Перспективы использования родникового стока для водоснабжения Сухоложской базы УГГТА

Преобладание хрупкой деформации при образовании сдвигов заставляет предполагать, что собственно шовная зона сдвига имеет небольшую мощность и соответственно относительно невысокое гидрогеологическое значение. В этом случае большую роль должно играть строение оперяющих приразломных зон. В крыле сдвиговой структуры формируются зона сжатия и зона растяжения. В зоне растяжения фильтрационный свойства максимальны, в зоне сжатия -минимальны.

В целом гидрогсомеханический анализ карбонатного массива, расположенного на левом 6epeiy р. Чусовой, западнее пос. Билимбай, позволяет сделать следующие выводы:

- Основные разрывные структуры связаны с проявлением воздействия трех главных напряжений (275*, 305', 335').

- Ориентировка линеаментов малых рек района отражает воздействие всех трех направлений, в результате чего образовались раздвиги, хрупкие и хрупко-пластичные сдвиги, а также надвиги (взбросы).

- Анализ линеаментов р. Чусовой позволяет заключить, что в их формировании значительное участие принимают тектонические структу ры, образовавшиеся с преобладанием хрупко-пластичных деформаций. Для этих структур характерна более значительная мощность зоны разлома.

- Развитие карста происходит по тектоническим нарушениям, имеющим преимущественно сдвиговой характер, с преобладанием хрупкой деформации. Большое значение для формирования линеаментов карстового рельефа имеет направление потока подземных вод.

- Гидрогеомеханичсский анализ позволяет целенаправленно выявлять участки массива, перспективные для постановки поисково-разведочных гидрогеологических работ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Степанов В.М. Введение в структурную гидрогеологию. М.: Недра, 1989.

2. Тагильцсв C.II. Оценка гидрогеологических свойств тектонических нарушений на основании геомсханического анализа Н Освоение месторождений минер, ресурсов в сложи, гидрогеол yen* Мат-лы Ч-ro Междуняр cwstnor Белгород: ВИОГКМ, 1995. С. 94-97.

3. Тагильцсв С.Н., Зевахин А.И., Морозов М.Г. Влияние напряженного состояния массива известняков на развитие карста /' Изв. УГГГА. Серия: Геология и геофизика. Вып. 8. Екатеринбург, 1998. С. 195- 198.

4. Тагильцсв С.Н. Основные теоретические положения и методика определения ориентировки осей главных напряжений по данным изучения трещиноватости // Проблемы геотсхнологии и недроведения (Мельниковские чтения): Докл. Междунар. конф. Екатеринбург: УрО РАН, 1998. С. 205-208.

УДК (556.3:55.812): 628.1

С.Н. Елохина, В.А. Елохнн, A.C. Юркин

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РОДНИКОВОГО СТОКА ДЛЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ СУХОЛОЖСКОЙ БАЗЫ УГГГА

Учсбно-мстодичсская геологосъемочная практика студентов второго курса института геологии и геофизики УГГГА проводится на Сухоложской базе, которая расположена в Сухоложском районе Свердловской области, в 120 км к востоку от г. Екатеринбурга, в окрестностях г. Сухой Лог и прилегающих к нему сел и деревень - Знаменское, Рудянскос, Шата, Брусяны, Глядены, Кашино и Валовая (рис. 1). База практики расположена в живописной долине реки Пышмы с её притоками Рефг, Рудянкой, Знаменкой, Брусяной, Шатой и Кунарой на месте разрушенной Беленковской мельницы, в 0,5 км ниже брода против с. Рудянка. Сухоложская база в том или ином виде используется по указанному назначению около 50 лет.

1509 — 1Я0

V 01099

- С^О иипг ;

Рис. 1. Схема родникового стока в районе Сухоложской базы практики (по материалам Б.Н. Герасименко. 1970 г.):

1 - мочажина; 2 - родник нисходящий: 3 - родник восходящий; 4 - водопункты; 5 - контур площади Сухоложской базы практики УГГГА; 6 -контур населенного пункта

В настоящее время геологосъёмочную практику единовременно проходит 160-200 студентов в течение четырех недель (июнь - июль). Последние два года возникла проблема с водоснабжением студентов и преподавателей, обусловленная отсутствием электроснабжения базы и невозможностью подачи воды из скважины. В этой связи фактически единственным источником питьевого водоснабжения базы является ближайший родник, расположенный на правом берегу р. Пышмы в 100 м ниже по течению от территории базы. Родник представляет собой нисходящий источник сосредоточенного типа, оборудованный в 2001 г. бетонным кольцом диаметром и глубиной 1.0 м и съёмной деревянной крышкой.

Указанный родник был описан при выполнении гидрогеологической съемки масштаба 1:200000 21.07.1965 г. и включен в соответствующий каталог под номером 1092. Согласно описанию Б.Н. Герасименко, родник нисходящий, типа мочажины, расположен в основании коренного склона и является участком сосредоточенной разгрузки водоносной зоны трещиноватости вулканогенных образований. Помимо родника № 1092 в долине р. Пышмы закартировано ещё несколько (см. рис. 1), однако их использование для водоснабжения базы УГГГА затруднено значительным удалением (500-1000 и более метров).

Рассматриваемый район прохождения геологосъемочной практики расположен на восточном склоне Среднего Урала в переходной зоне от холмисто-увалистого рельефа Зауралья к Западно-Сибирской низменности и представляет собой всхолмленную равнину с общей тенденцией понижения рельефа на восток с абсолютными отметками водоразделов до 240 метров.

Р • 1 Р I1 [_Ь

Обнаженность района неравномерная. Палеозойские образования ъ виде коренных выходов наблюдаются преимущественно по долинам рек, которые имеют различный характер поперечного профиля. В западной части площади рек Пышма и Рсфт характеризуются глубоковрезанным каньонообразным типом профиля с крутыми склонами, с частыми скальными выходами палеозойских пород в бортах долин. В восточной части площади рельеф более спокойный, склоны долин рек Иышмы и Кунары пологие, и в их пределах выделяются аккумулятивные формы рельефа -низкая и высокая поймы, до четырех надпойменных террас.

Речные долины и террасы

По размерам и морфологии речные долины Сухоложского района чётко подразделяются на две группы: долины крупных рек и долины мелких рек. К первой группе относятся долины рек Пышмы, Рефт, Кунары; ко второй - их многочисленные притоки (р. Рудянка, Знаменка, Шата, Усолка, Каменка).

В пределах Зауральского пенеплена долины крупных рек глубоко врезаны (45-50 м), часто имеют каньонообразный поперечный профиль. Склоны долин слабо террасированы (преобладают эрозионные и эрозионно-аккумулятивные высокоцокольные террасы), характерны врезанные меандры. В пределах долин крупных рек Сухоложского района прослеживается два комплекса террас: нижний, в основном аккумулятивный (I и II надпойменная террасы) и верхний, преимущественно эрозионно-аккумулятивный и эрозионный (III и IV надпойменные террасы).

Долины малых рек морфологически также изменчивы, в зависимости от положения их в пределах того или иного геоморфологического района. В верховьях почти все долины малых рек имеют вид ложбин или лощин, в средней части они, как правило, расширяются, появляется террасированность склона (1-2, максимум 3 террасы), в низовьях долины малых рек в большинстве случаев сильно сужены, имеют V-образный поперечный профиль. Расширение и сужение самих долин связано с особенностями диалогического состава пород, а также с проявлением новейших и современных тектонических движений локального характера.

Из малых эрозионных форм рельефа в Сухоложском районе широко развиты балки, ложбины, лощины, а в пределах цокольной равнины встречаются овраги. Широкое развитие получили конуса выноса. Они хорошо читаются на аэрофотоснимках, хорошо опознаются на местности. В плане они чаще всего имеют полуокруглую или полуовальную форму. Довольно часто наблюдаются разновозрастные конуса выноса.

Родниковый сток наблюдается, главным образом, в подножьях выхода коренных пород в бортах речных долин разного порядка, являющихся естественными дренами.

Климат района континентальный с холодной малоснежной зимой и прохладным летом. Среднегодовое количество осадков составляет 550 мм, из них на тёплый период (апрель- октябрь) приходится 360-375 мм . Основными веграми являются западные, средняя скорость ветра 4,4 м/с.

В экономическом отношении район является промышленко-сельскохозяйственным. Основные предприятия сосредоточенны в г. Сухой Лог: асбоцементный, цементный и авторемонтный заводы, бумажная фабрика. Сырьё для цемента добывается в карьерах. Основное направление сельского хозяйства - земледелие и животноводство.

Геологическое строение

Описываемый участок приурочен к западному крылу Алапаевско-Сухоложской антиклинальной структуры , сложенной вулканическими и вулканогенно-осадочными образованиями палеозоя.

По данным Е. А. Слободчикова, В. 11. Огородникова, в пределах района Сухоложской базы практики развиты следующие образования (рис. 2).

Наиболее древними породами площади являются лавы и туфы базальтового и андезибазальтово1Х> состава с экструзиями риолитов и дацитов верхнесилурийско-нижнедевонского (Бг-Д]) возраста, выходящие на дневную поверхность в западной части участка.

Выше по разрезу залегают туфы, кластолавы и лавы базальтоз, андезитов и риолитов позднеэйфельского возраста (Д2 ef2). Контакт с породами верхнесилурийско-нижнедевонского возраста тектонический.

Й- [

100 200 50(1 400 500 ч 2

с о с

и- ш

Рис. 2. Геологическая карта района Сухоложской базы практики УГГГА (по Е.А. Слободчикову и В.Н. Огородникову, 1999 г.):

I - субвулканические тела лаиитов, риодацигов и риолитоа и их возраст; 2 - субвулканические тела андезитов и андезибазальтов и их возраст; 3 - туфы, кластолавы и лавы базальтов, андезитов, лацктов и риопитов и их возраст; 4 - лавы и туфы базальтового и андезибазальтового состава с интрузиями риолитов и дацитов; 5 - разрывные нарушения; 6 -предполагаемые вулканические постройки; 7 - геологические границы: а • установленные, б • предполагаемые; 8 - родник Белсньковский

Интрузивные образования представлены небольшими субвулканическими телами дацитов, риолитов. риодацитов и андезибазальтов среднсдевонского возраста, закартированных по левому берегу р. Пышмы.

Разрывная тектоника на площади развита достаточно широко. Большинство тектонических нарушений имеет субмеридиональное и субширотное простирание. Кроме того, отмечаются разломы северо-восточного и северо-западного простирания. К одному из небольших тектонических нарушений широтного простирания приурочен родник 1092. Наиболее крупные разломы имеют субмеридиональное простирание и разделяют складчатые структуры.

По своему физическому выражению тектонические нарушения представлены зонами интенсивного рассланцевания и смятия горных пород, зонами трещиноватости и зонами дробления.

Гидрогеологические условия

В исследуемом районе развиты трещинные воды, приуроченные в основном к толще эффузивных пород силурийско-девонского возраста и в меньшей степени среди песчано-сланцевых пород каменноугольного возраста. Водообильность этих пород небольшая, что определяется по дебиту источников, который обычно не превышает 0,1 0,2 дм/с (Герасименко. 1970). Наиболее водообильными являются локальные зоны, которые расположены вблизи тектонических нарушений и литологических контактов пород.

К массивам известняков визейского яруса приурочены трщинно-карстовые воды, отличающиеся большим расходом источников, достигающим 15-25 дм/с. За счёт подземных вод этого типа осуществляется водоснабжение г. Сухой Лог, где дебит скважин, пробуренных в визейских известняках, достигает 55 дм3/с.

Оценка перспектив использования родникового стока для водоснабжения базы УГГГА

Методическими рекомендациями... [1] предусмотрено использование родникового стока для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Такие водозаборы отнесены к группе "е", так называемые одиночные родниковые водозаборы. Характеристика качества е-оды

Для предварительной оценки возможного использования родника № 1092, которому можно присвоить название "Беленковский", в качестве нецентрализованнего источника питьевого водоснабжения Сухоложской базы УГГГА в рамках Областной программы "Родники Урала" [2], выполняемой ФГУП "Уральская гидрогеологическая экспедиция", 10.11.2001 г. выполнено полевое гидрохимическое опробование родника и обследование области его питания. Проба воды отобрана в соответствии с требованием ГОСТ 24481 "Вода питьевая. Отбор проб" в стеклянные и полиэтиленовые ёмкости. Лабораторные исследования по перечню СанПиН 2.1.4.1074.01, установленному для источников хозяйственно-питьевого назначения, и СанПиН 2.1.4.544-96 [3] выполнены в гидрохимической лаборатории УЦЛ (аттестат аккредитации № РОСС 1Ш .00010510866 от 28.10.99) и ЦГСЭН Свердловской области (аттестат "Системы" № РОСС .0001 510116). Результаты анализа представлены в табл. 1. По всем нормированным показателям воды родника "Беленковский" в ноябре 2001 г соответствовали питьевому назначению. Для полной санитарной характеристики родника требуется его опробование с соответствующими лабораторными исследованиями и в другие климатические периоды, особенно в период нахождения студентов на базе практики (июль).

Оценка ресурсов и запасов подземных вол

Ресурсные возможности родника оцениваются через величину эксплуатационных запасов подземных вод (ЭЗПВ). В соответствии с п. 3.6 Методических рекомендаций... [1], расчеты ЭЗПВ водозаборов группы "е" выполняются с привлечением данных по роднику-аналогу, на котором выполняются многолетние режимные наблюдения. В качестве таксго аналога для родника "Беленковский" можно использовать материалы по роднику "Деевский", на котором ФГУП "Уральская гидрогеологическая экспедиция" выполняет многолетние стационарные наблюдения за естественным режимом дебита (Курочкин, 1975).

Родник "Деевский" расположен в селе Деево Алапаевского района Свердловской области в бассейне р. Реж и её левобережного притока р. Шакиш. В гидро1^ологическом отношении родник служит местом разгрузки карбенатных отложений нижнего карбона. Основанием использования режимных данных по роднику "Деевскому" является его нахождение в сходных климатических условиях, являющихся основным режимообразуюшим фактором для родникового стока.

Таблица 1

Результаты химического анализа волы родника Сухоложской базы УГГГА

Показатели ПДК (СанПиН 2.1.4.1074-01) |3] Содержание

Водородный показатель, ед. рН 6.0-9,0 7,08

Общая минерализация, мг/дм3 1000 398.0

Сухой остаток, мг/дм3 1000 284,0

Жесткость общая, ммоль/дм3 7.0 4,65

Жесткость карбон., ммоль/дм' 7.0 3,90

Окисляемость пермангонатная. мг<У дм* 5.0 0.9

Содержание ионов, мг/дм3 кальция, магния, натрия, калия, аммиака, гидрокарбоната, карбоната, сульфатов, хлоридов, нитратов, нитритов. 200 150 200 500 350 45 3,0 69.8 14,2 6,6 0,8 Не обнаружен 238,0 Не обнаружен 35,4 7,1 14.6 0,03

, Окись кремния (по пересчету). мг/дм3 21.4 11,5

j F-Crfu. мг/дм3 0.3 Не обнаружено

Fe.«,,,, мг/дм3 0,3 0,01

I Серебро, мг/дм3 0.05 0.005

| Марганец, мг/дм' 0.1 0.1

Фториды, мг/дм3 1.2 0,37

1 Медь, мг/дм' 1,0 0.01

| Цинк, мг/дм3 5.0 0.05

Свинец, мг/дм 0,03 0.001

Кадмий, мг/дм' 0,00! 0.0001

1 Никель, мг/дм3 0.1 0.01

Кобальт, мг/дм3 0,1 0.01

Мышьяк, мг/дм3 0.05 0.005

[ Селен, мг/дм5 0.01 0.0005

Бериллий, мг/дм3 0,0002 0,00005

1юр, мг/дм' 0.5 0,05

! Вольфрам, мг/дм3 0.05 0.02

Сг3*, мг/дм' 0.5 0.005

1 Сг*". мг/дм3 0.05 0.005

' Алюминий, мг/дм' 0.5 0.06

Ртуть, мг/дм3 0.0005 0,0001

Молибден, мг/дм3 0.25 0,01

Литий, мг/дм' 0,03 0.01

I Рубидий, мг/дм 0,1 0,01

1 Ванадий, мг/дм3 0.1 0,01

Обобщенные показатели

! Поверхностно-активные вещества (ПАВ), 1 мг/дм3 0,5 0,02

Фенольный индекс, мг/дм3 0,25 0.001

| Нефтепродукты, мг/дм' 0.1 0,01

Показатели органолептических свойств воды

1 Запах, баллы 2.0 0

Цвегность. градусы 20 3

М>тность. мг/дм1 1.5 | 0.7

Срочные замеры расхода родника "Беленковскии' выполнены объёмным способом (метод восстановления уровня) дважды в зимнюю межень 2001-2002 г. Расход родника 10.11.2001 г. составил 0,17 дм 7с, а 10.02.2002 г. - 0,13 дм3/с.

Приведение эпизодических замеров к расходу необходимой обеспеченности (минимальный зимний года 50 % обеспеченности) выполнено по формуле H.A. Плотникова

Мх = К«Мам,

где Мх и М м - искомая характеристика (дебит) соответственно по оцениваемому роднику и роднику - аналогу; К а* - поправочный коэффициент.

Величина К аи рассчитывается по формуле

Км=тх:т,н,

где т х : т а„ - наблюденные характеристики по оцениваемому роднику и роднику-аналогу за кратковременный период.

Результаты приведения эпизодических замеров родника "Беленковский" с привлечением многолетних данных родника "Деевский" к сред немноголетним данным приведены в табл. 2.

Таблица 2

Оценка ЭЗПВ родника "Беленковский"

Дата замера и показатели Расход, дм'/с Каи»

родник "Дсевский" родник "Беленковский"

10.11.2001 Г. 100 0,17 0.0017

10.02.2002 г. 67 0.13 0.0019

Среднее 0.0018

Март 1984 г. (среднемесячное значение года 50 % обеспеченности) 48 48*0,0018 е 0,09

Из представленных в табл. 2 данных следует, что минимальное зимнее тридцатидневное значение расхода года 50 % обеспеченности родника "Беленковский" оценивается в количестве 0,09 дм 7с, что соответствует суточному расходу 7776 дм3.

Минимальная суточная норма водопотребления из нецентрализованного источника водоснабжения установлена в объеме 30 дм1 на человека, что при максимальной численности проходящих геологосъёмочную практику 200 человек составляет 6000 дм3. Таким образом, суммарный суточный расход родника "Беленковский" требуемой обеспеченности достаточен для обеспечения питьевого нецентрализованного водоснабжения Сухоложской базы УГГГА.

Оценка обеспеченности ЭЗПВ "Белснковского" родника определяется по формуле

где Опэр- прогнозные эксплуатационные ресурсы участка; МПэр - региональный модуль прогнозных ресурсов (1,25 дм /с' км"); Р - площадь области питания родника (км2).

Границы области питания родника проведены на топокарте масштаба 1:10000, исходя из геоморфологических особенностей участка (рис. 3). В указанных границах площадь питания родника "Беленковский" составляет 0,2 км'. В этом случае прогнозные эксплуатационные ресурсы участка составляют 0,28 дм3/с и обеспечивают представленную выше величину ЭЗПВ родника (0,09 дм/с).

г" 2

1030

ш

Рис. 3. Область питания родника:

I - родник, 2 - кошур области питания родника. 3 - территории балы праетики УГГГА: 4 - направление потока подземных вол

Санитарная характеристика участка

Источник "Беленковский" расположен вдали от потенциальных источников загрязнения подземных вод. Область его питания занята в основном массивом леса и сенокосными угодьями. Возможность организации зоны санитарной охраны имеется. Основной проблемой служит организация грамотного каптажа источника, который не приводил бы к его загрязнению при заборе воды.

Выводы

Выполненные исследования позволяют сделать выводы о возможности и допустимости использования родника "Беленковский" в качестве нецентрализованного источника хозяйственно-питьевого водоснабжения Сухоложской базы УГГГА. Для официального оформления источника необходимо, во-первых, разработать и реализовать грамотный каптаж родника, во-вторых, доизучить качество волы по сезонам и в первую очередь в летний период.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Боревский Б.В., Язвин Л.С., Закутан В.П. Оценка эксплуатационных запасов питьевых и технических подземных вод по участкам недр, эксплуатируемых одиночными водозаборами: Методические рекомендации. М, 20С1, 59 с.

2. Родники Свердловской области / Под ред. B.C. Сурганова, А.А. Ястребкова и др. По заказу МПР Свердловской области. Екатеринбург, 2001. 30 с.

3. СанПиН 2.1.4.544-96. Требования к качеству воды нецетгрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников.

УДК 550:502.7:528.9

О.Н. Грязков. В.Д. Бруснинып. В.Г. Борлокова

МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Объективным методом оценки техногенного воздействия на геологическую среду является геоэкологическое картирование: изучение и оценка состояния, состава и свойств геологической среды, их трансформации под воздействием природных и техногенных процессов путем систематических наблюдений и опробования ее компонентов, прогнозирования и моделирования возможных изменений с применением компьютерных технологий [3].

Геоэкологическое районирование урбанизированных территорий - заключительная процедура их эколого-геологическогэ изучения. Оно должно базироваться на интегральной оценке состояния геологической среды с учетом максимального числа факторов, определяющих трансформацию геологической среды и сопряженных с ней компонентов окружающей среды (ОС). К их числу относятся: ландшафты, техногенная нагрузка и нарушенность территории, глубина залегания уровня подземных вод. химический состав подземных вод по макро- и микрокомпонентам, их загрязнение нефтепродуктами, фенолами, детергентами, тяжелыми металлами, загрязнение приземной атмосферы (через состояние снежного покрова), поверхностных цод, почв, грунтов и донных отложений, развитие эндогенных и экзогенных геологических процессов, инженерно-геологических процессов и связанных с ними явлений и др. Все карты составляются в принятой системе условных обозначений без введения балльной оценки экологической роли факторов. Набор факторов определяется конкретными природными условиями и отраслевой специализацией территорий. При этом объективность и достоверность районирования во многом будут зависеть от количества и качества картографических материалов, отражающих пространственное распространение факторов [3].

В горнодобывающих районах нередко возникает необходимость выполнить геоэкологическую оценку площади по относительно ограниченной информации ранее проведенных геологосъемочных, поисковых, разведочных и добычных работ. В этом случае требуется выделить главные факторы, определяющие оценку состояния геологической среды. К ним, по-видимому, следует отнести степень техногенной нарушенности территории, загрязнения ингредиентов среды,