До 1960 года Айдаркульская низменность служила местом скопления и загрузки коллекторно-дренажных подземных вод. Поверхность низменности была покрыта слоем соли толщиной 20–30 см., при этом состав соли был таким – 19,5 % натрий, 25,6 % сульфаты, 25 % хлориды. После отмеченных случаев Айдаркульское озеро превратилось в крупный водоем. По различным сведениям, ежегодно из орошаемых массивов Голодной степи сбрасывается порядка 2,0 км3 коллекторно-дренажных вод на поверхность 2,9 км3. По данным Главгидромета, ежегодный сброс из Чардарьинского водохранилища составляет 2,0–2,5 км3. И даже если пренебречь подземным притоком с северных предгорий Нуратау, то в ближайшие годы следует ожидать увеличения объема озерной системы.
По данным Главгидромета, на режим озер в последние годы оказывают непосредственное влияние сбросы из Чардарьинского водохранилища. Сбросы могут повторяться и способствовать увеличению работоспособности Токтагульского водохранилища и пропускной способности русла Сырдарьи, а ниже Чардарьинского водохранилища могут привести к сокращению. Попуски менее 1,5 км3 приведут к медленному сокращению озерной системы. В условиях прекращения попусков из водохранилища уровень воды в озерах первые три года будет понижаться на 0,4–0,6 м в год. Годовой рост минерализации в начальный период снижения уровня оценивается в 0,4–0,5 г/дм3. При этом к 2000-му году уровень Арнасайских озер снизился до 242,2 м, средняя минерализация достигла 8,6 г/дм3 и площадь осушенного дна составила 262 км2. {8, с 59}
В 60-х годах прошлого столетия засоленность воды составляла 7–8 г/литр, к 1993 году составила 14–15 г/литр.
По данным Главгидромета, в последние годы за счет сброса воды из Чардарьинского водохранилища общая площадь озерных систем достигла 3702 кв. км, объем воды 44,1 куб км, длительность до 350 км.
Попуски из Чардарьинского водохранилища 1,5 км3 приведут к затоплению новых пастбищных территорий. Каждый последующий км3 воды будет повышать уровень на 0,2–0,3 м и затапливать 50–70 км2 территорий.
Кроме того, озерная система в определенной мере влияет на режим подземных вод.
Анализ результатов, имеющихся в отдельных наблюдательных пунктах региональной сети Голодностепской гидрогеологической станции, расположенной в зоне влияния озер показывает, что имеется определенная связь с режимом измерения уровня и химизма подземных вод сжимом воды в озере.
Увеличение объема и территории Айдаро-Арнасайских систем объединяет различные морфогенетические типы месторождений подземных вод.
С целью изучения и прогнозирования качества воды и окрестности территории действующего бассейна Айдаро-Арнасайских систем кафедра «Экология и охрана окружающей среды» Джизакского политехнического института разработала проекты на темы: «Изучение и прогнозирование качества воды Айдаро-Арнасайских озерных систем» и «Изучение и прогнозирование засоленности вод Айдаро-Арнасайской озерной системы».
Поставленные задачи решаются в целом для изучения и прогнозирования окрестности Айдаро-Арнасайских озерных систем.
Существующая сеть не всегда отражает происходившие изменения на источниках формирования поверхностных и подземных вод. Особенно это касается эколого-гидрогеологических изменений. Выполняемые в рамках этого этапа работы направлены на прогнозирование этого пробела путем комплексного анализа накопившихся материалов и дальнейшего их изучения. При этом акцент делается на необходимость максимального учета всех ресурсообразующих факторов поверхностных и подземных вод, представления целостности циклов формирования гидрогеологического процесса: питания, транзита, разгрузки поверхностных и подземных вод. В связи с целевым заданием и проектом предусматривалось выполнение и их комплексное изучение.
Анализ результатов многолетних данных режимных наблюдений региональной сети показал, что не все участки и разрезы водоносных горизонтов охвачены наблюдательными пунктами. Учитывая, что эксплуатация Арнасайского водохранилища и эксплуатация вертикального дренажа глубиной 100 м, необходимо организовать наблюдательные скважины глубиной 25, 50, 100 м для изучения воздействия на уровень и состав подземных вод вышеперечисленных объектов.
При выполнении проекта проводится бурение скважин глубиной до 100 метров, берутся химические и микробиологические анализы воды, изучается окрестность территории действующего бассейна, проводятся гидродинамические расчеты.
В соответствии с поставленными задачами проведен минимум обобщений имеющихся методических и научных подходов по обоснованию и размещению наблюдательной сети мониторинга поверхностных и подземных вод. При этом из большинства предположений различных специалистов вытекает, что научной основой для размещения является гидрогеологическое районирование, генетические типы месторождений подземных вод. При этом важное место отводится проведению структурно-гидрогеологического анализа формирования естественных ресурсов подземных вод.
Общеизвестно, что формирование гидрохимического и гидродинамического режима поверхностных и подземных вод определяется источниками питания. При этом путем составления серии карт нужно уточнять современное состояние воды, выделить потенциальные факторы, определяющие формирование режима воды, и рекомендовать организациям новых наблюдательных пунктов их изучение.
Проектная группа дает прогноз о состоянии подземных вод, окрестностей Айдаро- Арнасайских озерных систем до 100 км.
Анализ имеющихся геолого-тектонических, гидрогеологических, геофизических и других материалов, а также использование комплекса методов: изотопных исследований, аналогового моделирования, гидродинамических расчетов, изучение баланса подземных вод, их движение, накопление и расходование в пределах рассматриваемой территории определяются его геолого-тектоническим строением, климатическими условиями и особенностями рельефа. При этом определенную роль в передвижении и расходовании подземных (включая термальные) вод играют зоны линеаментов.
Для изучения и прогнозирования качества воды озерных систем, необходимо проводить мониторинг подземных вод прилегающих территорий и окрестностей территории действующего бассейна.
Мониторинг подземных вод — это система наблюдений для оценки и прогнозирования, пространственно-временных изменений состояния объекта (группы объектов), процессов и т. д. под воздействием естественных и антропогенных факторов.
Относительно различных типов месторождений подземных вод под понятием «мониторинг» подразумевается система наблюдений и сбор информации, оценка и прогнозирование пространственно-временных изменений состояния месторождения под воздействием антропогенных и природных естественных факторов.
Как известно, объектом мониторинга подземных вод является участок недр, в пределах которого осуществляется оценка состояния подземных вод, т. е. различных типов месторождений подземных вод. Подземные воды формируются и циркулируют в различных литолого-структурных условиях, образуя различные генетические типы месторождений подземных вод. {1}
Кроме этого, на состояние подземных вод оказывают влияние различные факторы – это эксплуатация, отбор подземных вод, источники загрязнения, источники пополнения и другие.
Именно в этом плане необходимо построить цель и задачи мониторинга, т. е. изучение и прогнозирование состояния подземных вод, естественных и нарушенных техногенными факторами и условиями.
Поэтому научной основой для обоснования размещения наблюдательной сети мониторинга являются закономерности формирования и расходования подземных вод в различных генетических типах месторождений подземных вод.
О. К. Ланге (1934 г.) предлагал размещать сеть так, чтобы она охватывала гидрогеологические зоны – поглощения, выклинивания и др. М. А. Шмидт (1938г), обобщая материалы по режиму грунтовых вод Узбекистана, рекомендовал располагать сеть по гидрогеолого-мелиоративным районам. В основу этого районирования должны быть положены литология водовмещающих пород, глубина залегания грунтовых вод и дренированность территорий. Наблюдателям предлагается охватывать все выделенные районы, создав основную сеть в виде створов, нормальных к рекам. Ниже приводятся основные положения и рекомендации М. А. Шмидта по размещению сети:
а) в основу разбивки сети наблюдательных пунктов в пределах аллювиальных равнин, в низовьях речных бассейнов и пролювиальных равнин с плохими условиями естественного дренажа следует принять створы в пределах каждого пункта, располагать наблюдательные точки по треугольникам, охватив различные участки.
б) пункты стационарной сети в пределах аллювиальных равнин в межгорных оазисах с неглубоким естественным дренажем желательно располагать по створам, охватывающим области питания, транзита и разгрузки подземных вод.
Н. А. Плотников (1939г.) предлагал размещать наблюдательную сеть, исходя из гидрогеологических условий района с учетом перспективности водоносных горизонтов в развитии народного хозяйства. Желательно распределять гидрогеологическую сеть с охватом всего водоносного горизонта. Но в ряде случаев целесообразно изучать лишь часть этого горизонта. Сеть размещается по площади и по горизонтам с учетом потребности изучения режима этих площадей и горизонтов для народного хозяйства. Режим изучается в сезонном и многолетнем разрезе не менее 25-и лет. В результате должна быть установлена причинная закономерность режима подземных вод от естественных и искусственных факторов, влияющих на него. Эта закономерность должна быть выявлена как для отдельных водоносных горизонтов, так и для типов подземных вод, объединяя последние по геологическим условиям и комплексу факторов, влияющих на режим подземных вод.
В. А. Гейнц и Н. В. Роговская предлагали разместить опорную наблюдательную сеть по створам, совпадающим с направлением движения подземных вод, используя геоморфологическое, гидрогеологическое и гидрогеолого-мелиоративное районирование территорий с расчетом освещения всех участков с характерными гидрогеологическими и водохозяйственными условиями.
В инструкции по организации и производству наблюдений за режимом подземных вод, разработанной В. Н. Поповым, под общей редакцией М. Б. Альтовского предложено располагать сеть в орошаемых районах на основании природных условий района. По мнению А. В. Лебедева (1955г.), наблюдательную сеть следует размещать для решения балансовых подсчетов по уравнению Г. Н. Каменского в конечных разностях.
А. А. Коноплянцев и В. С. Ковалевский для изучения естественного режима грунтовых вод рекомендуют произвести размещение наблюдательной сети на основе классификационной схемы, предложенной Г. Н. Каменским (1953г.).
В отдельных работах предлагается сначала организовать сеть с большим числом пунктов, чем потребуется для опорной сети в дальнейшем. На основании данных наблюдений за несколько лет организуется постоянная сеть, для которой выбираются наиболее характерные пункты.
Д. М. Кац (1964г.) предлагает размещать опорную сеть в орошаемых районах на основе гидрогеологического районирования орошаемых территорий по условиям применения вертикального дренажа, выполненного геологическими управлениями. Он считает, что опорную сеть следует располагать по гидрогеологическим «районам» в дренированных массивах, «подрайонам» и «участкам» в недренированных или слабодренированных районах, а в неизученных районах выбрать ее из специально созданной широкой сети после 1–3 наблюдений.
Н. Н. Ходжибаев, С. А. Анарбаев (1971г.) предлагают иной принцип размещения наблюдательной сети мониторинга, основанный на следующих моментах:
1. На основе анализа геоморфолого-литологического строения территорий;
2. На основе анализа формирования естественных потоков грунтовых и субнапорных вод;
3. На основе анализа условий формирования ирригационно-грунтовых вод и искусственных водонапорных систем;
4. На основе гидрогеологического районирования территорий по условиям применения вертикального дренажа;
5. Размещение наблюдательной сети для изучения режима межпластовых напорных вод мезокайнозойских отложений;
6. Размещение опорных наблюдательных пунктов для изучения режима трещинных вод палеозойских образований;
7. Размещение опорных наблюдательных пунктов на специальных объектах, т. е. специальная сеть.
Ковалев Ю. С., исследуя принципы размещения сети мониторинга на месторождениях пресных подземных вод с учетом формирования структуры их потенциальных эксплуатационных запасов, предлагает два вида наблюдательных сетей — фоновые и специализированные. При этом предполагается, что принципы размещения определяются общими задачами мониторинга. Этими задачами являются:
- обеспечение рационального использования и охраны месторождений подземных вод как источника питьевого и технического водоснабжения;
- своевременное выявление изменений состояния подземных вод, их оценка прогнозирования этих изменений, предупреждение и выдача рекомендаций по нейтрализации негативных процессов, информационное обеспечение эколого-гидрогеологического изучения месторождений подземных вод.
В случаях месторождений пресных подземных вод предлагается исследование двух негативных процессов:
- процесса загрязнения подземных вод;
- процесса истощения эксплуатационных ресурсов.
Разрабатывая методики ведения Государственного мониторинга подземных вод (Мавлонов А. А., Борисов В. А. (2006г.)), предлагается размещение наблюдательной сети, основанной на типах месторождений питьевых и технических подземных вод на основании следующих принципов:
а) трансграничности;
б) последовательности;
в) комплексности;
г) дифференцированности;
д) периодичности.
Как видно из обзора, размещение сети предлагалось производить, базируясь на совершенно различных принципах, главными из которых являются:
1. Принцип размещения сети на основе классификации режима грунтовых вод. При этом следует отметить, что к настоящему времени научно-обоснованной и общепринятой классификации режима грунтовых вод нет, хотя их число превышает 20. В связи с этим этот принцип, на наш взгляд, может применяться как подсобный с использованием схем классификации, разработанных для территории деятельности каждой гидрогеологической станции;
2. Принцип размещения сети на основе карт различного рода гидрогеологического районирования. Применение этого принципа ограничивалось отсутствием научно-обоснованного принципа районирования гидрогеологической условий территории, не было общепринятого указания по типологическим или региональным, зональным или азональным видам районирования;
3. Принцип размещения сети для моделирования и решения частных задач с применением аналитических уравнений.
Подобные задачи не могут быть основной целью опорной наблюдательной сети, поскольку они могут решаться, в основном, по сети специального назначения. Однако при размещении опорной сети следует в ее задачу дополнительно включить сбор информации, необходимой для проверки прогнозных величин, полученных с помощью постоянно действующих моделей больших систем, аналитических уравнений балансовых расчетов и др.
Исходя из краткого обзора, можно сделать вывод, что научной основой размещения наблюдательной сети мониторинга подземных вод могут и должны служить генетические типы месторождений подземных вод, реальное состояние ресурсов и запасов подземных вод и факторов их формирования.
Литература:
1. Ведение государственного мониторинга подземных вод и контроля за их рациональным использованием на территории Сырдарьинской и Джизакской областей. Сводный отчет Мирзачульской ГГС за 1991–2000г.г.Ташкент — 2004 г.
2. Ишанкулов Р., Умурзаков Р. К., Мавлонов А. А. Структурно-геологическое обоснование формирования естественных ресурсов подземных вод горных массивов западного Узбекистана. Гидрогеологические и инженерно-геологические исследования в Узбекистане. Тр.ГИДРОИНГЕО.-Т.:САИГИМС, 1992.с.34–39.
3. Эшонкулов Р ва бошқалар. Жиззах вилояти табиий ресурсларини муҳофаза қилиш. Жиззах-2004 й.
4. Норов А. Т., Позилов М. Источники водоснабжения сельских населенных пунктов юго-западной части Джизакской области. Тр.Джизакского Политехнического инс-та –Ташкент: ГГП «Узбекгидрогеология» 1995.- Вып.2
5. Позилов М. Н. Структурно-гидрогеологический анализ формирования подземных вод Санзарских месторождений//Журн. «Вестник ТашИИТа», 2008, № 1, с.68–70.
6. Мавлонов А. А., Борисов В. А., Маленин О. В., Утабаев Н., Гатаулина Н. Г. Оценка ресурсов месторождений грунтовых вод, по данным мониторинговых исследований. «Современное состояние подземных вод: проблемы и их решения» ГИДРОИНГО-материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Н. А. Кенесарина, Ташкент. 2008 — с.24–28.
7. Нагевич П. П., Андакулов П. Т., Сидоренко О. Ф. Мониторинг месторождений подземных вод как основа оценки их современного состояния и прогноза изменения. «Современное состояние подземных вод: проблемы и их решения» ГИДРОИНГО-материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Н. А. Кенесарина, Ташкент. 2008 — с.42–46.
8. Национальный доклад «О состояние и рационального использования природных ресурсов Республики Узбекистан — 2008» Госкомприрода Республика Узбекистан. Chinor ENK, 2008 с 285.
