Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Подземная гидросфера Беларуси (строение, экология, рациональное использование)

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Подземная гидросфера Беларуси (строение, экология, рациональное использование)"

^ #

• V НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ , Институт геологических наук

УДК 551.49.494 : 491.4.553.7 (476)

ЯСОВЕЕВ Марат Гумерович ПОДЗЕМНАЯ ГИДРОСФЕРА БЕЛАРУСИ

(СТРОЕНИЕ, ЭКОЛОГИЯ, РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ)

Специальность 04.00.06 — гидрогеология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора геолого-минералогических наук

Минск - 1998

Работа выполнена в Институте геологических наук HAH Беларуси, г. Минск

Официальные оппоненты:

Оппонирующая организация:

доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Р. В. Мокрик (Геологический институт Литвы, г. Вильнюс); доктор геолого-минерагюгаческих наук, профессор В.В. Куриленко (Институт земной коры, г. Санкт-Петербург); академик МИА, доктор технических наук, профессор 2?. С. Усенко

(Центральный научно-исследовательский институт комплексного использования водных ресурсов, ЦНИИКИВР, г. Минск). Белорусский научно-исследовательский геолого-разведочный институт (г. Минск)

Защита диссертации состоится "20 " мэАтЭ 1998 г. в 14°° час. на заседании совета Д 01.22.02 по защите диссертаций на соискание учёной степени доктора геолого-минералогических наук в Институте геологических наук НАН Беларуси.

Адрес: 220141, г. Минск, ул. Жодинская, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГН НАН Беларуси. Автореферат разослан февраля 1998 г.

Учёный секретарь совета Д 01.22.02

по защите диссертаций,

кандидат геолого-минералогических наук

С.М. Обровец

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Оценка современного состояния проблемы. Главная тенденция развития гидрогеологической науки на современном этапе связана с гидроэкологическими исследованиями, в которых подземные воды рассматриваются как один из основных компонентов природной среды. В результате проведения масштабных гидрогеологических работ на территориях отдельных крупных регионов бывшего Союза, в том числе и Республики Беларусь, сложилась ситуация, когда собранный фактический материал потребовал нового осмысления, выработки альтернативных гипотез и концептуальных подходов, основанных на анализе и систематизации фактов с учётом современных методологических требований и приёмов. В исследованиях подземной гидросферы республики принимают участие учёные и специалисты-практики широкого спектра направлений. В итоге проведения обширных и разноориентированных работ возникло положение, когда исследователи, глубоко и детально изучая свои объекты, в то же время недостаточное внимание уделяли оценке ситуации в целом. Кроме того, последние сводки - обобщения гидрогеологических условий территории республики подготовлены и опубликованы около тридцати лет тому назад и в значительной степени устарели. Отсюда вытекает настоятельная необходимость регионального обобщения нового фактического материала на основе системною подхода к решению основных проблем подземной гидросферы Беларуси.

Актуальность темы. В настоящее время республика переживает трудности переходного периода и экономического кризиса, вызванные потерей или сокращением традиционных рынков сбыта и сырья. В этих условиях большое значение для решения многих экономических проблем республики может иметь ориентация промышленности и других отраслей народного хозяйства на собственное гидроминеральное сырьё. В этом отношении особенно перспективно использование ресурсов подземной гидросферы Беларуси. В силу последнего обстоятельства, проблемы, связанные с комплексным и рациональным использованием подземной гидросферы республики, стали главными для гидрогеологической науки страны и требуют незамедлительного разрешения. В свою очередь, их решение благотворно повлияет на развитие всех составляющих частей гидрогеологии (общей и региональной гидрогеологии, гидрогеодинамики, гидрогеологии месторождений минеральных и промышленных вод и, особенно, экологической гидрогеологии). Кроме того, трудно переоценить значение исследований для практических нужд промышленности, сельского хозяйства, оздоровления населения и других сфер и отраслей народного хозяйства государства. Под рациональным и экологобезопасным использованием подземной гидросферы следует понимать научно и технически обоснованное, экономически целесообразное, эффективное и экологически оправданное использование всех её составных частей (пресные питьевые, минеральные питьевые и бальнеологические, промышленные воды), а также применение непосредственно вмещаю-

щей среды для различных практических целей (захоронение или складирование конечных промышленных отходов, устройство подземных хранилищ топлива, создание других произведетвенных объектов и т.д.).

Связь работы с крупными научными программами и темами. Автор являлся разработчиком проектов и ответственным исполнителем ряда программ и тем, имеющих важное народнохозяйственное значение. Отдельные результаты исследований, полученные в ходе выполнения работ в рамках тематики, приводятся в диссертации. Важнейшие из этих тем следующие:

— "Миграция и условия формирования углеводородов на территории восточной части Припятской впадины" (1978 г.):

— "Основные гидрогеологические закономерности формирования месторождений углеводородов и промышленных рассолов на территории юга Белоруссии" (1981 г);

— "Гидрогеологические бассейны, геохимия и формирование подземных води рассолов Белоруссии" (1985 г.);

— "Создание атласа геологических карт Белоруссии". Программа "Атлас" (1990 г.);

— "Разработать прогноз недр Белоруссии на полезные ископаемые и предложения по повышению эффективности их использования". Программа "Недра" (1990 г.);

— "Разработать системы структурно-геологического контроля, организации и строительства разноцелевых хранилищ РАО на территории БССР" (1991 г.);

— "Да1ъ экономическую оценку и направления использования минерально-сырьевых, лесных, земельных, водных и других ресурсов на загрязнённой территории" (1993 г.);

— "Выполнить исследования и дать обоснование возможности подземного захоронения промышленных отходов" (1995 г.);

— "Провести комплексные исследования минеральных вод и рассолов Беларуси, уточнить ресурсы и перспективы использования" (1995 г.);

— "Изучение подземной гидросферы территории Беларуси с целью обоснования рационального использования и охраны ресурсов гидроминерального сырья и источников питьевых вод" (1995 г.).

Цель и задачи исследований. Цель исследований — создание пространственной модели строения подземной гидросферы Беларуси и разработка на этой основе концепции рационального и эколо-гобезопасного её использования. Для достижения поставленной цели необходимо было решить три комплексные проблемы: 1)дать оценку гидрогеологических условий территории республики на основе новых фактических материалов и сведений: 2) произвести анализ современного и перспективного использования подземной гидросферы; 3) разработать и обосновать концепцию рационального и экологобезопасного использования подземной гидросферы страны.

В ходе реализации поставленной цели требовалось решить следующие задачи:

— разработать принципы и методику гидрогеологического районирования и гидрогеологической стратификации осадочного чехла территории республики;

— обосновать и выполнить модель вертикальной гидродинамической зональности территории Беларуси, уточнить и дополнить схему гидрохимической зональности;

— изучить особенности распространения, строения и состава зоны пресных вод, провести анализ практического использования основных водоносных комплексов пресных питьевых вод;

— исследовать основные закономерности распространения, состава и формирования минеральных вод и лечебных рассолов, развитых на территории Беларуси;

— провести анализ распространения и генезиса промышленных вод основных продуктивных комплексов Припятского бассейна, оценить возможность их добычи и переработки;

— провести анализ перспектив и дать прогноз использования подземных (пресных, минеральных, промышленных) вод Беларуси;

— оценить характер и масштабы влияния основных источников техногенного воздействия на подземную гидросферу республики;

— разработать геолого-гидрогеологическое обоснование методов и систем наземного складирования и подземного захоронения конечных промышленных отходов в природных условиях Беларуси;

— разработать обоснование концепции рационального и экологобезо-пасного использования подземной гидросферы Беларуси;

— провести гидроэкологическое районирование территории республики и разработать комплекс рекомендаций в соответствии с концепцией рационального и экологобезопасного использования подземной гидросферы Беларуси.

Тема диссертационной работы утверждена на заседании Учёного совета Института геологических наук HAH Беларуси 26 августа 1997 г.

Научная новизна полученных результатов. Исследования автора в период 1976-1996гг. относятся к следующим направлениям гидрогеологической науки, в пределах которых осуществлены разработки теоретического, методического и прикладного характера.

Общая и региональная гидрогеология. Создана пространственная модель подземной гидросферы осадочного чехла, разработаны принципы и методика и выполнена авторская схема гидрогеологического районирования территории Беларуси. На основе последней построены схемы утилитарного характера: условий захоронения промышленных отходов, пригодности к захоронению радионуклидных загрязнений и т.д.

Гидрогеодинамика. В развитие представлений A.B. Кудельского с соавторами (Колодий. Кудельский, 1972; Богомолов, Кудельский и др., 1973) о

гидродинамической зональности литосферы разработана модель вертикальной гидродинамической зональности осадочного чехла территории республики. На основании обширного фактического материала показано, что в разрезе глубокозалегающих комплексов подземных вод существует гидродинамическая уравновешенность по профилю — поднятые и опущенные части синклиналей и мульд и, как следствие, отсутствует латеральное трансбассейновое перемещение водных масс. Теоретический вывод имеет важные практические следствия.

Гидрогеохимия и гидрогеология месторождений минеральных и промышленных вод. Исследования связаны с научными и практическими аспектами изучения распространения, формирования и использования промышленных и минеральных вод Беларуси.

Промышленные воды. Это концентрированные природные растворы — рассолы с общим солесодержанием до 480 и более граммов в литре, отличающиеся высокими содержаниями иода, брома, магния, калия, стронция, бора, лития, рубидия, цезия, других ценных элементов. Помимо технологической переработки, промышленные воды могут применяться в различных отраслях народного хозяйства. Проведено районирование Припятского бассейна по условиям добычи и переработки рассолов и определены участки, пригодные для захоронения отходов перерабатывающего производства.

Минеральные воды. Обобщены материалы многолетних исследований минеральных вод Беларуси. Разработана бальнеологическая классификация минеральных вод, выделены их главные типы и разновидности. Охарактеризованы условия распространения и формирования минеральных вод, химический состав и гидрогеология месторождений. Проведен анализ бальнеологического и лечебно-питьевого использования минеральных вод, оценены перспективы нахождения новых их видов и месторождений.

Охрана поверхностной и рациональное использование подземной гидросферы. Как показал опыт зарубежных стран (США, Германия, Канада, Швеция и др.), подземное захоронение конечных промышленных отходов — необходимый и неизбежный путь при поисках наиболее оптимальных соотношений промышленности и природной среды. В связи с этим нами выполнено предварительное изучение перспектив наземного складирования и подземного захоронения конечных промышленных отходов на территории Беларуси. Показано, что республика обладает разнообразными геолого-гидрогеологическими условиями — как благоприятными, так и непригодными с точки зрения сооружения хранилищ конечных отходов промышленного, энергетического, сельскохозяйственного и жилищно-эксцлуатационного производств. Построены карты-схемы районирования территории Беларуси по условиям приповерхностного складирования и подземного захоронения отходов разного происхождения.. Выполнено > геолого-гидрогеологическое районирование территории республики по условиям приповерхностного и подземного захоронения радиоактивных отходов разного уровня активности, разработаны схемы оценки пригодности природных условий наиболее по-

страдавших Гомельской и Могилёвской областей для подземного захоронения радиоактивных отходов дезактивации.

Практическая значимость полученных результатов подтверждается принятыми к использованию рекомендациями, внедрениями и докладными записками общим количеством около тридцати, отдельные акты о внедрении и использовании приводятся в т. 2 (текстовые и табличные приложения).

Выводы и рекомендации автора использованы Министерством геологии СССР при предварительной прогнозной оценке эксплуатационных запасов рассолов Припятского бассейна и подготовке предложений по проведению поискового бурения в перспективных районах распространения промышленных вод на территории бывшего Советского Союза, а также ПО "Белгеология" при подготовке обоснования "О целесообразности постановки геологоразведочных работ на редкометальиые рассолы Припятского прогиба". Предложения автора были учтены при проведении разведочных на промышленные воды работ в Беларуси.

Рекомендации по подземному захоронению промстоков, попутных вод и рассолов использованы в практике работ Министерства обороны бывшего СССР. Помимо перечисленных результатов исследований, многие разработки были использованы или внедрены в практику работ ПО "Белнефть", ВНИИПромгаз, ВНИПИнефть и других организаций и учреждений. Докладная записка и карта структурно-геологического и гидрогеологического районирования территории БССР по условиям подземного захоронения промышленных отходов были переданы в Госплан БССР и использованы в практике работ концерна "Белвторресурсы" и других государственных организаций.

Особо следует отметить заключения о качестве и возможном бальнеологическом применении минеральных вод и лечебных рассолов, открываемых месторождений республики. Многие из них ("Брестская", "Берестье", "Стародорожская", "Сож" и др.) были рекомендованы автором (и в соавторстве) для практического использования.

Экономическая значимость результатов диссертационных исследований подтверждается большим экономическим эффектом (в отдельные годы экономический эффект составлял: 1982 г. — 9 млн руб.; 1985 г. — 0,37 млн руб.; 1997 г. — 85 млрд руб., получен совместно с A.B. Кудельским, С.П. Гудаком, П.З. Хомичем и др.). Готовым к реализации коммерческим продуктом являются выводы и рекомендации, изложенные в главе 7. Разделы последней, посвященные соответственно пресным питьевым, минеральным питьевым и бальнеологическим рассолам, а также промышленным водам, представляют несомненный интерес для государственных и частных предприятий и фирм. В главе 10 приводится комплекс научно-практических рекомендаций по рациональному и экологобезо-пасному использованию подземной гидросферы Беларуси, экономическая значимость от применения которых должна быть весьма значительной.

Основные защищаемые положен и 51

1. Модель подземной гидросферы крупного региона, созданьая на основе системного анализа закономерностей строения гидрогеологического разреза и отражающая особенности гидрогеологической в том числе гидродинамической и гидрогеохимической стратификации и районирования.

2. Закономерности пространственного распределения пресных, минеральных и промышленных вод в составе подземной гидросферы определяются типом гидрогеологической структуры (бассейн, массив), характером и особенностями вмещающей геологической среды.

3. Прогноз оптимального использования главных компонентов подземной гидросферы на ближайшую и отдалённую перспективу, основанный на комплексном анализе существующего практического использования пресных питьевых вод, минеральных вод, лечебных рассолов и промышленных вод.

4. Геолого-гидрогеологическое обоснование методов и систем наземного складирования, приповерхностного и подземного захоронения промышленных отходов в природных условиях страны с учётом характера и степени их опасности, геологических, геоморфологических и гидрогеологических особенностей региона для минимизации экологического ущерба от функционирования народного хозяйства страны.

5. Концепция рационального и экологобезопасного использования подземной гидросферы Беларуси, которая базируется на авторском методе гидроэкологического районирования крупных регионов и позволяет рекомендовать приоритетные направления научно-практической деятельности для каждой выделенной автором гидроэкологической области.

Личный вклад автора в полученные результаты . Приведенные в работе результаты и выводы были получены соискателем в течение более 20 лег выполнения исследований в рамках тематики Института геологических наук Национальной академии наук Беларуси. В изданных в соавторстве научных публикациях диссертант разработал основные теоретические и методологические положения, анализировал фактический материал, принимал непосредственное участие в написании текста.

Апробация основных положений, выводов и результатов работы проведена путём участия в международных, всесоюзных и республиканских конференциях, симпозиумах, съездах и совещаниях (общим числом более 30): научных сессиях и конференциях Института геологических наук НАН Беларуси (Минск, 1976,1977, 1979, 1980, 1981 ...1993 ); заседаниях научного персонала лаборатории сырьевых ресурсов Всесоюзного научно-исследовательского института иодоЧЗромной промышленности (Саки, Крым, 1981) и тематической партии "Наука" Нефтечалинского иодо-бромного завода (Нефтечала, Азербайджан. 1978); расширенном заседании Комиссии по геохимии и гидрогеохимии Научного совета по гидрогеологии и инженерной геологии МГУ (Гомель, 1981); конференции "Актуальные проблемы курорт-

ной профилактики, лечения и реабилитации" (Друскининкай, Литва. 1987): XXIX Всесоюзном гидрохимическом совещании (Ростов-на-Дону, Россия. 1987); межреспубликанской конференции "Медицинская реабилитация и санаторно-курортное лечение больных ..." (Минск, 1990); межреспубликанском совещании "Проблемы экологической геологии в Прибалтике и Белоруссии" (Вильнюс. Литва. ¡990); II Всесоюзной конференции Ядерною общества СССР "Радиоактивные отходы. Проблемы и решения" (Москва. 1991). конференции "Результаты научных исследований, выполненных в соответствии с государственной программой по ликвидации в Республике Беларусь последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС ..." (Гомель. 1992); III Всесоюзной конференции по итогам ликвидации последствий аварии на ЧАЭС ..."' (Чернобыль - Зеленый Мыс. Украина, 1992); IV Международном симпозиуме "Изотопы в гидросфере" (Москва - Пятигорск. 1993); Всероссийском гидрогеологическом совещании "Многоцелевые гидрогеохимиче-скис исследования в связи с поиском полезных ископаемых и охраной подземных вод" (Томск. 1993); XIV Менделеевском съезде по общей и прикладной химии "Химические проблемы экологии" (Минск, 1993): Международном семинаре ЮНЕСКО / ЮНЕП / ЮНИДО "Радиационные отходы: оценка риска, минимизация образования переработка и размещение" (Москва,

1993); конференции "Оценка ресурсов подземных вод з условиях техногене-за" (Киев. 1993); международной конференции "О стратегии з области охраны окружающей среды Беларуси" (Минск. 1993); международной конференции "Управление ядерными отходами ..." (Прага. Чехия. 1993); 1-й и 2-й научно-технических конференциях "Ресурсосберегающие и экологически чистые технологии" (Гродно. 1994. 1996); научно-практической конференции "Геоэкологическое картографирование Бе чаруем: состояние и перспективы" (Минск. 1994); конференции "Принципы и методы картографирования геологической среды для экологических оценок" (Киев. 1994); научно-практической конференции "Геолого- экологические исследования: состояние и перспективы" (Ивано-Франковск. 1995): международной конференции "Изоляция радиоактивных отходов в геологических формациях" (Киев.

1994): международной конференции "Глубинное строение литосферы л нетрадиционное использование недр Земли" (Киев. 1996); республиканской конференции "Гидроминеральные ресурсы (охрана и рациональное использование)" (Минск. 1996); 3-й и 4-й международных научно-практических конференциях 'Эффективное повторное использование бывших военных объектов" (Минск. 1995. 1997); международном симпозиуме по прикладной геохимии (Москва. 1997); научно-технической конференции, посвященной 70-летию БелНИГРИ (Минск, 1997); научно-практической конференции "Инженерно-геологическое обеспечение недропользования и охраны окружающей среды" (Пермь. 1997) и дру гих.

О п у б л и к о в а и н о с т ь результатов. Г1о теме диссертационной работы опубликовано более 60 научных работ, из них 58 основных общим объёмом 1307 страниц, в том числе монографий и брошюр

- 6, около 30 статей в научных журналах и сборниках 7рудов, около 30 тезисов докладов и сообщений, за рубежом: СНГ - 16, дальнее зарубежье - 6, без соавторства - 16.

Метод исследований. Подземная гидросфера республики исследовалась методом системно-структурного анализа, согласно которому изучаемая система представляется совокупностью элементов. При этом исходят из посылки, что эти элементы могут быть связаны между собой. Системное исследование представляет собой процесс движения от функционально определяемого целого (системы) к структурным частям (элементам). Информационным решением работы явилась серия карт и схем разного масштаба, назначения и представительности.

Методика выполнения работы базировалась на стандартной основе проведения геолого-гидрогеологических, геолого-геоморфологических, гидро- и радиоэкологических исследований, применялись математические, вероятностно-статистические и геолого-экономические методы оценки информации в соответствии с существующей справочной, нормативной и рекомендательной литературой.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, 10 глав и выводов (195 страниц основного текста, 335 страниц общего объёма), списка литературы из 382 наименований, текстовых и табличных приложений (том 2), иллюстрирована 32 рисунками и 12 таблицами.

При подготовке работы отдельные вопросы обсуждались с коллегами— сотрудниками Института геологических наук HAH Беларуси и ряда других научных и производственных геологических организаций (Р.Г.Га-рецкий, С.П.Гудак, А.В.Матвеев, В.С.Усенко, Л.Ф.Ажгиревич, А.А.Махнач, В.М.Шиманович, В.А.Степанов, В.И.Пашкевич, В.Н.Плужников, О.Н.Шпа-ков, В.П.Васильев, А.К.Морозов, Л.И.Матвеева, В.И.Фоменко, Л.И.Ша-повал, А.А.Панова, С.В.Шелухин, А.А.Гречко, Г.Т.Щербин, Г.Л.Фурсиков, М.М.Черепанский и многие другие). Их квалифицированные советы и ценные замечания с благодарностью восприняты автором. Особую признательность автор выражает завлабораторией гидрогеологии ИГН НАНБ, профессору A.B. Кудельскому, по инициативе и благожелательной поддержке которого и состоялась настоящая работа.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1.ГЕОЛОГО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ТЕРРИТОРИИ БЕЛАРУСИ

Глава 1.КРАТКИЙ ОБЗОР ИСТОРИИ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Состояние гидрогеологической научен в Беларуси с конца XIX века и до начала 60-х годов текущего столетия характеризуется преобладанием воззрений, заложенных ещё А.Дарси, Ж.Дюгоои, А.Тимом, Ф.Форхгеймером и другими основателями классической гидрогеологии. Фундаментом гидрогеологии на этом этапе является учение об артезианских бассейнах, на главные постулаты которого, как не противоречащие визуальным наблюдениям, опираются представления региональной гидрогеологии, гидродинамики, гидрогеохимии и других составных ветвей гидрогеологии. В процессе накопления и анализа фактического материала возникали и исчезали разнообразные концепции и гипотезы, преемственность и смена которых определялись потребностями практического применения и развитием самой гидрогеологической науки.

Гидрогеологические исследования, проведенные в пределах современных границ Республики Беларусь, в период с начала текущего века и до второй мировой войны носили эпизодический характер и связаны с изучением водоносных горизонтов фунтовых и неглубоко залегающих напорных подземных вод. Усилиями таких исследователей, как А.А.Алейников, Г.В.Богомолов, М.А.Вевиоровская, М.А.Гатальский, ЕНХиммельштейн, Н.Ф.Дени-сюк, А.М.Жирмунский, Н.Е Ковалёв, М.Ф.Козлов, А.В.Красовская, П.А.Леонович, В.И.Маевский, С.С.Маляревич, Т.М.Микулина, П.В.Оста-пеня. П.А.Тутковский установлены отдельные закономерности распространения и состава подземных вод, доказана роль фунтовых вод в заболачивании земель, составлен первый кадастр подземных вод республики.

В последующем, благодаря фундаментальным работам М.А.Гаталь-ского и Е.М.Люткевича (1963) закладываются основы гидрогеологии зоны активного водообмена территории Беларуси. В это же время М.А.Гатальский предлагает первую гидрогеологическою концепцию региональной гидродинамики территории республик« (Гатальсккй, 1963). отдельные положения которой (теории артезианского движения подземных вод) не потеряли своей актуальности и в настоящее время успешно применяются для оценки гидродинамических параметров зоны активного водообмена.

Следующий этап в изучении региональной гидрогеологии Беларуси определяется работами А.П.Лаврова, Л.И.Шаповал, Ж.А.Герасимовой, А.В.Кудельского. М.Г.Медведевой. О.Н.Шпакова и других исследователей, в которых систематизируются материалы, касающиеся пластовых давлений и

уровенного режима водоносных и рассолоносных комплексов, уточняется гидрогеологическая стратификация и гидродинамическая зональность осадочной толщи и. вслед за российскими геологами-нефтяниками и гидрогеологами А.А.Карцевым, Е.А.Барс, А.Е.Гуревичем и другими, разрабатывается гипотеза элизионпой природы пластовых давлений глубоко залегающих водоносных горизонтов (Шаповал, 1968, 1969). В результате эволюции теоретических представлений о гидрогеологическом режиме осадочного чехла гидрогеологических бассейнов возникает и утверждается гипотеза отрицания современных перемещений подземных вод погруженных частей бассейнов под действием потенциала гидростатического давления Развитие последней привело к формированию концепции невозможности трансформных и трансбассейновых латеральных пластовых перемещений в разрезе глубоко залегающих горизонтов и комплексов подземных вод. Этот теоретический вывод имеет важные практические следствия. Например, начиная с 1977 г. белорусскими гидрогеологами активно исследуется проблема использования про мышленных вод Припятского бассейна в качестве горнохимического сырья. Признание статичности позволило оценить естественные (геологические) запасы (Махнач, Шиманович и др., 1981), обосновать гидрогеологические условия подземного захоронения отходов возможного производства по переработке рассолов (Кудельский, Медведева и др., 1981) и т.д.

В исследованиях конкретных объектов в составе подземной гидросферы следует отметить ведущую роль и значение многих белорусских и российских гидрогеологов. Так, в изучение режима пресных вод внесли большой вклад А.П.Ваховский, Т.НХорбатенко, З.И.Жигоцкая, А.С.Кабанов, П.А.Киселёв, И.М.Корниенко, М.В.Фадеева, Я.М.Шилинская и другие. Вопросы централизованного водоснабжения многих объектов народного хозяйства успешно решали В.П.Васильев, Г.Ф.Глиняная, С.П.Гудак, П.М.Зюзьке-вич. Г.Г.Маляр, В.А.Ольховик, А.Н.Панасенко, В.П.Сидорович, Р.А.Станкевич. М.Я.Цауне, Н.С.Юрцева, В.С.Усенко, Л.С.Язвин. Минеральные воды Беларуси изучались М.Ф.Козловым. С.П.Гудаком, Л.И.Шаповал, А.А.Пановой, А.В.Кудельским, А.К.Морозовым, Г.А.Сербиным, М.Г.Ясовеевым и многими другими исследователями и практиками. Велик вклад А.П. Лаврова, Л.И.Шаповал, С.П.Гудака, Г.Л.Фурсикова, А.В.Кудельского, В.М.Шима-новича, А.А.Махнача, Л.А.Демидовича, П.З.Хомича. В.А.Степанова, Г.А.Голевой, Р.И.Иовчева, С.С.Бондаренко, Н.В.Ефремочкина, М.Г.Ясовеева в решение проблемы использования белорусских промышленных вод. В заключение приведём краткую характеристику вклада автора в современную гидрогеологическую науку.

Общая и региональная гидрогеология. Разработаны принципы и методика гидрогеологического районирования территории Беларуси, выполнена обобщённая модель подземной гидросферы республики. Основные положения и разработки изложены в авторских и совместных публикациях (1978, 1990, 1992, 1993. 1995, 1996).

Гидрогеология и гидрогеохимия месторождений минеральных и промышленных вод. В рамках тематики исследования связаны с научными и практическими аспектами распространения, формирования и использования минеральных и промышленных вод республики (1981-1983, 1987, 1989, 1990, 1992, 1994, 1996, 1997).

Геолого-гидрогеологическое обоснование подземного захоронения промышленных отходов. Выполнены исследования и построены карты районирования территории Беларуси по условиям приповерхностного складирования и подземного захоронения разных видов промышленных отходов (в том числе токсичных и радиоактивных). Основные публикации по проблеме (1981, 1989-1994, 1996, 1997).

Рациональное и экологобезопасное использование подземной гидросферы. В рамках развития нового направления науки — экологической гидрогеологии проведены исследования по гидроэкологическому районированию территории Беларуси и разработке комплекса рекомендаций её рационального и экологобезопасного использования (1990, 1994-1997).

Глава 2. ГЕОМОРФОЛОГИЯ, ГИДРОГРАФИЯ, ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ

В главе приведены краткая характеристика геоморфологического районирования, гидрографической сети и геологического строения территории Беларуси. Сведения об основных элементах рельефа непосредственно или косвенно использованы при разработке геолого-гидрогеологического обоснования подземного захоронения и приповерхностного складирования конечных промышленных отходов (глава 9), а также при проведении гидроэкологического районирования территории республики (глава 10). Гидрологическая характеристика поверхности необходима для понимания особенностей режима зоны активного водообмена, которая совпадает (в вертикальном разрезе) с распространением пресных подземных вод (главы 3 и 4). Материалы по тектонике и геологическому строению территории Беларуси использованы почти во всех главах работы (главы 3-10).

Описание рельефа сграны произведено по обобщающим работам Л.Н.Вознячука (1971, 1975), В.А.Дементьева (1960), А.В.Матвеева с коллегами (1982, 1988). Геологическое строение и тектоника территории Беларуси охарактеризованы по работам Л.Ф.Ажгиревич (1976), В.С.Акимец (1981), Л.Н.Вознячука (1971), Р:Г.Гарецкого с коллегами (1976, 1979), В.К.Голуб-ова (1981), Л.А.Демидовича (1977), Р.А.Зиновой с коллегами (1981), Г.И.Ке-о и др. (1981), В.С.Конищева (1975), А.И.Кононова (1976), В.П.Курочки (1975), С.С.Маныкина (1973), А.С.Махнача с сотрудниками (1973, 1976, 1980, 1994), К.Н.Монкевича (1976, 1981), А.М.Папа (1962), Ж.П.Хотько (1974) и других.

Глава 3. ГИДРОГЕОЛОГИЯ

Сводное описание гидрогеологического разреза территории Беларуси выполнено с учётом обобщающих работ Л.Г.Бабий (1972, 1975, 1985), Г.В Богомолова (1929, 1937, 1947, 1963, 1969. 1973 1976, 1982), В.П.Васильева (1984), М.А.Гатальского (1963), Ж.А.Герасимовой (1969, 1975, 1983), В.Г.Герасимова (1976). С.П.Гудака (1981, 1984. 1990. 1992). А.М.Жирмунского (1927). П.А.Киселёва (1961, 1964), М.Ф.Козлова (1952, 1958-1960. 1965, 1969. 1974). А.В.Кудсльского (1973, 1976, 1987, 1993). А.П.Лаврова (1969, 1970, 1975. 1981). А.П.Марковой (1958, 1960), Л.И.Матвеевой (1973, 1982, 1983). М.Г.Медведевой (1965, 1968. 1971. 1975), А.К.Морозова (1977. 1985). П.В.Осталени (1952), В.И.Пашкевича (1990), А.Я.Стефаненко (1952), В.С.Усенко (1985), М.В.Фадеевой (1968). Л.И.Ша-повал (1968. 1969, 1975, 1982), В.М.Шимановича (1978. 1979, 1985. 1989), О.Н.Шпакова (1968, 1974). Использованы литературные, фондовые, а также опубликованные материалы автора (Ясовеев, 1978-1983, 1990-1996).

Гидрогеологи чсское районирование

В настоящее время известно несколько схем гидрогеологического районирования территории Беларуси (Лавров с коллегами, 1975; Козлов, 1969, 1972, 1974; Медведева, 1968, 1971). В основе этих разработок лежат различные принципы, общим недостатком, на наш вгляд, является недоучёт исследователями основополагающего представления о единстве сгруктурно-геологической основы как вмещающей среды и массы подземных вод, помещающихся в этой среде.

Учитывая принципы регионального районирования, изложенные в работах Е.В.Пиннекера (1975), Г.Н.Каменского с соавторами (1959), нами предложено гидрогеологическое районирование, в основу которого положен принцип сочетания структурно-геологических и гидрогеологических особенностей региона. В качестве основных единиц районирования предлагаются: гидрогеологический бассейн, гидрогеологический массив, гидрогеологический район. В содержание термина "гидрогеологический бассейн" вкладывается пространственное совпадение платформенной структуры двухчленного сгросния (фундамент и осадочный чехол) и вложенного в неё резервуара подземных вод. В геологическом отношении бассейны приурочены к синек-лизам. прогибам и другим крупным тектоническим структурам. Понятие гидрогеологического бассейна в полной мере относится и к крупным геологическим структурам высокоподнятого кристаллического фундамента (щиты, антеклизы), однако, в связи с отсутствием или относительно малой мощностью осадочных пород в их пределах, подобные поднятия классифицируются как "гидрогеологические массивы". И, наконец, термин "гидрогеологический район" использован для обозначения геолого-гидрогеологической позиции седловин и выступов и связанных с ними подземных вод. В результате выполнена карта гидрогеологического районирования, на которой выделяются Белорусский, Воронежский и Украинский гидрогеологические массивы: Ор-

шанский, Припятский, Брестский. Днепровеко-Донецкий, Волынский и Прибалтийский гидрогеологические бассейны; Городокско-Хатецкий, Бобруйский, Микашевичско-Житковичский, Луковско-Ратновский, Латвийский, Жлобинский. Полесский и Брагинско-Лоевский гидрогеологические районы.

Гидрогеологическая стратификация

В качестве основных единиц гидрогеологического разреза принимаются водоносные горизонт и комплекс. Под водоносным горизонтом понимается относительно выдержанная и единая в гидравлическом отношении толща (пласт, слой и т.д.) водопроницаемых пород, поры, трещины или пустоты которых заполнены подземной водой (Основы гидрогеологии, 1980). Водоносный комплекс — выдержанная толща одно- или чаще разновозрастных и разнородных пород, обладающая гидрогеодинамическими и гидрогеохимическими особенностями. Иногда в комплекс объединены несколько сходных в гидрогеологическом отношении горизонтов. В специально оговоренных случаях употребляются термины: водоносные породы и водоносные толщи. Кроме того, иногда возникает необходимость выделения более крупной, чем водоносный комплекс единицы гидрогеологического разреза, носящей название — надкомплекс и состоящей из ряда комплексов.

В осадочном чехле и верхней выветрелой части фундамента обособлены следующие крупные подразделения гидрогеологического разреза.

1. Подземные воды ангропогеновых отложений, состоящие из водоносного горизонта грунтовых вод, а также сожско-поозёрского, днепровско-сожского и березинско-днепровск.ого водоносных комплексов.

2. Водоносный комплекс неоген-палеогеновых отложений.

3. Подземные воды меловых отложений в составе водоносного комплекса верхнемеловых отложений, а также водоносных горизонта ачьб-сеноманских и комплекса валанжин-аггтеких отложений.

4. Подзсмньге воды юрских отложенкй состоят из водоносных комплексов верхнеюрских и средне-верхнеюрских отложений.

5. Водо- и рассолоносный комплекс пермских и триасовых отложений.

6. Водо- и рассолоносный комплекс каменноугольных отложений.

7. Подземные воды девонских отложений.

Вода- и рассолоносный надкомплекс фаменских отложений включает в свой состав надсолевой и межсолевой водо- и рассолоносные комплексы, а также рассолоносную толщу, приуроченную к внугрисолевым породам верхнесолевого литолого-стратнграфического комплекса.

Водо- и рассолоносный надкомплекс франских отложений состоит из водоносного комплекса франских отложений северо-восточных районов, водо- и рассолоносного комплекса франских отложений юго-восточных районов, а также водо- и рассолоносного комплекса старооскольских и ланских отложений.

Водо- и рассолоносный комплекс витебских, пярнуских и наровских отложений эйфельского яруса.

8. Водоносный комплекс ордовикских и силурийских отложений.

9. Водоносный комплекс нижне- и среднекембрийских отложений.

10. Водо- и рассолоносный комплекс верхнепротерозойских отложений состоит из рифейского и вендского водо- и рассолоносных горизонтов.

11. Подземные воды архей-нижнепротерозойских образований.

Гидродинамическая зональность

В развитие представлений А.В.Кудельского с соавторами (Богомолов, Кудельский и др., 1973; Богомолов, Кудельский и др., 1976) о гидродинамической зональности литосферы нами разработана модель гидродинамической зональности осадочного чехла территории Беларуси. В гидрогеологическом разрезе выделены гидродинамические системы, различающиеся характером и способом формирования пластового давления. К зоне активного водообмена отнесены системы грунтовых вод и артезианская. Соответственно к зонам ограниченного и застойного режимов — элизионная и элизионно-термо-гидродинамическая системы.

Гидрогеохимические зоны

Гидрогсохимическая зональность устанавливается более надёжно и определённо, чем гидродинамическая, и определяется степенью гидродинамической изолированности структур и литологическими особенностями во-довмещающих пород. Гидрогеохимическая зональность территории Беларуси освещалась в работах М.Ф.Козлова (1974), М.Г.Медведевой (1968, 1971, 1975), А.Я.Стефаненко (1952) и других исследователей.

В гидрогеологическом разрезе территории республики выделяется несколько зон: пресных вод, солоноватых и солёных вод (1-35 г/л), слабых рассолов (35-150 г/л), крепких и весьма крепких рассолов (150-320 г/л и более). Минерализация подземных вод закономерно увеличивается с глубиной от пресных вод к солёным и далее к рассолам. Так же закономерно преобразуется химический состав от гидрокарбонатного кальциевого к хлор ид ному кальциево-натриевому и магниево-кальциевому.

П. СОВРЕМЕННОЕ И ПЕРСПЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНОЙ ГИДРОСФЕРЫ

На территории Беларуси встречены подземные воды с различным со-лесодержанием: пресные, минерализованные и солёные воды, а также рассолы. В практике водопользования пресные воды используются преимущественно для питьевого водопотребления и других коммунальных и технико-производственных нужд; минерализованные и солёные — в качесгве бальнеологических минеральных вод, рассолы рассматриваются в качестве раз-ноцелевого сырья для различных отраслей народного хозяйства.

Глава 4. ПРЕСНЫЕ ВОДЫ

Распространение

На территории республики пресные воды вскрыты во всех лиголого-стратиграфических подразделениях осадочного чехла, а также в верхней трещиноватой и выветрелой части фундамента. Мощность слоя пресных вод колеблется в значительных пределах, преобладает сравнительно узкий интервал значений, составляющий -200-250 м. Наименьшая мощность слоя (50100 м) наблюдается на участках глубоких эрозионных врезов долин крупных рек (Зап. Двины, Днепра, Припяти, Немана, Березины и др.), максимальная зафиксирована в крайней западной части Брестского гидрогеологического бассейна, где на участке Прибугской площади она превышает 450 м, а также в центральной части Белорусского массива, где предполагаемая мощность оценивается около 500 м. Общий объём пресных подземных вод Беларуси составляет примерно 7,8 тыс. км3 (Кудельский, Коркин и др., 1994).

В целом отметим, что строение, мощность и химический состав слоя пресных вод в различных регионах республики обусловлены геологическим разрезом, особенностями современного рельефа, дренирующим влиянием поверхностной гидросети и динамикой подземных вод, немаловажную роль в которой играют тектонические нарушения. Вблизи последних фиксируются проявления минерализованных подземных вод с солесодержанием до 30 г/л. что может косвенным образом свидетельствовать о разбавлении метаморфи-зовзнных седиментогенных вод инфильтрационными внедрениями. Современные речные долины, как правило, являются дренами водоносных горизонтов зоны активного и, иногда, замедленного водообмена.

Условии формирования и практическое использование

Пространственная структура слоя пресных вод сформирована в результате совместного проявления сложного комплекса струюурно-геологи-ческих и гидрогеологических процессов. Участки с минимальными мощностями пресных вод располагаются на периферии зон активной неотектоники и связаны с обусловленной неотектоническими процессами деформацией продольных профилей рек. Вероятно, здесь интенсифицируются процессы конвективного и конвективно-диффузионного массопереноса высокоминерализованных глубинных вод к поверхности земли, формируются гидрогеохимические структуры с пониженной мощностью пресных вод, а также очаги открытой или подрусловой разгрузки подземных минерализованных вод (Кудельский, Пашкевич, Ясовеев и др., 1994).

Естественные ресурсы пресных вод определяются величиной подземного стока в реки (модуль подземного стока). Республика располагает значительными ресурсами пресных подземных вод: около 49,6 млн м3/сут, что составляет 15,9 км3/год (Белецкий, 1975; Гудак и др., 1984). Распределение естественных ресурсов по площади отличается неравномерностью, модуль подземного стока варьирует от 0,5 до 5.0 д/с-км2 (средний — 2,4). Величина ин-фильтрационного питания пресных водоносных комплексов колеблется в

пределах 23-25 %. остальная часть запасов формируется за счёт привлекаемых ресурсов (Гудак и др., 198], 1984).

Эксплуатация подземных вод осуществляется 221 групповым и одиночными водозаборами. Суммарный водоотбор по всем водозаборам с утверждёнными запасами достигает 1,9 млн м3/сут, по водозаборам с неутвер-ждёнными запасами — 1,4 млн м3/сут. В 1фоцессе эксплуатации месторождений строительных материалов с целью понижения уровня осуществляется водоотлив подземных вод с общим расходом 223,15 млн м3/год. Таким образом, в республике отбирается около 4 млн мэ/сут подземных вод, в том числе 3,2 млн м3/сут используется в народном хозяйстве. В целом учтённый водоотбор из скважин составляет 1,26 км3/год, из колодцев — около 0,24 км3/год.

За счёт добычи подземных вод осуществляется водоснабжение 70 городов, промышленных и населённых пунктов, объектов сельскохозяйственного производства (орошение, животноводческие комплексы и пр.).

Значительная часть питьевых вод хорошего качества (около 0.6 млн м3/сут в 1995 г.) используется для технического водоснабжения и орошения сельхозугодий. Только промышленные предприятия г. Минска потребляют для технических нужд более 100 тыс. м3/сут пресных подземных вод, в то же время для водообеспечения населения города используется 250,0 тыс. м3/сут поверхностных вод из Минско-Вилейской водной системы (1995 г.).

Централизованно извлекаются подземные воды из отложений: палеогена и неогена в Гомельской и в восточной части Брестской области, верхнего мела — для водоснабжения городов Костюковичи и Гомеля, нижнего мела и нижнего сеномана — в Гродненской, Брестской, Гомельской и на юге Мо-гилёвской областей, юры — на крайнем западе республики, верхнего девона — для водоснабжения Слуцка, Солигорска и на крайнем северо-востоке в Витебской области, среднего девона — в Витебской и Могилёвской областях, ордовика — для водоснабжения городов Ошмяны, Мяделя и курорт ной зоны оз. Нарочь, венда — на северо-западе Минской области, рифея — на востоке Брестской области. Часто эксплуатируются одновременно несколько водоносных комплексов, отдельные водозаборы не используются, на многих из них водоотбор меньше прогнозных запасов в 5-10 раз. В целом по республике среднегодовой отбор оценивается объёмом около 3.3 млн м3/суг. что составляет 35 % всех утверждённых запасов.

Глава 5. МИНЕРАЛЬНЫЕ ВОДЫ И ЛЕЧЕБНЫЕ РАССОЛЫ

На территории республики широко распространены разнообразные по химическому составу, свойствам и медицинскому применению минеральные воды (MB) и лечебные рассолы (ЛР). В главе обобщены результаты многолетних исследований автором минеральных вод Беларуси, охарактеризованы условия их распространения и формирования, химический состав и гидрогео-огия месторождений, приводится анализ бальнеологического использования.

Основные типы и распространение

Существует множество классификаций природных вод в зависимости от их физических свойств и лечебного применения (Гуревич, Толстихин, 1961; Кулакова, 1965; Куликов. Желваков, 1988; Невраев, Иванов, 1964, 1981; Овчинников, 1963; Самарина, 1976; Яновский, 1968). Нами предлагается бальнеологическая классификация минеральных вод и рассолов Беларуси, основанная на систематизировании иокно-солевого состава подземных вод и присущих им лечебных свойств с учётом требований нормативных документов (ГОСТ 13273-88, СТБ 880-95). Выделены шесть главных бальнеологических типов MB и JIP.

1. Воды и лечебные рассолы без специфических компонентов и свойств разделяются на группы (хлоридную, гидрокарбонатную и сульфатную) в зависимости от соотношения основных макрокомпонентов — анионов химического состава. Катионная составляющая определяет разнообразие вод и рассолов в пределах типа. 2. Бромные и иодо-бромные воды и лечебные рассолы —крупный бальнеологический тип минеральных вод и лечебных рассолов, широко распространённый на территории республики. 3. Сульфидные и сероводородные воды и рассолы выделяются в отдельный тип в значительной степени в бальнеологических целях, т.к. их химический состав в общем соответствует водам и рассолам без специфических компонентов и свойств. 4. Железистые воды по химическому составу являются хлоридными магниево-кальциево-натриевыми с минерализацией около 4,5 г/л. Вскрыты в зоне сочленения Припятского прогиба и Микашевичско-Житковичского выступа фундамента. 5. Радоновые воды обнаружены в породах кристаллического фундамента, обогащённых радиоактивными элементами. Состав вод — гидрокарбснатный кальциевый, минерализация колеблется в пределах 0,4-0,6 г/л. 6. Борные воды получены из девонских пярнуско-наровских отложений в Ушачском районе Витебской области. Концентрация ортоборной кислоты в минеральной воде даёт основание классифицировать её в отдельный бальнеологический тип.

Процессы формирования химического состава

Происхождение и распространение различных типов минеральных вод определяются сложным сочетанием геолого-структурных, гидрогеологических, геохимических и геотермических условий. В общем виде формирование основных разновидностей минеральных вод можно свести к генезису трёх главных ветвей (хлоридной, гидрокарбонатной, сульфатной), составляющих в различных соотношениях широкий спектр разнообразных их типов. По направленности протекания и физико-химическим особенностям процессы формирования минеральных вод делятся на процессы массопереноса — движения воды и растворённых в них веществ, миграции растворимых веществ — поступления или удаления из воды различных химических элементов и соединений, миграции растворителя — поступления в водные растворы или удаления из них молекул воды (Анисимов, 1976; Барабанов, 1980; Валу-конис, Ходьков, 1973; Зайцев, Толстихин, 1972; Мартынова, Часовникова,

1976: Посохов. 1965. 1969. 1972, 1975, 1977; Филатов. 1956). В общем виде обзор наиболее распространённых теорий и гипотез формирования состава бальнеологических типов МВ и ЛР Беларуси с разбивкой на основные и второстепенные процессы приводится в таблице 1.

Месторождения и использование По состоянию на январь 1996 г. в республике эксплуатировались около 100 месторождений МВ и ЛР. Минеральные воды и лечебные рассолы используются почти в 70 лечебно-санаторных и профилактических учреждениях. в том числе в 15 санаториях, 30 санаториях-профилакториях, 12 домах (базах) отдыха и санаторных детских оздоровительных лагерях, водноспортивном комбинате, водогрязелечебнице, больницах и поликлиниках, производится бутылочный розлив около 50 наименований минеральных вод.

Таблица 1

Основные (хх) н второстепенные (х) процессы формирования состава бальнеологических типов минеральных вод и лечебных рассолов Беларуси

(по Л.Н.Барабанову, 1980)

Ь;ин»пеоло1 ические 1И11Ы вод Процессы

концентрационная диффузия фильтрационный массоперенос смешение водных растворов ^ 5 с; о о. ч 5: выщелачивание и растворение о: я <0 С К н ж ~ и 5 ^ р, о ^ о сорбция ионный обмен окислительно-восстановительные реакции биогеохимические | реакции 35 а ¡в 1 1 3 3 а с-

Кеч специфических компонентов и свойств (хлоридные, сульфатные. гидрокарбонатные) X X XX XX X X

Бромные и иодо-бромиые воды и рассолы X X X XX X

Сероводородные воды и рассолы X X X XX X X XX

Железистые воды X XX XX XX

Радоновые воды X X XX XX

Ьорные воды XX X 1

Месторождение минеральной воды, как и любого другого полезного ископаемого, характеризуется геологическими запасами. Но в отличие от других ископаемых, минеральные воды (как в целом и все подземные воды) имеют специфические особенности, среди которых необходимо отметить динамичность и способность возобновлять запасы, поэтому в процессе эксплуатации месторождений запасы минеральных вод не только срабатываются, но зачастую вновь создаются за счёт перетекания из смежных торизонтов. Нами

проведена оценка эксплуатационных запасов минеральных вод и лечебных рассолов республики (табл. ">.), при этом их общие ресурсы составили около 30 тыс. м /сут, из них около половины — хлоридные натриевые воды и рассолы, треть —бромные воды и рассолы, пятая часть — сульфатные и хло-ридно-сульфатные МВ. Кроме того, Беларусь располагает небольшим количеством борных, радоновых и сероводородных вод, подготовленных для лечебного использования.

Что же касается гидрогеологических условий бальнеологического использования, то наиболее интенсивно используются МВ и ЛР в Гомельской, Могилёвской и Минской областях, более ограничено в Витебской и совсем в малом объёме — в Брестской и Гродненской. Оптимальные природные и геолого-гидрогеологические условия использования месторождений минеральных вод находятся в Гомельской и Могилёвской областях, однако, ра-дионуклидное загрязнение этих областей заставляет ориентироваться на преимущественное развитие поисковых и разведочных работ в пределах Минской, Витебской и Гродненской областей республики.

Таблица 2

Запасы минеральных вод и лечебных рассолов Беларуси

Состав минеральных вод и лечебных рассолов Градации минерализации, г/л Запасы (разведанные, эксплуатационные), м3/суг Количество месторождений Количество лечебных учреждений

Хлоридный натриевый (патриево кальциевый) 2-15 5741,3 35 24

15-35 3944,3 19 15

более 35 5718,2 26 18

Сульфатный и хлоридно-сульфатный натриевый (кальциевый) 2-15 4797,8 28 21

15-35 1493,3 2 2

Бромный 2-15 3845,1 19 14

15-35 3459,3 10 8

более 35 1848,5 12 io

Борный 2-15 203,0 1 1

15-35 155,0 1 1

Радоновый 0,4- 0,5 504,0 4 1

Сероводородный 15-35 345,6 1 1

Глава 6. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ

В Беларуси остро стоит проблема использования новых источников сырья, одним из которых являются глубинные высокоминерализованные рассолы (промышленные воды) Припятского бассейна.

Исследованиями последних лет (Степанов, Фурсиков, 1990) установлены минимально допустимые содержания (кондиции) для некоторых элементов, содержащихся в промышленных водах (мг/л): иод - более 10, бром -200, стронций - 300, литий - 10, рубидий - 3, цезий - 1, бор - 250.

Особенности распространения и генезис

Основные перспективы нахождения и использования промышленных вод на территории республики связаны с Припятским гидрогеологическим бассейном, в разрезе которого выделяется несколько продуктивных комплексов.

Подсолевой терригенный продуктивный комплекс приурочен к верхнепротерозойским (рифей и венд), а также девонским (витебский, пярнуский, наровский, старооскольский и ланасий горизонты) отложениям. Минерализация рассолов комплекса изменяется от 288 до 445 г/л при плотности до 1,307 г/см3. В рассолах содержатся (мг/л): иод (от 13 до 84,8); бром (до 6639); бор (до 445); рубидий (0,41-0,62); цезий (0,2-12,2); стронций (1143320). Сотрудниками БелНИГРИ ПО "Белгеология" в составе продуктивного комплекса выделены несколько типов промышленных вод: бромные, бром-но-строяциеносные, иодо-бромно-стронциеносные; иодо-бромно-стронцие-носно-рсдкощелочнометальные, бромко-стронциеносно-редкощелочноме-тальные, иодо-бромно-стронциеносно-редкощелочнометальные-бороносные (Гудак, Шаповал и др., 1992).

Подсолевой карбонатный продуктивный комплекс совпадает с объёмом рассолоносных отложений франского яруса, за исключением староос-колького и ланского горизонтов. Солесодержание рассолов комплекса достигает 453 г/л при плотности до 1,312 г/см3, иода до 63,4, брома — до 6052 мг/л. Средние содержания иода и брома равны соответственно 20,6±0,7 и 3540172 мг/л. Макрокомпонентный состав хлоридный натриево-кальци-евый и кальциево-нэтриевый при небольшом количестве гидрокарбонатов и сульфатов.

Межсолевой продуктивный комплекс приурочен к рассолоносным породам задонского, елецкого и петриковского горизонтов. Минерализация рассолов изменяется от 236 до 416 г/л (средняя— 336,2±2,3) при плотности до 1,273 г/см3; в них содержатся высокие концентрации (мг/л): иода — до 108. брома — до 5418, бора —до 460, стронция—до 3928, рубидия —до 24.6. цезия — до 1,58 мг/л. В рассолах комплекса различают три типа промышленных вод: бромные, иодо-бромно-сгронциеносные, иодо-бромно-стронциеносно-редкощелочнометальные (Гудак. Шаповал и др., 1992).

В результате исследований гидродинамики основных продуктивных комплексов Припятского бассейна установлена природа гидростатической уравновешенности подсолевых и межсолевого рассолоносных комплексов (Кудельский, 1973, 1974; Кудельский, Жогло. Ясовеев, 1978). Это означает, что сколько-нибудь значимые современные пластовые перемещения рассолов в разрезе продуктивных комплексов отсутствуют. Вывод также подтверждается высокой степенью анизотропности рассоловмещающих плотных карбонатно-терригенных отложений, наличием аномально высоких Пластовы х давлений в разрезе многих структур, резкими различиями в величине пластовых давлений в смежных блоках структур и т.д. Как показали специальные исследования А.В.Кудельского, М.Г.Ясовеева и др. (1973, 1974,

1978-1990), в разрезе девонских отложений латеральное перемещение рассолов отсутствовало по крайней мере с раннекаменноугольного времени. Однако, суждение о межсолевом и подсолевых продуктивных комплексах, как о гидродинамически стабилизированных и гравитационно уравновешенных, справедливо только для глубоко погруженных частей этих комплексов. В периферических частях Пришгтского гидрогеологического бассейна наличие зон опреснения свидетельствует о молекулярно-диффузионном воздействии на рассолы девонских комплексов со стороны высоко поднятых структур с преимущественно инфильтрационным водообменом. Выполненные нами (Ясовеев, 1981, 1982) расчёты с использованием уравнений молекулярно-диффузионного массопереноса показали, что воздействие вод инфильтраци-онного генезиса прослеживается до глубины 1700 м (северо-западная часть бассейна).

Образование месторождений промышленных вод (рассолов) явилось частью общего процесса формирования подземной гидросферы Припятского бассейна. Происхождение рассолов продуктивных комплексов непосредственно связано с галогенезом, то есть с эвапоритовым процессом, получившим наибольшее развитие на территории юго-востока Беларуси в позднеф-ранское и позднефаменское время девонского периода. В результате масса и ионно-солевой состав рассолов определяются взаимодействием комплекса источников вещества и геолого-геохимических процессов. Общая последовательность формирования рассолов отвечает следующей схеме: а) масса и состав вод и, реже, рассолов образуются в объёме погружающихся карбонат-но-терригенных подсолевых и межсолевых девонских отложений (так называемый, первичный седиментационный комплекс); б) образование рассолов евлановско-ливенского и лебедянско-оресско-стрешинского бассейнов морского генезиса, минерализация и состав которых обусловили последовательное выпадение сульфатов, галита и калийных солей; в) метаморфизация первичного седиментационного комплекса подземных вод морских отложений в результате взаимодействия с минеральным и органическим субстратом вмещающих отложений в условиях высоких палеотемператур, инжекций высокоминерализованных межкристальных рассолов из выше- и нижезалегаю-щих солевых толщ.

Геологические запасы промышленных вод основных продуктивных комплексов Припятского бассейна весьма велики и в соответствии с методикой, изложенной нами с коллегами ранее (Кудельский, Ясовеев, Шиманович и др., 1982), равны (км3): подсолевого терригенного - 1050, подсолевого карбонатного - 280; межсолевого - 539.

Технико-экономическая оценка промышленного значения

Сотрудниками БелНИГРИ (Гудак, Фурсиков и др., 1992) проведена оценка прогнозных эксплуатационных запасов промышленных вод основных продуктивных комплексов Припятского бассейна. При этом получены следующие результаты.

Месторождение промышленных вод межсолевого продуктивного комплекса. Общая площадь месторождения около 15400 км , суммарные эксплуатационные запасы оценены в 9,13 тыс. м3/сут при понижениях уровня до 1000 м, при этом извлечение ценных компонентов составит (т/год): рубидия - 23,1; стронция - 3649, брома - 8707; иода - 120,6.

Месторождение промышленных вод подсолевого терригенного продуктивного комплекса. Площадь месторождения около 16500 км , прогнозные эксплуатационные запасы составляют 25,8 тыс. м3/сут, возможное извлечение отдельных элементов (т/год): рубидия - 36,4; стронция - 6274; брома - 32343; иода - 83,1.

Значительные перспективы можно связывать с использованием по-пугных вод нефтяных месторождений. По материалам ПО "Белгеология" (1992) общие эксплуатационные балансовые запасы попутных вод (категории В и С)) составляют 62165 тыс, м3, при этом запасы ценных компонентов в них на оставшийся срок эксплуатации нефтяных месторождений составляют (тонн): брома - 43517,5; иода- 854; лития - 713,5; рубидия - 182; цезия -36,5; стронция - 26364,5.

Районирование по условиям добычи и переработки

Гидродинамическая изолированность как продуктивных комплексов, так и входящих в их состав отдельных структур определяет возможный способ рациональной организации добычи и переработки промышленных вод Припятского бассейна. Как предлагалось нами ранее (Ясовеев, 1983), одним из таких вариантов разработки месторождений рассолов является метод кустовой увязки нескольких гидродинамически обособленных локальных структур. Нами выделены следующие критерии, которые необходимо учитывать при планировании размещения редкоэлементной и иодо-бромной промышленности на территории юга Беларуси: а) геолого-гидродинамические — строение предлагаемой структуры, притоки рассолов, положение статических уровней и т.д.; б) эколого-гидрогеологические — возможность (невозможность) подземного захоронения промстоков; в) физико-географические — наличие речной сети, населённых пунктов, подъездных путей и т.д. С учётом этих параметров произведено районирование территории Припятского бассейна по условиям добычи и переработки промышленных рассолов.

Глава7. ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДЗЕМНОЙ ГИДРОСФЕРЫ БЕЛАРУСИ

На основании материалов, характеризующих особенности распространения, формирования, а также существующего практического использования основных разновидностей подземных вод в составе подземной гидросферы (главы 4-6), нами проведена оценка перспектив и дан прогноз использования пресных, минеральных и промышленных вод в различных отраслях народного хозяйства страны.

Пресные воды

В промышленности, сельском хозяйстве и коммунально-бытовом секторе для хозяйственно-питьевого и производственно-технического водоснабжения используются следующие основные водоносные комплексы: 1) антро-погеновых межморенных отложений — главный источник водоснабжения на севере, северо-западе и в центральной части Беларуси; 2) неоген-палеогеновых отложений, распространённых на юго-востоке республики; 3) меловых отложений (юго-восток и западная часть страны); 4) франских отложений девона — один из основных источников водоснабжения северо-восточного, северного и восточного регионов республики; 5) старооскольских и ланских отложений девона, широко распространённых на севере и северо-востоке государства; 6) верхнепротерозойских отложений эксплуатируются в центральной, а также в северной и юго-западной частях Беларуси.

Промышленность и жилищно-коммунальный сектор Беларуси обеспечивают свои потребности в питьевой воде в основном за счёт подземного водоснабжения: (до 95 % всей потребляемой воды в этих отраслях народного хозяйства республики поступает из одиночных скважин и групповых водозаборов. Прогнозные ресурсы пресных подземных вод составляют 49,6 млн м3/сут, утверждённые Государственной комиссией по запасам эксплуатационные запасы (ресурсы) 5,9 млн м3/сут.

Минеральные воды

Практический интерес для планирующих и проектных организаций, а также коммерческий интерес для различных фирм представляет оценка перспектив обнаружения новых и расширения использования уже известных минеральных вод по отдельным областям административного деления Беларуси.

Брестская область располагает ограниченными гидроминеральными ресурсами. В пределах её территории возможно обнаружение и последующее использование нескольких типов минеральных вод: без специфических компонентов и свойств, радоновых, железистых и бромных. При бурении поисково-разведочных скважин и обустройстве технологических линий возможна организация розлива минеральных вод в посёлках Малорита, Домачево, городах Кобрин, Антополь,.Жабинка (хлоридные натриевые лечебно-питьевые и лечебно-столовые), а также в Каменце (хлоридно-сульфатные и сульфат-но-хлоридные лечебно-столовые воды).

Витебская область. В силу известных событий на Чернобыльской АЭС, когда значительная часть территории Гомельской и Могилёвской областей подверглась радионуклвдному загрязнению, неизмеримо возросла роль Витебской области в использовании существующих и разведке новых месторождений минеральных вод. В её пределах весьма значительны перспективы обнаружения и последующего использования минеральных вод без специфических компонентов и свойств, бромных, борных, хлорцдных натриевых вод и лечебных рассолов. Область располагает большими возможностями для организации розлива минеральных вод. Почти в любом район-

ном центре путём бурения неглубоких скважин можно добывать минеральные воды лечебно-столового и лечебно-питьевого назначения.

Гомельская область обладает самыми большими и разнообразными запасами гидроминерального сырья. Однако, в результате катастрофы на ЧАЭС около 70 % её территории подверглось радионуклидному загрязнению, что ограничило перспективы использования минеральных вод. В области широко представлены различные бальнеологические типы минеральных вод: без специфических компонентов и свойств, бромные, сероводородные, железистые, иодо-бромные рассолы.

Перспективы розлива минеральных лечебно-столовых и лечебно-питьевых вод различного состава связаны с использованием ресурсов При-пятского бассейна, где в разрезе каменноугольных, пермских, триасовых и юрских отложений широко распространены сульфатные, хлоридно-сульфат-ные, сульфатно-хлоридные и хлоридные натриевые воды. Минеральные воды можно разливать практически во всех населённых пунктах области (Петриков, Копаткевичи, Мозырь, Озаричи и др.).

Гродненская область. Перспективы обнаружения минеральных вод здесь сравнительно невелики. Можно предположить вскрытие двух типов минеральных вод: без специфических компонентов и свойств и радоновых. В области рекомендуется розлив хлоридных натриевых и сульфатно-хлорид-ных минеральных вод, в основном питьевого применения. В городах Ошмя-ны и Сморгонь целесообразно планировать розлив хлоридных натриевых минеральных вод небольшой минерализации. В западной части области (Свислочь, Зельва, Мосты, Гродно) наиболее перспективна организация розлива сульфатно-хлоридных и хлоридных натриевых лечебно-столовых вод.

Минская область располагается на стыке различных геологических и гидрогеологических структур, что определяет значительные перспективы обнаружения и использования широкой гаммы бальнеологических типов минеральных вод в её границах: без специфических компонентов и свойств, бромных, радоновых; хлоридных натриевых рассолов.

Перспективы розлива минеральных вод связаны с хлоридными натриевыми и сульфатными различного катионного состава водами лечебно-столового и лечебно-питьевого назначения. Розлив хлоридных натриевых вод небольшой минерализации можно планировать в населённых пунктах Вилейка, Логойск, Мядель, Лынтупы в северной части области, а также на крайнем её юге (Любань, Солигорск, Красная Слобода). Сульфатно-хлоридные воды перспективны к розливу в населённых пунктах восточной части области (Жодино, Смолевичи, Червень, Крупки, Бобр, Холопеничи и др.).

Могилёвская область обладает достаточными для организации широкой сети лечебно-профилактических учреждений гидроминеральными ресурсами, однако более трети территории области относится к зоне радиоактивного загрязнения, что создаёт известные ограничения при выборе перспективных комплексов и площадей. В области широко распространены минеральные воды без специфических компонентов и свойств и бромные, а

также хлорвдные натриевые воды и рассолы. В области большие запасы сульфатных, сульфатно-хлоридных и хлоридно-сульфатных, а также хло-ридных натриевых минеральных вод, пригодных для розлива. Практически в любом районном центре (Кличев, Славгород, Быхов и др.) представляется возможным организовать производство розлива минеральных вод лечебно-столового и лечебно-питьевого назначения.

Прогноз открытия новых групп минеральных вод. Гидрогеологические и гидрогеохимические условия территории республики позволяют прогнозировать открытие следующих групп и месторождений минеральных вод: 1) гидрокарбонатной натриевой, близкой к известной "Боржоми"; 2) гидрокарбонатной со сложным катионным составом типа "Шмаковская"; 3) гидрокарбонатной кальциево-натриевой и гидрокарбонатной натриево-кальцие-вой типа "Арашан", "Саирме"; 4) гидрокарбонатной магниево-кальциевой и натриево-магниево-кальциевой железистой типа "Турш-Су"; 5) гидрокарбо-натно-сульфатной и сульфатно-гидрокарбонатной с различным катионным макросоставом типа "Кишинёвская", "Махачкалинская"; 6) хлоридно-гидро-карбонатной с переменной катионной компонентой; 7) гидрокарбонатной натриевой кремнистой.

Промышленные воды

Районирование территории Припятского гидрогеологического бассейна по условиям добычи и переработки рассолов позволяет произвести геолого-экономическую оценку перспектив использования промышленных рассолов на Борисовской, Холопеничской, Копаткевичской, Найдовской, Лель-чицкой, Буйновичской, Гороховской, Бобровичской, Каменской, Стреличев-ской, Северо-Хойникской, Омельковщинской, Савичской, Северо-Домано-вичской, Сосновской, Осташковичской, Давыдовской, Речицкой и некоторых других площадях и решить вопрос о целесообразности постановки здесь поисково-разведочных работ.

Проведенная нами геолого-гидрогеологическая оценка эффективности добычи и переработки крепких рассолов Припятского бассейна предварительная и требует постановки масштабных гидрогеологических исследований. В первую очередь необходимо провести дополнительные опытные гидрогеологические работы на Борисовской, Копаткевичской, Буйновичской и Гороховской площадях.

Использование пластовых рассолов, приуроченных к районам нефтяных месторождений, станет возможным лишь после полной отработки запасов нефти. Кроме того, качество этих рассолов (загрязнённость нефтепродуктами и веществами, применяемыми для облегчения добычи нефти) может не соответствовать критериям переработки промышленных вод.

Приведенная нами геолого-экономическая оценка эффективности ио-до-бромного производства является предварительной, но и она доказывает, что добыча и переработка рассолов на отдельных площадях Припятского бассейна может стать рентабельной. При этом оценка рентабельности будущего производства производилась при условии извлечения из рассолов толь-

ко двух полезных компонентов — иода и брома, но рентабельность должна повыситься при комплексной переработке рассолов.

В заключение приведём некоторые области практического и возможного применения белорусских промышленных вод: а) горнохимическое сырьё — рассолы содержат повышенные и высокие концентрации иода, брома, бора, стронция, калия, магния, лития, рубидия, цезия и других компонентов, представляющих интерес для химической промышленности. К сожалению, до настоящего времени отсутствуют промышленные технологии переработки рассолов Припятского бассейна, а предполагаемые опытные и лабораторные методики (ВСЕГИНГЕО, Бронницкая экспедиция ИМГРЭ) отличаются энергоёмкостью и высокой ценой использования: б) медицина и бальнеология — лечебный эффект применения рассолов связан с их природным составом, который определяет противовоспалительное, рассасывающее и противоболевое действие. Они применяются при болезнях опорно-двигательного аппарата, периферической нервной системы и травматических заболеваниях; в) сельскохозяйственное производство — поисковые исследования показали достаточную эффективность применения рассолов в качестве ириродно-сбалакси-рованного по макро- и микроэлементам комплексного жидкого минерального удобрения; г) строительство и технология — рассолы могут служить компонентом низкотемпературного клинкера, применяются они для пропитки древесины с целью придания ей огнестойкости и способности противостоять гнилостным процессам.

III. ЭКОЛОГИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНОЙ ГИДРОСФЕРЫ

Глава 8. МАСШТАБЫ И ВИДЫ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

На территории Беларуси к числу техногенных факторов, оказывающих широкомасштабное воздействие на подземные воды, относится, прежде всего, осушительная мелиорация. Региональный характер имеет сельскохозяйственное загрязнение подземных, в первую очередь грунтовых, вод (гербициды, пестициды, ядохимикаты, удобрения), радиоактивное загрязнение территории, сформировавшееся в результате аварии на ЧАЭС, сброс сточных и промышленных вод, газо-пылевые выбросы и т.д.

Источники загрязнения

Промышленное загрязнение отличается наибольшей интенсивностью среди всех видов техногенного загрязнения, хотя, как правило, охватывает относительно небольшие площади. Наибольшая величина техногенной нагрузки приходится на водозаборы пресных вод, расположенные в районах с высокой концентрацией промышленных предприятий (Минский, Гродненский Витебский, Полоцкий, Гомельский, Мозырский, Солигорский, Моги-лёвский, Речицкий и некоторые другие районы). Здесь источниками загрязнения подземных вод являются газо-дымовые выбросы предприятий, газо-

образные продукты сгорания топлива, сточные воды промышленных предприятий, коммунально-бьповые стоки, свалки бытового и промышленного мусора. Ухудшение химического состава подземных вод выражается в увеличении общей минерализации и содержаний соединений азота, хлоридов, тяжёлых металлов, в воде фиксируются нефтепродукты, фенолы и другие загрязнители.

Сельскохозяйственная деятельность. Грунтовые воды республики характеризуются в целом очень низкой естественной защищённостью от различного рода загрязнителей. Это объясняется высокой проницаемостью пород зоны аэрации и водовмещающих пород, а также небольшими глубинами залегания грунтовых вод (1,5-5,0 м). В связи с этим практически на всей площади сельскохозяйственных угодий, где вносятся органические и минеральные удобрения, естественный гидрогеохимический фон грунтовых вод резко нарушен. На таких участах в грунтовых водах возрастают, нередко в десятки раз, концентрации ЫОз", Б04 , СГ, К+. Иа+, Са2+ и Проникновение компонентов сельскохозяйственного загрязнения прослеживается на глубину до 14-16 м, а вниз по потоку грунтовых вод — до 1,5 км от зоны загрязнения (Пашкевич, 1990).

Коммунально-бытовое загрязнение. В пределах сельских и городских населённых пунктов геохимический облик грунтовых вод трансформируется под влиянием коммунально-бытового загрязнения. Оно формируется за счёт утечек из выгребных ям и канализационных систем, в районах свалок бытовых отходов и полей фильтрации. В пределах сельских населённых пунктов этому загрязнению, как правило, способствует сельскохозяйственное производство (приусадебные участки, скотные дворы). Основными компонентами этого вида загрязнения являются органические вещества и продукты их распада, азотные соединения, хлориды, сульфаты, синтетические моющие средства и др. Коммунально-бытовые стоки характеризуются исключительно высокими уровнями микробиологического загрязнения.

Поражение радионуклидами чернобыльского происхождения. Весьма значительно как по площади проявления, так и по длительности воздействия на окружающую среду радиоактивное загрязнение значительной части территории Беларуси, которое сформировалось в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС. При этом в атмосферу было выброшено 50 Мки активности, 70 % которых выпало на территории республики. В аварийном выбросе ЧАЭС фиксировалось присутствие нескольких десятков радионуклидов, главным образом короткоживущих. Максимальные уровни радиоактивного загрязнения поверхностных вод наблюдались в первые недели после аварии и обуславливались в основном выпадением загрязнённых аэрозолей и пылевых частиц непосредственно на водную поверхность. В настоящее время основными компонентами, определяющими радионуклидное загрязнение как почвенного покрова, так и природных вод, являются 908г и ,37Сз. В Беларуси свыше 46,5 тыс. га территории имеет плотность поверхностного загрязнения по цезию-137 свыше 1 Ки/км2. На этой территории находится 27 городов и

около 300 других населённых пунктов с общей численностью населения около 2-х млн человек.

Мелиорация заболоченных территорий. Грандиозные мелиоративные работы, когда в республике было осушено около 3 млн га болот и заболоченных территорий, привели к обмелению поверхностных водотоков и снижению уровня грунтовых вод на больших площадях (на 0,7-1,5 м непосредственно на осушенных массивах и на 0,5-1,0 м на прилегающих землях). Это явление распространяется в Белорусском Полесье на 3-4 км вокруг осушенных участков, в остальных районах на флювиогляциальных и озёрно-лед-никовых равнинах на 0,6-0,8 км (Кудельский, Гречко и др., 1993). В после-мелиоративный период заметно изменился и макрокомпонентный состав фунтовых вод. Процесс осушения сопровождается ростом минерализации за счет ионов БОД Са2+, Мя5+ и реже НС03 . Сульфат-ион наиболее характерный компонент фунтовых вод осушенных земель. Вследствие его накопления (до 200-240 мг/л) фунтовые воды приобретают вместо гидрокарбонатного кальциевого сульфатный кальциевый состав, ранее совершенно не характерный для пресных подземных вод Белорусского Полесья (Пашкевич, 1990).

Особенности техногенного загрязнения подземной гидросферы

Беларуси

Беларусь обладает весьма значительными ресурсами подземных вод — пресных питьевых, минеральных (питьевых и бальнеологических), а также подземных рассолов. Пресные воды питьевого назначения распространены повсеместно до глубины 100^50 м, однако они легко подвергаются за-фязнению с поверхности земли в связи с отсутствием в разрезе регионально выдержанных водоупоров. Положение усугубляется тем, что подземные воды республики плохо защищены естественными покрышками. По защищённости фунтовых вод вся территория Беларуси относится к 1 категории, что означает их полную подверженность всем видам поверхностного зафязнения. Этим объясняется высокий уровень уже сформировавшегося зафязнения фунтовых вод на обширной территории сельскохозяйственных угодий и мелиоративного строительства, а также в пределах и окрестностях многих городов и населённых пунктов (коммунальное и промышленное зафязнение), соледобывающих рудников, птицеферм и крупных животноводческих комплексов.

Чаще всего на подземную гидросферу влияет одновременно несколько различных зафязняющих факторов. Так, широкомасштабное зафязнение фунтовых вод нитратами происходит в результате химизации сельскохозяйственных площадей и фильтрации промышленных и бытовых стоков. Зафязнение напорных подземных вод на водозаборах от различных точечных зафязнителей осуществляется в условиях втягивания зафязняющих компонентов в воронку депрессии.

В целом, качество пресных подземных вод соответствует требованиям нормативных документов. Исключением являются участки размещения

скважин в застроенной части населённых пунктов и городов, ферм, в районах очистных сооружений, всевозможных свалок, отвалов промышленных предприятий, прудов-отстойников и т.д., где зафиксировано загрязнение грунтовых, а иногда и вод нижележащих отложений.

Глава 9. ГЕОЛОГО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОДЗЕМНОГО ЗАХОРОНЕНИЯ КОНЕЧНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ

Общие понятия и характеристика проблемы

В экономически развитых странах большое внимание уделяется стимулированию развития мало- и безотходных технологий и процессов в промышленности и других отраслях хозяйственной деятельности. В случаях, когда образования отходов избежать нельзя, нейтрализация последних производится путём применения специальных методов очистки с последующим складированием на поверхности или захоронением на различных глубинах в недрах земли. В Беларуси, где до сих пор не существует промышленности вторичных ресурсов, подавляющая часть отходов поступает в окружающую среду без переработки, вызывая необратимые изменения природных экосистем. В этих условиях решение вопросов подземного захоронения приобретает особое значение и, нося вынужденный характер, позволяет свести к минимуму отрицательное воздействие конечных промышленных отходов на окружающую среду.

Классификация отходов, подлежащих захоронению

Все накапливающиеся в республике отходы делятся на основные группы: промышленные, бытовые токсичные и радиоактивные. Промышленные подразделяются, в свою очередь, на твёрдые, сельскохозяйственные, осадки сточных вод, уловленную пыль газообразных выбросов. Среди токсичных отходов выделяют 5 видов состава и 4 класса опасности. К радиоактивным относятся отходы АЭС, предприятий ядерного топливного цикла, установок, связанных с научными экспериментами и изотопами, а также отходы дезактивации территорий. В соответствии с международной практикой выделяют категории радиоактивных отходов: высокоактивные, среднеактив-ные. низкоактивные и условно активные отходы дезактивации.

Подземное захоронение промышленных отходов (ПО) может осуществляться на разных глубинах и в различных гидродинамических зонах литосферы. Приведём (по A.B. Кудельскому, 1987) простейшие системы и геологические модели, определив, что под "приповерхностным" понимается захоронение ниже дневной поверхности, но не глубже нижней границы активного водообмена; под "среднеглубоким" — захоронение ПО ниже зоны активного водообмена, но не глубже 2000 м, в пределах пластовых температур до 50-70°С. И, наконец, "глубокое захоронение" предполагает размещение ПО на глубинах свыше 2000 м. В случае наземного складирования промышленных отходов также требуется тщательное геолого-гидрогеологическое обоснова-

ние. В работе основное внимание уделено ликвидации наиболее объёмных (твёрдых бытовых) и опасных (токсичных, радиоактивных) отходов.

Наземное складирование твёрдых бытовых отходов. В большинстве развитых стран (Германия, США, Англия и др.) бытовые отходы после предварительной обработки (сортировки, отвердения и т.д.) сжигаются в специальных установках-печах. На территории Беларуси функционирует всего лишь один мусоросжигательный завод, расположенный в окрестностях Минска. В нынешних экономических реалиях трудно ожидать повсеместного строительства заводов по сортировке и сжиганию бытовых отходов и по этой причине приходится прибегать к наземному их складированию.

За интегральный показатель, характеризующий перспективы устройства полигонов твёрдых бытовых отходов на тех или иных участках, принят остаточный рельеф территории, под которым подразумевается объём отложений горных пород, сохранившийся на месте залегания при расчленении первичных поверхностей различными экзогенными агентами (Матвеев. 1990). Местоположение явного остаточного рельефа совпадает с положительными формами ландшафта, занимающими приподнятое положение по отношению к водоразделам. Массивы явного остаточного рельефа на территории Беларуси распределяются неравномерно, что связано с особенностями поверхности страны, которая характеризуется преобладанием плоских и по-логоволнистых равнин и низин, речных долин и грядово-увалисто-холмис-тых комплексов различного размера и конфигурации.

Захоронение токсичных отходов. Промышленные токсичные отходы практически все являются ценными полуфабрикатами, пригодными для извлечения металлов, соединений металлов, солей и других полезных компонентов. По этой причине подземное захоронение их может рассматриваться лишь как временное складирование с последующей (в будущем) их переработкой и утилизацией (Кудельский, Ясовеев, 1993).

Полигоны подземного захоронения токсичных отходов следует размещать (СНиП 2.01.28-85):

— на площадках, на которых возможно осуществление мероприятий и инженерных решений, исключающих загрязнение окружающей среды;

— с учётом "розы ветров" (преобладающего направления) по отношению к населённым пунктам и зонам отдыха;

— ниже мест водозаборов питьевой воды, рыбоводных хозяйств, мест нереста, массового нагула и зимовальных ям рыбы;

— на землях несельскохозяйственного назначения или непригодных для сельского хозяйства, либо на сельскохозяйственных землях худшего качества;

— в соответствии с гидрогеологическими условиями, как правило, на участках со слабофильгрующими грунтами (глиной, суглинками, супесями), с залеганием грунтовых вод (при их наибольшем подъёме) не менее 2 м от подошвы захороняемых отходов.

При неблагоприятных гидрогеологических условиях на выбранной площадке необходимо предусматривать инженерные мероприятия, обеспечивающие требуемое снижение уровня грунтовых вод. Захоронению подлежат только твёрдые токсичные отходы. Способ захоронения зависит от их токсичности (класса опасности) и водорастворимости и детально анализируется в наших работах (Ясовеев, 1992-1994).

Районирование загрязнённых территорий по условиям захоронения отходов дезактивации произведено с целью обоснования возможности приповерхностного неглубокого захоронения условно- и низкоактивных отходов в различных гсолого-гидрогеологических условиях территории Беларуси.

В основу районирования положены сведения о глубинах залегания уровней подземных вод, характер литологии пород, а также учтены геоморфологические особенности поверхности (Кудельский, Ясовеев, 1990-1993). В разработке использованы следующие материалы: сведения о глубинах залегания уровней грунтовых вод на территории загрязнённых областей: карта мощности зоны аэрации территории Беларуси масштаба 1 : 500 ООО: топо-графо-геодезические материалы: рекомендации по выбору площадок для строительства пунктов захоронения отходов, дезактивации территорий, населённых пунктов и т.д., разработанные сотрудниками Института геологических наук НАНБ и Института радиоэкологических проблем НАНБ; требования санитарных правил обращения с радиоактивными отходами (СПОРО-85): рекомендации по захоронению токсичных промышленных отходов (СНиП 2.01.28-85). В результате в пределах территории Беларуси выделены 6 типов районов с различными условиями приповерхностного захоронения условно- и низкоактивных отходов дезактивации и составлена карта районирования территории наиболее загрязнённых радионуклидами Гомельской и Могилёвской областей.

Потенциально возможные отходы АЭС. Захоронение высокоактивных отходов АЭС предполагает их размещение в специальных инженерных сооружениях, построенных в толще четвертичных отложений, или же в толщах практически водонепроницаемых и глубоко залегающих горных пород (каменная соль, вулканические туфы, мономинеральные глины, блоки нетрещиноватых кристаллических горных пород и др.). Инженерно-технологическое обустройство подобных сооружений предполагает безопасное хранение радиоактивных отходов АЭС в течение длительного периода времени, наличие автоматизированных систем подготовки отходов (нейтрализация, компакти-рование и пр.) и безопасного обращения с ними в технологических циклах обращения и временного хранения. Особенности геологического строения и гидрогеологических условий Республики Беларусь позволяют рассчитывать также на возможность строительства в её пределах технологически обустроенных хранилищ и могильников высокоактивных отходов АЭС. Благоприятными геологическими объектами для размещения отходов являются формации кристаллического фундамента, галогенных (солевых) толщ и крупные залежи мономинеральных глин (Кудельский, Ясовеев, 1994).

Глава 10. РАЙОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ БЕЛАРУСИ ПО УСЛОВИЯМ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДЗЕМНОЙ ГИДРОСФЕРЫ

Методика специализированного районирования

В основу методики специализированного районирования положен принцип учёта и комплексирования существующих схем и приёмов регионального. частного и специализированного разделения территории по тому или иному признаку. В качестве базовой модели принята схема гидрогеологического районирования Беларуси (Кудельский, Ясовеев, 1994), в которой учтены структурно-геологические и гидрогеологические особенности территории. Аналогичным способом выполнена карта-схема распространения зоны пресных вод на территории Беларуси, которая по своей сути является своеобразной схемой районирования (Кудельский, Коркин и др., 1994). Детальные схемы районирования (карты-схемы распространения) построены для минеральных вод и рассолов различного солесодержания и типов (Кудельский, Ясовеев, 1994). Районирование по условиям распространения и добычи промышленных вод отражено в нашей работе (Ясовеев, 1983). К специализированным относятся карты-схемы перспектив поиска минеральных вод, а также схемы районирования территории республики и отдельных административных областей по условиям подземного захоронения конечных промышленных отходов (Кудельский, Ясовеев, 1992, 1994). При проведении районирования также использованы сведения о радионуклидном загрязнении территории Беларуси и материалы по масштабам и видам техногенного воздействия на подземную гидросферу.

В результате анализа условий рационального и экологобезопасного использования подземной гидросферы представилось возможным провести гидроэкологическое районирование территории государства и выделить в его пределах шесть гидроэкологических областей (табл. 3).

Характеристика гидроэкологических областей и рекомендации по рациональному использованию подземной гидросферы Северо-Западная (Гроднснско—Браславская) гидроэкологическая область объединяет Белорусский гидрогеологический массив, а также Браславский и Освейский гидроэкологические районы. Южная часть области занята зоной развития нацело пресноводного разреза подземных вод, которая является важным источником промышленного и хозяйственно-бытового водоснабжения. На остальной её территории снабжение пресной водой осуществляется за счёт антропогеновых и меловых водоносных комплексов. Среди минеральных вод преобладают радоновые, в значительно меньшей степени присутствуют хлоридные натриевые, гидрокарбонатно-хлорвдные и сульфатные. Техногенная нагрузка на гидросферу варьирует в значительных предег лах, при этом модуль техногенной нагрузки изменяется от <1 до 2-7 тыс. тонн на 1 км2 в год, лишь в редких случаях, в окрестностях крупных городов, существенно выше; на поверхности фиксируются небольшие пятна радионуклидного загрязнения (до 5 Ки/км2 по цезию-137).

Таблица 3

Схема соотношения основных геологических, гидрогеологических и гидроэкологических таксонов Беларуси

Гидроэколог ическая область Г еологическая структура Гидрогеологическая структура Состав гидроэкологической области

Северо-Западная (Г'родненско-Браславская) Белорусско-Мазурская антеклиза Белорусский гидрогеологический массив Белорусский гидрогеологический массив

Балтийская синеклиза Балтийский гидрогеологический бассейн Браславский гидроэкологический район

Латвийская седловина Латвийский гидрогеологический район Освейский гидроэкологический район

Витебско-Могилёвская Оршанская впадина Оршанский гидрогеологический бассейн Оршанский гидрогеологический бассейн

Бобруйский вьтст\и Бобруйский гидрогеологический район Бобруйский гидроэкологический район

Жлобинская ■ седловина Жлобинский гидрогеологический район Жлобинский гидроэкологический район

Припятская Припятский прогиб Припятский гидрогеологический бассейн Припятский гидрог еологический бассейн

Микашевичско-Житковичский выступ Микашевичско-Житковичекий гидрогеологический район Микашевичско-Житковичекий гидроэкологический район

Северо-Припятское плечо Городокско-Хатецкий гидрогеологический район Буда-Кошелёвский гидроэкологический район

Брагинско-Лоевская седловина Брагинско-Лоевский гидрогеологический район Брагинско-Лоевский гидроэкологический район

Днепровско-Донецкий прогиб Днепровско-Докецкий гидрогеологический бассейн Комаринский гидроэкологический район

Брестская Подлясско-Брестская впадина Брестский гидрогеологический бассейн Брестский гидрогеологический бассейн

Луковско-Ратновский горст Луковско-Ратновский гидрогеологический район Домачеьский гидроэкологический район

Волынская моноклиналь Волынский гидрогеологический бассейн Томашовский гидроэкологический район

Пинская Полесская седловина Полесский гидрогеологический район Полесский гидроэкологнческий район

Гомельско-Костюковичская Воронежская антеклиза Воронежский гидрогеологический массив Гомельский гидроэкологический район Коспоковичский гидроэкологический район

Витебско-Могилёвская гидроэкологическая область состоит из Оршанского бассейна и Бобруйского и Жлобинского гидроэкологических районов. Использование пресных вод связано, в основном, с водоносным комплексом девонских (старооскольских и ланских) отложений, в меньшей степени эксплуатируются комплексы антропогеновых отложений. Среди минеральных вод преобладают сульфатные и сульфатно-хлоридные, следующими по распространённости являются хлоридные натриевые. Большая часть территории области богата бальнеологическими рассолами.

Южная часть области подвержена радионуклидному загрязнению с плотностью по цезию-137 более 40 Ки/км2. Техногенная нагрузка изменяется в значительных пределах и для отдельных участков юга Оршанского бассейна её модуль достигает 25-50 тыс. тонн на 1 км2 в год и иногда совпадает с наиболее поражёнными радионуклидами территориями.

Припятская гидроэкологическая область состоит из Припятского бассейна, а также Микашевичско-Житковичского, Буда-Кошелёвского, Бра-гинско-Лоевского и Комаринского гидроэкологических районов. Основное значение для промышленного и питьевого водоснабжения имеют водоносные комплексы палеоген-неогена и мела. Минеральные воды представлены практически всеми разновидностями, известными в республике, за исключением радоновых вод. Кроме того, Припятский бассейн является единственной в республике гидрогеологической структурой, содержащей в своём разрезе промышленные воды. Южная часть территории области наиболее пострадала от катастрофы на ЧАЭС, плотность загрязнения по цезию-137 часто превышает 40 Ки/км2, в зоне отселения фиксируются очень высокие содержания стронция-90 и плуюния-239 и 240. Модуль техногенной нагрузки на гидросферу изменяется от 0,6-1,5 до 12-34 тыс. тонн на 1 км2 в год.

Брестская гидроэкологическая область объединяет одноимённый гидрогеологический бассейн и Домачевский и Томашовский гидроэкологические районы. На территории области используются, в основном, пресные воды юрского и меловою водоносных комплексов, в ограниченном объёме — водоносные комплексы антропогена. Спектр минеральных вод весьма ограничен по видовому разнообразию и площадному распространению. В пределах области практически отсутствует радионуклидное загрязнение, техногенная нагрузка на гидросферу характеризуется малым и средним уровнями воздействия (1-2, редко до 5 тыс. тонн на 1 км2).

Пинская гидроэкологическая область выделена на территории Полесской седловины. Мощная зона пресных вод составляет большую часть (90-95 %) разреза осадочного чехла. Преобладающую роль в водоснабжении играют водоносные комплексы антропогеновых отложений. Нахождение минеральных вод весьма гипотетично. На территории области зафиксированы небольшие по площади пятна радионуклидного загрязнения с плотностью по цезию-137 до 5 Ки/км2. Техногенная нагрузка на поверхностную и подземную гидросферу колеблется от 0,7 до 1.2-1,5 тыс. тонн на 1 км2 в год.

Гомельско-Костюковичская гидроэкологическая область выделяется в пределах белорусской части Воронежского гидрогеологического массива. Пресные воды питьевого регистра распространены на всей территории области, наиболее часто используются меловые и палеоген-неогеновые водоносные комплексы. Встречены хлорвдные натриевые и сульфатные минеральные воды. Территория области делится на 2 гидроэкологических района: Гомельский и Костюковичский. Гомельский — отличается очень высокими уровнями радионуклидного поражения (более 40 Ки/км2), Костюковичский район менее затронут чернобыльскими выпадениями. Техногенное воздействие на поверхностную и подземную гидросферу весьма значительное и в среднем составляет около 6 тыс. тонн на 1 км2 в год.

Рекомендации рационального и экологобезопасного использования подземной гидросферы Беларуси в обобщённом виде представлены в таблице 4.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны принципы и методика гидрогеологического районирования территории Беларуси. В качестве основных единиц районирования обоснованы и приняты, развитые как по площади, так и в разрезе гидросферы, гидрогеологические структуры: бассейн, массив, район. В результате составлена карта-схема гидрогеологического районирования республики и смежных территорий, на которой выделены Белорусский, Воронежский и Украинский гидрогеологические массивы; Оршанский, Приютский, Брестский, Днепровско-Донецкий, Волынский и Прибалтийский гидрогеологические бассейны; Городокско-Хатецкий, Бобруйский, Микашевичско-Житко-вичский, Лукувско-Ратновский, Латвийский, Жлобинский, Полесский и Бра-гинско-Лоевский гидрогеологические районы/^Разработана пространственная модель и схема гидрогеологической стратификации подземной гидро сферы Беларуси, составлено обобщающее гидрогеологическое описание осадочного чехла территории республики.

2. На базе учёта геолого-гидрогеологических и геохимических особен-ностей разработана модель вертикальной гидродинамической зональности и дополнена схема гидрохимической зональности территории Беларуси. К зоне активного водообмена отнесены системы грунтовых вод и артезианская, соответственно, к зонам ограниченного и застойного режимов — элизионная и элизионно-термогидродинамическая системы. Гидрохимический разрез территории характеризуется наличием зоны пресных вод (солесо-держание менее 1 г/л), а также зон: солоноватых и солёных вод (1-35 г/л), слабых рассолов (35-150 г/л), крепких и весьма крепких рассолов (150-320 г/л и более). Минерализация подземных вод закономерно увеличивается с глубиной от пресных вод к солёным и далее к рассолам. Так же закономерно преобразуется химический состав от гидрокарбонатного кальциевого к хлоридному кальциево-натриевому и магниево-кальциевому.

Таблица 4 Рекомендации рационального и экологобезопасного использования подземной гидросферы Беларуси

Гидроэкологическая обласгь Состав рекомендаций

СевероЗападная (Гродненско-Ераславская) 1. Приоритетная эксплуатация комплексов пресных питьевых вод. Охрана мошной зоны пресных вод от истощения и загрязнения. 2. Расширение и интенсификация гидрогеологических исследований на периферии Белорусского массива, где вероятно нахождение гидрокарбо-натно-хлоридных натриевых и бромных минеральных вод 3. Исключить захоронение промстоков на всей территории области; ограниченные перспективы подземного захоронения промышленных токсичных отходов, высокие — твёрдых бытовых отходов.

Витебско-Могилёвская 1. Расширить мероприятия по поиску и разведке минеральных вод в Оршанском бассейне, особое внимание уделить при этом Бобруйскому гидроэкологическому району 2. Уточнить и детализировать гидрогеологические условия использования и охраны месторождений пресных вод. 3. В связи с неблагоприятными условиями захоронение техеичных и радиоактивных отходов не рекомендуется. Наиболее перспективными для наземного складирования и приповерхностного захоронения бытовых отходов являются отдельные участки Городокской, Витебской и Оршанской возвышенностей. На Оршанской возвышенности предпочтительно проводить захоронение твёрдых малотоксичных отходов и отходов дезактивации загрязнённых радионуклидами территорий.

Припятская 1. Необходимо концентрировать усилия специалистов, а также финансовые и материальные средства с целью окончательного решения проблемы белорусских промышленных вод. 2. Поиск новых типов минеральных вод: сероводородных, железистых, кремнистых, гидрокарбонатных. 3. Развитие работ по обоснованию возможности подземного захоронения особо опасных промышленных отходов на участках интенсивного ра-диоя\тошдного загрязнения.

Брестская 1 Приоритетное развитие использования существующих ресурсов пресных питьевых вод, мероприятия по охране месторождений от загрязнения И ИС10ЩСНИЯ. 2. Поиск ноеых типов минеральных вод в пределах Томашовского и Домачевского гидроэкологических районов. 3. Полный запрет на подземное захоронение всех видов промышленных отходов

Пинская 1. Доминирующее направление в использовании подземных вод — защита и охрана месторождений пресных вод от загрязнения и истощения. Особое внимание следует уделить внедрению безотходных технологий на предприятиях промышленности и сельского хозяйства» системам оборотного водоснабжения в жилищно-комм>нальном хозяйстве и г.д. 2. Наземное складирование твёрдых бытовых, а также подземное захоронение любых промышленных отходов на территории области полностью исключается.

Гомельско-Костюко-вичская 1 В пределах Костюкознчского гидроэкологического района основное внимание следует уделять охране месторождений пресных вод от истощения и загрязнения. Использование минератьных вод ограничено типом вод без специфических компонентов состава и свойств. Перспективы подземного захоронения связаны с частью района, где существуют благоприятные условия приповерхностного складирования отходов дезактивации загрязнённых территорий 2 Использование Гомельского гидроэкологического района полностью определяется потребностями функционирования крупного населенного пункта, второго по численности в республике. И если территория, ограниченная на севере широтой г. Гомеля, а с юга государственной границей с Украиной, перспективна для использования меловых и патоген-неогеновых пресных водоносных комплексов, а также хлоридных и сульфат« но-хлоридных минеральных вод, то оставшаяся часть района благоприятна для организации на его территории полигонов для крупнообъёмного захоронения токсичных и радиоактивных отходов.

.1. Беларусь располагает мощной зоной пресных вод — надёжным источником хозяйственно-бытового и технического водоснабжения. В результате изучения состава, строения и мощности зоны пресных зод проведен анализ основных горизонтов и комплексов, используемых для технического и питьевого водоснабжения, рассмотрены особенности формирования и оценки ресурсов месторождений.

4. Разработана бальнеологическая классификация минеральных вод и лечебных рассолов, учитывающая особенности ионно-солевого состава и присущих им лечебных свойств. Выделены шесть бальнеологических типов минеральных вод и лечебных рассолов, внутри которых в зависимости от наличия специфических компонентов химического состава, а также степени минерализации обособлены группы. Составлены карты распространения основных типов минеральных вод: без специфических компонентов и свойств, бромных и иодо-бромных вод и рассолов, сульфидных и сероводородных вод и рассолов, железистых, радоновых и борных, а также некоторых отдельных групп (хлоридно-сульфатной, гидрокарбонатно-хлоридной и т.д.).

Обобщены материалы многолетних исследований минеральных вод и лечебных рассолов, охарактеризованы условия их распространения и формирования, химический состав, гидрогеология и ресурсы месторождений, произведен анализ бальнеологического использования. Доказано, что открытые в республике разнообразные виды минеральных вод и лечебных рассолов, а также разведанные и эксплуатационные запасы их месторождений, являются надёжной основой стабильности работы существующей и планируемой сети лечебно-профилактических и санаторно-куроргных учреждений, использующих гидроминеральные ресурсы.

5. Исследованы особенности распространения и генезиса промышленных вод основных продуктивных комплексов Припятского бассейна. Приведены соотношения между главными компонентами химического состава рассолов, оценены их геологические запасы, а также рассмотрены особенности оценки эксплуатационных ресурсов промышленных вод. Анализируется методика технико-экономической оценки промышленного значения, проведено районирование Припятского бассейна по условиям распространения и добычи рассолов, выделены перспективные участки и площади. Показана необходимость проведения незамедлительных работ по разработке технологий переработки промышленных вод с последующим широким использованием компонентов химического состава рассолов в различных отраслях народного хозяйства.

6. Проведен анализ перспектив использования подземных (пресных, минеральных, промышленных) вод Беларуси. Показано, что пресные воды являются основой дальнейшего развития народного хозяйства республики, а промышленность и жилищно-коммунальные пользователи будут и далее обеспечивать свои потребности, в основном, за счёт подземных источников. Прогнозные запасы пресных подземных вод достаточны для обеспечения ими республики и на далёкую перспективу. Изучены возможности обнару-

жения новых и расширения использования уже известных видов и групп минеральных вод и лечебных рассолов по областям административного деления республики. Отдельно даны рекомендации по организации промышленного розлива минеральных вод в различных населённых пунктах Беларуси. Произведена геолого-экономическая оценка эффективности предполагаемой добычи и переработки крепких рассолов Припятского бассейна; показано, что промышленные воды являются перспективным многоцелевым сырьем (горнохимическая промышленность, строительство, компоненты различных технологий, сельское хозяйство, медицина и т.д.).

7. Классифицированы основные виды и источники антропогенного воздействия на подземную гидросферу республики. Проведена оценка состава и масштабов техногенного влияния: промышленного загрязнения, коммунально-бытовой деятельности, сельскохозяйственного загрязнения, осушительной мелиорации, поражения радионуклидами чернобыльского происхождения. Показано, что пресные воды в составе подземной гидросферы легко подвергаются техногенному воздействию в связи с отсутствием в гидрогеологическом разрезе регионально выдержанных зодоупоров.

8. Разработано геолого-гидрогеологическое обоснование методов и систем наземного складирования и подземного и приповерхностного захоронения промышленных отходов различного происхождения в природных условиях Беларуси. Проведено районирование и построены карты-схемы условий подземного и приповерхностного захоронения конечных отходов промышленности, сельского хозяйства, энергетики и других отраслей народного хозяйства. Особое внимание уделено разрабогке систем захоронения токсичных и радиоактивных отходов разных классов и уровней опасности. Предложен комплекс практических рекомендаций и методических указаний.

9. Разработана и обоснована концепция рационального и экологобе-зопасного использования подземной гидросферы Беларуси. Проведено гидроэкологическое районирование территории республики, в результате которого в её пределах выделено шесть гидроэкологических областей: СевероЗападная (Гродненско-Браславская), Витебско-Могилёвская, Припятская, Брестская, Пинская и Гомельско-Коспоковичская, составлена карта гидроэкологического районирования н разработаны приоритетные направления и комплексы научно-практических рекомендаций для каждой области.

Список основных работ по теме диссертации

Монографии, брошюры:

1. Проблемы и перспективы подаемного захоронения промышленных стоков в южных районах БССР / АВ.Кудельский, М.Г.Медведева, М.Г.Ясовеев, К.Н.Мон-кевич, Л.Д.Лебедева. -Ми.: БелНИИНТИ, 1981. - 37 е.

2. Кудельскнй А.В., Ясовеев М.Г. Перспективы подземного захоронения про-мышленных отходов на территории Белорусской ССР. - Ми.: Наука и техника, 1989. - 44 с.

3.1'еолого-геоморфологическое и гидрогеологическое обследование территории Воло-жинского района в связи с загрязнением радионуклидами < И.И.Лиштван, А.В.Матвеев, А.В.Ку-дельский, М.Г.Ясовеев, А.А.Петрович и др. - Мн.: ИГН АНБ, 1991. - 130 с.

4. Кудельский ЛИ, Ясоьеев М.Г. Минеральные воды Беларуси. - Мн/ ИГН АНБ, 1994. -

280 с.

5. Геология и полезные ископаемые кристаллического фундамента и нижней часта платформенного чехла ! АС.Махнач, Л.Ф.Ажгиревич. П.В.Аксэментова. ... Б.М.Шиманович, М.Г.Ясовеев. - Мн.: ИГН АНБ. 1996. - 232 с.

6. Кудельский А.В.. Пашкевич В.И.. Ясовеев М.Г. Подземные воды Беларуси. - Мн.: ИГН НАИБ. 1998. - 320 с.

Статьи, тезисы и другие публикации:

7. Ясовеев М.Г. К методике расчёта приведенных давлений в девонских водоносных комплексах Припятской впадины / Материалы геологического изучения земной коры Белоруссии. - Мн.: Наука и техника, 1978. -С. 49-52.

8. Кудельский А.В., Жогло В.Г., Ясовеев М.Г. Региональная гидродинамика Припятской вп:1дины в связи с нефтеносностью девонских отложений // Геология и геохимия земной коры Белоруссии. - Мн.. Наука и техника, 1978. - С. 6.4- 67.

9. Ясовеев М.Г. Гидродинамические особенности перспективных и бесперспективных на нефть локальных структур Прнпятского прогиба // Геологическое изучение территории Бел >рус" сии. - Ми.: Наука и техника, 1980. - С. 58-63.

10. Ясовеев М.Г. О природе пластовых давлений подсолевого и мсжсолевого водоносных комплексов Припятской впадины // Геологические исследования земной коры Белоруссии - Мн.: Наука и техника, 1980. - С. 28-32.

11. Иодо-бромные рассолы Припятского прогиба (объём и масса растворённых компонентов) < А.А. Махнач, В М. Шиманович, Л.Д. Лебедева, М.Г. Ясовеев, А.В. Кудельский // Докл. АН БССР. 1981. -Т. 25, №7. - С. 630-632.

12. Ясовеев М.Г. Гидродинамический режим девонских рассолоносных комплексов Припятского прогиба // Материалы геологического изучения территории Белоруссии. - Мн.: Наука и техника, 1981. - С. 82-88.

13. Ясовеев М.Г. Гидродинамическая зональность осадочного чехла Припятского прогиба Л' Геология Белоруссии. - Мн.: Наука и техника. 1982. - С. 110-116.

14. Ясовеев М.Г. Иодо-бромные рассолы и гидрогеологические предпосылки их использования // Гидрогеология и нефтегазоносность. - Мн.: Наука и техника, 1982. - С. 143-161.

15. Крепкие рассолы Припятского прогиба — перспективный вид горнохимического сырья в Белоруссии / А.В. Кудельский. М.Г. Ясовеев. В.М. Шиманович. А.А. Махнач, Л.Д. Лебедева

Исследования земной коры территории Белорусский. - Мн : Наука и техника. 1982. - С. 86-93.

16. Крепкие металлоносные иодо бромные рассолы Припятского прогиба. Проблемы и ' перспективы народнохозяйственного освоения Р.Г. Г'арецкий. А.В. Кудельский. М.Г. Ясовеев. В.М. Шиманович, Л.Д.Лебедева// Проблемы гндрогеохимии и промышленные рассолы. Мн.: Паука и техника. 1983 - С. 95-107.

17. Кудельский А.В.. Ясовеев М.Г. Подземное захоронение промышленных отходов -альтернатива загрязнению поверхностных вод // Труды XXIX Всесоюзного гидрохимического совещания. - Росгов-на-Дону: Гидрохимический инсшту!. 1987. С. 172 175.

18. Минеральные воды Белорусской ССР: современное использование и перспективы / АЗ. Кудельский, В. Д. Ольховик, Э.С. Кашицккй, А К". Морозов, В.М. Шиманозич. М.Г'. Ясовеев // Минеральные воды Советской Прибалтики и перспективы их использования для курортного строительства. - Вильнюс: ЛитНИГРИ, 1987. - С. 48-50.

19. Шкманович В.М., Ясовеев М.Г. Плотностная и вискозимегрическая характеристика гидрогеологического разреза Прнпятского прогиба // Геология нефти и газа. - 1989. - №2. -С. 41 —45.

20. Кудельский А. В., Ясовеев М.Г. Геолого-1 идрогеологические основы концепции захоронения высокотоксичных и радиоактивных отходов // Проблемы экологической геологии в Прибалтике и Белоруссии. - Вильнюс: ЛитНИГРИ, 1990. - С. 95-98.

21. Ясовеев М.Г. Концепция рационального использования подземной гидросферы Н Проблемы экологической геологии в Прибалтике и Белоруссии. - Вильнюс: ЛитНИГРИ, 1990. -С. 199-201.

22. Ясовеев М.Г. Основные типы минеральных вод в Белоруссии // Медицинская реабилитация и санаторно-курортное лечение... - Мн.: Белсоветкурорт, 1990. - С. 35-37.

23. Щербин Г.Т., Ясовеев М.Г. Рациональное использование и охрана минеральных вод в Белоруссии // Медицинская реабилитация и санаторно-курортное лечение ... - Ми.: Белсовегку-рорт, 1990.-С. 33-35.

24. Кудельский АВ., Ясовеев М.Г. Геолою-гидрогсологические предпосылки подземного захоронения радиоактивных отходов в Белоруссии Районирование и простейшие модели и Атомная энергия. - 1991. - Т. 70, вып. 3. - С. 310-314.

25. Кудельский АВ., Ясовеев М.Г. Геолого-гидрогеологичеекме предпосылки захоронения радиоактивных отходов в Белоруссии // Труды конференции ЯО СССР "Радиоактивные отходы. Проблемы и решения". - М.: Минатомпром, 1992. - С. 164-169.

26. Кудельский АВ., Ясовеев М.Г. Перспективы захоронения радиоактивных отходов и материалов на территория Могилёвской и Гомельской областей Беларуси /У Результаты научных исследований ликвидации последствий катастрофы на ЧАЭС ... Мн.: Госкомчернобыль, 1992. -С. 78-80.

27. Кудельский АВ., Ясовеев М.Г., Нагорный М.А Перспективы и варианты захоронения радиоактивных отходов и материалов на территории юго-восточной Беларуси /.' Материалы Ш Всесоюзной конференции по итогам ликвидации последствий аварии на ЧАЭС. Чернобыль -Зелёный Мыс, 1992 г. — Киев: Министерство ликвидации последствий катастрофы на ЧЛЭС, 1992.-С. 650-665.

28. Кудельский АВ.. Шпаков О.Н., Ясовеев М.Г. Экологические проблемы использования минеральных вод // Материалы Межреспубликанской конференции по использованию минеральных вод в бальнеологии. - Мн.: Минздрав Беларуси, 1992. - С. 173-176.

29. Кудельский АВ., Ясовеев М.Г. Приповерхностное захоронение радиоактивных отходов на территории Беларуси /У Изотопы б гидросфере. - Москва - Пятигорск: ВСЕГ'ИНГЕО. 1993. -С. 117-119.

30. Кудельский АВ., Ясовеев М.Г. Гидрогеохимические исследования при подземном захоронении особо опасных промышленных отходов И Многоцелевые гидрогеохимические исследования в связи с поисками полезных ископаемых и охраной подземных вод. - Томск: Томский университет, 1993. - С. 64-65.

31. Кудельский A.B., Ясовеев М.Г. Подземное захоронение радиоактивных и токсичных отходов на территории Беларуси // Труды XV Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. - Мн.: Наука и техника, 199.3. - С. 164-165.

32. Ясовеев М.Г. Условия захоронения радиоактивных отходов на территории Беларуси // Изотопы в гидросфере. - Москва - Пятигорск: ВСЕГИПГЕО. 1993. - С. 216-218.

33. Ясовеев М.Г. Захоронение радиоактивных отходов в ландшафтно-i еоло! ических условиях Беларуси // Многоцелевые гидрогеохимические исследования в связи с поисками ископаемых и охраной подземных вод. - Томск: Томский университет. 1993. - С. 63-64.

34. Ясовеев М.Г. Подземное захоронение радиоактивных отходов в природных условиях Беларуси // радиоактивные отходы: оценка риска, минимизация образования, переработка и размещение. - М.: ЮНЕСКО/ ЮНЕП / ЮНИДО, 1993. - С. 50-56.

35. Ясовеев М.Г.. Лебедева Л.Д. Использование подземных водных ресурсов Беларуси // Оценка ресурсов подземных вод в условиях техногенеза. - Киев: Знание, 1993. - С. 33 -34.

36. Ясовеев М.Г., Петрович А.Л. Техногенное загрязнение подземной гидросферы Беларуси // Оценка ресурсов подземных вод в условиях техногенеза. - Киев: Знание, 1993. - С. .31-32.

37. Efremenkov V.M., Kudelsky A.V.. Yasoveev M.G. Problems of radiofctive waste disposal in the territo.y of Republic Belarus // Труды Международной конференции по управлению ядерными отходами и восстановлению окружающей среды. - Прага: МАГАТЭ, 1993. - С. 157—158.

38. Кудельский A.B., Ясовеев М.Г. Состояние проблемы и перспективы захоронения радиоактивных отходов АЭС на территории Беларуси И Изоляция радиоактивных оводов в геологических формациях. - Киев: ИГН НАЛУ, 1994. - С. 75-76.

39. Ясовеев М.Г. Системы подземного захоронения промышленных отходов // Ресурсосберегающие и экологически чистые технологии - Минск - Гродно: АН Беларуси, 1994. - С.103-108.

40. Ясовеев М.Г. Гидрогеологическое районирование — основа гидроэкологическогэ картографирования // Геоэкологическое картирование Беларуси: состояние и перспективы. - Мн.: БелНИГРИ, 1994 - С.35.

41. Ясовеев М.Г., Лебедева Л.Д., ШелухинС.В. Эколого-гидрогеологическое картографирование в Беларуси // Принципы и методы картографирования геологической среды для экологических оценок. - Киев: Знание, 1994. - С. 32-33.

42. Кудельский A.B.. Коркин В.Д., Пашкевич В.И.. Ясовеев М.Г. Пресные подземные воды Беларуси. Ресурсы и качество//Литосфера. - 1994. -№ 1. - С. 160-167.

43. Ясовеев М.Г. Экологические проблемы рационального использования подземной гидросферы // Геолого-экологические исследования: состояние и перспективы. - Ивано-Франковск: Университет нефти и газа, 1995. - С. 12-14.

44. Ясевеев М.Г.. Лебедева Л.Д. Шелухин C.B. Г'идроэкологнческие исследования в Беларуси // Геолого-экологические исследования: состояние и перспективы. - Ивано-Франковск: Университет нефти и газа, 1995. - С. 15-16.

45. Гарецкий Р.Г., Азаренко Ф С., Гудак С.П., Кудельский A.B., Ясовеев М.Г. Ресурсы подземных вод Беларуси и их охрана // Совместный доклад Правительства Беларуси и Мирового банка "Исследование экологической стратегии" (T. II) - Мн.: АН Беларуси, 1995.

46. Матвеев A.B., Кудельский A.B., Ясовеев М.Г. Экология подземного пространства на территории бывших военных формирований // Материалы конференции по конверсии и рекуль-

швации территорий бывших военных 6x1 в Беларуси. - Ми.: Белсэнс ! ,td. ADI. Inc. Acorn park. Cambridge. Massachusetts. USA. - 1995. - С. 30-32.

47. Ясоиеев МЛ'.. Лебедева Л.Д. Подземное захоронение отходов в природных условиях Беларуси Глубинное строение литосферы и нетрадиционное использование недр. - Киев: ИП1 НАЛУ. 1996. С. 236-238.

48. Кудельский А.В.. Ясовеев М.Г., Капора М.С. Перспективы практического использования ресурсов минеральных вод Беларуси как альтернатива импоршой продукции // Ресурсосберегающие и жологичесхи чистые технологии. - Минск - Гродно: All Беларуси. 1996. - С. 83-84.

49. Кудельский А.В.. Ясовеев М.Г., Лебедева Л.Д. Инфраструктура обращения с твёрдыми быговыми отходами и Беларуси /' Ресурсосберегающие и экологически чистые технологии. -Минск Гродно: АН Беларуси, 1996. - С. 105-106.

50. ГудакС.П.. Кудельский АВ., Шаповал Л.И., Кашицкий Э.С.. Ясовеев М.Г. Минеральные воды Беларуси н их использование // Лечебные гидроминеральные ресурсы Беларуси. -Мн.: БелНИГРИ. 1996, С. 3-5.

51. Ясовеев М.Г. Перспективы использования и ресурсы минеральных вод Беларуси // Природные ресурсы. - 1997. - № 1. - С. 56-65.

52. Кудельский А.В., КапораМ.С., Ясовеев М.Г'. Перспективы практического использования ресурсов минеральных вод Беларуси как альтернатива импортной продукции // Труды II конференции "Ресурсосберегающие и экологически чистые технологии". Гродно: НАНБ, 1997.

Г. I. С. 130 136.

53. Кудельский Л.В.. Лебедева Л.Д.. Ясовеев М.Г. Инфраструктура обращения с тв1?рды-ми бытовыми отходами в Беларуси /'Труды И конференции "Ресурсосберегающие и экологически чистые технологии". Гродно- 11АНБ, 1997. - Т. И. - С. 130-136. - С. 88-95.

54. Ясовеев М.Г.. СавчикС Ф. Экологические исследования на территории бывших военных объектов /'/' Материалы IV международной научно-практической конференции "Эффективное повторное использование бывших военных объектов". - Ми . Белсэнс. 1997. С. 45.

55. Yasoveev M.G., Savchik S.F. Environmental studies at former military bases // Productive Reuse of Former Military Sites: Environmental and Economic Aspects of Demilitarization. - Minsk: Belsens. 1997. - P. 46.

56. Ясовеев М.Г., Гулис В.В. Эколого-гидрохимические исследования в Беларуси // Материалы Международного симпозиума по прикладной геохимии стран СНГ. М„ 1997. - С. 193 194.

57. Ясовеев М Г. Проблемы и перспективы использования подземных вод Беларуси // Минерально сырьевая база Республики Беларусь: состояние и перспективы. - Мн.: БелНИГРИ, 1997. -С. 164-165.

58. Ясавееу М.Г , Саучык С.Ф Утк геамарфалапчных асабл1васцей буйных тэрыторыяу V jKiuiaiтчных мэтах II Тр. конф. "Украшска геоморфологии: стан i перспективи". - Львов, 1997. -С. 231-233.

РЭЗЮМЕ

Ясавееу Марат Гумерав1ч "Падземная пдрасфера Беларуа (будова, экалопя, рацыяиальнае выкарыстанне)"

Ключавыя словы: падземная пдрасфера, прасторавая мадэль, прэсныя воды, мшеральныя воды, прамысловыя воды, падземнае захаванне адыходау. канцэпцыя рацыянальнага выкарыстання, пдраэкалапчнае раянаванне.

Аб'ект даследаванняу — падземная пдрасфера Беларуа у складзе прэсных. мшеральных 1 прамысловых вод.

Мэта працы — стварэнне прасторавай мад?л1 падземнай пдрасферы рэспублш 1 распрацоука на гэтай выснове канцэпцьн рацыянальнага 1 эколагабяспечнага яе выкарыстання.

Метад даследаванняу — астэмны aнaлiз, тэарстычныя распрацоуш ) палявыя даследаванш с выкарыстаннем традыцыйных 1 аутарсюх арыпнальных методык ацэнш шфармацьп.

Атрыманыя вынш 1 ¡х навпна — распрацаваны прынцыпы, мэтодыка ! выканана пдрагеалапчнае раянаванне тэрыторьп рэпёну, распрацавана мадэль 1 схема пдрагеалапчнай стратыф1кацьн падземнай пдрасферы рэспублш. Прапанавана бальнеалапчная клаафжацыя минеральных вод 4 лячэбных расолау, праанал1завана ¡х бальнеалапчнае выкарыстание. Пра-ведзена геолага-эканам1чная ацэнка прамысловых вод Прыпяцкага басейна. Распрацавана геолага-пдрагеалапчнае абгрунтаванне астэм наземнага складавання 1 прыпаверхнастнага 1 падземнага захавання канечных прамысловых адыходау у прыродных умовах Беларуа. Распрацавана 1 абгрунтавана канцэпцыя рацыянальнага 4 эколагабяспечнага выкарыстання падземнай пдрасферы крашы, зроблена пдраэкалапчнае раянаванне яе тэрыторьп.

Ступень выкарыстання — асноуныя вынш даследаванняу апуб.гнкаваны 1 выкарыстоуваюцца у дзейнасш геалапчных, экалапчных 1 дырэктыуных дзяржауных устаноу 1 аргантацый кратны.

Вобласць • прымянення — распрацоука дзяржаунай стратэги у га л ¡не рацыянальнага 1 эколагабяспечнага выкарыстання рэсурсау падземнай пдрасферы Беларуси

РЕЗЮМЕ

Ясовеев Марат Гумерович "Подземная гидросфера Беларуси (строение, экология, рациональное использование)

Ключевые слова: подземная гидросфера, пространственная модель, пресные воды, минеральные воды, промышленные воды, подземное захоронение отходов, концепция рационального и экологобезопасного использования, гидроэкологическое районирование.

Объект исследования — подземная гидросфера Беларуси в составе пресных, минеральных и промышленных вод.

Цель работы — создание пространственной модели подземной гидросферы республики и разработка на этой основе концепции рационального и экологобезопасного её использования.

Метод исследования — системный анализ, теоретические разработки и полевые исследования с применением традиционных и авторских оригинальных методик оценки информации.

Полученные результаты и их новизна — разработаны принципы и методика и выполнено гидрогеологическое районирование территории региона, разработана модель и схема гидрогеологической стратификации подземной гидросферы республики. Предложена бальнеологическая классификация минеральных вод и лечебных рассолов, произведен анализ их бальнеологического использования. Проведена геолого-экологическая оценка промышленных вод Приютского бассейна. Выполнен прогноз перспектив использования пресных, минеральных и промышленных вод Беларуси. Разработано геолого-гидрогеологическое обоснование систем наземного складирования и приповерхностного и подземного захоронения конечных промышленных отходов в природных условиях республики. Разработана и обоснована концепция рационального и экологобезопасного использования подземной гидросферы страны, проведено гидроэкологическое районирование её территории.

Степень использования — основные результаты исследований опубликованы и используются в практике работ геологических, экологических и директивных государственных организаций и учреждений страны.

Область применения — разработка государственной стратегии в сфере рационального и экологобезопасного использования ресурсов подземной гидросферы Беларуси.

SUMMARY

Marat Yasoveev "Underground Hydrosphere of Belarus (structure, environmental aspects, officient use)

Key words: underground hydrosphere, spatial model, fresh water, mineral water, industrial water, underground waste disposal, conception of efficient and environmentally safe use, hydrological environmental zoning.

Object of research — underground hydrosphere of Belarus including fresh water, mineral water and industrial water.

Purpose of the thesis is to create a spatial model of underground hydrosphere of the country to elaborate a conception of efficient and environmentally safe use of underground hydrosphere on the basis of model created.

Method of research: system analysis, theoretical and field investigations using traditional and original author's methods of information assessment.

Results obtained and their novelty: The hydrogeological zoning of Belarus territory is accomplished based on the elaborated methods and principles. The model and schema of hydrogeological stratification of underground hydrosphere of Belarus is elaborated. Balneological classification of mineral water and medicinal brine is proposed, and an analysis of their balneological use is made. Environmental- and geological assessment of industrial water within the Pripiat basin is carried out. A prognosis of perspective use of fresh, mineral, and industrial water in Belarus is made. The geological- and hydrogeological confirmation of underground waste disposal, and underground waste burial systems in natural conditions of Belarus is elaborated. The conception of efficient and ecologically safe use of underground hydrosphere of the country is accomplished and con-finned. The hydrological - and environmental zoning of Belarus territory is carried out.

Results application. The main results of research are published and used in a practical work of geological, environmental and government organizations and establishments of Belarus.

The field of application. Planning of government strategy with respect to efficient and environmentally safe use of underground hydrosphere resources in the Republic of Belarus.

Подписано в печать 10.02.98 г. Формат 60x84/16. Тираж 100 экз. Заказ № 2. Отпечатано в ОКЖИ и ОП Института геологических наук HAH Беларуси. 220141, г. Минск, ул. Жодинская, 7.