Подземные стоки и их значение в развитии современных природных комплексов

Важное значение для формирования природных комплексов имеет подземный сток. Гидрогеологические исследования проводились под руководством академиков НАН РК У.М. Ахмедсафина и Ж.С. Сыдыкова, а также большой группы ученых и исследователей производственных и хозяйственных организаций.

Существенный сдвиг в гидрогеологическом изучении аридных зон РК намечается в 30-х годах нашего столетия. Результаты их большей частью были опубликованы в трудах А.А. Козырева, Б.К. Терлецкого, В.Я. Гринева, Д.И. Яковлева, Н.Н. Тихоновича, О.К. Ланге, М.П. Русакова и др. Большая часть территории, исходя конденсационной гипотезы накопления подземных вод определялись всего в несколько десятков и редко сотен литров в секунду. Несмотря на ряд достижений в гидрогеологических исследованиях, теоретическая мысль отставала от производственных запросов.

Значительные естественно ежегодно возобновляемые ресурсы подземных вод формируются в Центральном Казахстане- 197м3/с или 6213 млн. м3/год. Наиболее активно процессы формирования подземного стока происходят при этом в низкогорьях Казахского мелкосопочника (гора Ерментау, Кокчетавская возвышенность и др.) вследствие относительно повышенного количества атмосферных осадков, высокой водопроницаемости сильно выветренных, обнажающихся на поверхности палеозойских пород. Хорошими коллекторами подземных вод с интенсивном водообменном служат карбоновые мульды, древние и современные речные долины.

Интенсивный подземный сток формируется в предгорьях Уральских гор и Мугоджар, отделяющих бассейн Прикаспийской низменности от бассейна Тургайского прогиба и представляющих основную область формирования подземного стока. Структура и сильная расчлененность рельефа на большей части региона способствует образованию водоносных зон и относительно неглубокому залеганию пресных подземных вод. Общие, естественные, ежегодно возобновляемые ресурсы подземных вод этого района оцениваются ориентировочно в 24 м3/с. Около 32м3/с уходит на питание подземных вод глубоких горизонтов Прикаспийской низменности, у западных склонов хребта Мугоджары Эмбинского плато, где на поверности в основном обнажаются меловые породы.

На больших пространствах между Каспийским и Аральскими морями, во впадинах и некоторых других низменных и плоских равнинах, отличающихся большой засушливостью климата и наличием глинистых коллекторов, природные условия в целом мало благоприятны для формирования стока подземных вод. Питание носит очаговый характер и происходит в основном в пониженных участках за счет инфильтрации зимнее-весенних осадков(размеры пополнения редко превышают 5-8 мм в год). В то же время слабо инфильтрационные свойства водовмещающих пород, нерасчлененность или слабая расчлененность рельефа крайне затрудняет отток подземных вод, способствуя расходу их через испарение и транспирацию. В результате формируются малоподвижные, слабо подверженные водообмену, грунтовые воды с повышенной и высокой минерализацией. На этих участках величина подземного стока колеблется преимущественно от 0 до 0,1-0,2 л/с с 1кв.км. На общем фоне более благоприятные условия для образования подземного стока наблюдается на участках, сложенных аллювиальными и эоловыми образованиями, отложениями мела и некоторыми другими литологическими разностями, которые, обладая хорошими инфильтрационными свойствами, в значительных количествах поглощают атмосферные осадки и поверхностные воды. На таких участках происходит более интенсивный водообмен, по крайней мере в верхних частях водоносных горизонтов, обусловливающий формирование сплошного или разрозненного стока слабоминерализованных подземных вод. Величина модуля подземных вод чаще всего варьирует от 0,3 до 0,5 л/с, редко до 0,1 л/с с 1кв.км.

Изучение условий образования, распределение и размера подземного стока в различных природно – геологических условиях позволило рассчитать годовые объемы подземного стока, т.е. ежегодно возобновляемые ресурсы подземных вод в зоне интенсивного водообмена.

Общий обмен годового стока подземных вод РК ориентировочно составляет 48300 м3/ год, или 1533 м3/с.

Подземный сток, двигающийся в порах и пустотах со скоростями в сотни, иногда в тысячи раз меньшими, чем поверхностный сток, не подвержен быстрому расходованию и загрязнению. Благодаря относительно равномерному распределению даже в безводных пустынных регионах эти годы являются ценнейшим источником воды для водоснабжения городов, населенных пунктов, обводнения пустынных пастбищ и оазисного орошения.

В РК широко распространены минеральные, термальные воды и промышленные рассолы. Минеральные и лечебные воды с большим эффектом используются для лечения различных болезней на многих курортах (Алма-Арасан, Капал-Арасан, Сары-Агач, Барлык –Арасан, Жаркент-Арасан). За последние годы выявлен ряд высокоэффективных подземных радиоактивных, сероводородных, железистых, щелочных, азотных и др. минеральных вод. В ряде нефтяных и горнорудных районах может быть организовано попутное извлечение из подземных рассолов, наряду с основной продукцией, многих редких и рассеянных элементов в промышленных масштабах (йод, бром, бор, калий, стронций, литий, германий, цезий,свинец).

В настоящее время одной из основных задач гидрогеологии является охрана водных ресурсов и геологической среды Казахстана. По этим направлениям уже имеется ряд научных исследований, однако они освещают разрозненный по площадям материал и не дают общей картины. Одной из главных задач является проблема сохранения водного бассейна Аральского моря. Исследования в этом направлении показали, что общее снижение уровня как грунтовых, так и артезианских вод в бассейне, наблюдающееся с 60-х годов нашего столетия, происходит в результате обмеления не только Аральского моря, но и вскрытия водоносных горизонтов многочисленными длительно самоизливающимися скважинами и эксплуатацией этих вод. Большое влияние оказывают также часто повторяющиеся в эти годы засухи, уменьшение речного стока в бассейне в результате хозяйственной деятельности человека. Суммарное действие этих факторов на режим грунтовых и артезианских вод распространяется почти на весь бассейн, но наиболее интенсивно отмечается вблизи Аральского моря, особенно в восточной и юго–восточной частях Приаралья, где пробурено много самоизливающихся скважин.