Состав разработчиков проекта

7.6.Подземные воды

Водоносные горизонты, заключены в неогенчетвертичных и верхнепермских отложениях. Неоген-четвертичный водоносный комплекс приурочен к террасовым отложениям р.Волга и залегают на глубинах до 60 м и более, водовмещающие отложения представлены песками разнозернистыми, часто глинистыми, с включением гальки и щебня. Мощность их в осевых частях долины р.Волга измеряется десятками метров. Воды безнапорные и напорные. Высота напора варьирует от 0 до 40-46 м, дебиты скважин достигают 3 и более л/сек. Воды преимущественно гидрокарбонатно-кальциево-магниевые с сухим остатком менее 0,4 г/л, с жесткостью 1,04 мг-экв/л с повышенным содержанием железа и марганца. Этот комплекс перспективен для организации централизованного водоснабжения.

Водоносный комплекс татарских отложений распространен на ограниченных участках в восточной части района. Он вскрыт отдельными скважинами на глубинах 40-96 м. Водовмещающими породами являются песчаники. Дебиты скважин составляют 5-10 л/сек при понижении - до 10-40 м. Воды пресные с минерализацией до 1 г/л.

Водоносный комплекс верхнеказанских отложений имеет повсеместное распространение. Он залегает на глубинах 50-60 м (в переуглубленных частях долин – на глубине 100-130 м). Водовмещающими породами служат известняки, мергели, доломиты. Воды напорные. Высота напора достигает 12-40 м и более метров. По химическому составу воды гидрокарбонатно-кальциевые с минерализацией от 0,3 до 2,3 г/л. Дебиты скважин изменяются от десятых долей л/сек до 5-7 л/сек при понижении до 10-40 м. Этот комплекс также перспективен для организации централизованного водоснабжения.

Залегающий под ним нижнеказанский водоносный комплекс слагается также карбонатными породами. Содержащиеся в нем воды имеют более низкую минерализацию (0,2-0,9 г/л в верхней части разреза и 1,0-1,3 г/л – в нижней). Глубина его залегания на отдельных участках достигает 190 м и более, что несколько ограничивает его использование.

Эксплуатационные запасы подземных вод на территории района оцениваются в 502,3 тыс. м³/сут, из них на долю неоген-четвертичного водоносного комплекса приходится 193,0 тыс. м³/сут, остальные связаны с казанским комплексом.

Подземные воды довольно широко используются для целей водоснабжения на территории района. Здесь эксплуатируются около 196 скважин. Наименее обеспечены подземными водами юго-восточная часть района и часть долины р.Меша, где отсутствуют водоносные горизонты, пригодные для водоснабжения, а также юг района, где модуль эксплуатационных запасов составляет 0,1-0,5 л/сек км².

В южной части района на дневной поверхности развиты пермские, неогеновые и четвертичные отложения. Четвертичный аллювий, слагающий террасы Волги, генетически представлен всеми фациальными разностями. Литологически это галечные, гравийные, песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые отложения, чередующиеся между собой в разных сочетаниях. В строении высоких террас принимают участие пески, галечники, суглинки и глины среднего и нижнего плейстоцена и верхнего плиоцена. Подошва четвертичного аллювия, слагающего террасу Волги, опускается ниже абсолютных отметок плюс 20-25 м. Местами этот аллювий ложится на коренные породы верхней перми, большей частью на песчано-глинистые отложения верхнего плиоцена.

Подземные воды приурочены как к коренным каменноугольным и пермским, так и к четвертичным отложениям. Грунтовые воды аллювиальных отложений долины Волги залегают в неравномернозернистых песках, нередко с галечниками в основании. Характер строения песков, их довольно большая мощность (до 50-60 м) и хорошая проницаемость благоприятствуют накоплению в аллювиальных отложениях значительных количеств воды. В цоколе четвертичных отложений обычно залегают трещиноватые породы верхней перми, причем последние также водоносны. В долине Волги воды, приуроченные к трещиноватым коренным верхне-пермским породам, залегают непосредственно под толщей четвертичных отложений и образуют с аллювиальными водами как бы единый горизонт грунтовых вод. В таком случае общим водоупором подземных вод, приуроченных к толще четвертичных и верхнепермских отложений в долине Волги, служит сульфатно-карбонатная толща сакмароартинского яруса нижней перми. В нижнепермских и каменноугольных отложениях выделяются несколько водоносных горизонтов; воды являются напорными (Каштанов, 1979). Крупные водозаборы имеют водоносные горизонты татарского яруса. Воды четвертичного аллювия Волги в основном загрязнены. Эксплуатационные горизонты располагаются в зоне активного водообмена и большей частью гидравлически взаимосвязаны. Общая мощность зоны активного водообмена в Приказанье составляет 150-200 м, редко более. Питание вод зоны активного водообмена местное – за счет инфильтрации атмосферных осадков и разгрузка солоноватых вод нижележащих напорных водоносных горизонтов. Разгрузка их происходит главным образом в долину р.Волга и др. (Имамеев, Королев, Соколов, 2002).

Водоносные горизонты нижней перми приурочены к карбонатному комплексу пород и к верхней части сакмарских отложений. Водоносными являются пористо-кавернозные и трещиноватые известняки и доломиты, нередко загипсованные в верхней части разреза; водоупорными – плотные и окремнелые их разности, а также местами прослои ангидритов.

Верхняя часть отложений сакмарского яруса, сложенная сульфатно-карбонатной толщей, в результате длительной эрозии, карстования и разрушения обладает достаточно хорошими коллекторскими свойствами и обычно является водоносным горизонтом, имеющим значительную производительность. Местами в скважинах, заложенных в пойме Волги и Казанки пьезометрический уровень на 1-4 м выше уровня речных вод. Величина напора 75-100 м и более. Воды сакмарских отложений обладают повышенной минерализацией, по составу – сульфатные кальциевые, для питьевых целей не пригодны.

Большие ресурсы подземных вод связаны с карбонатными породами казанского яруса, погребенными под четвертичными отложениями. Наибольшей водообильностью характеризуются верхнеказанские трещиноватые доломиты и известняки, а также известняки и песчаники, залегающие в кровле нижнеказанского подъяруса. Ложем их служит толща нижнепермских известняков и доломитов, с прослоями и пачками гипсов и ангидритов. Литологический состав нижнеказанских отложений, в которых преобладают трещиноватые известняки, частично доломиты и песчаники, чередующиеся с подчиненными им прослоями мергелей, алевритов, создают благоприятные условия для циркуляции подземных вод.

Ниже представлена информация по Столбищенскому месторождению подземных вод (по материалам ГУП «НПО Геоцентр РТ», 2009 г., Отчета «Гидрогеологическое обоснование проекта освоения Столбищенского месторождения подземных вод для водоснабжения г.Казани», 2009»).

Столбищенское месторождение представляет собой участок палеодолины р. Волги, где существуют благоприятные в гидродинамическом, гидрогеохимическом, санитарном и природоохранном отношениях условия для отбора подземных вод.

Палеодолина р.Волги на территории месторождения состоит из двух рукавов, каждый из которых представляет самостоятельный участок месторождения: западная палеодолина – Столбищенский участок, восточная – Сокуринский. На Столбищенском месторождении эксплуатационные запасы пресных подземных вод достигают 177,5 тыс. м³/сут., в т.ч. по категории В – 177,5 тыс. м³/сут (Отчет «Гидрогеологическое обоснование проекта освоения Столбищенского месторождения подземных вод для водоснабжения г.Казани», 2009). Именно Столбищенский участок Столбищенского месторождения подземных вод рассматривается в качестве первоочередного объекта для водоснабжения г.Казань. В настоящее время столица Республики Татарстан питается преимущественно за счет поверхностных вод р.Волги (Волжский водозабор), доля подземных вод в водоснабжении г.Казань не превышает 6%, что нарушает требования ГОСТ Р22.6.01-95 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Защита систем хозяйственно-питьевого водоснабжения. Общие требования».

Верхняя гидродинамическая зона Столбищенского месторождения, к которой приурочен плиоценовый продуктивный водоносный комплекс, представляет собой сложно построенную многопластовую систему, гидрогеохимический разрез которой можно охарактеризовать следующим образом:

1. В верхней части гидрогеологического разреза, соответствующего мощности четвертичных отложений распространены гидрокарбонатные кальциевые воды с минерализацией преимущественно 0.4-0.5 г/л и величиной общей жесткости 4,8-5,3 мг-экв/л.

2. В средней части разреза, соответствующей интервалу залегания объединенных верхнеказанского и нижнеказанского водоносных горизонтов и средней части пачки неогеновых отложений палеодолин, на большей части Столбищенского месторождения подземные воды имеют гидрокарбонатный кальциевый, магниево-кальциевый состав, минерализацию 0,4-0,5 г/л и жесткость  7 мг-экв/л. В окраинных частях месторождения наблюдается увеличение минерализации и общей жесткости подземных вод, которые по этим показателям отличаются некондиционным химическим составом. Так, в северной части месторождения на участке слияния восточной и западной палеодолин распространены гидрокарбонатно-сульфатные магниево-кальциевые воды с минерализацией 0,7-1,6 г/л и жесткостью 10-24 мг-экв/л. В южной части месторождения вблизи Куйбышевского водохранилища и в долине р.Меши распространены сульфатные и сульфатно-гидрокарбонатные магниево-кальциевые воды. Минерализация подземных вод достигает здесь 2,4 г/л, а жесткость возрастает до 26 мг-экв/л.

Область развития подземных вод с повышенными значениями минерализации и жесткости приурочены к участкам разгрузки сульфатных вод нижнепермских водоносных горизонтов в вышележащие казанские отложения или плиоценовые отложения палеодолин. В центральной части месторождения, где предполагается размещение Столбищенского водозабора, развиты кондиционные подземные воды.

Подробный анализ химического состава подземных вод Столбищенского месторождения, выполненный при проведении работ по оценке эксплуатационных запасов, позволил следующим образом оценить качество подземных вод месторождения и его возможные изменения в процессе эксплуатации:

1. Качество подземных вод продуктивного водоносного комплекса по обобщенным санитарно-токсикологическим, органолептическим, микробиологическим, радиационным показателям в основном соответствует нормативам СанПиН 2.1.4.1074-01, а значит, воды комплекса безопасны в эпидемическом и радиационном отношении, безвредны по химическому составу и имеют благоприятные органолептические свойства.

2. Формирование химического состава подземных вод водоносного комплекса происходит вследствие природных геохимических взаимодействий в системе "вода-порода". В химическом составе подземных вод практически отсутствуют элементы и соединения техногенного происхождения, что говорит о достаточной защищенности продуктивного водоносного комплекса от загрязнения с поверхности земли.

3. Качество подземных вод продуктивного водоносного комплекса в пределах месторождения характеризуется пространственно-временной стабильностью. Такая стабильность играет существенную роль в сохранении питьевых кондиций подземных вод и во многом связана с их защищенностью. Это обусловливает практическую неизменность состава подземных вод в многолетнем разрезе.

4. Некондиционность химического состава подземных вод опрделяется лишь повышенными (>ПДК) концентрациями железа и марганца. На линии проектного водозабора содержания Fe обычно не превышают 2 мг/л. Концентрации Mn, как правило, менее 0,5 мг/л. Повышенные содержания этих органолептических показателей качества питьевых вод обуславливают необходимость проведения обезжелезивания и демангации подземных вод с применением технологии их аэрирования с последующей фильтрацией через песчано-гравийные фильтры.

Помимо пресных подземных вод на территории района осуществляется добыча минеральных воды, имеющих бальнеологическое значение, на базе которых в районе функционирует санаторий «Санта», а также Республиканский Центр восстановительного лечения и реабилитологии (вблизи н.п.Боровое Матюшино).

Таким образом, в решении проблемы повышения надежности и качества водоснабжения населения Лаишевского муниципального района и г.Казань большое значение имеет полный перевод системы хозяйственно-питьевого водоснабжения на подземные источники. Подземные воды имеют ряд преимуществ перед поверхностными: они характеризуются более высоким качеством и не требуют дорогостоящей очистки, лучше защищены от загрязнения (об источниках потенциального загрязнения Столбищенского месторождения см. ниже). Существующие и применяемые в настоящее время системы очистки подаваемой населению воды из поверхностных источников не позволяют производить полную ее очистку от многих вредных веществ. Ресурсы подземных вод, кроме того, не испытывают существенных сезонных и многолетних колебаний.