Подземные воды и Окружающая среда

Гидрогеологические процессы, происходящие в верхней части зем­ной коры, тесно связаны с хозяйственной деятельностью человека — водоснабжением, эксплуатацией городских агломераций, обоснованием строительства и т. д. Именно в области прикладной геологии очень важно понимать существо природно-технического взаимодействия, уси­ливающегося техногенного пресса на геологическую среду. Мировые запасы пресной воды составляют 34 980 тыс. км³, и в России, включая поверхностные и подземные воды, 3 млн км³, причем водопотребление быстро растет.

Одними из важных задач прикладной гидрогеологии являются обо­снование водозабора для хозяйственно-питьевого водоснабжения, а сейчас особенно, и оценка качества воды. Кажется невероятным, но в России в настоящее время только 1 % воды отвечает нормам, установ­ленным для питьевой воды. Большая часть воды на земле непригодна для питья. Около 70 % пресной воды уходит на орошение, а на произ­водство 1 кг пшеницы уходит 1 м³ воды. Многие регионы, такие как США, Северный Китай, Северная и Западная Индия, Западная Азия, Северная Африка, выкачивают подземную воду гораздо быстрее, чем восстанавливаются водоносные горизонты.

Какое количество воды можно извлечь из данного водоносного слоя? Как при этом изменится уровень грунтовых вод? Какова бу­дет депрессионная воронка и как быстро она сформируется? Какова должна быть ширина зоны санитарной охраны? На все эти вопросы надо дать ответ.

В связи с отбором воды из водоносных горизонтов разного типа из­меняется водный режим ландшафтов, происходит изменение раститель­ности, меняются поверхностный сток и напряженно-деформированное состояние водонасьпценных горных пород. Понижение уровня грунто­вых вод приводит к угнетению лесов, к осушению и возгоранию летом торфяников, к уменьшению поверхностного водного стока и обмелению небольших рек, эвтрофикации мелеющих озер, оседанию отдельных уча­стков земной поверхности. Поэтому необходим мониторинг влияния во- доотбора на окружающую среду, а также геофильтрационное моделиро­вание потока подземных вод.

Для многих городов характерно подтопление территорий, т. е. повыше­ние уровня грунтовых вод за счет увеличения инфильтрации осадков, уте­чек промышленных вод, искусственного орошения. Такое подтопление вызывает усиление оползневых явлений, суффозии (вымывания), умень­шение прочностных свойств грунтов. Поэтому необходимо проводить дре­наж, чтобы снизить уровень грунтовых вод.

Другая опасность — это техногенное загрязнение подземных вод из атмос­феры в виде твердой и жидкой фаз, закачка промышленных стоков, утечки из систем канализации, свалки, нефтепродукты и др. Все это способствует про­никновению токсичных веществ сначала в зону аэрации, а потом и в водонос­ные горизонты (рис. 7.10). Все сказанное выше свидетельствует об уязвимости водоснабжения населения в связи с усиливающимся техногенным загрязнени­ем. Существует еще много очень важных вопросов, касающихся прикладной гидрогеологии. Отсюда следует очевидный вывод о том поистине жизненном значении, которое приобретает наука о подземных водах.

Рис. 7.10 Загрязнение водоносного горизонта за счет просачивания вод из района свалки: 1 — зеркало грунтовых вод, 2 — направление движения грунтовых вод, 3 — свалка, 4 — дождь, 5 — загрязнение воды