменьшения модулей водного стока и составляет в среднем 20...50 %.

Сток органических веществ

Сток органических веществ также определялся как сумма значений сезонного стока, рассчитанных умножением сезонных среднемноголетних значений концентраций веществ и расходов воды. В случае р. Обь он составляет от 400...500 тыс. тС/год (около 30 мг/(с.км2)) в южной и центральной частях Томской области до 770 тыс. тС/год (49 мг/(с.км2)) и более в северной части рассматриваемой территории, а в случае основных ее притоков - от нескольких десятков до 178,7 тыс. тС/год (табл. 1). При этом наблюдается определенное увеличение доли органических веществ в суммарном гидрохимическом стоке притоков р. Обь и подземной составляющей в общем стоке органических веществ, с одной стороны, по мере роста заболоченности водосборов и суммарного водного стока, а с другой стороны - при уменьшении модулей последнего. Большая часть органических веществ выносится с поверхностным стоком, причем значительное количество нефтепродуктов и легко окисляемых ор-

ганических веществ поступает с ливневыми и талыми водами с урбанизированных территорий. Учитывая это обстоятельство и результаты анализа временных изменений среднегодовых значений биохимического и химического потребления кислорода (БПК5 и ХПК) и содержаний нефтепродуктов, можно предположить, что именно сток органических веществ, занимающий второе место по величине после стока главных ионов, испытал наиболее значительное изменение в бассейне Средней Оби за последние несколько десятилетий. В то же время, нельзя не отметить, что в условиях ежегодного прироста болот неизбежно должны происходить изменения и гидрохимического стока [8].

Условия формирования гидрохимического стока

В процессе исследования природно-антропо-генной трансформации гидрохимического стока автором был разработан комплекс взаимосвязанных методик оценки условий формирования гидрохимического стока в бассейне Средней Оби и проанализированы наиболее важные из них - приток веществ на рассматриваемую территорию и вынос с нее, поступление из атмосферного воздуха, поступление в процессе водной эрозии почвогрунтов, приток в речную сеть из болот, сброс сточных вод, поступление из неорганизованных антропогенных источников, изменение химического состава вод в результате взаимодействий в системе «вода - порода - органическое вещество». Описание указанных методик приведено в [5, 8, 10]. Выполненные расчеты поступления веществ в водные объекты позволяют получить общую картину и выделить наиболее важные источники и процессы (табл. 3).

Среди них, прежде всего, следует отметить выпадение веществ из атмосферы. Значительный вклад в формирование гидрохимического стока вносит и поступление веществ в результате взаимодействий в системе «вода-порода», а также приток веществ из болот, роль которых заключается не только в изменении выноса тех или иных веществ, но и в формировании геохимической среды в целом. Наиболее значительное антропогенное влияние связано с поступлением в атмосферу, а затем и в водные объекты соединений азота и углеводородов, а также с неорганизованным выносом с урбанизированных территорий биогенных и органических веществ.

Проведенные вычисления не позволили получить гидрохимический баланс для основных показателей в сумме 100 %. В случае главных ионов это объясняется недоучетом роли взаимодействий в системе «вода-порода», а в случае органических веществ - заниженной оценкой влияния болот. С учетом этого вклад взаимодействий в системе «вода - порода» в ионный сток с территории бассейна Средней Оби может составлять до 50 % (6201 тыс. т/год), а вклад болот в сток органических веществ по Сорг - до 44 % (442 тыс. т/год). Неожиданный, на первый взгляд, результат расчетов по-

ступления в реки региона неорганических соединений азота предположительно связан с биогеохимическими процессами, приводящими к значительному снижению концентраций азота в речных водах, а значительная невязка баланса веществ, идентифицируемых как нефтепродукты, объясняется природным происхождением не менее половины массы их выноса с речными водами.

Таблица 3. Соотношение поступления главных ионов, углерода органических веществ, азота неорганических соединений, нефтепродуктов из различных источников к приращению выноса с водами р. Обь в ее среднем течении, %

Источник (процесс) Главные ионы Сорг N Нефтепродукты

Атмосферные выпадения 37,4 16,3 150,0 13,6

Поступление в результате взаимодействий в системе "вода-порода" 50,7 - - -

Вынос из почв в результате их водной эрозии - 32,8 9,7 -

Сток с болот - 44,3 - -

Сброс стоков 3,8 1,7 18,0 0,8

Неорганизованное антропогенное поступление 8,7 4,9 37,1 40,8

Факторы формирования Преимущественно природные Преимущественно природные Природ-но-антро-погенные Природ-но-антро-погенные

Согласно [11], допустимая невязка водохозяйственных балансовых расчетов составляет 5...20 %. Принимая во внимание указанные значения, предположим, что при вкладе антропогенных факторов в приращение гидрохимического стока в размере менее 5 % содержание вещества в поверхностных водах определяется природными факторами, в диапазоне 5...20 % - преимущественно природными, более 20 % - природно-антропогенными. Исходя из этого, можно сделать вывод о преимущественно природном происхождении основной части гидрохимического стока в бассейне Средней Оби.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вернадский В.И. Химический состав живого вещества в связи с химией земной коры // Биогеохимические очерки. - М.: Изд-во АН СССР, 1940. - С. 9-24.

2. Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. - М.: Недра, 1998. - 366 с.

Заключение

В результате комплексного анализа гидрохимической, гидрометрической и гидрогеологической информации установлены среднемноголетние значения суммарного гидрохимического стока в бассейне Средней Оби, составляющего непосредственно для р. Обь 18...25 млн т/год и более, а для ее основных притоков - от 0,5 до 4,4 млн т/год. Основная часть гидрохимического стока представлена макрокомпонентами (85...90 % и более). Достаточно заметный вклад вносит сток органических веществ (от 2 до 13 %). Сток прочих веществ обычно не превышает нескольких процентов от суммарного гидрохимического стока. Распределение по территории модулей гидрохимического стока (1,0...1,2 г/(с.км2) - для рр. Обь и Чулым, более 2 г/(с.км2) для р. Томь и ее притоков, менее 1,0 г/(с.км2) - для равнинных притоков р. Обь) обусловлено широтной зональностью водного стока и минерализации речных вод. Подземная составляющая стока различных веществ варьирует в достаточно широком диапазоне. Для ионного стока она изменятся от 20 % в горных районах до 60 % и более для равнинных притоков р. Обь с сильно заболоченными водосборами. Подземный ионный сток самой Оби последовательно возрастает от 47...58 % у г. Колпашево до 50...67 % у с. Прохоркино. Подземная компонента стока микроэлементов, многих биогенных и органических веществ обычно составляет менее 50 % от соответствующей годовой величины.

Изучение пространственно-временных изменений и условий формирования гидрохимического стока (с учетом результатов, ранее изложенных в [5]) позволило сделать следующие выводы. Во-первых, большая часть гидрохимического стока в бассейне Средней Оби, представленная макрокомпонентами и трудно окисляемыми органическими веществами по величине ХПК, формируется в результате действия преимущественно природных факторов. Во-вторых, антропогенная трансформация гидрохимического стока в течение последних десятилетий в основном проявляется в увеличении выноса углеводородов, легко окисляемых органических веществ по БПК5, неорганических соединений азота, микроорганизмов, поступлении в речную сеть токсичных техногенных органических микропримесей и связана, прежде всего, с загрязнением атмосферного воздуха и неорганизованным поступлением веществ с урбанизированных территорий.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ по гранту № 06-05-96924 Р ОФИ.

3. Алекин О.А., Бражникова Л.В. Сток растворенных веществ с территории СССР. - М.: Наука, 1964. - 144 с.

4. Савенко В.С. Геохимические проблемы глобального гидрологического цикла // Проблемы гидрологии и гидроэкологии: сб. науч. тр. / Под ред. Н.И. Алексеевского. - М.: МГУ, 1999. -Вып. 1. - С. 48-72.

5. Савичев О.Г. Реки Томской области: состояние, использование и охрана. - Томск: Изд-во Томск. политехн. ун-та, 2003. - 202 с.

6. Савичев О.Г., Макушин Ю.В. Многолетние изменения уровней подземных вод верхней гидродинамической зоны на территории Томской области // Известия Томского политехнического университета. - 2004. - Т. 307. - № 4. - С. 60-63.

7. Савичев О.Г. Ионный сток Средней Оби и ее крупных притоков // Известия Томского политехнического университета. -2004. - Т. 307. - № 6. - С. 40-44.

8. Савичев О.Г. Условия формирования ионного стока в бассейне Средней Оби // Известия Томского политехнического университета. - 2005. - Т. 308. - № 2. - С. 54-58.

9. Алекин О.А. Основы гидрохимии. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - 444 с.

10. Савичев О.Г. Антропогенное поступление железа и органических веществ в речные воды бассейна Средней Оби в пределах Томской области // Известия Томского политехнического университета. - 2002. - Т. 305. - № 6. - С. 405-414.

11. Мелиорация и водное хозяйство. В 5 т. Т. 5. Водное хозяйство / Под ред. И.И. Бородавченко. - М.: Агропромиздат, 1988. - 400 с.

Поступила 12.07.2006 г.

УДК 550.42:577.4

РЕСУРСЫ ТЕРМАЛЬНЫХ ВОД КОЛПАШЕВСКОЙ ПЛОЩАДИ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ

М.В. Мищенко

Томский филиал Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука, г. Томск E-mail: mishenkomaria@mail.ru

Показана возможность использования термальных подземных вод Колпашевского района Томской области для народного хозяйства. Проведена оценка запасов апт-альб-сеноманского, готерив-барремского и валанжинского водоносных комплексов. Выполнен анализ возможного солеотложения в стволе скважины. Рассчитаны тепловые ресурсы подземных вод.

Введение

В условиях дороговизны углеводородного топлива особое значение приобретает проблема использования альтернативных источников энергии, таких как, энергия Солнца, ветра, тепло Земли, биомасса, малые реки, приливы и отливы морей и океанов. Одним из наиболее перспективных источников являются термальные подземные воды.

В пределах Томской области наиболее перспективной для использования термальных подземных вод является Колпашевская площадь [1, 2].

В качестве основного классификационного показателя используется температура подземных вод. Они делятся на холодные (<20 °С), тёплые (20...50 °С), горячие (50...75 °С), очень горячие (75...100 °С) и перегретые (>100 °С) воды. А.Д. Назаров подразделяет термальные воды на высокопотенциальные (>100 °С), среднепотенциальные (70...100 °С) и низкопотенциальные (<70 °С). По типу использования: выработка электроэнергии 80...100 °С, теплоснабжение 65 °С, горячее водоснабжение 50 °С [3].

Расположение и уникальность залегающих по разрезу вод сыграло большую роль в выборе территории исследования. Колпашевская площадь находится в центральной части Томской области на перекрестке транспортных систем (автодороги, крупные речные артерии и воздушные пути). В пределах Колпашевской территории сконцентрированы большие запасы подземных вод с температурой, позволяющей отнести их к категории среднепотен-циальных (60...100 °С) вод [4].

Для добычи термальных вод целесообразно в экономическом отношении использовать специальные скважины (термоскважины). Стенки такой скважины изолированы теплоизоляционным материалом, позволяющим увеличить коэффициент полезного использования тепла термальных вод с 0,5...0,55 до 0,75, а температуру извлекаемых вод - на 8...10 °С. Такие скважины более технологичны в обслуживании.

Исходя из температурных условий, наиболее перспективным является использование данных термальных подземных вод в народном хозяйстве для тепло- и горячего водоснабжения. Возможно их использование и в качестве энергоносителя, т. к. в последнее время появились технологические возможности использования среднепотенциальных вод для выработки электроэнергии с применением низкокипящих веществ. В связи с этим возникает вопрос оценки ресурсов данных вод, т. к. на территории Колпашевской площади детальной оценки для всех водоносных комплексов не проводилось. Оценка запасов проводилась только для апт-альб-сеноманского водоносного комплекса, в качестве использования их для поддержания пластового давления в нефтяных пластах (С.С. Бондаренко, Г.В. Куликов и др.).

В настоящее время создана программа (Hydro-Geo) позволяющая производить гидродинамические и гидрогеохимические расчеты, а так же моделирование. С помощью данной программы были проведены основные расчеты.