Мониторинг подземных вод
Шахтный, карьерный водоотлив и вертикальный дренаж
Интенсивная многолетняя добыча подземных вод централизаванными водозаборами для питьевого водоснабжения населения и обеспечения водой объектов промышленности неизбежно приводит к изменению их состояния по количественным и качественным показателям, к развитию обширных депрессионных воронок, изменению подземного стока, питания подземных вод.
Значительных изменений в размерах депрессионных воронок и понижениях уровней подземных вод в 2006 г. по сравнению с 2005 г. не отмечалось. Темп снижения уровня по большинству водозаборов уменьшился в результате сокращения водоотбора. В зависимости от изменения величины добычи подземных вод и продолжительности их эксплуатации фактические понижения уровней составляют в основном 10-70 % от допустимых, а понижения или повышения уровней за учитываемый период чаще всего не превышают 2 м. На многих водозаборах произошла стабилизация уровней подземных вод, наблюдается установление квазистационарного и переход к стационарному режиму фильтрации. Лишь на отдельных водозаборах отмечаются признаки истощения их запасов вследствие интенсивного водоотбора и несоблюдения режима эксплуатации подземных вод.
На территории Российской Федерации разрабатывается большое количество месторождений твёрдых полезных ископаемых как подземным, так и открытым способами, отработка которых ведётся с организацией мощных систем водопонижения и водоотливом, оказывающим воздействие на геологическую среду, особенно на подземные воды. Разработка месторождений твёрдых полезных ископаемых, шахтный и карьерный водоотлив, складирование отвалов горных пород, ликвидация горных выработок и т. д. приводят к формированию и изменению депрессионных воронок, переориентации потока подземных вод, осушению водоносных горизонтов, образованию провалов и проседаний земной поверхности, а также к подтоплению застроенных территорий.
На территории угольных бассейнов России существует сложная гидродинамическая обстановка, где интенсивная работа дренажных сооружений и водоотлив на действующих шахтах и карьерах приводят к значительным понижениям уровней и развитию депрессионных воронок. Кроме того, при отработке и ликвидации нерентабельных объектов происходят восстановление уровней подземных вод, смешение водоносных горизонтов и загрязнение подземных вод, а также загазованность, выход шахтных вод на поверхность земли, изменение подземного стока, подтопление территории и др.
Добыча металлических полезных ископаемых, как и добыча угля, приводит к активному нарушению не только недр, но и земной поверхности. В районах разработки месторождений металлических полезных ископаемых происходят небольшие изменения рельефа местности при складировании «пустых пород» и размещении отходов, возникающих в процессе обогащения полезных ископаемых. Работа дренажных и водопонизительных систем приводит к истощению запасов подземных вод и изменению их качества. Отвалы горных пород, большие объёмы жидких отходов обогатительных фабрик и горно-обогатительных комбинатов, содержащие вредные вещества, интенсивно загрязняют почву, а также поверхностные и подземные воды.
На разрабатываемых месторождениях твёрдых полезных ископаемых на территории Россиийской Федерации в 2006 г. по-прежнему сохраняется сложная гидродинамическая и гидрохимическая обстановка, обусловленная с одной стороны, развитием депрессионных воронок и понижением уровня подземных вод на осваиваемых объектах, с другой стороны, — восстановлением уровня и ухудшением качества подземных вод в районах ликвидированных объектов.
Значительных изменений в понижении уровня подземных вод и развитии депрессионных воронок в этих районах по отношению к 2005 г. не наблюдалось.
В ряде районов депрессионные воронки, сформированные в пределах шахтных полей, осложняют работу водозаборов хозяйственно-питьевого назначения.
Изменение гидрогеологических условий, происходящее на территории затопления шахт, вызывает загрязнение подземных вод. Наблюдается загрязнение верхних водоносных гризонтов отходами добычи и обогащения чёрных металлов, утечками из хвостохранилищ, карьерными высокоминерализованными водами. Повышаются концентрации в подземных водах азотистых соединений железа, марганца, нефтепродуктов, ХПК, БПК. Исходя из приведённой характеристики состояния подземных вод в районах интенсивного извлечения их при эксплуатации месторождений твёрдых полезных ископаемых необходимо расширение объектной наблюдательной сети в соответсвии с лицензионными условиями, выданными недропользователям.
На территории Российской Федерации разработка месторождений углеводородного сырья производится во многих регионах её европейсткой части и Сибири. Вместе с тем информация о состоянии подземных вод во многих регионах разработки таких месторождений весьма ограничена в связи с тем, что данные объектного мониторинга подземных вод, который должен осуществляться недропользователями, оформившими лицензии на участки недр для добычи углеводородного сырья, как правило, в ГМСН не поступают. Поэтому характеристика состояния подземных вод районах разработки месторождений углеводородного сырья приводится в объёме имеющейся информации.
Техногенное изменение состояния подземных вод под воздействием нефтеперерабатывающих предприятий проявляется в изменении положения уровня подземных вод в зависимости от динамики водоотбора, формировании депрессионных воронок, изменении их баланса и качественных показателей, в загрязнении, а также активизации экзагенных геологических процессов и нарушении гео- и гидродинамического равновесия в недрах.
При этом влияние техногенного воздействия носит комплексный характер, охватывая все компоненты природной среды (недра, поверхностные и подземные воды, почву, рельеф и др.). Природная среда испытывает чрезмерную антропогенную нагрузку, вызванную длительной эксплуатацией месторождений нефти и газа. Наблюдается загрязнение поверхности буровыми растворами, нефтепродуктами, нефтью и солёными пластовыми водыми, приводящее к засолению почв, загрязнению ближайших водотоков и водоёмов, подземных вод не только верхних, но и нижележащих водоносных горизонтов. Кроме того, наносится большой ущерб территориям в результате преобразования ландшафта. Значительное воздействие на почвенные горизонты и водные объекты оказывают высокоминерализованные воды, используемые для поддержания пластового давления. Также происходит загрязнение почв и подземных вод вследствие разливов нефти при прорывах нефтепроводов, при аварийных разливах сточных и пластовых вод, инфильтрации буровых растворов из шламовых амбаров, утечках из водоводов, прудов — отстойников, земляных амбаров.
Следует отметить, что на состояние подземных вод оказывает воздействие не только эксплуатация нефте-газопромыслов, но также не в меньшей степени и сопутствующая им инфраструктура. Поэтому при организации объектного мониторинга подземных вод наблюдательная сеть должна создаваться в районах добычи водородного сырья и на площади воздействия объектов инфраструктуры. ФГУГП «Гидроспецгеология», Центр ГМСН