Характеристика подземных вод Джанкойского района и проблемы их использования

24

Муниципальное общеобразовательное учреждение города Джанкоя Республики Крым «Школа-гимназия №6»

Отделение: наук о Земле

Секция: геология и минералогия

Характеристика подземных вод Джанкойского района и проблемы их использования

Работу выполнила Скрипка Дарья Александровна ученица 9 класса МОУ г. Джанкоя «Школа-гимназия №6»

Научный руководитель Лисюк Дмитрий Васильевич учитель географии высшей категории МОУ г. Джанкоя «Школа-гимназия №6»

г. Джанкой-2015

Тезисы

ФИО: Скрипка Дарья Александровна;

Внешкольное образовательное учреждение: Малая академия наук учащейся молодёжи Республики Крым;

Учебное заведение: Муниципальное общеобразовательное учреждение «Школа-гимназия №6» г Джанкоя;

Класс: 9 класс

Научный руководитель: Лисюк Дмитрий Васильевич, учитель географии в МОУ «Школа-гимназия №6» г. Джанкоя

Цель исследовательской работы: изучить источники питьевой воды, качество потребляемой воды и проблемы использования подземных вод в Джанкойском районе.

Задачи:

• Изучить расположение артезианских вод и выяснить, что явилось необходимым условием для образования водоносных горизонтов в степном Крыму.

• Рассмотреть современные проблемы водоснабжения Крымского полуострова.

• Используя предоставленные данные, дать характеристику подземных источников воды Джанкойского района.

• Проанализировать данные лабораторного контроля физико-химических исследований питьевой воды.

• Составить гидрогеологическую карту подземных вод Джанкойского района.

Одной из наиболее актуальных проблем Крыма является нехватка питьевой воды. Дефицит пресной воды существовал на полуострове во все времена.  Остроты добавило и прошлогоднее прекращение подачи днепровской воды по Северо-Крымскому каналу. На сегодняшний день обеспечение Крыма качественной питьевой водой для населения является важной темой. Население 161 населенного пункта Крыма вынуждено пользоваться привозной водой и водой, не соответствующей требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. Контроль качества» из-за повышенной минерализации.

К современным проблемам водоснабжения Крымского полуострова относится дефицит пресной воды, засоление основного питьевого водоносного горизонта в результате нерасчётливой откачки воды, неконтролируемое бурение скважин.

Глубина залегания артезианских вод от 20 до 230 м. Глубина эксплуатируемых скважин от 80 до 210 м. Сроки ввода в эксплуатацию скважин 1951г. -2000 г. и современное использование их

Меры способные решить проблему сохранения и разумного использования природных запасов воды в Джанкойском районе:

а) в экономном расходовании подземных вод: сокращать расходование воды, идущей на орошение; применять оборотное водоснабжение; провести замену на ряде предприятий пресной воды технической;

б) провести реконструкцию изношенных водопроводных сетей;

в) необходимо бурение новых артезианских скважин в населенных пунктах с повышенной минерализацией воды или обеспечить установками для очистки воды и т. д.

Содержание

Введение……………………………………………………………………………..5

Раздел 1. Подземные водные ресурсы степного Крыма………………………….7

• • Условия образования водоносных горизонтов………………………8

  • Гидрогеологические районы Крыма……………………………...…10

  • Современные проблемы водоснабжения Крымского полуострова..11

Раздел 2. Характеристика источников водоснабжения Джанкойского района...14

Раздел 3. Лабораторные исследования качества питьевой воды района……….17

Раздел 4.Гидрогеологическая карта Джанкойского района……………………..21

Вывод……………………………………………………………………………….23

Список используемой литературы……………………………………………......24

Введение.

Актуальность темы. Проблема водоснабжения Крыма является одной из важнейших задач, которые встали перед властями и населением Крыма после воссоединения с Российской Федерацией. Решения данной проблемы обезопасит нормальное существование республики, как в настоящее время, так и в перспективе. Так как отсутствие достаточного количества водных ресурсов сдерживает развитие промышленности и сельского хозяйства, так и нормальные жилищно-бытовые условия двухмиллионного населения Крыма, а так же города Севастополя.

Предметом исследования данной работы является обеспеченность водными ресурсами населения, а объектом – обеспечение пригодными для использования населением Крыма и Джанкойского района подземных водных ресурсов.

Цель исследовательской работы: изучить источники питьевой воды, качество потребляемой воды и проблемы использования подземных вод в Джанкойском районе.

Задачи:

• Изучить расположение артезианских вод и выяснить, что явилось необходимым условием для образования водоносных горизонтов в степном Крыму.

• Рассмотреть современные проблемы водоснабжения Крымского полуострова.

• Используя предоставленные данные, дать характеристику подземных источников воды Джанкойского района.

• Проанализировать данные лабораторного контроля физико-химических исследований питьевой воды.

• Составить гидрогеологическую карту подземных вод Джанкойского района.

Организация и методы исследования. В исследовательской работе рассматривалась обеспеченность подземными водами различных регионов Крыма, в том числе особое внимание уделялось использованию подземных источников воды в Джанкое и Джанкойском районе.

При написании исследовательской работы были использованы следующие методы: литературный, статистический, качественного анализа, картографический, санитарно-гигиенически й анализ свойств воды.

Данная исследовательская работы состоит из введения, основного теоретического и практического разделов, выводов, списка литературы, трёх приложений.

Раздел 1. Подземные водные ресурсы степного Крыма.

Основной источник качественной питьевой воды в Равнинном Крыму с конца XIX столетия – артезианские воды. Горные породы в равнинной части полуострова состоят из слоёв, которые соответствуют той или иной породе и отличаются от соседних своим составом и возрастом. При этом в разных местах толщина слоев и их количество значительно отличаются друг от друга. В прогибах (им соответствуют артезианские бассейны) слоев больше, на поднятиях меньше. Каждый слой либо может пропускать воду и потому обводнен, либо не может (в этом случае он называется водоупором). Обычно породы, содержащие подземные воды, называют водоносным горизонтом, если это один слой, или водоносным комплексом, если слоев несколько. Название им дается по возрасту горных пород. Наиболее водообильными в степном Крыму являются понт-меотический, сарматский водоносные комплексы и среднемиоценовый водоносный горизонт. Породы названных комплексов большей частью представлены известняками. А там, где есть известняки и движущаяся вода, неизбежно возникает карст.

Рис.1. Карст.

Карст (от нем. Karst, по названию известнякового  плато Крас в Словении) — совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот. Поверхностные карстовые формы — воронки, провалы и т. п. — в этих местах есть, зато глубинные, то есть те, что скрыты глубоко в недрах земли, развиты еще более широко. Поверхностные карстовые формы — воронки, провалы и т. п. — в этих местах почти отсутствуют, зато глубинные, то есть те, что скрыты глубоко в недрах земли, развиты довольно широко. Непосредственно увидеть и исследовать их нельзя (когда по ним движется вода), они обнаруживаются при бурении скважин и других горных работах. О карсте степного Крыма специалистам стало известно в результате изысканий. Некоторые слои крупнопористых ракушечных известняков толщиной до 1 м. имеют крупные и мелкие отверстия (геологи называют их кавернами). Это результат развития карста, процесса, который уничтожает породу, растворяя кальцит. Иногда в массиве крепкой, монолитной породы образуются крупные полости, частично заполненные песком (оставшимся нерастворенным остатком). Карстовые процессы приводят к увеличению объема пустот, а следовательно, к повышению водопропускной способности. Наличие водопроницаемых, растворимых пород и воды является необходимым условием образования водоносных горизонтов в степном Крыму.

Артезианские бассейны в геологическом отношении соответствуют гигантским прогибам в земной коре. Земные слои, которые на их краях выходят на поверхность, в центре прогибов погружаться на глубину от сотен до тысячи метров. А поднятия отделяют друг от друга артезианские бассейны.

Рис.2. Строение горных пород в равнинной части Крыма.

Степной Крым хорошо изучен в гидрогеологическом отношении. Первая артезианская скважина была здесь пробурена в середине прошлого века на территории нынешнего села Войково. Скважина вскрыла мощный водоносный горизонт. С тех пор и до настоящего времени продолжается изучение гидрогеологических условий степной части полуострова. Тысячи скважин с различными целями пробурены здесь геологами, гидрогеологами, нефтяниками, геофизиками. Обобщение результатов бурения и многих других материалов позволило выделить в степном Крыму несколько гидрогеологических районов.

Рис.3. Схема размещения месторождений подземных вод.

Наиболее обширным из них является южная часть Северо-Сивашского артезианского бассейна, расположенного в пределах Красноперекопского, Джанкойского, Первомайского, Раздольненского, Черноморского и северной части Красногвардейского административных районов. Крупными гидрогеологическими районами являются Белогорский артезианский бассейн (куда входят восточная часть Джанкойского района, восточная часть Белогорского района, Нижнегорский, Кировский, Советский районы), Альминский артезианский бассейн (южная часть Сакского, западная часть Симферопольского, западная часть Бахчисарайского района, часть территории, входящей в черту г. Севастополя).

Артезианские воды залегают на глубине от 40 – 50 метров до 250 – 270 метров. Этот водоносный горизонт хорошо защищён, и из него получают воду многие сёла и посёлки Северного и Центрального Крыма. Воды подземных горизонтов, расположенных ближе к поверхности и мене защищённых, чаще всего засолены и загрязнены в результате деятельности человека.

Основная особенность, отличающая подземные воды от других полезных ископаемых, извлекаемых человеком из земных недр, — это их возобновляемость. Однако, если отбирать воды больше строго рассчитанного количества, наступит истощение месторождения у нас в Крыму.

Рис.4. Водоотбор подземных вод в Крыму.

До середины 1970-х годов на орошение уходила изрядная часть добываемой артезианской воды. Росло население Крыма, и оно тоже требовало воду. По данным на 1975 год, отбор подземных пресных вод в степной части Крыма более чем на 20% превышал их естественное питание. Уровень грунтовых вод упал в отдельных местах на 25 м, что привело к «подсасыванию» более солёной воды и засолению основного питьевого водоносного горизонта. Так в г. Керчи из-за нерасчетливой откачки воды из эксплуатационного горизонта создалась угроза проникновения туда морской воды и поступления соленых вод из нижних горизонтов. В Евпатории подземную воду отбирали в количестве, в два раза превышающем естественное пополнение запасов. Результатом явилось проникновение соленых вод из вышележащих отложений.

Рис. 6. Засоление почв.

Воды близких к поверхности подземных горизонтов, используемые для питья, в Северном Крыму содержат большие концентрации (в 1.5-2 раза выше нормы) минеральных солей – хлоридов, сульфатов, а также кальция и магния. В связи этим, жители многих сёл и посёлков Равнинного Крыма вынуждены пить воду, в которой общее содержание солей достигает 4-5 г/л при норме 1 г/л, а общая жёсткость – 15 - 20 мг-экв/л при норма 7мг-экв/л. Постоянное потребление такой воды увеличивает риск развития заболеваний сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, почек, аллергических заболеваний, патологии беременности и родов.

После того, как Украина перекрыла поставки воды через Северо-Крымский канал, на полуострове сложилась критическая ситуация с водоснабжением отдельных городов, а также с организацией орошения и полива земель сельскохозяйственного назначения. В течение нескольких месяцев планировалось пробурить 36 новых скважин.
Крымские экологи заявили, что бурение скважин для обеспечения Крыма водой – неудачная и небезопасная идея. Артезианские скважины будут эффективны только 2-3 года, а после возникнут депрессионные воронки (образуются вокруг водозабора в результате откачки воды), увеличатся площади солончаков в северных и центральных районах Крыма. Вода начнет уходить из скважин на глубину.

Рис. 5. Обезвоженный Северо-Крымский канал.

Раздел 2. Характеристика источников водоснабжения Джанкойского района.

Площадь Джанкойского района составляет 266 696 га. Протяженность района с востока на запад – 76 км, с севера на юг – 53 км. Территория Джанкойского района расположена в степной зоне Северного Крыма, в пределах Центрально -Присивашского физико – географического района .

В геоморфологическом отношении территория представляет возвышенную часть Присивашской долины с плавным понижением в сторону Сиваша.

В геоструктурном отношении территория приурочена к Присивашской равнине Причерноморской впадины. В геологическом отношении принимают участие кристаллические породы докембрия, залегающие на глубине до 7000 метров. Породы сильно дислоцированы, метаморфизованы. Сверху они перекрыты мощной толщей осадочных отложений.

В геоморфологическом строении проектируемой территории главную роль играют четвертичные образования, представленные суглинками и глинами. Абсолютные отметки поверхности земли изменяются от 8,5 м до 19,5 м.

Водоснабжение г. Джанкоя и Джанкойского района осуществляется из артезианских скважин, обеспечивающих население города и района. Глубина скважин от 80 до 200 м. Согласно данным гидрогеологов, водоносный горизонт понт-мэотических отложений расположен в восточной части Северо-Сивашского бассейна. Водоносный горизонт напорный. Водовмещающими породами являются пористые кавернозные известняки. Верхним водоупором являются среднеплеоцентовые глины, а нижний – представлен глинами нижнего мэотиса и верхнего сармата мощностью до 30-66 м. глубина от 20 до 230 м. отсюда следует, что водоносный горизонт на территории Джанкойского района надежно защищен.

Вскрытая мощность известняков в пределах Джанкоя 20-47 м. Глубина залегания от40 до 60,5 м. Воды гидрокарбонатно- хлоридно- натриевые с минерализацией до 1г/л. Предварительно запасы сарматского водоносного горизонта определены в количестве 7,2 тыс. м³/сут.

В городе Джанкое вода из артезианских скважин подается непосредственно в водопроводную сеть. Двенадцать скважин закольцованы в сеть, одна работают автономно на башню Рожновского, емкостью 150 м3. Сроки ввода в эксплуатацию скважин 1953-1967год – 4 скважины;1972-1999 год – 9 скважин. Средний износ скважин составляет 93,5%. Глубина скважин от 75-111 м.

Таблица 2.1

Артезианские скважины г. Джанкоя.

№ Скважин

Год ввода в эксплуатацию

Глубина скважин, м

6002

ул.Ленина

1955

88

6005

ул.Восточная

1962

93

6004

ул.Советская

1972

97

6064

ул.Советская

1990

75

6008

ул.Парижская

1966

90

6007

ПМК-12

1967

95

6006

ул. Проезжая

1972

95

6063

Комсом.парк

1990

78

6012

Машзавод

1972

100

6056

КОС

1984

90

6026

Воен.город.цен.

1952

110

6025

Воен.город.аэр.

1967

111

6050

ул.Титова

1978

98

Сельское водоснабжение 111 сел представлено 240 скважинами и 140 водопроводами. Вода из артезианских скважин подается в башни Рожновского. Сроки ввода в эксплуатацию скважин 1950-1960год – 43 скважины;1961-1970 год – 98 скважин, 1971-1980 год – 46 скважин, 1981-1990 год – 27 скважин, 1991-2000 год – 17 скважин, с 2001 - 9 скважин. Глубина скважин от 64-210 м.(Приложение 1 табл.2.2.)

  В последнее время в Джанкойском районе пробурено много скважин в личных сельхозпредприятиях.  Не контролированное бурение и использование скважин может привести к вторичному засолению земель. Кроме того, не исключается вероятность смешивания водоносных горизонтов как следствие некачественного проведения буровых работ, что может привести к безвозвратному ухудшению физико-химического состава артезианских   вод на больших территориях. 

В районе имеются горячие источники с большим содержанием йода. В с.Медведевка есть горячие лечебные источники, которые приспособили для отопления жилых помещений. 

Раздел 3. Лабораторные исследования качества питьевой воды района.

Артезианские воды Джанкойского района имеют различный физико-химический состав.

По результатам проведенного в 2014-2015 годах лабораторного контроля качества питьевой воды в г. Джанкое и Джанкойском районе установлено не соответствие качества питьевой воды требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. Контроль качества» по ряду санитарно-гигиенических показателей, прежде всего содержанию хлоридов, сухого остатка, жесткости превышают нормативные показатели, т.е. продолжается засоление водоносных горизонтов и в настоящее время часть населения лишена воды соответствующей требованиям гигиенических норм(Приложение 2табл. 3.1).

Жёсткость воды это содержание в ней растворённых солей кальция и магния. Суммарное содержание этих солей называют общей жёсткостью. В России Госстандартом в качестве единицы жесткости воды установлен моль на кубический метр (моль/м³).

Таблица 3.2

Скважины города с повышенными показателями по жёсткости.

№ скважины

Жёсткость общая (моль/м³)

6002

ул. Ленина

10,0+1,5

6005

ул. Восточная

9,0+1,4

6007

ПМК-12

11,7+1,5

6008

ул. Парижская

10,5+1,6

6012

Машзавод

12,2 +1,5

6004

ул. Советская

8,3+1,2

6025

Воен.город.аэр.

8,7+1,2

6050

ул. Титова

10,1+1,5

6063

Комсом.парк

8,9+1,2

6064

ул. Советская

8,3+1,2

Согласно данным в г. Джанкое на 10 скважинах показатели по общей жёсткости превышают нормативные (табл. 3.2).

Таблица 3.3

Численность населения Джанкойского района, обеспеченного условно доброкачественной питьевой водой.

Наименование населенного пункта

Жесткость общая

(моль/м³)

Население чел

Комсомольское

9,6

630

Ясная Поляна

10

971

Володино

10

2

Рюмшино

10

234

Серноводное

9,2

375

Мартыновка

9,8

842

Солонцово

8,8

332

Рощино

9,3

1 103

Островское

9,4

156

Субботник

10

444

Всего

5089

5089 жителей Джанкойского района употребляют условно доброкачественную воду - показатели общей жёсткости от 9,3 моль/м³ до 10,0 моль/м³ при норме 7,0 моль/м³.

Рис. 7. Санитарно-гигиеническая лаборатория.

Таблица 3.4

Численность населения Джанкойского района, обеспеченного недоброкачественной питьевой водой.

Наименование населенного пункта

Жесткость общая(моль/м³)

Население чел

Лобаново

25,5

1 947

Жилино

26,5

535

Марьино

24

788

Орденоносное

16,6

104

Ясное

26,5

91

Луганское

22,0

1 383

Ковыльное

23,0

557

Тутовое

27,8

383

Ударное

29,8

96

Маслово

12,5

2 265

Пахаревка

21,2

1 171

Выпасное

29,2

383

Целинное

26,5

990

Томашовка

27,8

226

Колоски

27,8

400

Арбузовка

15,8

141

Тимирязево

10,7

242

Веселое

19,0

237

Пушкино

16,0

486

Дмитриевка

13,2

757

Новостепное

13,6

1 519

Ближнегородское

12,1

738

Мичуриновка

13,8

185

Днепровка

12,0

2 002

Краснодольное

13,0

433

Всего

18059

В Джанкойском районе 18059 человек употребляют воду, показатели общей жёсткости которой от 10,7 моль/м³ до 29,8 моль/м³ при норме 7,0 моль/м³. Такая вода является недоброкачественной.

С целью уменьшения повышенной минерализации в столовой школы с. Лобаново была смонтирован установка для очистки воды. Исследовалась исходная вода в с.Лобаново и вода после очищения. Количество сухого остатка после очищения снизилось. В школьной столовой с.Луганское установлен очиститель воды, который одновременно с очисткой опресняет воду.

Раздел 4. Гидрогеологическая карта Джанкойского района.

На основании полученных данных составлена гидрогеологическая карта Джанкойского района. На карту нанесены водоносные горизонты и комплексы пластовых подземных вод, степень минерализации подземных вод, границы между подземными водами имеющими разную степень минерализации.

Указаны населённые пункты использующие недоброкачественную воду, условно доброкачественную по общей жёсткости; населённые пункты с высокой минерализацией питьевой воды. Указано количество потребителей такой воды. Внесены данные о глубине скважин. Обозначены скважины с термальной минеральной водой. Приложение 3 табл. 4.1

Исходя из полученных данных при составлении карты, можно прийти к выводу, что большинство источников водоснабжения на территории восточной части Джанкойского района имеют условно допустимые характеристики по жёсткости воды, в то время как в западной части района они не соответствуют требованиям санитарных норм по химическому составу.

_{Рис. 8. Гидрогеологическая карта.}

Выводы.

1. Источником питьевой воды в г. Джанкое и Джанкойском районе являются артезианские воды восточной части Северо-Сивашского артезианского бассейна. Наличие водопроницаемых, растворимых пород и воды является необходимым условием образования водоносных горизонтов в степном Крыму. Водоносный горизонт на территории Джанкойского района надежно защищен. Водовмещающими породами являются пористые кавернозные известняки.

2. К современным проблемам водоснабжения Крымского полуострова относится дефицит пресной воды, засоление основного питьевого водоносного горизонта в результате нерасчётливой откачки воды, неконтролируемое бурение скважин.

3. Глубина залегания артезианских вод от 20 до 230 м. Глубина эксплуатируемых скважин от 80 до 210 м.Сроки ввода в эксплуатацию скважин 1951г. -2000 г. и современное использование их.

4. Воды гидрокарбонатно- хлоридно- натриевые. Часть населения лишена воды соответствующей гигиеническим требованиям по содержанию хлоридов, сухого остатка, жесткости.

5. Меры способные решить проблему сохранения и разумного использования природных запасов воды в Джанкойском районе:

а) в экономном расходовании подземных вод: сокращать расходование воды, идущей на орошение; применять оборотное водоснабжение; провести замену на ряде предприятий пресной воды технической;

б) провести реконструкцию изношенных водопроводных сетей;

в) необходимо бурение новых артезианских скважин в населенных пунктах с повышенной минерализацией воды или обеспечить установками для очистки воды и т. д.

Список используемой литературы.

1. Лущик А. В. Проблемы рационального использования запасов пресных подземных вод в районе степного Крыма. Журн. «Водные ресурсы», М., 1976, № 4.

2. Карта подземных вод Крыма. Схема из книги "Гидрогеология СССР", том 8. Редактор: В.Г. Ткачук. Издательство Недра.

3. Крым в деталях. Подземные водные ресурсы. Источник: http://www.krimspec.org/resurs/vodresurs/118-2012-01-26-12-32-43.html

4. Устойчивый Крым. Водные ресурсы. Гл. редактор В.С. Тарасенко.Симферополь . Таврида.2003 г. 413 с.

5. Крым: настоящее и будущее: сб. статей / Под ред. Г.М. Фомина. – Симферополь: Таврия. 2. Экологические проблемы Крыма. Б.И. Сергеев, зам.предс. КО НАН, акад. КАК с.64 3. Проблемы Экологии и здоровья человека А.Д. Сараев чл.кор. КАН, зав.каф. КАПКС, проф. С.А. Сараева, Е.А. Шембелева с.74 4. Губанов И.Г., Подгородецкий П.Д. Богатство недр // Природа Крыма. – Симферопол.

6. Данные лабораторного контроля качества питьевой воды г. Джанкоя и Джанкойского района, данные ресурсоснабжающих организаций осуществляющих водоснабжение Джанкойского района и г. Джанкой, а т. ж. количество потребителей питьевой воды предоставленные территориальным отделом по Джанкойскому району Межрегионального управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Республике Крым и городу Федерального значения Севастополю.