|
Київський національний університет
ім. Тараса Шевченка
Чомко Дмитро Федорович
УДК 556.3(282.247.364)
ЗАКОНОМІРНОСТІ ФОРМУВАННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД
НА ДІЛЯНКАХ ВОДОЗАБОРІВ ПРИДОНЦІВЯ
04.00.06 - гідрогеологія.
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата геологічних наук
Київ – 2001
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Харківському національному університеті
ім. В.Н. Каразіна, Міністерство освіти і науки України
Науковий керівник:
доктор геолого-мінералогічних наук, професор
Решетов Іван Костянтинович, професор Харківського
національного університету ім. В.Н. Каразіна, кафедра
гідрогеології та інженерної геології
Офіційні опоненти:
доктор геолого-мінералогічних наук, професор
Фіалко Олександр Йосипович, професор
Київського національного університету ім. Тараса
Шевченка, кафедра гідрогеології та інженерної геології;
кандидат геолого-мінералогічних наук,
Лютий Георгій Григорович, начальник Державного геологічного контролю департаменту геологічного
використання надр Мінекоресурсів;
Провідна організація:
Інститут геологічних наук НАН України, м. Київ
Захист дисертації відбудеться “16” травня 2001 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої Вченої ради Д. 26.001.32 при Київському національному університеті ім. Тараса Шевченка за адресою:
03022, м. Київ, вул. Васильківська, 90.
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Київського національного університету ім. Тараса Шевченка за адресою:
01017, м. Київ, вул. Володимирська, 64.
Автореферат розісланий “16 ” квітня 2001 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Мандрик Б.М.
Загальна характеристика роботи
Актуальність роботи. Стан якості підземних і поверхневих вод, які використовуються для питного водопостачання, викликає хвилювання у фахівців і громадськості. Це пов’язано з техногенним впливом на навколишнє середовище в цілому, та на поверхневі і підземні води зокрема. Забруднення атмосферних та поверхневих вод, ґрунтів широко сприяє забрудненню підземних вод, в основному, через їх слабку природну захищеність.
Мергельно-крейдяний водоносний горизонт розповсюджений в долині р. Сів. Донець. Тут він інтенсивно експлуатується десятками великих і середніх водозаборів і сотнями одиночних свердловин. Видобуток значних обсягів води нами розглядається як могутній техногенний фактор, що сприяє зміні просторово-часових характеристик водоносного горизонту і приводить до зміни хімічного складу підземних вод.
Незважаючи на велику кількість матеріалів по хімічному складу підземних і поверхневих вод Придонців‘я, вони мало використовувалися для прогнозів якості води, при оцінці експлуатаційних запасів підземних вод мергельно-крейдяного водоносного горизонту, при розробці водоохоронних заходів.
В умовах дефіциту екологічно чистих питних вод велике значення набувають проблеми визначення за гідрохімічними даними гідро-геологічних вікон в покрівлі мергельно-крейдяного водоносного гори-зонту, через які можливе його живлення і забруднення, балансової струк-тури відбору води водозаборами та прогнозування якості підземних вод.
Усе це обумовлює актуальність теми дисертаційної роботи.
Роботу виконано у відповідності з державною програмою “Оцінка навколишнього середовища України”. Здобувач брав участь у виконанні 2 науково-дослідних робіт (Держ. реєстр. №0194U012797 і №0197U002453), присвячених режиму і прогнозу хімічного складу підземних вод мергельно-крейдяного водоносного горизонту.
Мета і задачі дослідження
Метою дисертаційного дослідження є вивчення гідродинамічних і гідрохімічних особливостей мергельно-крейдяного водоносного горизонту долини р.Сів. Донець в природних умовах і при його експлуатації великими водозаборами для виявлення закономірностей формування кількісного і якісного складу підземних вод і обґрунтування водоохоронних заходів.
Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі основні задачі:
1. Встановити регіональні закономірності формування підземних вод Придонців‘я .
2. Визначити закономірності зміни хімічного складу підземних вод мергельно-крейдяного водоносного горизонту в умовах експлуатації.
3. Для обґрунтування водоохоронних заходів розробити методику визначення гідрогеологічних вікон в покрівлі мергельно-крейдяного водоносного горизонту за гідрохімічними даними.
4. На основі гідрохімічних даних розробити балансову модель відбору підземних вод на ділянках водозаборів.
5. Виконати районування мергельно-крейдяного водоносного горизонту за балансовою структурою водовідбору.
6. Розробити методику прогнозування якісного складу підземних вод в умовах експлуатації водоносного горизонту водозаборами.
Об’єкт дослідження - мергельно-крейдяний водоносний горизонт в долині р. Сів. Донець.
Предмет дослідження - хімічний склад поверхневих та підземних вод, атмосферних опадів Придонцівя.
В основу написання дисертаційної роботи покладені матеріали, зібрані і проаналізовані автором за період навчання в аспірантурі з 1996 по 1999 рр. Використано понад 1,5 тис. повних хімічних аналізів проб води, виконаних в хімлабораторії ДП “Донбасводтрест”.
Методи дослідження - аналіз і узагальнення фондових і опублікованих матеріалів, математична обробка хімічного складу вод з використанням багатомірного статистичного аналізу на базі комп’ютера IBM PC Pentium.
Наукова новизна одержаних результатів
1. Вперше розроблено методику визначення гідрогеологічних вікон в покрівлі мергельно-крейдяного водоносного горизонту за гідрохімічними даними.
2. За гідрохімічними даними вперше розроблено балансову модель відбору підземних вод на ділянках водозаборів.
3. Виконано районування мергельно-крейдяного водоносного горизонту за балансовою структурою водовідбору підземних вод.
4. Розроблено методику прогнозу хімічного складу підземних вод (загальна мінералізація, загальна жорсткість, сульфати, хлориди, гідрокарбонати, кальцій, залізо) в умовах експлуатації водозаборів.
Практичне значення одержаних результатів
Виявлені закономірності формування балансової структури водовідбору дозволять значно поліпшити якість питних вод. Районування мергельно-крейдяного водоносного горизонту за балансовою структурою водовідбору дозволить раціонально розташовувати водозабірні свердловини. Просторово-часові закономірності формування підземних вод в умовах багаторічної експлуатації дозволять переоцінити експлуата-ційні запаси підземних вод мергельно-крейдяного водоносного горизонту і, враховуючи гідрогеологічні вікна, розробити водоохоронні заходи.
Розроблені методики можуть використовуватися і для досліджень в інших гідрогеологічних умовах.
Особистий внесок здобувача. Здобувачем сформульовані мета та задачі досліджень, оброблений фактичний матеріал з застосуванням методів багатомірної статистики, виявлені основні закономірності формування підземних вод на ділянках водозаборів Придонцівя. Результати і висновки отримані здобувачем самостійно і відображені в статтях:
1. Методика виявлення гідрогеологічних вікон за даними багатомірної статистичної обробки хімічного складу підземних вод розроблена нами у статті в Геологічному журналі. №4, К-2000 і в тезах доповідей.
2. Дослідження, що дозволило за гідрохімічними даними вперше розробити балансову модель експлуатаційних запасів підземних вод на ділянках водозаборів розглянуто нами у статті в віснику Харк. ун-ту, серія Геологія-географія-екологія, №455. -1999, та в матеріалах і тезах доповідей на різних наукових конференціях.
3. Районування мергельно-крейдяного водоносного горизонту в долині р. Сів. Донець за основними складовими балансу відбору підземних вод розглянуто в тезах доповіді.
4. Питання прогнозу якості підземних вод в умовах експлуатації мергельно-крейдяного водоносного горизонту розглянуто нами у статті в віснику Харк. ун-ту, серія Геологія-географія-екологія, №402.-1998. (співавтори Решетов І.К. і Чомко Р.Ф.) та в тезах доповідей.
Впровадження результатів роботи. Науково-методичні розробки, що містяться в дисертації, впроваджені в практику проведення гідрогеологічних робіт ДП “Донбасводтрест”, ДГП “Донбасгеологія”, а також використовуються при виконанні науково-дослідних робіт і включені в лекційні курси по гідрогеохімії та оцінці запасів підземних вод в Харківському національному університеті ім. В.Н. Каразіна.
Апробація результатів дослідження. Основні теоретичні, методологічні та практичні результати дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на міжнародному симпозіумі по прикладній геохімії (Москва, 1997 р.); на міжнародній конференції “Экологическая геология и рациональное недропользование” (Санкт-Петербург, 1997, 2000 р.); на науково-практичній конференції Воронезького університету (Вороніж, 1999 р.); на VIII-ій міжнародній науково-технічній конференції “Экология и здоровье человека. Охрана водного і воздушного бассейнов. Утилизация отходов” (Щолкіне АР Крим, 2000 р.); на науково-практичній конференції “Екологія Харківщини: стан, проблеми, перспективи” (Харків, 2000 р.); на Соболівських читаннях, на засіданні кафедри гідрогеології геолого-географічного факультету Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна (1997 - 2000 р.).
Обгрунтованість висновків та результатів досліджень досягнута значним обсягом первинного матеріалу (більше 1,5 тис. аналізів), застосуванням сучасних методик багатомірного статистичного аналізу та опрацювання даних на IBM PC.
Публікації. По темі дисертації опубліковано 14 друкованих робіт, в тому числі 5 у фахових виданнях і 2 без співавторів.
Структура та обсяги дисертації. Дисертація загальним обсягом 197 стор. складається з вступу, 5 розділів, висновку і містить 25 мал., 18 табл. Список використаних матеріалів включає 235 найменувань, в тому числі 2 на іноземних мовах.
Основний зміст роботи:
У вступі обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано мету і задачі дисертаційного дослідження, наукову новизну, практичну цінність і основні результати, що виносяться на захист.
У першому розділі дисертації наведено аналіз стану вивчення гідродинамічних та гідрогеохімічних умов мергельно-крейдяного водоносного горизонту в умовах експлуатації водозаборів Придонців‘я. Детально проаналізовані роботи відомих вчених, фахівців та інженерів з:
- формування балансу експлуатаційних запасів підземних вод, експлуатації водозаборів Придонців‘я. Детально проаналізовані роботи: (Щеголєва Д.І., Вовка І.Ф., Солякова І.П., Гаврика С.І., Язвіна Л.С., Боревського Б.В., Крисенка А.М., Мартинова В.С., Власовського О.Н., Каширіної Н.П., Філіпової Г.О., Круглікової Г.О., Решетова І.К., Бута Ю.С, Брікса А.Л., Бабінця А.Е., Огняника М.С., Янчева В.К., Дробнохода М.І, Мандрика Б.М., Шестакова В.М., Шестопалова В.М. та ін.);
- прогнозування хімічного складу підземних вод (Вернадський В.І., Овчиніков А.М., Дробноход М.І., Фаловський О.О., Пелешенко В.І., Шестопалов В.М., Бут Ю.С., Решетов І.К., Кайсла Ч., Суярко В.Г. та ін.);
- математичної статистики (Ситников А.Б., Чесалов С.М., Хаустов О.П., Дж. Девіс, Гавришин А.І., Цайтц О.Е., Нємець К.А. та ін.)
Незважаючи на велику кількість досліджень, хімічний склад підземних і поверхневих вод Придонців‘я майже не використовувався для визначення гідрогеологічних вікон в покрівлі мергельно-крейдяного водоносного горизонту та балансової структури відбору підземних вод водозаборами, а також при розробці водоохоронних заходів.
Нами зроблена спроба частково ліквідувати цей пробіл.
У другому розділі приведено коротку характеристику природних умов долини р. Сів. Донець, яка знаходиться на північному сході України в лісостеповій і степовій зонах.
Район досліджень відноситься до Дніпровсько-Донецької западини та Донецького басейну. В геологічній будові беруть участь відклади від архейського до четвертинного періодів.
В гідрогеологічному відношенні район досліджень відноситься до Дніпровсько-Донецького артезіанського басейну і Донецького басейну пластових вод. На північно-західних окраїнах Донбасу в синклінальних структурах виділяються малі артезіанські басейни.
В роботі охарактеризовані водоносні горизонти і комплекси кайнозою та мезозою, із них найбільш детально - мергельно-крейдяний та алювіальний водоносні горизонти, на яких ґрунтується водопостачання.
В третьому розділі описано літологію та фізичний стан водоносних і водотривких порід, проаналізовано режим і умови формування підземних вод мергельно-крейдяного водоносного горизонту в природних умовах і при його експлуатації, викладена спроба розробити методику визначення гідрогеологічних вікон в покрівлі мергельно-крейдяного водоносного горизонту за гідрогеохімічними даними.
Гідрогеологічні вікна це невеликі ділянки на площі поширення мергельно-крейдяного водоносного горизонту з напірними водами, де водотривка покрівля (зона елювію) відсутня. На цих ділянках напірні води переходять у ґрунтові води. Через гідрогеологічні вікна можливе живлення мергельно-крейдяного водоносного горизонту за рахунок перетоку води із алювіального горизонту, що сприяє його забрудненню.
Мергельно-крейдяний водоносний горизонт відноситься до тріщинуватої зони порід верхньої крейди, потужність якої досягає 50-70 м. В ній виділяють підзони максимальної і затухаючої тріщинуватості. Зверху тріщинувата зона перекрита елювієм крейдяних порід потужністю 0-10 м. В межах заплави і на контакті її з 1-ю надзаплавною терасою елювій не має суцільного поширення, утворюючи гідрогеологічні вікна. Алювіальний водоносний горизонт розповсюджений в межах заплави, I-ї та частково II-ї надзаплавних терас, потужністю від 0,2 до 20 м. Типова геофільтраційна схема водоносного горизонту приведена на рисунку 1.
Класично місця розташування гідрогеологічних вікон визначаються при бурінні свердловин з відбором керну, або шляхом порівняння рівнів підземних вод суміжних водоносних горизонтів. Там, де відсутня покрівля, спостерігається один рівень для двох суміжних водоносних горизонтів.
Нами пропонується інший підхід для вирішення цієї проблеми: порівняти хімічні склади води експлуатованого горизонту і підземних вод суміжних горизонтів, визначити місця розташування гідрогеологічних вікон.
Рис.1 Типова геофільтраційна схема водоносного горизонту.
В основу методу покладений той факт, що подібність хімічного складу води із водозабірних свердловин і води із суміжних горизонтів говорить про те, що за відсутності підтоку води із суміжного горизонту через позатрубний простір, у цьому місці знаходиться гідрогеологічне вікно, через яке відбувається перетік води із суміжного горизонту .
Для виявлення подібності хімічного складу підземних вод із водозабір-них свердловин із хімічним складом вод поверхневих та суміжних гори-зонтів пропонується кластерний аналіз. Цей аналіз виконується з вико-ристанням агломеративної ієрархічної процедури з побудовою дендрограми – одномірного графа, що зображує взаємні зв’язки між об’єктами (хімі-чними складами води). Сутність агломеративної кластерної процедури складається в обчисленні функції відстаней між усіма парами об’єктів і об’єднання на кожному кроці тієї пари об’єктів, для якої досягається міні-мум функції евклідової відстані в n-мірному просторі, тобто об’єднання вод із водозабірних свердловин та залучених близьких за хімічним складом.
Евклідова відстань обчислюється для будь-якої кількості гідрохімічних показників. Вплив окремого показника на їх взаємозв’язок не залежить від його абсолютного значення, а залежить від відносної різниці за цим показником між залученими водами і підземними водами мергельно-крейдяного горизонту, оцінюваного по його “внеску” у показник ваги. Вага компонента визначається як відношення середнього значення цього показника до середнього значення всіх показників, розрахованих окремо для всіх об’єктів.
Методика визначення гідрогеологічних вікон в покрівлі мергельно-крейдяного водоносного горизонту розроблена за матеріалами гідрохімічних досліджень на II Донецькому водозаборі. Цей водозабір складається з 96 експлуатаційних свердловин, розташованих на лівому і правому берегах р. Сів. Донець в межах її заплави. По характеру розташування свердловин на водозаборі виділяються кілька груп: Пришибська нова і стара, Сидорівська правобережна, Маяцька правобережна і лівобережна, правобережна і лівобережна Центральна, Щурівська і Райгородська стара і нова.
Для реалізації цього методу використані одночасні дані про хімічний склад води із 23 водозабірних і 10 спостережних свердловин, обладнаних на мергельно-крейдяний горизонт, води із 10 спостережних свердловин, що контролюють алювіальний водоносний горизонт і води із р. Сів. Донець, озер Підпісочне, Красноярське і Біле Пришибського водозабору.
За результатами кластерного аналізу побудована дендрограма (рис.2).
Рис. 2. Дендрограма кластерного аналізу хімічного складу вод із свердловин Пришибського водозабору.
На ній чітко видно, що хімічні склади води із водозабірних свердловин, залученої води із алювіального і мергельно-крейдяного водоносних горизонтів, води із ріки та озер були розбиті на три кластери.
Аналіз цієї дендрограми і карти розташування свердловин (рис.3) дозволив зробити висновок про те, що в районі розташування пар спостережних свердловин А-3677 і 3677, обладнаних на алювіальний і мергельно-крейдяний водоносні горизонти знаходиться гідрогеологічне вікно, тому що хімічні склади води із цих свердловин з мінімальною евклідовою відстанню обєдналися в один кластер. Гідрогеологічні вікна виявлені також на ділянках розташування пар спостережних свердловин А-3599 і 3676, обладнаних на алювіальний і мергельно-крейдяний водоносні горизонти, спостережних свердловин А-3602 і 3602 і водозабірної свердловини 84, обладнаних на ці ж горизонти, та на місці розташування спостережної свердловини А-3524 і водозабірної свердло-вини 96. Наявність гідрогеологічних вікон визначається не тільки подібним хімічним складом, а також підтверджено гідрогеологічним розрізом.
Рис. 3. Схематична карта зон із різним живленням Пришибського водозабору, та місцями розташування гідрогеологічних вікон.
Таким чином, чисельно оцінивши подібність між хімічними складами вод суміжних водоносних горизонтів, на Пришибському водозаборі виявлені чотири ділянки з гідрогеологічними вікнами в покрівлі мергельно-крейдяного водоносного горизонту. Для захисту водоносних горизонтів від забруднення ми пропонуємо виділити ці ділянки на території водозабору як зони суворого режиму, а за його межами - як зони 2-го поясу санітарної охорони з обмеженням господарської діяльності.
Визначення гідрогеологічних вікон дозволить не тільки виявити джерела живлення мергельно-крейдяного водоносного горизонту, захистити його від забруднення, а також, при необхідності, організувати через них штучне поповнення запасів підземних вод.
В четвертому розділі дано аналіз різних методик визначення джерел формування експлуатаційних запасів підземних вод, приведений розроблений нами новий підхід визначення джерел формування експлуатаційних запасів підземних вод за гідрохімічними даними.
Визначенню джерел формування експлуатаційних запасів підземних вод в Придонцівї присвячені роботи Мартинова В.С., Дробнохода М.І., Мандрика Б.М., Огняника М.С., Бута Ю.С., Решетова І. К., Язвіна Л.С., Гаврика С. І. та ін. Для досягнення мети автори використовують балансовий метод, математичне моделювання, дані гідрологічних спостережень і багаторічної експлуатації водозаборів.
Нами пропонується новий підхід до визначення джерел формування експлуатаційних запасів. Пропонується порівняти хімічні склади підземних вод із водозабірних свердловин і води із спостережних свердловин, обладнаних на мергельно-крейдяний і алювіальний водоносні горизонти, і води із рік, озер і стариць, що живлять підземні води при експлуатації водозабору, а потім оцінити складові балансу водовідбору.
Методика оцінки складових балансу відбору підземних вод водозаборами розроблена за матеріалами гідрохімічних досліджень на II Донецькому водозаборі. Водозабір працює тривалий час (з 1954 р.). Дані по ньому приведені в третьому розділі. Це привело до зміни характеру, інтенсивності і спрямованості взаємозв’язків мергельно-крейдяного водоносного горизонту із суміжними водоносними горизонтами і поверхневими водами.
Поверхневі води і води алювіального горизонту, які є джерелом живлення (а також джерелом можливого забруднення) підземних вод мергельно-крейдяного водоносного горизонту в межах депресійної воронки, мають відмінності в хімічному складі. Потрапляючи в зону інфільтрації, в цих водах внаслідок контакту з породою і змішування із пластовими водами відбуваються зміни хімічного складу. Ці зміни спрямовані до зближення їхнього хімічного складу з хімічним складом підземних вод мергельно-крейдяного водоносного горизонту. Очевидно, що чим більше час інфільтрації цих вод, тим меншими будуть розходження в хімічному складі. Однак, в межах депресійної воронки великих водо-заборів час інфільтрації цих вод малий і тому в водах алювіального горизон-ту і в поверхневих водах великих змін хімічного складу не відбувається. Очевидно, що хімічний склад підземних вод в кожній водозабірній свердловині є результатом змішування в тій чи іншій пропорції пластової води мергельно-крейдяного водоносного горизонту із залученими водами алювіального горизонту і поверхневими водами ріки, озер та стариць.
В умовах непорушеного режиму водоносний горизонт є збалансованою системою. В процесі експлуатації водозабору істотно змінюється баланс водовідбору. Для компенсації водовідбору, що є додатковою статтею витрати у водному балансі, в водоносному горизонті неминуче відбуваються зміни. Це приводить до збільшення живлення водоносного горизонту в області депресійної воронки. Додаткове живлення характери-зує залучені ресурси, що повністю витрачаються на забезпечення водовід-бору. Тому експлуатаційні запаси підземних вод ділянок водозабору фор-муються за рахунок генетично різних за хімічним складом об’ємів води.
Для виявлення близькості чи віддаленості хімічного складу підземних вод із свердловин водозаборів з водами суміжних горизонтів і поверхневих вод ми застосували також кластерний аналіз.
Для реалізації цього методу використані одночасні дані про хімічний склад води із 40 водозабірних свердловин і 32 спостережних свердловин на мергельно-крейдяний горизонт, води із 34 спостережних свердловин, обладнаних на алювіальний водоносний горизонт, дані про хімічний склад води із р. Сів. Донець, озер Підпісочне, Красноярське, Біле і Криве Пришибської, Маякської правобережної і Райгородської нової груп II Донецького водозабору.
В результаті кластерного аналізу всі хімічні склади води із водозабірних свердловин Пришибського водозабору, залучених вод із алювіального і мергельно-крейдяного водоносних горизонтів, води із ріки та озер були розбиті на кілька кластерів, що у свою чергу розпадаються на кілька дрібних груп (рис.2). В одному кластері знаходяться води подібного хімічного складу.
З дендрограми видно, що водозабірні свердловини 92, 96 і 84 живляться тільки за рахунок вод алювіального горизонту. Свердловини 85, 94, 87, 88, 89, 93, 95 живляться за рахунок перетоків води із алювіального водоносного горизонту з незначним надходженням пластової води, атмосферних опадів і води із озера Красноярське. Свердловини 74, 81, 82, 86 живляться пластовою водою мергельно-крейдяного горизонту з незначним надходженням атмосферних опадів. В свердловини 75, 78, 76, 77, 83 води надходять із алювіального горизонту. А свердловини 79, 80, 90 і 91 живляться за рахунок води із р. Сів. Донець і озер Біле і Підпісочне. Ці висновки зроблені на основі того, що хімічні склади води із цих водозабірних свердловин об’єдналися в один кластер із поверхневими і підземними водами з мінімальною евклідовою відстанню. В окремий кластер виділилися хімічні склади двох спостережних свердловин, пробурених на алювіальний водоносний горизонт, води яких не приймають участі в живленні водозабірних свердловин.
Балансова структура джерел живлення водозабірних свердловин При-шибського водозабору наведена в табл.1. Експлуатаційні витрати водо-заборів взяті на липень місяць як сума дебітів водозабірних свердловин.
Таблиця 1
Балансова структура експлуатаційних запасів підземних вод
Пришибського водозабору (за гідрохімічними даними).
Аналогічним способом визначені джерела живлення водозабірних свердловин Маякського правобережного і Райгородського нового водозаборів та проведено районування мергельно-крейдяного горизонту.
Таким чином, за гідрохімічними даними встановлено, що в липні місяці експлуатаційні запаси II Донецького водозабору формуються за рахунок:
· пластової води мергельно-крейдяного водоносного горизонту (на лівобережжі - 53,1%, на правобережжі - 33,9%, у середньому - 44,5%);
· фільтрації води із р. Сів. Донець (на лівобережжі - 17,1%, на правобережжі - 57,8%, у середньому - 37,9%);
· фільтрації води із озер (на лівобережжі - 8,8%, на правобережжі -14,6%, у середньому - 11,7%);
· перетоків із алювіального горизонту (на лівобережжі -21,0%, у середньому - 5,9%).
Отримані показники експлуатаційних запасів II Донецького водозабору добре узгоджуються з даними Мартинова В.С., Філіпової Г.О., Бута Ю.С., Решетова І.К., Дробнохода М.І., Мандрика Б.М. та ін., отриманих для різних водозаборів Придонців‘я на різний час іншими методами.
За даними кластерного аналізу хімічного складу підземних і поверхневих вод і виявленою балансовою структурою джерел живлення водозабірних свердловин проведено районування мергельно-крейдяного водоносного горизонту. На території Пришибської групи водозабірних свердловин виділено кілька зон з різним живленням (рис.3.).
Уздовж р. Сів. Донець розташовуються свердловини (зона І), живлення яких відбувається за рахунок ріки і озера Біле. У центрі водозабору знаходяться свердловини (зона ІІ), живлення яких відбувається за рахунок пластових вод мергельно-крейдяного горизонту. На периферії розташовуються свердловини (зона ІІІ), живлення яких здійснюється за рахунок перетоків води із алювіального горизонту і частково за рахунок пластових вод мергельно-крейдяного водоносного горизонту.
За результатами кластерного аналізу хімічного складу підземних і поверхневих вод на всіх водозаборах виділились групи спостережних свердловин, пробурених на мергельно-крейдяний і алювіальний горизонти, вода яких не бере участі в живленні водозаборів. Вода із цих свердловин відповідає ДСПН “Вода питна”. Тому ми пропонуємо в місцях їх знаходження пробурити нові водозабірні свердловини для збільшення видобутку прісних підземних вод.
Пятий розділ присвячено формуванню хімічного складу і розробці методики прогнозу якості підземних вод мергельно-крейдяного водоносного горизонту.
Важливим фактором, що впливає на зміну якості підземних вод мергельно-крейдяного водоносного горизонту є інтенсивний водовідбір. Відбір води приводить до зниження рівнів підземних вод, внаслідок чого створюється гідродинамічна передумова для вертикального перетікання (зверху вниз) і надходження забруднених вод з алювіального водоносного горизонту і поверхневих вод із ріки і озер в мергельно-крейдяний горизонт. За час експлуатації II Донецького водозабору спостерігається постійне збільшення основних показників хімічного складу підземних вод. Величина мінералізації в воді із водозабірних свердловин збільшилася на 259 - 728 мг/дм3, сульфатів – на 98 - 479 мг/дм3, кальцію – на 79 -
188 мг/дм3, заліза – на 3,5 - 5,4 мг/дм3 (табл. 2). Збільшення цих показників повязується із розчиненням гіпсу і кальциту водовміщуючих порід та із загальним забрудненням повітря і поверхневих вод.
Таблиця 2
Зміна показників хімічного складу підземних вод в умовах
експлуатації в свердловині №3 (Маякська лівобережна група).
| 
