Экологическое состояние основных водоносных горизонтоввторой гряды крымских гор

Е. P. Kayukova

Санкт-Петербургский государственный университет, Россия

экологическое состояние

основных водоносных горизонтов

второй гряды крымских гор

Ecological condition of main aquifers

within The Second ridge of Crimean mountains

The article focuses on ecological problems of drinking water of the Second Ridge of Crimean Mountains. Aquifers are represented by Carbonate sediments of the Danish-Inkerman and Lyutetsky horizons. Settlements located within the Second Ridge receive the groundwater mainly from these deposits. This area belongs to the one of nutrition from Alminskiy and Belogorskiy Crimean artesian basins. Groundwater has a good drinking quality, but it is located in the areas of active water exchange without any protection.

Статья посвящена экологическим проблемам питьевого водоснабжения в районе Второй (Внутренней) гряды Крымского предгорья, протягивающейся примерно на 120 км вдоль Главной гряды Крымских гор от Инкермана до Старого Крыма. Внутренняя гряда сложена слабодислоцированными карбонатными породами мел-палеогенового возраста и представляет собой систему полого наклоненных к северо-западу (под углом 10°) низких ассиметричных гор (куэст), расчлененных речными долинами, оврагами и балками.

Пологонаклонные поверхности бронируются моноклинально залегающими палеогеновыми известняками датского и лютетского ярусов; южные склоны - круты и обрывисты. У г. Бахчисарая гряда достигает высот 500–590 м, восточнее г. Симферополя она выражена слабее, но в районе г. Белогорска высота Внутренней гряды достигает 739 м (г. Кубалач). Овражные долины, прорезающие бронирующие поверхности, заложились по разрывным нарушениями и зонам повышенной трещиноватости.

В настоящее время Крымское предгорье является областью питания напорных водоносных комплексов артезианских бассейнов Равнинного Крыма (Альминского и Белогорского). Это область активного водообмена.

Наибольшей водообильностью отличаются кавернозные мшанковые известняки датского яруса нижнего палеоцена, составляющие единую толщу с известняками инкерманского яруса нижнего палеоцена (Pg1d-m) и известняки лютетского яруса среднего эоцена (Сg2l). За счет подземных вод из этих отложений осуществляется водоснабжение ряда населенных пунктов, расположенных в пределах Второй гряды.

Датско-инкерманский водоносный комплекс (Pg1d-m).

Нижнепалеоценовые отложения слагают нижний (первый) бронирующий горизонт куэст северного склона Внутренней гряды Крымских гор. Отложения датского яруса представлены прочными белыми мшанково-криноидными известняками, известковыми мергелями и песчаниками; на южном крыле Альминской впадины они без перерыва переходят в известняки палеоцена, образуя датско-инкерманский водоносный комплекс общей мощностью до 40 – 50 м.

В пределах Внутренней гряды датские водоносные известняки протягиваются узкой полосой, шириной около 1,5-2 км. В результате эрозионных процессов известняки в разной степени карстуются, что является важным фактором для формирования в них подземных вод. Восточнее г. Бахчисарая мощность комплекса резко уменьшается. На южном крыле Белогорского артезианского бассейна водосодержащими являются только известняки инкерманского яруса [2].

Степень обводненности датско-инкерманского водоносного комплекса неравномерная. Особую роль в формировании подземных вод играют зоны тектонических нарушений, и прежде всего – участки повышенной трещиноватости известняков, поэтому единое зеркало грунтовых вод отсутствует. При выходе известняков на поверхность известняки обычно сильно закарстованы.

Воды датско-инкерманского водоносного комплекса щелочные пресные (минерализация < 1 г/л), в химическом составе из анионов преобладают гидрокарбонаты, из катионов – кальций; температура воды около 15-20°С. В зонах погружения минерализация возрастает. Содержание микрокомпонентов представлено в таблице 1. Вдоль обрыва куэстовой гряды вблизи областей питания встречаются выходы нисходящих источников гидрокарбонатно-кальциевого состава с дебитом 0,5 - 2,5 л/сек. В межень некоторые источники пересыхают.

Среднеэоценовый водоносный горизонт (Сg2l).

Отложения среднего эоцена слагают северный склон Внутренней гряды Крымских гор и Северную продольную долину, и выходят на поверхность от Инкермана на западе до Феодосии на востоке, образуя куэсту с четко выраженным уступом. К северо-западу от Предгорий среднеэоценовые отложения погружаются под верхнеэоценовые мергели. Горизонт хорошо выдержан по площади.

Водовмещающими отложениями выступают органогенные нуммулитовые известняки, неравномерно сцементированные, иногда трещиноватые, мощностью около 20 – 40 м. Многочисленные трещины с глубиной затухают. Известняки могут быть закарстованны с поверхности или внутри толщи (небольшие карстовые воронки, пещерки и т. д.). При погружении известняков под мергели верхнего эоцена трещиноватость их резко затухает, снижается обводненность отложений и воды приобретают напор. Наибольшая мощность нуммулитовых известняков - в окрестностях г. Бахчисарая.

Среднеэоценовый горизонт подстилается верхнепалеоценово-нижнеэоценовым водоупорным горизонтом (ипрские глины и мергели таннета). Разгрузка осуществляется вместе с подземным стоком и в нижележащие горизонты.

В зонах экзогенной трещиноватости нуммулитовые известняки содержат грунтовые воды хорошего питьевого качества. (существуют многочисленные колодцы, родники). Дебит родников невелик, до 1,5 л/с. Колодцы не пересыхают, даже в самые засушливые года. Воды этого водоносного горизонта широко используются для водоснабжения (пос. Скалистое, г. Бахчисарай и др.). Химический состав безнапорных вод среднего эоцена гидрокарбонатно-кальциевый; вода жесткая пресная щелочная с минерализацией 0,6 – 0,7 г/л (микрокомпоненты – в таблице 1):

Карстующиеся карбонатные отложения оказывают значительное влияние на формирование как химического состава, так и количества природных вод.

По мнению проявления карста Предгорного Крыма имеют гипогенную природу, то есть связаны с режимом восходящей разгрузки подземных вод и поперечным водообменном между горизонтами в слоистом водонапорном комплексе в процессе его гидрогеологического раскрытия Доля карстующихся пород в разрезах палеогена - 45 % [5]. Подземное карстование в связи с углублением речных долин ниже подошвы хорошо карстующихся известняков палеогена, практически прекращается.

Питание описанных выше водоносных горизонтов происходит за счет атмосферных осадков. По преобладающим компонентам осадки гидрокарбонатные кальциевые (30%); сульфатно-гидрокарбонатные кальциевые (18%), гидрокарбонатные натриево-кальциевые (15%), сульфатно-гидрокарбонатные натриево-кальциевые (12%). Химический состав отвечает континентальным районам (вклад морской составляющей около 20%). По данным метеостанции пос. Почтовый подсчитано, что с 1998 г. в районе Внутренней гряды Крымских гор наблюдается отрицательный тренд количества атмосферных осадков (с динамикой 1 мм/год). Средняя годовая температура в районе Второй гряды варьирует около 11,6 °С. Подсчитано, что в настоящий период наблюдается тенденция повышения температуры 0,37 °/10 лет [3, 4].

Примерно половина, выпавших на территории атмосферных осадков (500 – 600 мм в год.), тратится на испарение и транспирацию. В теплые месяцы подземные воды пополняются за счет конденсации. Конденсационный сток оценивается в 2 % от выпавших атмосферных осадков - 11 мм (модуль конденсационного стока - 1,85 л/с км2) [1]

Карстующиеся карбонатные отложения оказывают значительное влияние на формирование как химического состава, так и количества природных вод.

Во Внутренней гряде ведутся интенсивные горные разработки, что негативно сказывается на формировании подземных вод. Разработка мшанковых известняков (их также называют инкерманским или бодракским камнем) ведется на участке от г. Инкермана до р. Альмы; нуммулитовые известняки добывают в районе г. Симферополя и г. Белогорска. В п . Скалистое Бахчисарайского района (где находится центр Альминского карьероуправления) существует удивительное Голубое озеро (по-местному, ставок), образовавшееся в карьере нуммулитовых известняков. Ставок питается родниковыми водами, имеет площадь 6 га и объем около 480,0 тыс. м3. Ставок активно используется населением в рекреационных и хозяйственных целях.

Отрицательные воздействия карьеров по добыче строительных материалов на окружающую среду определяются тем, что их разработка приводит к разрушению существующего ландшафта, обезлесению горных склонов, запылению атмосферы, нарушению местообитания животных и т. д. Но наибольший ущерб связан с тем, что практически все разрабатываемые месторождения находятся в непосредственной близости от области формирования подземного стока.

В июле 2012 г. в еженедельнике «Крымский телеграф» появилось сообщение, что Бахчисарайская администрация АР Крым планирует переместить городскую свалку (находящуюся в непосредственной близости от города) на территорию отработанного карьера (расположенного в пределах Второй гряды, в 2 км от д. Глубокий Яр), которая рассматривается как возможная площадка для размещения мусороперерабатывающего завода, призванного решить экологические проблемы г. Бахчисарая и других городов Крыма.

Карьер, в котором планируется строительство полигона ТБО и завода, образовался в результате разработки месторождения строительного известняка датского яруса. В гидрогеологическом отношении карьер находится в южном крыле Альминского артезианского бассейна. Координаты карьера: N 33°55′43′′; Е 44°45′50′′.

Ландшафт территории - низкогорная лесостепь: разнотравье, кустарниковые заросли, лесостепная растительность. Одно это должно служить препятствием для размещения здесь полигона ТБО или предприятия по переработке отходов.

Существуют определенные природные условия, на которые необходимо обратить внимание при принятии окончательного решения:

1). Карьер располагается в левом борту оврага, а значит породы на данном участке и вблизи карьера не монолитны, а интенсивно трещиноваты. Это подтверждается замерами систем трещиноватости (генеральная – полого падающие на северо-запад трещины под углом 15-20°; оперяющая – круто падающие на юго-восток).

2). Произрастание на дне карьера тополей также свидетельствует о существовании системы трещин. Тополя – растения фреатофиты, по ним можно судить о распространении относительно неглубоко залегающих грунтовых водах и подземных потоках.

3). Подземные воды, формирующиеся на склонах Второй гряды, путем инфильтрации по падающим на северо-запад под углом 10° слоям трещиноватых карбонатных пород поступают в водохранилище д. Глубокий Яр, воды которого используются для питьевого водоснабжения (координаты д. Глубокий Яр: N 44°47′27″; Е 33°54′52″). В случае строительства полигона ТБО вместе с подземными водами в водохранилище будут попадать загрязняющие компоненты. Водохранилище находится на расстоянии менее 2 км от предполагаемого места полигона ТБО.

4). Если в карьере будет устроена помойка, это неизбежно приведет к интенсивным выбросам в атмосферу токсичных компонентов, а в силу того, что преобладающие ветра – северо-восточные и восточные, от этого в первую очередь будут страдать жители г. Бахчисарая (7 микрорайон находится в 3-4 км).

ВЫВОДЫ

Подземные воды палеогеновых отложений в предгорьях Крыма располагаются в области активного водообмена и никак не защищены. Даже существующие доводы (от «где-то же должны размещаться помойки» до «появятся дополнительные рабочие места») не могут убедить, что в области питания водоносных комплексов и горизонтов целесообразно устраивать вредные объекты разнопланового характера, в том числе полигоны ТБО и мусороперерабатывающие заводы.

Таблица 1. Микрокомпоненты в составе подземных вод палеогеновых отложений
Pg1d-m	Сg2l
кол-во проб	4 пробы	2 пробы
Ag	<0,005-0,038	<0,0001
Al	0,12-0,45	0,106-0,11
As	<0,005-0,0087	0,00044-0,001
B	0,01-1,3	0,07-0,1
Ba	10-0,42	0,29-0,38
Be	<0,0001	<0,0001
Cd	<0,0001-0,0013	<0,0001-0,00002
Co	0,0001-0,0016	0,0002-0,00022
Cr	0,0017-0,14	0,0015-0,0018
Cu	0,0044-0,012	0,0027-0,0058
Fe	0,00009-0,58	0,1-0,15
Li	0,002-0,0063	0,0065-0,015
Mn	0,0011-0,013	0,0031-0,0061
Mo	<0,001-0,0029	0,001-0,0019
Ni	0,0015-0,0036	0,0021-0,003
P	<0,01-1,7	<0,05-0,01
Pb	0,0027-0,014	0,00046-0,0011
Rb	0,001-0,0041	0,0018
S	4,6-8,1	8,4-41
Sb	<0,0001-0,0003	0,00018-0,00023
Se	<0,001-0,0013	0,0011-0,004
Si	9,0-11,0	5,3-6,3
Sn	<0,0001-0,0033	<0,001-0,0023
Sr	0,22-0,57	0,41-1,2
Th	<0,0001-0,0002	<0,0001
Ti	0,0016-0,0062	0,0018
Tl	<0,005	<0,0001
U	0,0004-0,0016	0,0014-0,0035
V	0,0015-0,013	0,0016-0,0024
Zn	0,012-0,18	0,012-0,014
NO3	не опр.	21,2

В последнее десятилетие в изучаемом районе вопросы, связанные с водными ресурсами обострились, что связано с нерациональным использованием ресурсов, глобальными изменениями климата и увеличением численности населения (за счет возвращения депортированных народов). Если описанные тенденции сохранятся, это отрицательно скажется на формировании как качества, так и количества подземных вод региона, и местное население в скором будущем вынуждено будет находить новые формы ведения водного хозяйства. Чистые воздух и пресная вода хорошего питьевого качества – ценнейший ресурс Предгорьев Крыма, который необходимо сохранять для ныне живущего и последующих поколений.

Литература

1. Вахрушев iйна складова пiдземного живлення річок i джерел Кримсько-Кавказького карстового регiону // Гiдрологiя, гiдрохiмiя i гідроекологія. – К.: Ніка-Центр, 2001. - Т.2. – С. 283-289.

2. Гидрогеология СССР. Т. 8. Крым. Под ред. В.Г. B46Ткачук: М., Недра. 1970, 351 с.

3. Каюкова особенности атмосферных осадков полигона Крымской геологической практики СПбГУ//Вестн. СПбГУ. Сер.7. 2011. Вып.2. С.26-43.

4. Каюкова полигона Крымской геологической практики и современные тенденции его изменения // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 7, 2010. Вып. 4. С.32-46.

5. , , Тимохина спелеогенез западной части Предгорного Крыма и его значение для понимания карстообразования в Равнинном Крыму. Тезисы «Крымские карстовые чтения». Симферополь, 2008, с.15- 17.