ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ КАК КОМПОНЕНТ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Подземный сток в озеро Балхаш

Озеро Балхаш представляет собой крупнейший слабосоло­новатый водоем Казахстана. Площадь его акватории равна 16,4 тыс. км2, протяженность - около 600 км, а ширина колеб­лется от 5 до 71 км. Характерной особенностью озера является неоднородная минерализация. Воды Западного Балхаша (пло­щадь 9,6 тыс. км2) относительно пресные, с минерализацией 1- 2 г/л; воды Восточного Балхаша (площадь 6,8 тыс. км2) солоно­ватые, с минерализацией 3-5 г/л. В недавнем прошлом наблю­дался спад уровня воды в озере, что объясняется интенсивной хозяйственной деятельностью в бассейне Балхаша, особенно с заполнением Капчагайского водохранилища.

Котловина оз. Балхаш занимает самое низкое гипсометри­ческое положение в пределах обширного водосборного бассей­на площадью 400 тыс. км2 и является конечным базисом стока поверхностных и подземных вод, формирующихся здесь.

Основными элементами приходной части водно-солевого баланса озера являются приток поверхностных вод, атмосфер­ные осадки, выпадающие на площади акватории, и подземный сток. Основные расходные статьи баланса - испарение с водной поверхности и подземный отток. Подземный водообмен суши с озером происходит весьма сложно и играет большую роль в со­левом балансе озера.

По геолого-гидрогеологическим условиям бассейн озера может быть разделен на две существенно различные части: се­верное Прибалхашье, охватывающее часть Джунгаро-Балхаш - ской геосинклинали, сложенной скальными палеозойскими по­родами, и южное Прибалхашье - крупную впадину, выполнен­ную мощной толщей рыхлых мезозойско-кайнозойских отложе­ний. Котловина озера располагается на стыке этих двух струк­тур.

Подземные воды северного Прибалхашья содержатся в тре­щиноватых палеозойских породах, местами дренируются вре­менной орографической сетью, часто приуроченной к зонам тектонических разломов.

Гидрогеологические условия южного Прибалхашья опреде­ляются наличием артезианского бассейна, образованного сери­ей водоносных горизонтов и комплексов юрского, мелового, па­леогенового, неогенового и четвертичного возраста. В прибреж­ной зоне артезианский бассейн имеет блоковое строение вследствие наличия многочисленных разломов, по которым об­разовались глубокие грабены. Подземные воды глубоких гори­зонтов напорные, четвертичных отложений - обычно безнапор­ные.

Общий подземный сток, по расчетам различных авторов, ко­леблется от нуля до 3 км3/год. Такой широкий диапазон значе­ний обусловлен трудностями определения стока из-за сложно­сти процессов его формирования в условиях высокой аридно - сти климата (Ахмедсафин, Шапиро, 1970). На современном этапе изучения подземного стока в озеро выявлено, что сток грунтовых вод непосредственно в озеро формируется преиму­щественно в прибрежной зоне шириной 30-35 км (в пределах дельт рек) и происходит в виде концентрированных потоков с различным расходом (Подземные воды..., 1980).

Весьма важной особенностью взаимодействия грунтовых вод с озером является формирование депрессии их уровней вблизи озера. Наиболее крупная из них расположена в древней дельте р. Или в 30 км от берега озера (при отметке воды в озере 341 м). Абсолютный уровень грунтовых вод в этой депрессии, где глу­бина залегания их достигает 8-12 м, оказался на 8-9 м ниже от­метки воды в озере. Минерализация подземных вод в депрессии равна 7-10 г/л. Аналогичные депрессии, но меньшие по разме­ру отмечаются в низовьях впадающих в озеро рек Каратал, Ток - ру и др. Формирование рассматриваемых уровней депрессий связывается нами с колебаниями уровня воды в озере, когда вследствие подпора в период трансгрессии наблюдается пони­жение уровенной поверхности грунтовых вод, а в фазу регрес­сии происходит ее выполаживание.

Оценка выноса в озеро растворенных в грунтовых водах ве­ществ производилась на основе полученных значений линей­ных расходов грунтовых вод в озеро и сведений об их химичес­ком составе.

Согласно выполненным расчетам (табл. 4.4.1), суммарный ионный грунтовый сток в озеро составляет 25,5 тыс. т/год, в том числе в Западный Балхаш 12 тыс. т/год, в Восточный - 12,7 тыс. т/год.

В фазу трансгрессии озера, продолжительностью 20-25 лет, когда отметка его уровня превышает 341 м, в прибрежной зоне формируется обратный уклон грунтового потока, обеспечиваю­щий отток озерной воды в берега. Наибольший отток отмечает­ся на участках неглубокого залегания грунтовых вод, в дельтах рек и других понижениях рельефа. Расход подземного потокіа из озера, определенный по уравнению Дарси, в пределах южного побережья оценивается в 28 млн. м3/год. Из них из Западного Балхаша только по низкому южному берегу отток составля­ет 19,1 млн. м3/год (2 л/с-км), из Восточного - 8,9 млн. м3/год (0,89 л/с-км).

На основе значений подземного оттока из озера и сред­ней минерализации воды в различных районах акватории на период ненарушенного естественного режима озера, оценен вынос солей из озера. Эта величина составила в целом для озе­ра 41,8 тыс. т/год. Для Западного Балхаша при средней минера-

Лизации 1,1 г/л вынос солей составляет 21 тыс. т/год, для Во­сточного при средней минерализации 2,3 г/л - 20,8 тыс. т/год. Это примерно в 1,6 раза больше поступления солей с грунтовы­ми водами. За весь период трансгрессии общее количество вы­носимых солей составит около 1 млн. тонн.

В фазу регрессии отток из озера прекращается. Приток под­земных вод в этот период в котловину озера равен 0,104 км3/год. Соответственно изменяется и солевой баланс. Вследствие того что минерализация грунтовых вод побережья значительно выше (в среднем 5 г/л) минерализации озерной воды, участвующей в оттоке, дополнительный привнос солей с грунтовыми водами составит примерно 0,14 млн. т/год. Однако это количество со­лей, так же как и дополнительный сток, поступает не в аквато­рию озера, а в его обсохшее дно, увеличивая его засоленность.

Оценка поступления напорных вод в озеро производилась на основе расчетов вертикального перетекания подземных вод через слабопроницаемые отложения дна озера под действием гидростатического напора. Общая разгрузка напорных вод, по­ступающих с Южно-Прибалхашского бассейна в дно озера, а также разгрузка напорных вод низовий долин рек Аягуз, Токрау составляет 0,06 км3/год, в том числе в Западный Балхаш -

0,035 км3/год, в Восточный - 0,025 км3/год. Модули разгрузки напорных вод в акватории озера в среднем составляют около 0,11 л/с-км2.

Вынос растворенных веществ напорными водами при их средней минерализации 18 г/л составляет 1,08 млн. т/год, из них в Западный Балхаш 0,63 млн. т/год, в Восточный - 0,45 млн. т/год.

Таким образом, общий подземный сток грунтовых и напор­ных вод в котловину оз. Балхаш при его естественном режиме оценивается в 104 млн. м3/год, а вынос растворенных веществ подземными водами составляет 1,245 млн. т/год. Непосредствен­но в акватории озера разгружается около 0,08 км3/год подзем­ной воды, а вынос растворенных веществ равен 1,1 млн. т/год. Это составляет соответственно примерно 0,5% притока поверх­ностных вод и около 26% привноса солей поверхностными во­дами.