Некоторые проблемы экологической гидрогеологии Богучарского Подонья (стр. 1 из 2)

В.Л. Бочаров, М.А. Овсянников, Воронежский государственный университет

Богучарское Подонье является одним из живописнейших уголков природного ландшафта на юге Воронежской области. Самые ранние геологические исследования этого района связаны с именем известного геолога-естествоиспытателя А.А. Дубянского, который в 1931 году открыл минеральный источник йодо-бромных вод "Белая горка". Новый этап геологических и гидрогеологических исследований связан со строительством военного городка и военной базы танковых войск на северо-западной окраине г. Богучар. Рост населения города вызвал к жизни ряд экологических проблем, касающихся обеспечения населения качественной питьевой водой. Часть этих проблем рассматривается в настоящей статье.

Богучарский район является самым южным в Воронежской области, граничащим с Верхнедонским и Чертковским районами Ростовской области. Он является одним из крупных по площади и населению: 2180 км2 и 42 тыс. человек соответственно. Центр района – г. Богучар. Он расположен большей частью на левом берегу реки Богучарка. Незначительная часть города занимает правый берег этой реки, в 6 км от ее впадения в р. Дон. Река Богучарка является наиболее крупным правым притоком реки Дон на юге Воронежской области. Город Богучар – один из немногих городов Воронежской области, где население на протяжении последних пяти лет, хотя и медленно, но устойчиво растет, и составляет к настоящему времени 13,7 тыс. человек [1,2]. По коэффициенту рождаемости г. Богучар занимает первое место среди городов области (10 человек на 1000 населения). Такая благоприятная демографическая ситуация в значительной степени связана с размещением здесь военного городка, строительство которого осуществлялось на северо-западной окраине города в период с 1997 по 2002 годы. Рос населения города почти в два раза привел к обострению ряда экологических проблем, касающихся прежде всего водоснабжения населения и производственной сферы, часть из которых рассматривается в настоящей работе.

Геологическое строение территории Богучарского Подонья представлено докембрийскими, девонскими, нижнекарбоновыми, верхнемеловыми и четвертичными образованиями [3]. Докембрийские породы представлены раннепротерозойскими гранитами серовато-зеленого цвета, сильно выветренными. Вскрытая скважинами мощность гранитов составляет 2 м. К северу от г. Богучар в пойме р.

Дон находится естественный выход крупносреднезернистых гранитов "Тихий Дон", являющийся одним из геологических памятников природы.

Девонская система включает мамонскую толщу верхнефранско-фаменского яруса. Толща состоит из светло-серых кварцевых средне-крупнозернистых, иногда до гравийных, песков с подчиненными прослоями кварцевых песчаников на каолиновом цементе и каолиновых глин мощностью от 0,5 до 3-4 м. Общая мощность отложений мамонской толщи изменяется от 26 до57 м, составляя в среднем 46 м. Песчано-каолиновая толща мамонских отложений залегает на раннепротерозойских гранитах и перекрывается каменноугольными известняками. Каменноугольные отложения имеют повсеместное распространение и представлены заволжским горизонтом – нижним отделом карбоновой системы. Глубина залегания заволжского горизонта изменяется от 22,4 до 63,7 м. Общая мощность карбоновых отложений варьирует в пределах 14 – 23 м. Литологически отложения заволжского горизонта представлены светло-серыми известняками с подчиненными прослоями зеленовато-серых глин мощностью от 0,7 до 2,1 м. Меловая система в Богучарском Подонье представлена отложеними нерасчлененного турон-коньякского яруса. Эти отложения распространены повсеместно с увеличением мощности в западной части района. Общая мощность турон-коньякского яруса, вскрытая скважинами, изменяется от 25 до 45 м. Литологически эти отложения представлены однородной толщей белого писчего мела. Верхняя часть турон-коньякского яруса частично размыта и местами выходит на дневную поверхность (например, в западной части сооружаемого на окраине г. Богучар водозабора) или же прикрыта маломощным слоем покровных суглинков (1 – 8 м). В подошве меловые отложения в значительной своей части содержат мелко-среднезернистый песок и желваки фосфоритов. Глубина залегания меловых отложений изменяется от 0 до 8 м. Абсолютные отметки кровли отложений варьируют от интервале 82,5 – 110 м. Отложения четвертичной системы представлены нижне-верхнечетвертичными перигляциальными образованиями и современными аллювиальными (постоянных водотоков) и пролювиальными (овражно-балочной сети) отложениями. Нижне-верхнечетвертичная толща литологически представлена бурыми и темно-серыми покровными суглинками, мощность которых изменяется от 0,3 до 8 м. Местами суглинки отсутствуют. Современные аллювиальные отложения представлены в верхней части суглинистыми, а нижней - песчанистыми породами. Они развиты по долинам рек. Пролювиальные овражно-балочные отложения представлены в основном суглинистыми породами с прослоями песчаного, супесчаного и обломочного материала. Эти отложения приурочены исключительно к оврагам и балкам.

Наиболее активными физико-геологическими процессами в районе являются процессы, приводящие к образованию овражно-балочной сети, ветровая и водная эрозия почв и горных пород. В отдельных местах, особенно в западной части Богучарского Подонья, наблюдаются просадочные явления в покровные перигляциальных суглинках. Они связаны в основном с переувлажнением грунтов. Отмечается развитие суффозионных процессов и карстообразования в связи с наличием меловых отложений и сравнительно глубоким залеганием грунтовых вод. Глубокий врез овражно-балочной сети в меловые отложения приводит к разрушению горных пород в бортах оврагов и образованию обвалов, реже - оползней. В связи с изложенным выше, можно полагать, что при строительстве всех видов сооружений и нарушении естественных условий залегания горных пород в дальнейшем следует ожидать активизацию этих негативных процессов. Поэтому необходимо предусмотреть комплекс мероприятий по минимизации, а в ряде случаев и устранению физикогеологических процессов, оказывающих неблагоприятное влияние на геологическую среду [4].

Глубина залегания подземных вод колеблется в довольно широких пределах – от 15 до 70 м. Абсолютные отметки статического уровня первого от поверхности турон-коньякского водоносного горизонта отмечаются на высотах 66 – 75 м. Зона аэрации сложена здесь нижне-верхнечетвертичными бурыми и темно-серыми покровными суглинками мощностью от 0,3 до 8 м, подстилаемые мелами турон-коньякского яруса. Необводненная часть последних составляет 8 – 20 и более. В районе водозабора в северо-западной части города необводненная толща сухих мелов имеет мощность 15 – 20 м; на водоразделе рек Богучарка и Дон эта толща достигает нескольких десятков метров. Колебания уровня грунтовых вод (сезонные) первого от поверхности турон-коньякского водоносного горизонта составляют 0,3 – 1 м.

Определены основные водоносные горизонты и комплексы, развитые на территории Богучарского Подонья:

1. Турон-коньякский водоносный горизонт (K2t-Cn).

2. Заволжский водоносный горизонт (С1zv).

3. Мамонский водоносный комплекс (D3mm).

Турон-коньякский водоносный горизонт имеет повсеместное распространение и приурочен к толще меловых отложений (писчий трещиноватый мел). Обводненная толща мелов на территории северо-западной части г. Богучар колеблется в пределах 20-23 м. Глубина залегания статического уровня водоносного горизонта в районе водозабора составляет 15 – 25 м и зависит от положения скважины в рельефе. Абсолютные отметки статического уровня воды изменяются от 66 до 70 м. Водоносный горизонт безнапорный.

Питание водоносного горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, паводковых вод р. Богучарка (за пределами водозабора), а также на пониженных участках за счет разгрузки нижележащих водоносных горизонтов и комплексов (заволжский водоносный горизонт и мамонский водоносный комплекс).

Осредненный коэффициент фильтрации для турон-коньякского водоносного горизонта определен в 30 м/сут, водопроводимость 800 – 900 м2/сут. Дебит разведочных скважин на участке водозабора изменяется от 1,3 до 8,2 м/с, удельный дебит их соответственно равен 1 – 8 дм3/с. Химический тип воды – гидрокарбонатно-хлоридный кальциевый, гидрокарбонатно-сульфатно-хлоридный кальциевонатриевый. Воды турон-коньякского водоносного горизонта в целом отвечают требованиям СанПин 2.1.4.559-96 (табл.1), [5].

Заволжский водоносный горизонт имеет повсеместное распространение на территории Богучарского Подонья. Мощность водоносного горизонта меняется в пределах 14 – 25 м. Водоносными породами служат светло-серые трещиноватые известняки с маломощными прослоями темно-серых глин. Водоносный горизонт напорный. Пьезометрические уровни устанавливаются 66 – 67 м, на глубинах 10 – 20 м и более от поверхности. Величина напора изменяется от 4,53 до 23 м.

Заволжский водоносный горизонт, как показали исследования, гидравлически взаимосвязан с вышележащим турон-коньякским водоносным горизонтом и нижележащим мамонским водоносным комплексом. Питание водоносного горизонта осуществляется за счет перетекания вод из смежных водоносного турон-коньякского горизонта и мамонского водоносного комплекса.

Водообильность заволжского водоносного горизонта (по данным скважин эксплуатируемого водозабора в г. Богучар) характеризуется дебитами от 6,3 до 14,2 л/с при понижении уровня в скважинах от 7,8 до 1,5 – 2 м. Удельные дебиты варьируют от 0,8 до 7 л/с. Коэффициент фильтрации, рассчитанный по одной разведочной скважине, составляет 7,8 м/сут. Коэффициент водопроводимости горизонта оценивается в 156 м2/сут. Коэффициент уровнепроводимости равен 1560 л2/сут при пьезопроводимости 1,4 х 103 м2/сут. Химический тип воды – гидрокарбонатный хлоридный кальциево-натриевый, гидрокарбонатный сульфатно-хлоридный кальциево-натриевый. Подземные воды заволжского горизонта по химическому составу отвечают требованиям СанПин 2.1.4.559-96 (табл.2).