Анализ состояния родника – как источника водоснабжения – с. Немцево Новооскольского района Белгородской области

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Научно-исследовательский и проектный центр гидрогеологии,

инженерной геологии и мониторинга геологической среды «Геоцентр

Анализ состояния родника - как источника водоснабжения - с. Немцево Новооскольского района Белгородской области

Скиданов Александр Тихонович, к.г-м.н.,

Цель доклада - на примере результатов натурного обследования и анализа состояния родника, используемого в качестве источника централизованного водоснабжения с. Немцево Новооскольского района Белгородской области, показать, в каком широким спектре вопросов должны разбираться те специалисты, которые в различной мере имеют отношение к снабжению водой сельского населения. В том числе гидрогеологи.

Оценка состояния источника водоснабжения с. Немцево нами дана по просьбе Администрации Новооскольского района. Для этого 27 января 2016г при участии представителей местной власти было проведено предварительное обследование каптажа на базе родника, расположенного в центральной части села. При обследовании отобрана проба воды из приемной камеры каптажа - колодца - на показатели, характерные для такого типа природно-техногенных ситуаций.

В геоморфологическом отношении родник расположен у подножия циркообразного склона, в его сопряжении с тальвегом оврага, выходящего в Мазепин Яр, который, в свою очередь, южнее с. Слоновка впадает в р. Оскол. Отметка родника 206м. План и разрез показаны на рис. 1 и 2.

Общая протяженность водостока по тальвегу оврага и Мазепина Яра от родника до реки Оскол 10км. До постоянного истока ручья в Мазепином Яру - 8км. Отметка этого истока - около 110м - соответствует в данном случае региональной отметке уровня подземных вод в мело-мергельном водоносном горизонте. Имеющий место перепад отметок родника и истока постоянного водотока - 96м на протяжении 8км и не возможный для водоносных горизонтов большой уклон - около 0,012, являются предварительным указанием на то, что локализация ресурсов родника обусловлена не водоносным горизонтом в мело-мергельной толще.

В этом случае с учетом особенностей и некоторых местных закономерностей формирования подземных вод их выходы в склоне, в том числе и родник, могут быть приурочены к локализациям:

- в харьковско-полтавских песках с водоупором из киевских глин;

- в каневско-бучакской толще, представленной переслаиванием песков и глин и коры выветривания мело-мергельной толщи.

И в любом случае при участии в формировании ресурсов этого источника перетока из различных литолого-стратиграфических подразделений по трещинам отпора во всей присклоновой части массива.

Уточнить литолого-стратиграфическую приуроченность подземных вод, питающих каптируемый родник, при имеющихся данных возможным не представляется. Для этого потребуется последовательное проведение:

специального обследования, в том числе с ведением расчисток в склоне;

бурение ручным способом хотя бы двух скважин глубиной до 7 - 10м от каптажа вверх по склону. Но и имеющиеся материалы позволяют сделать с достаточной определенностью наиболее важные выводы.

При этом в качестве основы нами использованы следующие материалы: а - сведения по истории обустройства и эксплуатации каптажа, полученные методом опроса местных жителей, который оказался незаменим; б - результаты осмотра каптажа в натуре; в - анализ воды по отобранной нами пробе; г - данные, читаемые по топографическим картам района о родниках, колодцах, истоках ручьев, прудах и других водопроявлениях; д - данные по материалам бурения и эксплуатации скважин на воду в ближайшем районе; е - опыт и знания авторов настоящего заключения о закономерностях и особенностях формирования подземных вод с использованием следующих методов: аналогии в сфере водообмена в недрах района; балансовых исследований; расчетных оценок по водообмену на основе теории фильтрации в недрах.

По совокупности проделанной работы основные выводы о рассматриваемом источнике состоят в следующем.

О приуроченности локализации и ресурсах подземных вод

Село и окрестные населенные пункты расположены в пределах достаточно крупного в местном масштабе водораздельного участка. Водораздел этот между реками Оскол и Северский Донец.

Явные проявления характерных так называемых двойных истоков малых рек и повсеместных выходов родников на отметках преимущественно 197 - 206м являются и признаками и критериями распространения в пределах рассматриваемого водораздельного пространства водоносного горизонта, вскрываемого на склонах балок. Это так называемый харьковско-полтавский водоносный горизонт, представленный песками средней крупности и глинистыми. В соседней Харьковской области при таких условиях горизонт принимается как годный для централизованного водоснабжения.

Значение харьковско-полтавского водоносного горизонта в истории заселения земель и жизни рассматриваемой части района определяющее. Необходимо признать, что если бы не было этого водоносного горизонта, то не было здесь никогда и сел и хуторов. Этот горизонт фактически является основой производительных сил территории, давшей жизнь этим селам и хуторам, такой же, как и земля.

2.Ресурсы рассматриваемого родника на предварительной стадии можно оценить следующим образом. Они в общем случае зависят от площади питания и величины инфильтрации. Площадь питания родника в таких условиях очень близка к площади поверхностного водосбора и может быть принята в среднем на 15% больше последней. Площадь поверхностного водосбора по карте 16га. Тогда площадь питания родника около 18га.

Инфильтрация с учетом справочных данных может составлять от 15 до 30% от годовой суммы осадков, равной около 550мм в год. При минимальном значении коэффициента инфильтрации 0,15 ее величина будет:

W = 0,15 х 0,55 / 365 = 0,23м/сут

Таким образом, самые наименьшие ресурсы рассматриваемого каптируемого источника, что будет как весьма маловероятное событие, составят:

Q = W х F = 0,23 х 18х104 = 41м3/сут.

По устным свидетельствам ответственных работников и местных старожилов отбирается на каптаже оценочно 20 - 30м3/сут, то есть меньше указанных выше естественных, или по более однозначной терминологии ежегодно-возобновляемых ресурсов - 41м3/сут.

Это подтверждается следующим. При количестве «жилых» дворов в селе около 46 количество жителей не превысит 140человек. С учетом нормы потребления до 200л на человека в сутки для питья и хозбытовых нужд потребление будет 28м3/сут.

Таким образом, ресурсов воды для хозяйственно питьевого водоснабжения села хватит. Причем по природным условиям формирования и при не превышении допустимых отклонений от природного состава воды за счет техногенеза вода харьковско-полтавского горизонта полностью соответствует требованиям питьевой и наилучшая по качеству из всех источников и водоносных горизонтов района.

Кроме того, источники типа рассматриваемого родника относятся к источникам с наиболее легко возобновляемыми ресурсами, поэтому и введен термин: «ежегодно возобновляемые ресурсы».

О качестве исходной воды на каптаже

Виды определяемых показателей, приведенных в прилагаемом протоколе, нами приняты по опыту исследований и на научной основе - на основе знаний о закономерностях формирования качества подземных вод. Это означает, что если по принятым показателям вода соответствует нормам, то по всем остальным она будет соответствовать нормам заведомо. За исключением баканализа.

2.По исследованной пробе, отобранной в приемной камере каптажа, вода соответствует нормам для питьевой воды. При допустимом для наших районов в виде исключении содержании солей жесткости до10мг-экв/л в пробе воды их всего 8,5мг-экв/л.

3. Вместе с тем, по совокупности признаков вода на источнике претерпела заметные изменения по сравнению с природным составом. Это выражается в следующем. По сравнению с природным составом, когда для подобных условий обычное содержание нитратов в воде составляет преимущественно до 2 - 5мг/л, наблюдаемое в рассматриваемом источнике содержание нитратов 43,6мг/л, при допустимом не более 45мг/л, указывает на техногенный генезис увеличения нитратов в воде.

При одновременном низком содержании аммония, окисляемости и железа, а также проявлении некоторого повышения жесткости, фтора и кремния, это указывает на то, что повышение нитратов по сравнению с природным фоном связано с их поступлением в подземные воды в очень давние времена, а нитраты имеют органическую природу.

Для данных условий, где в области водосбора старинная сельская застройка, источником нитратов, которые получаются из растворимой органики, таким образом, является навоз и помет кучно и на огородах, уборные и выгреба. А в последние годы в связи установкой в хатах санузлов больше стало и хозбытовых стоков.

Таким образом, по совокупности признаков: а - содержанию нитратов выше фона, но меньше ПДК; б - «историческое», а не сегодняшнее, повышение содержания нитратов, то есть завершенность процесса нитрификации воды соединений азота; в - указанные выше сопутствующие изменения состава воды, позволяют дать следующие выводы.

1.Каптаж в качестве источника воды питьевого назначения можно использовать и в дальнейшем.

2.При этом необходимо настойчиво и неукоснительно добиваться соблюдения санитарных правил содержания населенных мест и проведения санитарных мероприятий, направленных на не допущение увеличения поступления органики в недра в пределах склона от родника до улицы. Особенно на территории трех подворий в 115м, 75м и 120м от родника.

3. Санитарно-профилактические мероприятия потребуется разработать в составе проекта зон санитарной охраны источника, который рекомендуем выполнить как раздел проекта капитального ремонта каптажа.

Вторым крайне необходимым мероприятием по предотвращению загрязнения подземных вод необходимо ставить благоустройство склона вокруг родника практически до бровки - сопряжения склона и плакора, то есть плоского пологого участка, ведущего к водоразделу, на котором как раз и расположена улица и село.

О сантехническом состоянии и дальнейшей эксплуатации каптажа

1. Каптаж со слов свидетелей был построен в 1972г на базе старинного родника. Таким способом решили вопрос с источником воды для села.

2.До этого пытались использовать скважины на подземные воды в песках, залегающие под мело-мергельной толщей - альб-сеноманских по возрасту. Глубина до кровли таких песков, если бурить скважину при отметке поверхности 220м, на въезде со стороны х. Шевцов, около 235м.

Но воды из таких скважин не соответствуют нормам для питьевой воды, с плохими органолептическими свойствами. Что сильно не понравилось людям, привыкшим к хорошей родниковой воде. Поэтому, в том числе, скважину при поломке насоса и не восстанавливали.

3.Устройство каптажа практически полностью соответствовало, судя по увиденному при обследовании, требованиям для источников централизованного водоснабжения. Ходя и было сделано по бедности и по колхозному, что называется. Так, приемная камера и перекрытия из дерева, павильон тоже деревянный и обмазанный глиной по дранке. Крыша шиферная, двери деревянные, замок амбарный. Насос погружной.

4.Но вследствие старения и износа всего, за исключением, пожалуй, только сруба камеры в затопленной части, все требует полной замены.

5. Неотложным делом надо считать устройство гидрозатвора с сеткой на переливной трубе и нового замка на двери.

6. Прежде чем принять решение о проектировании реконструкции источника сначала надо последовательно: а- объективно определиться с величиной водопотребления, особенно с пиковым и в летние месяцы; б -провести дополнительно профессиональное обследование не только склонов, но и всего водосбора, с тем, чтобы по его итогам сделать главный вывод - возможно ли не формально, а по существу выполнить необходимые мероприятия по ЗСО.

Ведь выполнение таких мероприятий в условиях рассматриваемого участка может не только остановить загрязнение, но способствовать уменьшению содержания нитратов.

Итак, на рассмотренном примере видна актуальнейшая необходимость защиты вод верхних водоносных горизонтов от загрязнения, что позволит едва-ли не в большинстве сел и хуторов, расположенных на водоразделах, обойтись без бурения глубоких дорогостоящих скважин. Из которых, к тому же, добывается вода с повышенным содержанием железа, солей жесткости или с другими отклонениями по качеству.

По выводам, основанным на использовании нашей, авторской концепции водообмена в регионе, принятие мер по защите от загрязнения основного по распространенности на обширных водораздельных пространствах водоносного горизонта в харьковско-полтавских песках имеет важнейшее значение и в региональном плане. А не только в локальном, как в рассмотренном примере.

Этот горизонт в региональном плане является «первичным» коллектором инфильтрующихся снеготалых и других вод поверхностного происхождения. Занимает начальное место в первом водообменном цикле с участием подземной составляющей. То есть, от инфильтрации до разгрузки в местную гидрографическую сеть. Подобно ложбинам стока для поверхностных вод он принимает основную долю инфильтрующихся вод и является, в свою очередь, основным источником питания водоносного горизонта в мело-мергельной толще за счет скрытой разгрузки, реализуемой перетоком в зоне выклинивания его водоупора, представленного киевскими глинами. Таким образом, именно в этой зоне начинается реальное формирование более-менее существенных ресурсов водоносного горизонта в мело-мергельной толще. И получается, если факт того, что основным коллектором, отдающим воду в родники, в местную гидрографическую сеть или в водозаборные скважины, являются породы мело-мергельной толщи, очевиден, то обстоятельство, что основным приемником инфильтрующихся вод в регионе служат харьковско-полтавские пески остается как бы за сценой.

В этом представляется одна из причин наиболее пренебрежительного отношения к соблюдению мероприятий по охране харьковско-полтавского горизонта от загрязнения. Ведь оборудованных на него непосредственно источников централизованного водоснабжения в области практически нет. От этого, во многом, и непонимание сути вопроса.

Не далеким людям кажется, что на его охрану от загрязнения не надо обращать никакого внимания. Причем это как некоторая доктрина. Достаточно вспомнить десятки заключений, выданных «Белгородгеомониторинг» - филиалом ОАО Геоцентр «Москва», как оказывающим услугу по региону в осуществлении мониторинга геологической среды.

То есть, оказывающим услуги по государственному заказу в выполнении некоторого перечня задач по мониторингу (слежению) состояния геологической среды. Реально - это сбор данных и сведение их в таблицы по разделам: а - отбору подземных вод, б - их составу и свойствам по анализам, выполняемыми предприятиями в рамках производственного контроля качества и в - изменению уровней в скважинах.

Так вот, в указанных выше заключениях, выполняемых в форме оказания услуг животноводческим комплексам, в качестве методической основы приводится так называемый расчет защищенности подземных вод от загрязнения. Поразительно то, что на протяжении около 20лет без обоснования расчетной схемы при достаточно широком разнообразии природных условий водообмена в верхней гидродинамической зоне с упорством достойным лучшего применения, расчет ведется по одной и тоже формуле. Как раз почти всегда и не подходящей. Это известная формула для движения инертного растворимого вещества при отсутствии взаимодействия с породой и других процессов, в том числе самоочищения в условиях полного водонасыщения грунтов.

Разумеется, взамен полноценного решения или хотя бы здравого обозначения проблемы - там не кому эти задачи решать, создается видимость работы над ней, что вызывает угрозу формирования значительного количества очагов и обширных ареалов загрязнения подземных вод. С ожидаемым тотальным загрязнением 75-85% воды на водозаборах области.

Спрашивается: почему такое возможно? Почему кучка людей, не имеющих понятий в решении весьма специфических гидрогеологических задачах, «приватизировала» эту сферу и преподносит властям все так, как понимает в силу своей безграмотности.

По этой же причине место под водозабор п. Ровеньки с участием всех «героев нашего времени» было выбрано прямо в створе по потоку грунтовых вод от заброшенной базы районной сельхозхимии с оставленными там и просочившимися в грунтовые воды десятками тонн ядохимикатов и сотнями тонн токсичных удобрений. Подобных примеров категорически неправильного расположения свалок и полигонов твердых бытовых отходов, полей фильтрации, отстойников на очистных сооружениях, стоков полно. Но, особенно губителен вывоз на поля не переработанного навоза свиноводческих комплексов.

Здесь следует отметить, что нарушения норм полива стоками животноводческих комплексов были всегда. Это принципиально «слабое место» всей системы в решении проблемы удаления стоков.

В заключение представляется важным подчеркнуть следующее.

1.Альтернативы сложившимся источникам в регионе нет. И в понимании гидрогеологическом, то есть, природным водоносным горизонтам, и в понимании обыденном, то есть, имеющимся или возможно вновь построенным таким же водозаборным скважинами и сетям, не существует. ресурс родник каптаж

Регион снабжался и в дальнейшем будет снабжаться водой питьевого качества из 2-х водоносных горизонтов, приуроченных : 1-к мело-мергельной толще и 2- к альб-сеноманским пескам, подстилающим эту толщу.

2. Эти два горизонта получают основную долю питания, то есть восполнения своих запасов, за счет перетока изначально инфильтрационных вод через водоносный горизонт в харьковско-полтавских песках, занимающих доминирующую долю площади региона - обширные водораздельные участки. А эти участки как раз и заняты пашнями.

3. В связи с п. 2 и 3 в стратегическом плане для неограниченной временными рамками перспективы охрана от загрязнения харьковско-полтавского горизонта должна стать заботой и властей всех уровней и каждого жителя области. Воистину и очевидно, что без реального воплощения в жизнь принципов и правил гражданского общества можно оставить регион без источников питьевой воды.

Размещено на Allbest.ru