Гидрогеология и минеральные воды Беларуси
Покупка
Тематика:
Гидрогеология. Геокриология
Издательство:
Беларуская навука
Год издания: 2017
Кол-во страниц: 286
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-985-08-2161-4
Артикул: 729130.01.99
Приведены результаты новейших исследований региональной гидрогеологии Беларуси и смежных территорий северо-запада Восточно-Европейской платформы. Подчеркнута определяющая роль четвертичных оледенений в становлении современной гидрогеологии региона, впервые охарактеризован состав неэвапоритовых рассолов кристаллического фундамента, происхождение которых связывается с дифференциацией древних верхнемантийных и нижнекоровых геофлюидов. Приводится новейшая сводка данных, охарактеризованы минеральные воды более чем 145 санаторно-курортных комплексов и лечебно-профилактических учреждений Беларуси, рассматриваются вопросы происхождения и медико-бальнеологические предпосылки использования гидроминеральных ресурсов страны. Разработана предпро-ектная информация о перспективах открытия и освоения новых типов минеральных вод, приводятся практические рекомендации по расширению сети санаторно-курортных и лечебно-профилактических учреждений Беларуси.
Рассчитана на гидрогеологов, работников систем здравоохранения, специалистов-курортологов, ученых, преподавателей, студентов и аспирантов высших учебных заведений естественно-научного профиля.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 05.03.01: Геология
- 05.03.04: Гидрометеорология
- ВО - Магистратура
- 05.04.01: Геология
- 05.04.04: Гидрометеорология
- Аспирантура
- 05.06.01: Науки о земле
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
УДК [556.3+553.7](476) Кудельский, А. В. Гидрогеология и минеральные воды Беларуси / А. В. Кудельский. – Минск: Беларуская навука, 2017. – 285 с. – ISBN 9789850821614. Приведены результаты новейших исследований региональной гидрогеологии Беларуси и смежных территорий северозапада ВосточноЕвропейской платформы. Подчеркнута определяющая роль четвертичных оледенений в становлении современной гидрогеологии региона, впервые охарактеризован состав неэвапоритовых рассолов кристаллического фундамента, происхождение которых связывается с дифференциацией древних верхнемантийных и нижнекоровых геофлюидов. Приводится новейшая сводка данных, охарактеризованы минеральные воды более чем 145 санаторнокурортных комплексов и лечебнопрофилактических учреждений Беларуси, рассматриваются вопросы происхождения и медикобальнеологические предпосылки использования гидроминеральных ресурсов страны. Разработана предпроектная информация о перспективах открытия и освоения новых типов минеральных вод, приводятся практические рекомендации по расширению сети санаторнокурортных и лечебнопрофилактических учреждений Беларуси. Рассчитана на гидрогеологов, работников систем здравоохранения, специалистовкурортологов, ученых, преподавателей, студентов и аспирантов высших учебных заведений естественнонаучного профиля. Табл. 25. Ил. 19. Библиогр.: 88 назв. Р е ц е н з е н т ы: академик НАН Беларуси, доктор геологоминералогичесикх наук, профессор А. А. Махнач, кандидат медицинских наук, лауреат Государственной премии Республики Беларусь Э. С. Кашицкий ISBN 978-985-08-2161-4 © Кудельский А. В., 2017 © Оформление. РУП «Издательский дом «Беларуская навука», 2017
Минеральные воды являются основным лечебным средством бальнеологических курортов – одной из ведущих форм организации санаторно-курортной помощи… А. М. Овчинников ВВедение Подземные воды, воды подземной гидросферы составляют объект исследований гидрогеологии – науки о геологии воды. Если это воды из геологического пространства отдельного региона – геологического или административного, то их изучение и описание составляет прерогативу одного из важнейших разделов теоретической гидрогеологии – региональной гидрогеологии. При этом базовой основой изучения гидрогеологии и подземных вод отдельного региона должны служить как теоретические достижения общей гидрогеологии и ее отдельных направлений (гидрогеохимия, подземная гидродинамика и др.), так и смежных геологических наук (тектоника, геофизика, геохимия и др.). Вместе с тем результаты региональных гидрогеологических исследований во многих случаях служат дальнейшему развитию теории гидрогеологии, как это было, например, с установлением гидродинамической автономности горноскладчатых сооружений относительно предгорных прогибов (Колодий, Кудельский, 1972); с признанием отсутствия активных трансформных перемещений подземных вод и рассолов древних платформ в разрезе геологических структур древнее четвертичных (Кудельский и др., 1985; Кудельский, 2003). Эти и многие другие результаты исследований гидрогеологии отдельных геологических регионов (горноскладчатые сооружения альпийского орогенеза, северозапад древней ВосточноЕвропейской платформы и др.) позволили существенно совершенствовать теорию гидрогеологии и изменить некоторые apriori принятые представления по проблемам дальних трансформных перемещений подземных вод, их роли в процессах нефтегазообразования (Кудельский, Лукашев, 1974; Кудельский и др., 1997), формирования и размещения минеральных вод и рассолов, других гидрогенных полезных ископаемых. Касаясь общих геологических закономерностей в размещении минеральных вод, здесь уместно подчеркнуть их тяготение к горноскладчатым сооружениям альпийского и современного орогенеза и территориям молодых платформ с локальными проявлениями активного тектогенеза. Минеральные воды древних докембрийских платформ, к которым относится и ВосточноЕвропейская с территорией Беларуси, не отличаются многообразием геохимических типов и поэтому наши исследования имеют не только практический, но и теоретический интерес.
Первый раздел книги посвящен малоизученным аспектам региональной гидрогеологии Беларуси и смежных территорий. Подчеркивается важнейшая роль оледенений четвертичного периода и неогеодинамических процессов в становлении современной гидрогеологической обстановки на территории Беларуси и севера ВосточноЕвропейской платформы, установлен химический состав и происхождение хлоридных рассолов верхнепротерозойских отложений и трещиноватой зоны кристаллического фундамента. Последнее направление чрезвычайно важно, поскольку происхождение хлора как одного из важнейших анионов минеральных вод до настоящего времени связывалось преимущественно с соленосными отложениями, что вполне допустимо для рассолов и подземных вод нефтеи соленосного Припятского бассейна (Кудельский и др., 1985). Однако на большей части Беларуси, где соленосные отложения отсутствуют и не известны в геологическом прошлом, это допущение неприемлемо и нуждается в альтернативных решениях. Посвященная минеральным водам Беларуси книга касается и чрезвычайно важных вопросов о природных условиях региона – геоморфологии территории, гидрографии, климата, почв и растительности, рассматриваемых с позиций природнолечебных предпосылок развития санаторнопрофилактических мероприятий и учреждений. Наиболее эффективны подобные учреждения, если терапевтическая практика обслуживания людей включает в себя и водные процедуры с использованием минеральных вод. Показано, что только четыре (без специфических компонентов и свойств, бромные и йодобромные, радоновые и высокогумусовые) из двенадцати известных типов минеральных вод используются санаторнокурортными и лечебнооздоровительными комплексами республики. Добыча и бальнеотерапевтическое использование еще четырех типов минеральных вод (борных, железистых, сульфидных рассолов и сероводородных вод) могут быть организованы в составе государственных программ геологоразведочных работ или же по заявкам и финансировании заинтересованных организаций. И, наконец, открытие и практическое использование еще четырех типов минеральных вод (углекислых и содовых типа «Боржоми», «Ессентуки», высокоорганических типа «Нафтуся», кремнистых и ультрагипотонических) принципиально возможно на территории Беларуси, однако проблема нуждается в постановке специальных научных исследований и поисковоразведочных буровых работ. В завершении поисковоразведочных работ на сероводородные воды в районе выхода сероводородного источника (д. ВидзыЛовчинские, Браславский район) нуждается и проблема скважинного вскрытия этих ценнейших для республики минеральных вод. Минеральные воды играют важную роль в народном хозяйстве страны, широко используются для оздоровления людей на многочисленных курортах Беларуси, применяются для внекурортного лечения в больницах и санаториях, а также для розлива и использования в бутылках. Кроме того, минеральные воды и рассолы являются перспективной промышленной базой для соля
ного и йодобромного производства, а также для получения широкой гаммы редких и рассеянных элементов. Наконец, они служат в качестве геохимических признаков при поисках многих полезных ископаемых – нефти, газа, рудных залежей и месторождений. В основу настоящей работы положены результаты многолетних фундаментальных гидрогеологических и геохимических исследований проблем многообразия минеральных вод в геологическом субстрате Беларуси, их генезиса, пространственного распространения и выявления новых разновидностей минеральных вод, перспективных для последующего практического использования. На территории Беларуси издавна известны и широко используются подземные минеральные воды хлоридного натриевого состава как без специфических компонентов, так и с таковыми, например с бромом, йодом. В последние десятилетия обнаружены и введены в эксплуатацию сульфатнокальциевые воды (восточная часть республики), радоновые минеральные воды (центр и запад), многие лечебные и лечебнооздоровительные учреждения освоили практическое использование природных рассолов. В результате геологоразведочных работ и специальных гидрогеологических и геохимических исследований установлены высокие перспективы обнаружения некоторых новых для республики типов минеральных вод: углекислых и щелочных типа «Боржоми» и «Ессентуки», сероводородных типа «Кемери» различного солесодержания, железистых типа «Марциальная», «Полюстровская» и др. В результате всестороннего анализа и обобщения всей имеющейся информации получены новые данные о геологогидрогеологических условиях проявления разнотипных минеральных вод, их распространении и формировании, охарактеризованы наиболее крупные месторождения минеральных вод, их современное и перспективное использование, а также существующая в Республике Беларусь инфраструктура санаторнокурортного и профилактического водолечения. Иллюстрирующие текст книги картографические материалы, а также обширный комплекс табулированных фактических данных существенно углубляют познавательное значение работы и позволяют использовать ее в качестве справочного пособия при решении проблем поисков, практического использования и охраны ресурсов минеральных вод республики от истощения и загрязнения. Учитывая общую направленность приведенных в книге данных, автор отказался от регулярного описания геологии и гидрогеологии Беларуси, детально охарактеризованных в изданной в 2014 г. монографии А. В. Кудельского и В. И. Пашкевича «Региональная гидрогеология и геохимия подземных вод Беларуси». Но поскольку большая часть основных типов минеральных вод и лечебных рассолов так или иначе связана с дочетвертичным комплексом горных пород, материалы глубокого геологического бурения и гидрогеологического опробования глубоких скважин по шести основным водоносным горизонтам сведены нами в таблицы (см. приложение А, табл. 1–6). Содер
жащаяся в них обширная (329 анализов) информация создает совершенно ясное представление о природных и потенциальных гидроминеральных ресурсах Беларуси. В написании книги и подготовке ее к изданию неоценимую помощь автору оказывали сотрудники лаборатории гидрогеологии и гидроэкологии Института природопользования НАН Беларуси: гидрогеолог М. С. Капора, кандидат геологоминералогических наук В. И. Пашкевич, географы В. Н. Лещинская и И. А. Залыгина. В полезных обсуждениях некоторых разделов книги активное участие принимали доктор геологоминералогических наук, академик А. А. Махнач и кандидат медицинских наук, лауреат Государственной премии Беларуси Э. С. Кашицкий. Всем им автор выражает свою глубокую признательность и благодарность.
Глава 1 Природные услоВия БелАруси 1.1. Геоморфология Беларусь расположена в пределах западной части Русской равнины. Абсолютные высоты земной поверхности варьируют от 80 до 360 м, при средней - около 160 м. Рельеф характеризуется преобладанием плоских и пологоволнистых равнин, речных долин и грядовоувалистохолмистых комплексов различного размера и конфигурации. Рельефообразующими являются главным образом отложения антропогена, которые представлены собственно ледниковыми моренными (52 %), флювиогляциальными (31 %) и ледниковоозерными отложениями (5 %) территории Беларуси. На генетические типы перигляциальной формации приходится около 7 %, межледниковые и современные аллювиальные, озерные, болотные, эоловые и прочие комплексы суммарно составляют около 5 % поверхности страны. Степень денудационного преобразования, морфологические особенности и возраст рельефа территории республики изменяются в направлении с севера на юг. В северной части развит преимущественно ледниковоаккумулятивный рельеф поозерского оледенения с обилием озер, бессточных котловин, плоских заболоченных низин, окаймленных и разделенных группами холмов с системами краевых гряд. Для центральной части характерен заметно денудированный, преимущественно ледниковоаккумулятивный рельеф сожского оледенения. Здесь развита система краевых возвышенностей и платообразных равнин, являющихся частью водораздела бассейнов Балтийского и Черного морей. И, наконец, на юге распространен денудированный ледниковоаккумулятивный рельеф сожского и днепровского оледенений. Облик земной поверхности постоянно изменяется под воздействием как эндогенных, так и экзогенных процессов. В последние десятилетия все большее распространение получают техногенные формы рельефа: карьеры, каналы, отвалы, котловины и т. п. О масштабе антропогенных преобразований поверхности территории Беларуси можно судить по таким данным: не менее 200 км2 занимают карьеры, причем их глубина нередко составляет 10–30, а иногда 50 м и более, протяженность достигает 1,5 км; площадь отвалов в пределах 6–8 км2, высота 80–150 м; площадь искусственно террасированных поверхностей населенных пунктов охватывает около 5 тыс. км2; площадь дорог превышает 1000 км2; на многие тысячи километров протянулись судоходные и осушительные каналы.
Под влиянием техногенеза почти на третьей части территории Беларуси получила развитие плоскостная эрозия: происходит обмеление рек, заиление озер, развиваются овраги, усиливаются эоловые процессы. В районах городских водозаборов и горных выработок формируются просадки грунтов. 1.2. Гидрография Гидрографическая сеть Беларуси хорошо развита и представлена многочисленными реками, каналами и канавами, множеством озер и искусственных водохранилищ. В пределах республики проходит водораздел между бассейнами поверхностного стока Черного и Балтийского морей. Линия гидрологического раздела трассируется по Копыльской гряде, Минской и Оршанской возвышенностям. К бассейну Балтийского моря относятся речные системы Западной Двины, Немана и Западного Буга; к бассейну Черного моря – Днепр с его многочисленными притоками: Березина, Сожь, Припять и др. Общая длина речной сети составляет около 90,6 тыс. км, густота ее в среднем 44 км на 100 км2. Наибольшая плотность речной сети наблюдается в районах крупных возвышенностей центральной части Беларуси (Минская возвышенность), наименьшая – в Полесской низменности. Для рек характерны медленное течение и извилистость. Средние уклоны составляют 0,2–0,6 м/км, а скорость течения – не более 0,3–0,4 м/с. Сток рек формируется за счет подземного, снегового и дождевого питания, при этом на долю подземного и паводкового приходится до 90 % общего объема годового стока. Модули поверхностного стока изменяются от 7,6 л/с/км2 на севере до 2,8–3,8 л/с/км2 на юге республики. В течение года наблюдаются 2 максимума и 2 минимума речных стоков. Главный максимум связан с таянием снегов в мартеапреле, второй – с выпадением осенних дождей и формируется в ноябре. Минимальный (меженный) речной сток фиксируется в феврале и сентябре. В целом среднегодовой речной сток в республике достигает 35 км3. На всех реках Беларуси основной объем стока приходится на весенний сезон (36–37 % годового стока). В период летнеосенней межени средняя величина суммарного стока изменяется от 19 до 157 мм, зимней – от 8 до 60 мм. За пределы республики по рекам ежегодно сбрасывается в среднем около 57 км3 воды, из них примерно 37 км3 формируется непосредственно на территории Беларуси, остальной объем (~20 км3) поступает изза ее пределов. Основная часть речного стока (более 85 %) сбрасывается по Днепру и Припяти на территорию Украины. Днепр – третья в Европе (после Волги и Дуная) река по длине и площади водосбора. Общая длина Днепра составляет 2285 км, его протяженность на территории Беларуси около 720 км. За исток реки принимается небольшое болото, расположенное северозападнее г. Вязьмы (Российская Федерация).
В Беларуси река протекает по территориям Витебской, Могилевской и Гомельской областей. Площадь водосбора Днепра более 520 тыс. км2, 117 тыс. км2 (23 %) из которых располагается на территории Беларуси (из них 41 тыс. км2 заболочена). Удельный вес подземного и снегового питания в водном балансе Днепра в границах Беларуси достигает 80 %. Основная фаза в водном режиме Днепровской гидрологической системы – весеннее половодье. Наименьший уровень воды (межень) чаше всего наблюдается во второй половине лета. На участке Могилев—Рогачев средняя ширина русла 120–130 м, наибольшая – 300–400 и наименьшая – 55 м. На участке от Орши до слияния с Березиной доминирующие глубины 2–2,5 м, скорость течения достигает 1,3 м/с. Среднегодовой расход реки варьирует от 107 до 584 м3/с. Максимальная ширина русла достигает 500 м, во время весеннего разлива южнее Речицы ширина водного плеса превышает 20–24 км. Главные притоки Днепра – Припять, Березина и Сож. Припять – крупнейший приток Днепра. В Припять впадают десятки рек: Пина, Ясельда, Бобрик, Лань, Случь, Птичь, Стырь, Горынь, Ствига, Уборть и др. Сож – левый приток Днепра – берет начало в 12 км южнее г. Смоленска. Общая длина реки 648 км, в пределах Беларуси – около 490 км. Сож собирает воду с площади 42,1 тыс. км2, из которых около 50 % расположено на территории республики. Лесистость и заболоченность водосбора низкие. По характеру формирования стока Сож относится к рекам с преимущественно снеговым и подземным источниками питания: сток талых вод около 50 %, грунтовых – 42, дождевых – от 7 до 12 %. Среднегодовой расход воды у г. Гомеля составляет 214 м3/с, скорость течения 0,4–0,9 м/с. Березина берет начало у г. Докшицы Витебской области. Общая протяженность реки около 613 км, площадь водосбора реки сравнительно небольшая (25 тыс. км2), ее заболоченность и лесистость примерно одинаковы и составляют соответственно 24 и 25 %. Ширина русла изменяется от 10–15 (на участке от истока до оз. Палик) до 150 м (в районе впадения в Днепр); глубина и скорость течения варьируют от 1,2–1,5 м и 0,4–0,6 м/с до 2,0–2,5 м и 0,5–0,7 м/с. Бассейн Западной Двины занимает северную часть Беларуси. Расход реки варьирует от 148 до 500 м3/с. Притоки – реки Оболь, Дрисса и др. Западная Двина вытекает из оз. Двинец, расположенного на Валдайской возвышенности в 14 км от истока Волги. Общая протяженность реки 1005 км. Верховье реки (около 300 км) находится на территории России, средняя часть (350 км) – на территории Беларуси и низовье (355 км) – в пределах Латвии. Общая площадь водосбора реки составляет 150 тыс. км2, белорусской части – 35 тыс. км2. Заболоченность и залесенность территории водосбора соответственно 18 и 25 %. Река имеет смешанное питание, доля снегового в общем водном балансе составляет 46%, подземного – 36 и дождевого – 18 %. Бассейн р. Неман занимает северозападную часть Беларуси. Средне годовой расход реки около 216 м3/с. Крупнейшие притоки – Щара и Вилия. Река