Подземные воды

ПОДЗЕ’МНЫЕ ВО’ДЫ. С 1930 по 1960 на терр. Пенз. обл. были проведены широкомасштабные разведочные работы по выявлению ресурсов подземных вод. Было пробурено большое число глубоких структурно-картировочных скважин, давших важные сведения о стратиграфии, тектонике и гидрогеологии региона. На основании этих сведений в 1964 были составлены очерк о гидрогеолог. условиях Пенз. обл. и ряд сводных обзорных карт, позволивших знач. повысить гидрогеолог. изученность терр.

Осн. эксплуатац.-ресурсные запасы П. в. на терр. Пенз. обл. приурочены к Сурско-Хоперскому артезианскому бассейну. Вытянутый с С.-В. на Ю.-З. он граничит на З. с Моск., на В. с Прикаспийским, на С. с Волго-Камским и на Ю. с Донецко-Донским артезианскими бассейнами. В Сурско-Хоперском артезианском бассейне 10 водоносных комплексов. Наиб. интерес для водоснабжения качеств. питьевой водой представляют 4 комплекса: палеогеновый, верхне- и нижнемеловой и каменноугольный.

Палеогеновый комплекс включает водовмещ. образования, представл. отложениями саратовской свиты из песков с прослойками песчаников, часто окварцов., царицынских опок с песчаниками, нижнесызранских трещиноватых опок с прослойками песков и включением дресвы песчаников, верхнесызранских глауконитовых песчаников.

Воды – напорные и высоконапорные, удельный дебит (в зависимости от горизонта) колеблется от 1,4 до 15 л. с. Особой водообильностью отличаются сызранские слои, практ. с неисчерпаемыми запасами, пригодными для питьевого водоснабжения.

Воды – пресные, преимуществ. гидрокарбонатно-кальцивые. Общая жесткость редко превышает 5 мг-экв/л. Минерализация колеблется от 200 до 700 мг/л, но встречаются и аномалии. Так, на ст. Евлашево вскрыты воды с общей минерализацией до 957 мг/л хлориднокальциевого типа. Их появление в песках Камышинской свиты на этом участке, возможно, связано с прогибом структуры, разделяющей Борлинские и Жигулевские дислокации.

В толщу верхнемеловых пород сенона включены маастрихтский, кампанский, сантонский, туронский и сеноманский вод. горизонты. В зависимости от вмещ. яруса воды приурочены к пескам и песчаникам, мелу, мергелям и мелоподобным известнякам, а также к породам мергельно-опоково-глинистого сочетания. Пласты в ярусах сантона, сеномана и частично маастрахита достаточно водообильны, поэтому пригодны для заложения эксплуатац. скважин. Турон распространен в вост. ч. обл. (под грядами Сурской Шишки у истоков рр. Суры и Инзы), залегает глубоко и не исследован. Кампан в вост. ч. также не изучен, а на Ю.-З. вскрыты воды в толще тонкозернистых песков мощн. 20–50 м с прослойками песчаников, к-рые имеют малый дебит и поэтому редко используются для водоснабжения.

Горизонты верхнего мела, эксплуатируемые артезианскими скважинами, имеют удельный дебит в диапазоне от 0,08 до 1,43 л. с, а их производительность, в зависимости от напора и конструкции, составляет от 0,8 до 12,5 л. с. В отд. случаях скважины в трещиноватых мелах (встречаются в маастрихте в вост. ч. обл. имеют удельный дебит до 8,5 л. с.

В долине р. Суры по берегам рек и в бассейнах Мокши, Вороны и др. имеются естеств. выходы подземных вод из верхнемелового горизонта в виде родников, мн. из к-рых каптированы дерев. срубами или сооружениями с применением малых архит. форм. Воды сенона в осн. пресные, мягкие, гидрокарбонатные, гидрокарбонатно-кальциевые, реже гидрокарбонатно-натриевые, гидрокарбонатно-натриево-кальцивые жесткостью от 0,8 до 5,7 мг-экв/л. Минерализация колеблется от 220 до 850 мг/л, но отмечаются исключения. В 1962 скважиной №94 вскрыты воды сантона с минерализацией 1552 мг/л, а в 1967 др. скважина показала минерализацию 1200 мг/л. Это может быть связано с сильной известковостью песчаников. В осн. массе минерализация вод сантона не превышает 428 мг/л.

Отдел нижнемеловой сист. представлен в осн. для скважинного водоснабжения альбским ярусом, реже аптским и еще реже барремским и готеривским. Восточнее рр. Суры и Сердобы альб сложен глинами с пророслями глинистого песка и песчаника. Эти породы обладают слабыми коллекторскими свойствами и водоотдачей. Поэтому, а также ввиду глубокого (250–300 м) залегания, наличия мощных вышележащих палеогеновых и верхнемеловых водоносных горизонтов на В. обл. воды альбского горизонта почти не отбираются. В П. и западнее альбский водоносный горизонт является осн. источником питьевого и пром. водоснабжения. Он вскрыт и эксплуатируется большим числом скважин, характеризуется знач. дебитом (от 1 до 14 л. с) и хорошим кач-вом воды.

Аптский водоносный горизонт распространен широко, в большей степ. относится к вост. и юж. ч. обл., представлен толщей глин 45–80 м с 1–2 прослоями песчаников. Воды апта напорные, местами изливающиеся на поверхность.

Воды баррема и готерива содержатся в маломощных горизонтах с низким удельным дебитом, имеют дискретный характер распространения и, за редким исключением, практ. применения не имеют. В верховьях р. Иссы и в нижнем течении р. Инзы питают небольшие родники.

Воды нижнего мела (в осн. альбский ярус) – пресные, обладают хорошими вкусовыми кач-вами. Хим. состав имеет широкий диапазон – от гидрокарбонатно-натриевого до гидрокарбонатно-сульфато-кальциево-натриевого. Воды апта отличаются высоким содержанием железа – до 6-кратного превышения предельно допустимой концентрации (ПДК), поэтому при их использовании применяются ст. обезжелезивания. Минерализация этих вод не превышает 440–800 мг/л, жесткость находится в диапазоне от 0,8 до7 мг-экв/л. В прогибах баррема и готерива минерализация вод доходит от 3 до 5 г/л.

На терр. Пенз. обл. находят все б. широкое применение для питьевого и пром. водоснабжения воды каменноугольной сист. Дебит отд. скважин достигает 30 куб. м/ч и б. Скважины долговечны, устойчивы в эксплуатации, поскольку водовмещающими породами являются трещиноватые известняки и доломиты моск. яруса, не треб. обустройства их фильтрами.

Глубина залегания пород карбона увеличивается с С.-З. на Ю.-В. и колеблется от 100 до 500 м и б.

Воды каменноугольной сист. вскрыты практ. повсеместно. Однако в ее пределах встречаются геоструктурные зоны с низкой водоотдачей (дебит скважин не б. 5–8 куб. м/ч). Увеличение дебита достигается только методом перфорации (разрыва) пласта взрывом. В 1980-е были вскрыты воды карбона с дебитом скважин в пределах 5–9 куб. м/ч. Повышение дебита до 35 куб. м/ч тогда было достигнуто с помощью перфорации пласта методом взрыва, выполн. специалистами из совместной гр. Росводгеофизики при Минводхозе РСФСР и Всерос. НИИ гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова (ВНИИГИМ).

Хим. состав и кач-во вод карбона различаются соответств. с гипсометр. положением горизонтов и литолог. составом пород нижнего, ср. и верхнего отд.: турнейский ярус сложен известняками; визейский – чередующимися слоями глин, алевритов (местами прослеживаются прослойки камен. угля) и известняками (местами доломитизиров.) с кораллами и брахиопородами; моск. ярус – известняками кристалл. с прослоями органогенно-обломочными, кавернозными.

В сводах поднятий воды пресные, гидрокарбонатно-кальциевые и карбонатно-натриевые. С увеличением глубины они сменяются гидрокарбонатно-хлоридно-натриевыми и хлоридно-натриевыми. Воды мягкие, жесткость – в пределах 1,5–2,5 мг-экв/л, минерализация находится в диапазоне от 400 до 1500 мг/л (в Юлов-Ишиме на глубине 304 м минерализация составила 2690 мг/л). Содержание железа ниже ПДК.

Воды девонского комплекса широко используются в бальнеолог. целях. С 1976 по 1990 по заявкам обл. совета по управлению курортами, профсоюзов, облздрава и плановому заданию Центр. НИИ курортологии и физиотерапии (ЦНИИКиФ) было пробурено в поисково-разведочных целях на терр. обл. ок. 20 глубоких (1000–1200 м) скважин на минер. воды. В пос. Ахуны для санатория им. В.В. Володарского – 2 (1-я – глубиной 1140 м с минерализацией воды 170–185 г/л, в к-рой присутствует бром; 2-я – глубиной 463 м с минерализацией около 4 г/л). Для санатория «Березовая роща» Пенз. р-на – 4 (1-я – глубиной 1100 м с минерализацией воды 125 г/л, 2-я – 760 м с минерализацией 7–10 г/л, 3-я и 4-я – по 525 м с минерализацией воды 2,7–3,5 г/л). В г. Сердобске Пенз. обл. для дома отдыха «Полесье» – 2 (1-я – глубиной 1250 м с минерализацией воды 150–165 г/л, 2-я – 625 м с минерализацией воды 2,7–3,5 г/л). Для пансионата Липовка Сосновобор. р-на Пенз. обл. – 1 скважина глубиной 700 м, вскрывшая сульфатно-хлоридно-натриевую воду с минерализацией 3,0–3,5 г/л. Для санатория «Надежда» Кузн. р-на Пенз. обл. – 1 скважина глубиной 1200 м. Для завода ЗИФ – 3 скважины (1-я – глубиной 1031 м с минерализацией воды 150–160 г/л, 2-я – 560 м и 3-я 510 м с минерализацией воды 6–7 г/л). Для санатория-профилактория «Хопровские зори» Колышл. р-на Пенз. обл. – 2 (1-я глубиной 1200 м (рапной рассол), 2-я – 580 м с минерализацией 2,7–3,5 г/л).

В 1973 обл. советом профсоюзов было выдано задание Пенз. СМУ «Ремводстрой» на устройство эксперимент. разведочно-эксплуатац. скважины в бальнеолог. целях для Поим. профилактория и оздоровит. лагеря глубиной 500–800 м с эксплуатац. дебитом не менее 2,5 куб. м/ч. Горизонт минер. воды был вскрыт на глубине 500–540 м. С 1974 по наст. время вода скважины используется профилакторием и оздоровит. лагерем в леч. целях. Ранее при Белинск. райпищекомб-те был организован ее розлив для продажи нас. Только за 1976–1980 было реализовано через торг. сеть 35 тыс. декалитров. Вода из Поим. источника является слабоминерализов. (3 мг/л) хлоридного натриево-магниевого состава и может применяться как леч. и в кач-ве столового напитка. Ее близкими аналогами являются Миргородская и Минская минер. воды. Все они применяются при хрон. гастритах с секреторной недостаточностью, хрон. колитах, заболеваниях печени и желчевыводящих путей.

Водоносные комплексы неогеновых и четвертичных отложений из-за их период. бактериолог. загрязнения для питьевого и хоз. водоснабжения используются редко. Однако во мн. р-нах обл. они являются осн. источником водоснабжения небольших нас. пунктов, индивид. построек, дачных владельцев и др. Воды из этих отложений забирают с помощью шахтных колодцев, мелких буровых скважин, абессинских (забивные) колодцев. В последние годы спрос на эти и аналогичные сооружения увеличился в связи с участившимися перебоями в водообеспечении нас. пунктов.

Проблемы водоснабжения в наст. время актуальны во мн. регионах России, но в Пенз. обл. они имеют свою специфику. В структуре общего потребления вод. ресурсов в обл. на долю П. в. приходится порядка 70% , на поверхностные – 30% (П. и частично г. Заречный и пос. Колышлей). При сохранении доминир. положения артезианских вод потенциал скважинного водоснабжения еще недостаточно востребован для удовлетворения нужд нас. в питьевой воде.

Резкое снижение доли П. в. в общем объеме водопотребления П. произошло после ввода в эксплуатацию насосной ст. мощн. 200 тыс. куб. м в сутки, встр. в тело плотины Сурского вдхр (ныне Пенз.), подающей с 1982 сурскую воду жит. города через очистные сооружения. В связи с этим мн. орг-ции отказались от подземных источников, отдав предпочтение централизов. водоснабжению. Между тем на терр. города имелось тогда б. 200 артезианских скважин с суммарным дебитом около 60 тыс. куб. м в сутки, что составляло почти 30% общего баланса водопотребления. Однако в 1990-е орг-ции, еще сохранившие часть артскважин, ликвидировали их по причине возникших фин. проблем.

Ист.: Артемьев В.И. О гидрологических условиях территории Пензенской области. Саратов, 1964; Ивушкин А.С., Крышов И.М., Кантеев К.К., Каледа И.А. Водоснабжение из подземных источников. Пенза, 1995; Кантеев К.К. Состояние подземных вод Пензенской области и некоторые проблемы водоснабжения региона // Мелиорация и водное хозяйство. 2014. №2.

К. К. Кантеев