Geum.ru
Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по земле  

На  правах рукописи

Павленко Ольга Леонидовна

подземные минеральные лечебные воды

юга Тюменской области

(условия формирования и практическое использование)

Специальность 25.00.07 - Гидрогеология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Тюмень - 2012

Работа выполнена в Западно-Сибирском институте проблем геологии нефти и газа Тюменского государственного нефтегазового университета

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, профессор, Заслуженный геолог РФ, член-корреспондент РАН Курчиков Аркадий Романович

Официальные оппоненты: Абукова Лейла Азретовна

доктор геолого-минералогических наук,

профессор РГУНиГ им.Губкина, г.Москва

зав.лабор. нефтегазовой гидрогеологии ИПНГ РАН

Данкова Ирина Михайловна

кандидат геолого-минералогических наук

директор ООО СибНИИГР, г.Тюмень

Ведущая организация: ФБУН Екатеринбургский медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий Роспотребнадзора

Защита диссертации состоится 30 ноября 2012 г. в 16-00 на заседании диссертационного совета Даа212.273.05 при Тюменском государственном нефтегазовом университете поаадресу: 625000, г.Тюмень, ул.Володарского, 56, институт геологии и нефтегазодобычи, ауд.113.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотечно-информационном центре  ТюмГНГУ по адресу: 625039, г.Тюмень, ул.Мельникайте, 72

Отзывы, заверенные печатью учреждения, в двух экземплярах направлять по адресу: 625000, г.Тюмень, ул.Володарского, 56, учёному секретарю диссертационного совета. Факс: 8 (3452) 46-30-10, e-mail: T_V_Semenova@list.ru

Автореферат разослан 27 октября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

канд.геол.-минер.наук, доцент

Т.В.Семенова

Актуальность проблемы.

Подземные воды бальнеологического значения в Западной Сибири распространены повсеместно, а на юге Тюменской области, в зоне, благоприятной для развития санаторной сети, они являются основным курортным фактором. В нас-тоящее время на этой территории известно более 60 пунктов, в которых производится или производился ранее отбор подземных минеральных вод. Только в областном центре и его ближайших окрестностях сосредоточено 37 бальнеологических скважин.

Несмотря на довольно длительный период, прошедший с момента открытия первых бальнеологических здравниц, формирование курортов здесь находится в начальной стадии, а гидроминеральные ресурсы являются малоизученными с точки зрения гидрогеологии. Изучение минеральных подземных вод происходило лишь эпизодически, в рамках обязательной процедуры подсчета эксплуатационных запасов действующих водозаборов или параллельно с решением задач хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения. Имеются также разрозненные материалы о влиянии тюменских минеральных вод на организм человека. Вопросы формирования подземных минеральных лечебных вод региона тоже изучены недостаточно.

Цель работы: оценить состояние и перспективы использования подземных минеральных лечебных вод на юге Тюменской области.

Задачи исследований:

  • установить закономерности распространения подземных минеральных лечебных вод разных типов на территории юга Тюменской области;
  • провести реконструкцию палеогидрогеологических условий как одного из основных факторов формирования подземных минеральных лечебных вод неокомских отложений, их химического и газового состава;
  • изучить имеющиеся материалы по терапевтическим свойствам тюменских минеральных вод и определить направление дальнейшего их исследования;
  • оценить ресурсы подземных минеральных лечебных вод;
  • оценить экологическую ситуацию в пунктах добычи подземных минеральных лечебных вод.

Объект исследования - подземные минеральные лечебные воды юга Тюменской области.

Предметы изучения - химический состав и ресурсы подземных вод, бальнеологические скважины, каптирующие подземные минеральные лечебные воды, процессы формирования подземных минеральных лечебных вод.

Материалы и методы исследований. В основу работы положены данные, собранные автором за период работы в Западно-Сибирском филиале института нефте-газовой геологии и геофизики им.Трофимука СО РАН и в Западно-Сибирском инсти-туте проблем геологии нефти и газа Тюменского государственного нефтегазового университета (1999-2012 гг.). Автором как ответственным исполнителем договорных работ бальнеологической направленности производился сбор фактического материа-ла, натурное обследование скважин (50 скважин), фотодокументирование первичных материалов, проведение гидродинамических исследований (на 16 скважинах), отбор проб для проведения анализа, оценка ресурсов и подсчет эксплуатационных запасов подземных минеральных вод по многим объектам юга Тюменской области.

В работе использованы диаграммы геофизических исследований скважин из фондов Тюменской комплексной геологоразведочной экспедиции, Тюменского тер-риториального фонда геологической информации. Автором выполнены стратиграфи-ческие разбивки скважин, использованные для построения карт, разрезов, расчетов палеомощностей.

При описании гидрогеохимических закономерностей и составлении  типиза-ции подземных минеральных лечебных вод использованы результаты химических анализов проб, выполненных в разные годы Тюменской Центральной лабораторией, Российским научным центром восстановительной медицины и курортологии, Сверд-ловским медицинским научным центром профилактики и сохранения здоровья рабо-чих предприятий, Томским институтом курортологии, ГНТЦ Метрологии систем эко-логического контроля Инверсия, ВНИИ Пивоваренной, безалкогольной и вино-дельческой промышленности, ГПаГеоминвод, ГУП Лечминресурсы, Филиалом ЦЛАТИ по УрФО по Тюменской области, ООО Геохим, АСЦ ИПТМиОМ РАН, содержащиеся в базе данных гидрогеохимической информации ЗапСибИПГНГ (НИИГИГ) и ЗСФ ИНГГ им.Трофимука СОаРАН (всего по изучаемой территории 580 анализов, из них 494 анализа - с определением содержания микрокомпонентов).

На защиту выносятся следующие положения:

1.Типизация подземных минеральных лечебных вод юга Тюменской области, основанная на принципах действующей классификации минеральных вод.

2.Эксплуатационный ресурс подземных минеральных лечебных вод на юге Тюменской области составляет 400% от современного уровня водоотбора, что расширяет перспективы их использования.

3. Экологическая ситуация в пунктах добычи подземных минеральных вод на юге Тюменской области оценивается как неблагополучная.

Научная новизна:

  • уточнена гидрогеохимическая типизация подземных минеральных лечебных вод изучаемой территории (с выделением вод тюменского, талицкого, нижнесергинского, хадыженского типов) и проведено районирование в соответствии с выделенными типами и выявленной гидрогеохимической зональностью;
  • на основе выполненного моделирования гидродинамической обстановки в неокомском гидрогеологическом комплексе в связи с работой водозаборных скважин с учётом их взаимовлияния доказана обеспеченность эксплуатационными запасами  подземных минеральных лечебных вод на 25-летний период по существующим скважинам и определены дополнительные перспективы увеличения водоотбора;
  • на основе проведенного гидрогеоэкологического анализа выполнена оценка экологического состояния геологической среды в пунктах водоотбора и разработан комплекс природоохранных мероприятий.

Практическая значимость работы. Основным итогом выполненной работы является совершенствование информационной базы по подземным минеральным лечебным водам юга Тюменской области путём упорядочения разрозненных до настоящего времени материалов по отдельным бальнеологическим скважинам. В  ин-формационную базу вошли данные о бурении, опробовании, о конструкциях скважин, об истории их работы, о режимных наблюдениях, современном состоянии, о динами-ке химического состава подземных вод Сведения из раздела Терапевтический эффект подземных вод дают направление исследованиям влияния тюменской минеральной воды на организм человека, в частности, их органической состав-ляющей, которая, с одной стороны, дает основание сравнивать эти воды с мине-ральной водой нафтуся, а с другой - избыток какого-либо вещества (а содержание нафтеновых и жирных кислот в тюменской воде выше, чем в той же нафтусе) в организме может приводить к более значительным негативным последствиям, чем его недостаток. Приведенные в главе Ресурсы подземных минеральных лечебных вод расчеты позволяют оценить перспективы увеличения водоотбора из отдельно взятой скважины исходя из потенциала суммарного водоотбора на территории юга Тюменской области.

Реализация работы. Собранный автором материал используется ЗапСибИПГНГ (НИИГИГ) и ЗСФ ИНГГ им.Трофимука СОаРАН при выполнении договорных работ по подсчету эксплуатационных запасов подземных минеральных лечебных вод, составлению технологических схем использования, гидрогеологическому обоснованию закачки промышленных стоков в глубокие горизонты, обоснованию границ горного отвода, санитарно-защитных зон, зон санитарной охраны водозаборов, составлению программ и ведению мониторинга одиночных водозаборов, при подготовке заявок на оформление лицензий на право пользования недрами для добычи подземных вод. Заказчиками данных работ являются Областная администрация, медицинские и прочие учреждения, использующие в своей работе подземные минеральные лечебные воды - поликлиника Нефтяник, санаторий-профилакторий ТюмГНГУ Сосновый бор, Боровская птицефабрика, бассейн Геолог, поликлиника Дорснаб, медсанчасть судостроительного завода, водолечебница Родник в Тобольске, пионерлагерь Юный геолог, завод по розливу минеральной воды в пос.Школьном Исетского района и др.

Апробация работы. Результаты исследований представлены на I и III Всероссийских научных конференциях Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна (Тюмень, 2000, 2004), на Всероссийских совещаниях по подземным водам востока России (Иркутск, 2003; Тюмень, 2009), на VII Международном научном симпозиуме студентов, аспирантов и молодых учёных им.Академика М.А.Усова (Томск, 2003), на Всероссийском научно-техническом семинаре Проблемы захоронения промышленных стоков в недра (Тюмень, 2007), на научно-практической конференции с международным участием Естественные науки: достижения нового века (г.Шарджа, ОАЭ, 2011).

По теме диссертации опубликовано 10 статей, в том числе одна статья в журнале, входящем в перечень ВАК РФ, и одно учебное пособие.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю - доктору геолого-минералогических наук, Заслуженному геологу РФ, члену-корреспонденту РАН КурчиковуаА.Р. за постоянное внимание и поддержку, за замечания и предложения, высказанные по ходу работы над диссертацией.

За консультации по изучаемым вопросам автор выражает признательность сотрудникам Российского научного центра медицинской реабилитации и курортологии доктору геолого-минералогических наук АдиловуаВ.Б. и кандидату геолого-минералогических наук Петровой Н.Г.

Неоценимая помощь в работе над диссертацией оказана доктором геолого-минералогических наук, профессором, Заслуженным деятелем науки и техники России МатусевичемаВ.М., за что автор выражает искреннюю признательность.

За помощь в работе над дисертацией автор выражает благодарность кандидатам геолого-минералогических наук СтавицкомуаБ.П., БрадучануаЮ.В., ПлавникуаА.Г., СеменовойаТ.В., а также СаитовуаВ.А., КудрявомуаС.В. и всему коллективу ЗапСибИПГНГ (НИИГИГ) и ЗСФаИНГГаим.ТрофимукааСОаРАН.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав и заключения, содержит 128 страниц машинописного текста, включающего  14 таблиц, 47 рисунков. Список использованной литературы включает 132 наименования.

Содержание работы

Первое защищаемое положение (изложено в главах 1, 2 и 3 диссертации): Типизация подземных минеральных лечебных вод юга Тюменской области, основанная на принципах действующей классификации минеральных вод.

Подземные воды, заключенные в глубокозалегающих водоносных горизонтах (в юрском, неокомском и апт-альб-сеноманском гидрогеологических комплексах) недр Тюменской области, являются комплексным гидроминеральным сырьём, представленным в регионе термальными, промышленными йодными, бромными, йодо-бромными водами и минеральными лечебными водами.

Являясь термальными, эти воды могут быть использованы для выработки электрической энергии или в качестве источника тепловой энергии для обогрева помещений, теплиц, в плавательных бассейнах, душевых, банях, а также для целей рыборазведения - в искусственных водоемах для выращивания видов рыбы, выдерживающих минерализованную воду (на юге Тюменской области действуют рыбоводные хозяйства Пышма и Казанский рыбхоз).

Они представляют промышленный интерес как сырьё для извлечения йода и брома, так как содержат эти микрокомпоненты в количествах, достаточных для рентабельного производства.

Средняя и высокая минерализация (5-25 г/л), наличие биологически активных микрокомпонентов в количествах, превышающих минимальные бальнеологические нормы (содержание йода - до 38 мг/л при значимом содержании 5 мг/л, брома - до 98амг/л при норме 25 мг/л), позволяют использовать описываемые воды во врачебной практике - как для наружного применения (воды всех типов), так и для внутреннего (воды с минерализацией менее 15 г/л), при лечении целого ряда заболеваний.

На изливе скважин тюменские минеральные воды имеют комфортную для человеческого организма температуру - +38+42оС, поэтому при небольшой протяженности водоводов нет необходимости в установке устройств подогрева или охлаждения воды, которые могут ухудшать её лечебные свойства; кроме того, это даёт возможность использовать её в открытых бассейнах даже в зимний период.

На базе подземных минеральных лечебных вод на юге Тюменской области действуют 6 санаториев (Тараскуль, Сибирь, Геолог, Ишимский, Градостроитель, Светлый), 7 профилакториев (два Сосновых бора, Волна, Красная гвоздика и др.), 10 водолечебниц (медсанчасть Нефтяник, несколько Родников, восстанавливается водолечебница в областной больнице, и др.), 6 баз отдыха (Юный геолог, Источник, Древо и др.), 2 спорткомплекса (Геолог, Олимпия) (рис.1).

В геологическом строении Западно-Сибирской геосинеклизы, в юго-западной части которой расположена исследуемая территория, принимают участие эффузивные, интрузивные, метаморфические, терригенно-карбонатные различной степени дислоцированности образования доюрского кристаллического фундамента, приуроченные к грабенообразным впадинам в фундаменте отложения триасового возраста, а также морские и терригенные породы мезозойско-кайнозойского ортоплатформенного чехла. Ступенчатое погружение фундамента и пологое несогласное залегание на нём отложений чехла обусловливает постепенное  выклинивание ряда горизонтов юры и мела. Общая мощность осадочного чехла в пределах Тюменской области составляет от 900 до 3200 м.

Рис.1.Схема расположения бальнеологических скважин Тюменского узла

В недрах Западно-Сибирской геосинеклизы сочленяются элементы Урало-Монгольского складчатого пояса герцинид - уралиды, алтаиды, казахстаниды, кото-рые разграничиваются глубинными разломами. С тектоническими блоками фунда-мента пространственно совпадают природные водонапорные системы. Исследуемая территория находится на сочленении элизионной литостатической  водонапорной системы западного мегаблока и инфильтрационной ВНС юго-западного мегаблока. Таким расположением обусловлены присущие этом району черты вертикальной гид-рогеохимической зональности: на одних площадях с увеличением глубины залегания минерализация пластовых вод увеличивается, что характерно для инфильтрационной ВНС, на других - уменьшается (свойства элизионной литостатической ВНС) (рис.2).

По ГОСТаР 54316-2011 (Воды минеральные природные питьевые) подзем-ные питьевые минеральные лечебные воды юга Тюменской области относятся к ХХХ группе (хлоридные натриевые воды) (табл.1). При этом в зависимости от конкретного гидрохимического облика (содержания микрокомпонентов - йода, брома, бора) они могут занимать разные позиции в данной таблице - от тюменского типа, охарактери-зованного минеральной водой скважины 2-б санатория Тараскуль (маломинерали-зованная хлоридная натриевая), до талицкого типа, эталоном для которого является вода скважины 1/75 Талицкого месторождения Свердловской области (среднеминерализованная хлоридная натриевая бромная йодная).

а)Заводоуковская площадь

б)Челноковская площадь

в)Покровская площадь

г)Быструхинская площадь

д)Тобольская площадь

е)Луговская площадь

Рис.2.Изменение минерализации подземных вод мезозойских отложений

(по разведочным скважинам юга Тюменской области)

Воды, содержащие в кондиционных количествах (или в количествах, близких к кондиционным) йод и бром, относятся к талицкому типу, прочие - к тюменскому и нижнесергинскому. Многие воды имеют характеристики как тюменского типа, так и нижнесергинского: например, подземная вода скважины 5-б Молчановской по минерализации, содержанию хлора, натрия+калия, магния, кальция имеет облик Нижнесергинского типа, а по содержанию сульфата и гидрокарбоната - Тюменского (при этом если по большинству компонентов эти два типа вод близки, то содержание сульфат-иона в них отличается на два порядка).В настоящее время купальные (непитьевые) минеральные воды не подлежат сертификации, провести их типизацию можно только на основе прекратившей своё действие Классификации  минеральных вод и лечебных грязей для целей их сертификации. В соответствии с критериями, обозначенными в указанном документе, подземные среднеминерализованные питьевые лечебные воды юга Тюменской области относятся к Талицкому и Нижне-сергинскому типу; средне- и высокоминерализованные воды выделены в Тюменский тип и имеют три аналога - Талицкий, Майкопский и Хадыженский. Принад-лежат они к классу хлоридных натриевых, по группе это могут быть либо боросодер-жащие, либо йодные, бромные, йодо-бромные, либо без специфических компонентов (табл.2).

Питьевые лечебно-столовые и лечебные воды без специфических компонен-тов в неокомском комплексе (основном эксплуатационном объекте для добычи бальнеологических вод на юге Тюменской области) приурочены к крайней юго-западной части исследуемой территории, к периферии Западно-Сибирского мегабассейна. По величине минерализации эти воды относятся к средне- и высокоминерализованным и могут использоваться как в качестве купальных, так и для лечебного питья. Зона развития вод средней минерализации (5-15 г/л) находится в западной части - в районе Тюмени. На территории Тобольского района и от Ялуторовского-Заводоуковского к востоку минерализация плавно увеличивается, достигая максимальной величины - 20-23 г/л - в Ишимском районе и Омской области. Северо-восточнее Тобольского района (Сергеевская, Кальчинская, Демьянская площади) воды вновь становятся среднеминерализованными.

Зоны развития йодных, бромных и йодо-бромных вод неокомского комплекса в плане пересекаются. Содержание йода увеличивается к северу вплоть до развития зон, представляющих по концентрации йода и водообильности скважин промышленные месторождения (Черкашинское, Тобольское, Сергеевское) (рис.3).

Зональность в развитии вод с различными величинами содержания микрокомпонентов по всем гидрогеологическим комплексам мезозойского бассейна (сверху вниз - апт-альб-сеномаский, неокомский, юрский) в общих чертах корреспондирует с зональностью подземных вод по минерализации: по мере роста минерализации с юго-запада, от зоны выклинивания отложений, на северо-восток увеличивается содержание йода, брома и бора (содержание последнего достигает бальнеологически значимых величин только в водах юрского комплекса).

Главная причина однообразия гидрохимического облика подземных минеральных вод изучаемого района состоит в отсутствии резких смен условий  осадконакопления и, как следствие, в более или менее однородном фациальном составе водовмещающих отложений.

Изучаемые воды имеют морское происхождение - они были захоронены в накапливающихся осадках на морском дне. Тем не менее специалисты сходятся во мнении, что химический состав вод унаследован от седиментогенных вод в очень незначительной степени. И если накопление хлоридов натрия и кальция объясняется  лишь минерализацией остаточных седиментационных вод, отжавшихся в периоды максимальных морских трансгрессий, так как в терригенных породах всего разреза бассейна хлор отсутствует, то прочие изменения в составе вод, в частности, обогащение их микрокомпонентами, связаны с погружением водоносных комплексов, когда накопленные слои оказывались под давлением все новых и новых толщ.

Произошедшая в неогене инверсия тектонического развития бассейна, начавшееся воздымание территории привели к тому, что глубоко погруженные осадки попали в зону гипергенеза, в результате чего инфильтрационные воды начали внедряться в меловые комплексы на различные расстояния от обрамления. Основными процессами, определяющими направление формирования химического состава подземных вод, на этом этапе являются растворение и выщелачивание силикатных минералов водовмещающих пород. Именно таким путём в водные растворы поступают бор, мышьяк, фтор, калий, литий и другие элементы.

Таким образом, факторами, обусловившими формирование современного гидрогеохимического облика подземных минеральных вод юга Тюменской области,

Таблица 1.Положение подземных минеральных лечебных питьевых вод

Наименование группы минеральной воды

Характеристика гидрохимического типа минеральной воды

Представитель

гидрохимического типа минеральной воды и ее местонахождение

Мине-рали-зация, г/л

Наименование типа воды

Минера-лизация, г/л

Основные ионы,

%-экв

ХХХ. Хлоридная натриевая

Тюменский

5-8

Cl  60-90

(Na+K)>80

Тюменская (Тараскуль)

(скв.2-б), Тюменская обл.

5-6,5

Нижнесер-гинский

5-8

Cl >90

(Na+K)>90

Нижнесергинская, Свердловская обл.

5-8

ХХХб. Хлоридная натриевая,

бромная, йодная

Талицкий

8-10

Cl >90

(Na+K)>85

Талицкая, Свердловская обл.

9-10

являлись растворение и выщелачивание, катионный обмен (кальций, поступающий с континента на инфильтрационном этапе, вступает в реакцию с морскими водами, при этом последние теряют натрий), окислительно-восстановительные процессы (при погружении пластов происходит обогащение вод органическим веществом, что приводило к их восстановлению и обессульфачиванию), мембранный эффект, заключающийся в различии динамической подвижности компонентов раствора и отставании растворенных веществ от растворителя при движении подземных вод, в оседании веществ, имеющих больший ионный радиус, на стенках мембраны (что привело в итоге к разноликости химического состава подземных вод даже в соседних скважинах при однообразии гидрогеохимического облика в целом), смешение подземных вод различных типов.

Второе защищаемое положение (изложено в главе 4 диссертации): Эксплуатационный ресурс подземных минеральных лечебных вод на юге Тюменской области составляет 400% от современного уровня водоотбора, что создаёт определённые перспективы их использования в связи с возможным расширением санаторно-курортной базы.

В рамках работ по региональной оценке гидроминеральных ресурсов автором произведена ревизия всего фонда бальнеологических скважин юга Тюменской области, собраны данные по их бурению и эксплуатации, на отдельных подготов-ленных скважинах проведены гидродинамические исследования для определения водопроводимости коллекторов водоносного горизонта. На основе полученных данных, а также с использованием выполненных автором стратиграфических разби-вок разрезов бальнеологических скважин осуществлена схематизация геолого-гидрогеологических условий водоносных горизонтов.

юга Тюменской области в классификации по ГОСТ Р 54316-2011

Основной ионный состав представителя гидрохимического типа минеральной воды, мг/л

Биологически активные компоненты, мг/л

Характерная скважина юга Тюменской области

НСО3-

SO42-

Сl-

Ca2+

Mg2+

Na++K+

200-400

<10

2800-3200

<100

<50

1800-2100

-

2-б Тараскуль

14-б Сибирь

12-б Юный геолог

1-т, 2-т р/х Пышма

5-б Молчаново

9-п сан. Геолог

10-б Родник

100-350

100-200

3000-4500

80-150

<50

2000-3000

-

32-б Школьный

11-п Исеткая

21-б Шорохово

200-350

<50

5000-5700

150-250

50-150

3000-3400

Br 22-30

I 3-6,5

178-ом Здоровье

3-т Судостр.завод

16-б ТВВИКУ

18-б Волна

88-ом Дорснаб

3-б МСЧ Нефтегаз

13-б Сибирь

4-б СК Геолог

1-б Облбольница

Оценка эксплуатационных запасов подземных вод некомского гидрогеологического комплекса (основного источника подземных минеральных вод исследуемой территории) сводилась к гидродинамическому методу определения максимального понижения динамического уровня в каждой водозаборной скважине на конечный срок разработки (25 лет) при заданном дебите и при их взаимовлиянии. Исходными положениями при оценке запасов являлись следующие факты:

- скважины дренируют подземные воды крупного месторождения напорных вод, и имеющий место водоприток является частью его общей разгрузки;

- изучаемый водоносный горизонт надёжно изолирован и не имеет гидравлической связи с другими водоносными горизонтами;

- при существующих водоотборах происходит быстрая стабилизация динамических уровней;

- состав подземных вод стабилен и не зависит от интенсивности водоотбора.

Заложенная в расчет величина водопроводимости коллекторов - 90ам2/сутЦ является среднеарифметической для Тюменского узла (района, где расположено наибольшее число бальнеологических скважин и добывается значительная часть подземных вод). В качестве возможных значений пьезопроводности (ввиду того, что достоверные значения не могут быть определены по данным исследования скважин на режиме откачки и восстановления уровня, а проведение гидропрослушивания невозможно из-за значительной удалённости скважин друг от друга) принимались значения от 1*105 до 1*106 м2/сут.

Расчеты велись для двух вариантов величины водоотбора: по утвержденным запасам (часто превышающим реальную потребность пользователей) и по разрешен-ному лицензиями водоотбору. Согласно результатам расчетов, практически на всех скважинах сохранится самоизлив, и лишь на двух скважинах рыбхоза Пышма фон-

Таблица 2.Характеристика типов минеральных вод, аналогичных минеральным водам юга Тюменской области (по Классификации минеральных вод и  лечебных грязей для целей их сертификации)

Группа, подгруппа

Тип

Минерали-зация, г/л

Основ-ные ионы,

%-экв

Биологи-чески активные компо-ненты, мг/л

Характерная скважина юга Тюменской области

Питьевые лечебные воды

XXIV.

Хлоридная натриевая

Нижнесер-

гинский

5,0-8,0

Cl>90

(Na+K)>90

14б Сибирь, 9п Геолог

2б Тараскуль

32-б Патрушево

10п Родник,

11п Исетская

2т р/х Пышма

12п Юный геолог

XXIV-a.

Хлоридная натриевая бромная, йодная

Талицкий

8,0-10,0

Cl>90

(Na+K)>90

Br - 22-30

I - 3,0-6,5

32б Школьный

5б Молчаново

70ом Берендей

88ом Дорснаб

3т ТСЗ, 3б Нефтяник

ечебные воды для наружного применения

5.Бромные,

йодо-бромные

и йодные воды.

5.6.Йодо-бромные хлоридные натриевые

средне-

и высоко-минерали-зованные,

иногда борные

Талицкий

8,0-10,0

Cl Ц

90-100

(Na+K) - 85-95

Br - 22-30

I - 3-7

4б бассейн Геолог

16б ТВВИКУ

1б Облбольница

Хадыженский

10,0-15,0

Cl90

(Na+K) - 80-100

Br - 30-50

I - 10-50

Н3ВО3 -

Ц 100-130

5р Савино (Тобольск)

Тюменский

9,0-20,0

Cl90

(Na+K) - 85-95

Br - 25-80

I - 5-25

3б Ишим, 34б Тобольск

1р, 15б Заводоуковск

3р Яр, 36б Каскара

10п Ялуторовск

13б Сибирь, 3п Боровое

29б Кировский

194ом Омутинка

118ом Голышманово

24ом Пламя Сибири

92ом Дубровное

104ом Красная гвоздика

танный режим не сможет обеспечить требуемый объем водоотбора, и возникнет необходимость установки водоподъемного оборудования.

Был также оценен возможный водоотбор из существующих скважин в режиме самоизлива, то есть при условии ограниченности предельно допустимого понижения уровнем земли. Согласно результатам расчетов, потенциал суммарного водоотбора из скважин Тюменского узла в 2,3 раза больше разрешенной лицензиями величины и в 4,2 раза превышает существующий водоотбор.

Дальнейшие исследования должны быть направлены на расширение и детализацию региональной гидродинамической модели путём ведения мониторинга и актуализация модели данными по вновь вводимым водозаборам.

Минерализация  Содержание брома

Содержание йода Содержание бора

Условные обозначения:

граница распространения неокомских отложений

границы районов по схеме стратиграфического районирования неокомских отложений

административные границы юга Тюменской области

Тюменский наименование стратиграфических районов

минерализация, г/л

содержание брома, мг/л

содержание йода, мг/л

содержание бора, мг/л

Рис.3.Гидрогеохимические карты неокомского гидрогеологического комплекса юга Тюменской области

Составители: Б.П.Ставицкий, А.Г.Плавник, О.Л.Павленко, 2002

Третье защищаемое положение (изложено в главе 4 диссертации): Экологическая ситуация в пунктах добычи подземных минеральных вод на юге Тюменской области оценивается как неблагополучная.

Глубокое залегание водоносных горизонтов, содержащих минеральные лечебные воды на юге Тюменской области, обеспечивает их надёжную защищённость от проникновения вредных веществ сверху. Тем не менее, согласно ФЗ О санитарно-эпидемиологическом благополучии, вокруг скважин должны быть установлены зоны санитарной охраны. В большинстве пунктов добычи минеральных вод на юге Тюменской области зоны санитарной охраны формально организованы - установлены ограждения, грубых нарушений режима ЗСО не отмечается. Но приустьевое пространство не всегда используется по назначению, надкаптажное сооружение зачастую служит складом производственного инвентаря, устьевое оборудование многих скважин требует капитального ремонта.

Актуальной для бальнеологических хозяйств юга Тюменской области являет-ся проблема утилизации отработанных послепроцедурных вод и излишков добытых вод. В пределах населенных пунктов они сбрасываются в канализационную сеть. Вредное воздействие на окружающую среду при этом практически исключается, так как доля минерализованных стоков в общем объёме канализования - менее 1%. На удаленных объектах сброс использованных вод - как пресных хозяйственно-питьевых вод, так и минеральных, при этом их объёмы соизмеримы - осуществляется либо в специальные карьеры, где происходит их испарение, либо в ближайшие водоёмы - болота, озёра, реки, минуя очистные сооружения. При этом компоненты сточных вод накапливаются в воде, водных организмах и донных отложениях, чем нарушают естественный гидрологический режим водоёма.

Так, в период максимального сброса отработанных вод рыбхоза Пышма (где подземные минеральные воды неокомских отложений используются для наполнения рыборазводных прудов) минерализация воды реки Балда в районе деревни Мичурина возрастает в три-четыре раза, ионно-солевой состав меняется с гидрокарбонатного кальциевого на хлоридный натриевый.

До 1961аг., то есть до начала работы скважины 2-б в санатории Тараскуль, вода в озере Малый Тараскуль имела минерализацию 0,16 г/л и гидрокарбонатный магниево-кальциевый состав. Под влиянием сброса хлоридной натриевой среднеми-нерализованной (5,5аг/л) воды к 1996аг. состав воды в озере изменился на хлоридный натриевый, минерализация увеличилась и стабилизировалась на величине 2,62 г/л.

На территории санатория Тараскуль пробурена специальная скважина для сброса сточных вод в отложения уватской свиты, но закачка в нее не производится. Между тем, непосредственно в городе Тюмени имеется продолжительный (около 10алет) опыт использования глубокозалегающего горизонта (та же уватская свита) для захоронения промышленных стоков Тюменской ТЭЦ-2. Для этих целей здесь пробурены две поглощающие скважины, которые включаются в работу попеременно. Суммарный объём закачки стоков составил более 100 тыс.м3. Среднесуточный объем закачки - 30-60ам3 при буферном давлении 34-41 атм, уплотнённый дебит составляет 100-200 м3/сут. Через два года после начала закачки фронт закачиваемых вод достиг ствола наблюдательной скважины 2Н1, вскрывающей верхнеальб-сеноманский горизонт и расположенной в 60 метрах от поглощающих, что было зафиксировано по повышению минерализации в пробе воды. Две другие наблюдательные скважины показывают, что нижележащий готерив-баррем-нижнеаптский и залегающий выше

куртамышский горизонт не испытывают на себе влияние работы полигона.

Очевидно, что важнейшим инструментом для отслеживания изменений в окружающей среде, оценки влияния тех или иных факторов и прогноза её состояния при эксплуатации подземных минеральных лечебных вод является ведение гидрогеоэкологического мониторинга.

Выполненные исследования позволяют сформулировать следующие основные выводы:

1.Подземные минеральные воды распространены на всей территории Западной Сибири. Они являются ценными  гидроминеральными ресурсами, вполне сопоставимыми по значимости с углеводородным сырьём. На юге Тюменской области воды, залегающие в неокомских отложениях на глубине порядка 1000 м,  играют роль основного курортного фактора.

2. Видовой состав вод однообразен. По Классификации подземных вод и лечебных грязей (2000аг.) среднеминерализованные питьевые лечебные воды изучаемой территории принадлежат к талицкому и нижнесергинскому типу; средне- и высокоминерализованные воды наружного применения  выделяются в тюменский тип и имеют три аналога - талицкий, майкопский и хадыженский. Относятся они к классу хлоридных натриевых, по группе - боросодержащие; йодные, бромные, йодо-бромные; без специфических компонентов. Газовый состав вод метановый и азотно-метановый.

3. Лечебные свойства вод определяются соотношением главных ионов - хлора, натрия, гидрокарбонат-иона, кальция, присутствием йода, брома, бора в количествах, в ряде случаев значительно превышающих минимальные бальнеологические нормы, наличием растворённого органического вещества. Использованию тюменских минеральных вод в лечебно-оздоровительных целях благоприятствует температурный фактор: на устье скважин вода имеет комфортную для тела температуру +38+420С, что упрощает и удешевляет схему бальнеотехнического хозяйства.

4. По условиям формирования изучаемые воды являются седиментационными, содержащие их осадочные толщи накапливались в морских  условиях. Современный их химический состав обусловлен посленеогеновой тектонической инверсией, внедрением инфильтрационных вод и смешением их с седиментогенными водами, а также происходящими при этом процессами взаимодействия в системе вода-порода.

5. На базе подземных минеральных лечебных вод на юге Тюменской области действуют десятки санаториев, профилакториев, водолечебниц и баз отдыха. Потенциал суммарного водоотбора более чем в 4 раза превышает существующий водоотбор, при этом на большинстве водозаборов может сохраняться самоизлив - наиболее выгодный с  экономической точки зрения способ добычи подземных вод.

6. Значительное число водозаборных скважин находится в консервации. В то же время намечается тенденция локультуривания  прежде бесхозных скважин, приведение их в надлежащее техническое состояние и вовлечение в бальнеотерапевтический процесс.

7. Несоблюдение элементарных требований эксплуатации водозаборных скважин и непроведение санитарно-гигиенических мероприятий может привести к существенному ухудшению экологической обстановки и к истощению недр юга Тюменской области как месторождения подземных минеральных лечебных вод.

Список работ автора по теме диссертации

Статьи, опубликованные в ведущих журналах, входящих в перечень ВАК РФ

  1. ПавленкоаО.Л. Подземные минеральные лечебные воды юга Тюменской области//Известия ВУЗов. Нефть и газ. 2007, №2. Ц С.111-115.

Учебные пособия

  1. МатусевичаВ.М., КурчиковаА.Р., СемёновааТ.В., ПавленкоаО.Л. Нефтегазовая гидрогеология Западно-Сибирского мегабассейна: Учебное пособие. Тюмень: ТюмГНГУ, 2008. - 100 с.

Прочие публикации

3.аПавленкоаО.Л. Перспективы использования гидроминеральных ресурсов на юге Тюменской области// Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна/ Материалы Всероссийской научной конференции, г.Тюмень, 14-17 ноября 2000 г., ч.3/ Тюмень: Институт геологии и геоинформатики ТюмГНГУ, 2000. - С.90-93.

4.аПавленкоаО.Л. Типизация минеральных вод юга Тюменской области// Материалы Всероссийского совещания по подземным водам востока России. - Иркутск: Издательство ИрГТУ, 2003. - С.44-46.

5.аПавленко О.Л. Опыт использования подземных минеральных лечебных вод на юге Тюменской области// Проблемы геологии и освоения недр: Труды Седьмого Международного научного симпозиума им.аакадемика М.А.Усова студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященного 140-летию со дня рождения академика, Лауреата Ленинской и государственных премий СССР, Почетного Президента Географического общества СССР В.А.Обручева, г.Томск, 14-18 апреля 2003 г. - Томск: изд-во ТПУ, 2003. - С.202-203.

6.аПавленко О.Л. Анализ работы водозаборов подземных минеральных лечебных вод в г.Тюмени// Проблемы геологии и освоения недр: Труды Седьмого Международного научного симпозиума им.аакадемикааМ.А.Усова студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященного 140-летию со дня рождения академика, Лауреата Ленинской и государственных премий СССР, Почетного Президента Географического общества СССР В.А.Обручева, г.Томск, 14-18 апреля 2003 г.  - Томск: изд-во ТПУ, 2003. - С.203-204.

7.аПавленкоаО.Л. Состояние и перспективы использования подземных минеральных лечебных вод на территории юга Тюменской области// Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна/ Материалы III Всероссийской научно-технической конференции, г.Тюмень, 25-27 февраля 2004 г. - Тюмень: издательство ТюмГНГУ, 2004. - С.442-446.

8.аПавленкоаО.Л. Органическое вещество в подземных минеральных лечебных водах и его влияние на их терапевтические свойства//Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна/ Материалы III Всероссийской научно-технической конференции, г.Тюмень, 25-27 февраля 2004 г.  - Тюмень: издательство ТюмГНГУ, 2004. - С.446-448.

9.аКурчиковаА.Р., ПавленкоаО.Л. Подземные минеральные лечебные воды юга Тюменской области//Материалы Всероссийского совещания по подземным водам востока России (XIX Совещание по подземным водам Сибири и Дальнего Востока). - Тюмень: Тюменский дом печати, 2009. - С.332-334.

10.Павленко О.Л. Перспективы использования подземных минеральных йодобромных вод на территории Ханты-Мансийского округа-Югры Тюменской области// Материалы научно-практической конференции с международным участием Естественные науки: достижения нового века, г.Шарджа (ОАЭ), 2-5 августа 2011 г., - в журнале Академический журнал Западной Сибири, №2, 2011. - С.10-11.

Формат 60*84/16. Бумага офсетная. Печать Riso.

Усл.печ.л.1. Тираж 100 экз. Заказ

Отпечатано с готового набора в типографии ООО Вектор Бук

625004, г.Тюмень, ул.Володарского, 45.

Тел.(3452) 46-54-04, 46-90-03

  Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по земле