НАИМЕНОВАНИЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОГРАММЫ: 

НТП «РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД КАК ОСНОВНОЙ РЕЗЕРВ УСТОЙЧИВОГО ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ КАЗАХСТАНА»

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОГРАММА: «Ресурсы подземных вод как основной резерв устойчивого орошаемого земледелия Казахстана».

ЦЕЛЬ ПРОГРАММЫ:

— научное обоснование и геоинформационное обеспечение управленческих решений по освоению и охране месторождений подземных вод Казахстана, разведанных для орошения земель.

По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН за 2018 год во всем мире объем забираемых подземных вод для нужд орошаемого земледелия оценивается в 820 км3 в год. Это на 19 процентов больше, чем в 2010 году, когда этот показатель оценивался в 688 км3 . Забор подземных вод для нужд орошаемого земледелия составляет более 30 процентов объема забора пресной воды в сельском хозяйстве и продолжает расти примерно на 2,2 процентов в год.

Комплексные подходы к управлению водными ресурсами, объединяющие подземные и поверхностные воды, могут значительно снизить уязвимость человека к экстремальным климатическим явлениям и изменениям, способствовать усилению водной и продовольственной безопасности. Использование водоносных горизонтов в качестве естественных водохранилищ позволяет избежать многих проблем, связанных с потерями на испарение и воздействием на экосистемы, которые обуславливают крупные и искусственно созданные поверхностные водохранилища.

ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ:

  1. Обобщение и анализ фактических данных, фондовых и аналитических материалов об особенностях формирования эксплуатационных запасов подземных вод месторождений Казахстана, разведанных для орошения земель.
  2. Региональные экспедиционные исследования для оценки современного состояния месторождений подземных вод Казахстана, разведанных для орошения земель.
  3. Анализ и оценка тенденций изменения емкостных и возобновляемых ресурсов месторождений подземных вод Казахстана, разведанных для орошения земель, под влиянием климатических факторов и антропогенных нагрузок.
  4. Анализ и оценка обеспеченности, состояния и перспектив использования подземных вод для обеспечения устойчивого орошаемого земледелия Казахстана.
  5. Формирование базы данных месторождений подземных вод Казахстана, разведанных для орошения земель, оценка их ресурсного потенциала для устойчивого орошаемого земледелия.
  6. Разработка и создание геоинформационно-аналитической подсистемы эксплуатационных запасов подземных вод месторождений Казахстана, разведанных для орошения, для оценки, прогнозирования и принятия управленческих решений по их использованию и охране для устойчивого орошаемого земледелия.

Измеримые показатели решения задачи. По результатам программы должны быть:

— оценены особенности формирования и обеспеченность эксплуатационных запасов подземных вод 115 месторождений Казахстана, разведанных для орошения земель по 5 регионам, 8 водохозяйственным бассейнам, 17 административным областям;

— проведены региональные исследования по 17 административным областям Казахстана для оценки современного состояния 115 месторождений подземных вод, разведанных для орошения земель, с выявлением негативных процессов, влияющих на эксплуатационные запасы подземных вод, в результате антропогенного и природно-климатического влияния;

— проанализированы и оценены тенденции изменения естественных (емкостных) запасов и возобновляемых ресурсов 115 месторождений подземных вод Казахстана, разведанных для орошения земель, под влиянием климатических факторов и антропогенных нагрузок;

— проанализированы и оценены обеспеченность, состояние и перспективы использования эксплуатационных запасов 115 месторождений подземных вод для обеспечения устойчивого орошаемого земледелия Казахстана на региональном (17 административных областей, 5 регионов), бассейновом (8 водохозяйственных бассейнов) и национальном (Республика Казахстан) уровнях до 2050 года;

— сформированы базы данных 115 месторождений подземных вод Казахстана, разведанных для орошения земель;

— оценен ресурсный потенциал 115 месторождений подземных вод Казахстана, разведанных для орошения земель, в целях устойчивого орошаемого земледели по 5 регионам, 8 водохозяйственным бассейнам, 17 административным областям;

— разработана и создана геоинформационно-аналитическая подсистема эксплуатационных запасов подземных вод 115 месторождений Казахстана, разведанных для орошения, в целях оценки, прогнозирования и принятия управленческих решений по их использованию и охране для устойчивого орошаемого земледелия.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ЗНАЧИМОСТЬ ПРОГРАММЫ

«Обеспечение наличия и рационального использования водных ресурсов и санитарии для всех» заявлено 6-й целью ООН в области устойчивого развития до 2030 г. Суммарные запасы пресных вод планеты оцениваются в 35 млн. км3, из которых на долю подземных вод приходится 30,1% (10,5 млн. км3). Мировые запасы пресных вод рек и водохранилищ оцениваются в менее 0,5%. Дефицит пресных поверхностных вод заставляет многие государства активнее использовать подземные воды. Это объясняется тем, что подземные воды имеют ряд преимуществ по сравнению с поверхностными водами. Прежде всего подземные воды, как правило, обладают лучшим качеством, более надежно защищены от загрязнения и заражения, менее подвержены сезонным и многолетним колебаниям и, в большинстве случаев, их использование не требует дорогостоящих мероприятий по водоочистке.

За последние 25-30 лет в мире было пробурено более 300 млн. скважин для добычи подземных вод. Суммарный годовой отбор подземных вод в мире на 2017 год оценивается в 959 км3 (более 30 тыс. м3/с), при этом 68,5% добыто в Азии. Восемь из десяти стран с самой высокой долей забора подземных вод (на которые приходится 75% от общего объема) расположены в Азии (в порядке убывания: Индия, Китай, Пакистан, Иран, Индонезия, Бангладеш, Саудовская Аравия и Турция). При этом на азиатском континенте 76% отобранных подземных вод используется в сельском хозяйстве для регулярного орошения .

Комплексные подходы к управлению водными ресурсами, объединяющие подземные и поверхностные воды, могут значительно снизить уязвимость человека к экстремальным климатическим явлениям и изменениям, способствовать усилению водной и продовольственной безопасности. По экспертным оценкам, совместное использование подземных и поверхностных вод, при котором поверхностные воды используются для орошения и водоснабжения во время влажных периодов, а подземные воды – в период засухи, имеет первостепенное значение. Существующие неопределенности в прогнозах водных ресурсов и более длительное (вековое) накопление пресных вод в водоносных резервуарах играют важную роль при постановке и реализации целей устойчивого развития. Использование водоносных горизонтов в качестве естественных водохранилищ позволяет избежать многих проблем, связанных с потерями на испарение и воздействием на экосистемы, которые обуславливают крупные и искусственно созданные поверхностные водохранилища.

Выявление взаимосвязей между доступностью подземных вод, состоянием экосистемы и политикой управления подземными водами требуют дальнейших исследований для защиты экосистем и предотвращения региональной деградации земель. Опустынивание огромных территорий Казахстана сопровождается загрязнением почв, заболачиванием поверхностными и подземными водами, засолением почв, эрозией (водной, ветровой), деградацией растительного покрова, подсушиванием и снижением общерегиональной биологической емкости.

Увеличение прогнозируемого водопотребления, связанное с изменением климата, в основном связано с увеличением сельскохозяйственного и ландшафтного орошения в ответ на возрастающую потенциальную эвапотранспирацию. Моделирование предполагает, что примерно к 2050 году в центрально-азиатском регионе будет наблюдаться пиковое потребление воды, после чего сток заметно снизится. Усилятся как экстремальные наводнения, так и экстремальные засухи, а также общий дефицит воды.

Устойчивое развитие экономики и уровень жизнеобеспечения населения Казахстана во многом определяется наличием и качеством водных ресурсов. Суммарный средний многолетний сток рек и временных водотоков, с учетом современных водозаборов Китайской Народной Республикой из рек Ертис и Иле, оценивается в 100,58 км3, из которых 55,94 км3 (55,6 %) формируется на территории республики, остальная часть – 44,64 км3 (44,4%) за ее пределами. Распределение поверхностных водных ресурсов по территории государства крайне неравномерно, а по объему подвержено значительной изменчивости по годам и сезонам года. Основная часть водных ресурсов приходится на бассейны транзитных рек – Ертис, Иле, Сырдарии, Жайыка. Практически отсутствует местный поверхностный сток на территории Мангистауской области. 

С точки зрения возможности использования речного стока в отраслях экономики представляют интерес располагаемые водные ресурсы. Величина их определяется по разности водных ресурсов и обязательных затрат стока, к которым отнесены обязательные попуски в сопредельные страны, потери на испарение и фильтрацию, экологические санитарные попуски в низовья рек и прочие потери. Располагаемые водные ресурсы Республики Казахстан на перспективу составляют: в маловодные годы на уровне 2030 года – 10 км3, на уровне 2040 года – 9,9 км3; в средние по водности года на уровне 2030 года – 20,4 км3, на уровне 2040 года – 23,1 км3; в многоводные годы на уровне 2030 года – 30 км3, на уровне 2040 года – 29,7 км3.

Неравномерность распределения поверхностных водных ресурсов по территории республики, особенно располагаемых к использованию, создает дефицит в пресных водах, который может быть перекрыт путем рационального использования ресурсов подземных вод, так как они характеризуются более высоким качеством, наиболее защищены от загрязнения и имеют более широкое распространение. Тем самым, подземные воды для Казахстана представляются одним из важнейших полезных ископаемых и являются стратегическим ресурсом водной безопасности.

За многолетний период научных исследований учеными Института гидрогеологии и геоэкологии имени У.М. Ахмедсафина выявлены основные закономерности формирования и распределения водных ресурсов недр Казахстана. Республика достаточно богата подземными водами. По оценкам отечественных гидрогеологов естественные (емкостные) запасы подземных вод Казахстана составляют более 2600 км3, что в 26 раз больше среднегодового объема речного стока или в 58 раз больше объема речного стока, формирующегося в пределах государства. Ресурсный потенциал подземных вод страны характеризуется, с одной стороны, прогнозными ресурсами как потенциальной возможностью использования подземных вод, а с другой – эксплуатационными запасами, разведанными на конкретных участках. Методика оценки прогнозных ресурсов подземных вод в Казахстане нацелена на получение возможного значения отбора подземных вод в гидрогеологических районах, речных бассейнах, административных областях и пр. Отношение величины эксплуатационных запасов подземных вод к величине прогнозных ресурсов определенной гидрогеологической структуры расценивается как степень ее разведанности.

Суммарная величина прогнозных ресурсов подземных вод с минерализацией до 10 г/л составляет немногим более 64 км3/год, в том числе: пресных вод (до 1,0 г/л) – 40,4 км3/год, а слабосолоноватых (1,0-3,0 г/л) – 16,4 км3/год. В целом прогнозные ресурсы пресных и слабосолоноватых подземных вод оцениваются в 56,8 км3/год, что сопоставимо с величиной среднемноголетнего местного поверхностного стока и превышает значение располагаемых к использованию ресурсов поверхностных вод.

Целесообразность использования ресурсов подземных вод может быть определена только на основании данных об их эксплуатационных запасах, которые определяют их сущность как полезного ископаемого. На территории республики разведано более 4000 месторождений и участков подземных вод, эксплуатационные запасы которых составляют порядка 15 км3/год или разведанность оценивается в 37%. Вместе с тем, гидрогеологические особенности республики предопределили неравномерность территориального распределения запасов пресных подземных вод. Так, около 50% ресурсов сосредоточены на юге, 30% — в центральном, северном и восточном регионах, и менее 20% — на западе.

В Казахстане на государственном учете находится 115 месторождений и участков подземных вод, разведанных в 70-80 годы прошлого века для орошения земель. Их суммарные эксплуатационные запасы составляют 7,8 км3/год или 247,2 м3/с (более 50% суммарных запасов), при этом по регионам страны распределены они неравномерно: Южный – 64,6%; Восточный – 15,5%; Северный – 14,8%; Западный – 3,1% и Центральный – 2,0% .

В последнее десятилетие годовой отбор подземных вод, по данным Комитета по водным ресурсам МЭПР РК, составлял 1,02-1,08 км3 или 3,7-5,0% от суммарного республиканского годового забора водных ресурсов. Годовой отбор подземных вод оценивается примерно в 7% от их эксплуатационных запасов. На сельскохозяйственное водоснабжение отбирается 0,15-0,21 км3/год подземных вод, или 8-15% от годового отбора, в том числе на регулярное орошение 0,02-0,009 км3/год. Тем самым, ресурсный потенциал подземных вод практически не востребован в аграрной отрасли. Данные показатели характеризуют низкую долю использования ресурсной базы подземных вод в Казахстане по сравнению с развитыми странами Европы и Азии. Необходимо отметить действующий проект Европейского банка реконструкции и развития по восстановлению в  Жамбылской области  Казахстана 264 каналов и 46 скважин подземных вод для увеличения площадей орошаемых земель.

Отсутствие специальных гидрогеологических исследований в настоящее время ограничивает понимание динамической взаимосвязи между подземными водами и перспективами увеличения орошаемых сельскохозяйственных земель в Казахстане.

Дефицит воды выделен в числе основных глобальных вызовов в «Стратегии «Казахстан – 2050». В перечне государственных задач 6-й Политики — «Зеленая» экономика и охрана окружающей среды Стратегического плана развития Республики Казахстан до 2025 года отмечена необходимость повышения эффективности использования и охраны водных ресурсов. Результаты исследований актуальны для обеспечения водной безопасности Казахстана в маловодные годы при наличии трансграничных угроз по снижению доступных поверхностных водных ресурсов и дальнейшего устойчивого социально-экономического развития страны. Результаты Программы будут способствовать реализации задач Генеральной схемы организации территории Республики Казахстан, Стратегического плана развития Республики Казахстан до 2025 года, Стратегии «Казахстан 2050»: новый политический курс состоявшегося государства, Генеральной схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов, Национальных проектов «Зеленый Казахстан» и «Технологический рывок за счет цифровизации, науки и инноваций».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ за 2023г.

Оценен ресурсный потенциал месторождений подземных вод, разведанных для орошения земель, по 4 административным областям Западного Казахстана (Актюбинская, Атырауская, Западно-Казахстанская и Мангыстауская) и Жайык-Каспийскому водохозяйственному бассейну.

Проведены региональные экспедиционные исследования для оценки современного состояния месторождений подземных вод, разведанных для орошения земель, с отбором проб подземных вод и почвоөгунтов для химико-лабораторных исследований по 4 административным областям Западного Казахстана и Жайык-Каспийскому водохозяйственному бассейну. Наземные полевые обследования проведены в ноябре 2023 года 4-мя полевыми отрядами в пределах Актюбинской, Мангистауской Атырауской и Западно-Казахстанской областей. Общая протяженность маршрутных обследований составила до 7777 км, обследовано 30 скважин и отобраны 23 пробы воды, а также 36 проб почво-грунтов. В целом, можно сделать заключение о том, что в экологическом отношении состояние площадей месторождений подземных вод находится в надлежащем состоянии. Проседание почв и поверхности земли не выявлено. Процессов засоления почв и угнетения растительного мира не наблюдается. В санитарном отношении вероятных очагов загрязнения почв и подземных вод не выявлено.

 Общая величина эксплуатационных запасов подземных вод Западного региона оценена в 1,09 км3/год, в том числе, с минерализацией до 1 г/л – 0,60 км3/год. Разведанность региона по пресным подземным водам 22,7%. Для целей орошения земель  разведаны 8 месторождений подземных вод с величиной эксплуатационных запасов – 200,34 тыс. м3/сут.

Разработана и создана геоинформационно-аналитическая подсистема (ГИАС) эксплуатационных запасов подземных вод месторождений Западного Казахстана, разведанных для орошения, в целях оценки, прогнозирования и принятия управленческих решений по их использованию и охране для устойчивого орошаемого земледелия по 4 административным областям (Актюбинская, Атырауская, Западно-Казахстанская и Мангыстауская) и  Жайык-Каспийскому водохозяйственному бассейну.

Выполнено наполнение системы данными эксплуатационных запасов месторождений подземных вод административных областей Западного Казахстана (Актюбинской, Атырауской, Западно-Казахстанской и Мангистауской) и Жайык-Каспийского водохозяйственного бассейна. Система создана в ArcGIS. Вся представленная в ГИАС информация содержится в базах семантических и графических данных и базе документов. Эффективным средством визуализации информации является представление табличных сведений в виде диаграмм, связанных с определенными территориями на карте (областями, водохозяйственными бассейнами и др.). Этим формируется целостность представления об исследуемом объекте подземной гидросферы. Структура ГИАС не является жесткой и может быть дополнена или изменена в процессе решения практических гидрогеологических задач. Полученные результаты соответствуют принятым для ГИС стандартам. Содержательное наполнение ГИАС удовлетворяет всем требованиям представления специализированной гидрогеологической информации.

Состав исследовательской группы по проведению научных исследований, включая зарубежных ученых, молодых ученых

*****************************************************************************************************************************

НАИМЕНОВАНИЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОГРАММЫ: 

ТЕПЛО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ, МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ И ЛЕЧЕБНО-ОЗДОРОВИ-ТЕЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ТЕРМОМИНЕРАЛЬНЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД КАЗАХСТАНА. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ И ТЕНДЕНЦИЙ ИЗМЕНЕНИЯ ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ПОД ВЛИЯНИЕМ ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ И АНТРОПОГЕННЫХ НАГРУЗОК.

ИСПОЛНИТЕЛЬ ПРОГРАММЫ: 

ТОО «Институт гидрогеологии и геоэкологии имени У.М.Ахмедсафина»

ЦЕЛЬ ПРОГРАММЫ:  

Научное обоснование комплексного освоения тепло-энергетического, минерально-сырьевого и лечебно-оздоровительного потенциала термоминеральных и промышленных подземных вод казахстана, оценка динамики и тенденций изменений химических показателей подземных вод различного целевого назначения под влиянием природно-климатических изменений и антропогенных нагрузок.

ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ:

1) Разработка и создание цифрового ГИС Атласа карт термоминеральных и промышленных подземных вод Казахстана как основы для обоснования комплекса мероприятий по освоению их тепло-энергетического, минерально-сырьевого и лечебно-оздоровительного потенциала.

2) Научное обоснование и разработка сценариев использования гидрогеотермальных ресурсов осадочных бассейнов Казахстана в качестве альтернативного источника энергии.

3) Научное обоснование и разработка сценариев освоения пластовых рассолов в комплексе с извлечением углеводородного сырья в качестве гидроминерального сырья для создания новых инновационных химических производств.

4) Научное обоснование и разработка сценариев освоения лечебно-оздоровительного потенциала подземных вод Казахстана в качестве ресурсной базы для расширения санаторно-курортной сети и ассортимента питьевых минеральных вод.

5) Региональные гидрогеохимические исследования для выявления, оценки динамики и тенденций изменений химических показателей подземных вод различного целевого назначения под влиянием природно-климатических изменений и антропогенных нагрузок.

АКТУАЛЬНОСТЬ: 

Геотермальные ресурсы разведаны в 80 странах мира и в 60 из них активно используются. В целом, мировой технический потенциал геотермальной энергии оценивается в 61,4 ЕДж/год при прямом использовании и в 657 ЕДж/год для производства электроэнергии, что соответствуют эквивалентной мощности 5000 ГВт (по теплу) и 1200 ГВт (по электроэнергии). Наибольший прогресс в этой области достигнут в США, на Филиппинах, в Мексике, Индонезии, Италии, Японии, Новой Зеландии, Исландии. Эти страны производят 77% всего геотермального электричества в мире. В России за три года мощности ГеоЭС увеличились в 6 раз и достигли 73 МВт.  В Польше насчитывается уже четыре геотермальные станции. В Китае геотермальная энергетика проходит стадию второго рождения. За три года объём выработки геотермальной энергии вырос с 28 до 100 МВт .

В Казахстане, начиная с 60-х годов прошлого столетия пробурено несколько сотен поисково-разведочных скважин, вскрывших термальные воды с кондиционными характеристиками по дебитам, температуре и минерализации, газовому и химическому составу, и выявлена перспективность использования геотермального энергетического потенциала. Естественные запасы гидрогеотермальных ресурсов Казахстана с температурой от 40°С до более 100°С оцениваются в 10275 млрд. м3 по воде и в 680 млрд.Гкал по теплу, что эквивалентно 97 млрд.ТУТ (тонна условного топлива) или 2,8 млрд.ТДж, то есть сопоставимо с ресурсами традиционных топливных источников тепла. Наиболее перспективными являются воды среднего теплового потенциала (75-100°С) и перегретые воды (более 100°С), которые распространены в Прикаспийском, Мангышлак-Устюртском, Сырдарьинском и Илийском артезианских бассейнах на глубинах 2000-4000 м. В настоящее время геотермальные воды как теплоноситель используются в Казахстане в весьма незначительных объемах, но имеется весомый потенциал.

Гидрогеоминеральные ресурсы — промышленные подземные воды, которые представляют собой природные рассолы, содержащие отдельные компоненты или их соединения в количествах, обеспечивающих по технико-экономическим показателям их рентабельную добычу и переработку. Целесообразность и экономическая эффективность переработки гидрогеоминерального сырья подтверждается длительной добычей во многих странах лития, йода, брома, калия. По экспертным оценкам, в настоящее время в природных водах сосредоточено 55% мировых запасов лития, 40% — рубидия, 35% — цезия. Основной объем производства и потребления стратегически важного лития приходится на США. Давно используется рапа оз. Сирлс Лейк (штат Калифорния), в которой хлорид лития находится совместно с солями натрия, калия и бора. В результате переработки рапы литий извлекается попутно с добычей поташа, буры и других солей. Существует особый спрос на литиевую продукцию из рассолов.

На территории Казахстана выделены перспективные территорий, приуроченные к осадочным бассейнам Западного и Южного Казахстана, в разрезе которых выявлены пластовые рассолы, которые являются перспективной сырьевой базой для широкомасштабного получения соединений лития, иода, брома, магния, кальция, а также других продуктов и соединений.

Промышленное освоение уникальных пластовых рассолов целесообразно осуществлять в комплексе с освоением ресурсов углеводородного сырья. Как правило, природные рассолы сопутствуют месторождениям нефти и газа и их освоение заметно повышает эффективность инвестиций, вложенных в освоение нефтегазоносных районов. При этом, добыча рассолов не требует проведения дорогостоящих и опасных горных работ, а переработка значительно менее энергоемка. В последние годы, проведен ряд работ по адаптации наиболее прогрессивных технологий, применяемых при переработке гидроминерального сырья, к пластовым водам нефтяных месторождений. Дальнейшие исследования должны быть направлены на геолого-экономическую оценку конкретных площадей и участков для реализации опытно-промышленной технологии извлечения полезных компонентов и соединений из пластовых рассолов месторождений углеводородного сырья. Наибольший практический интерес представляет организация добычи таких компонентов как литий, стронций, иод и бром.

Ресурсный потенциал лечебно-минеральных вод республики оцениваются выявленными 256 перспективными проявлениями минеральных вод шести бальнеологических групп и 70 месторождений, на базе которых возможны организация розлива минеральных вод и расширение санаторно-курортной и реабилитационной базы.

В последние годы интенсивное хозяйственное освоение недр республики зачастую приводит к изменениям количественных и качественных показателей подземных вод, которые по своей значимости становятся соизмеримыми с естественными, что приводит к формированию природно-техногенных гидрогеологических систем, для которых характерна значительная динамика гидрогеодинамических и гидрогеохимических параметров, проявление процессов истощения и загрязнения при эксплуатации подземных вод. Отмечаются изменения водохозяйственной и геоэкологической обстановки на неосвоенных, но чаще на частично освоенных месторождениях. Площади отдельных месторождений застроены. В связи с этим часть включенных в государственный учет месторождений не соответствуют современным санитарным требованиям. Выявление и оценка тенденций изменений химических показателей подземных вод под влиянием природно-климатических изменений и антропогенных нагрузок представляются актуальными необходимо для повышения устойчивости водообеспечения населения и экономики страны.

Сведения об исследовательской группе (опыт работы, основные публикации, индекс Хирша, ссылки на профиль в наукометрической базе исполнителей программы)

*******************************************************************************************************************************************

Научно-техническая программа: BR10965134 Тепло-энергетический, минерально-сырьевой и лечебно-оздоровительный потенциал термоминеральных и промышленных подземных вод Казахстана. Оценка состояния и тенденций изменения гидрогеохимических показателей подземных вод под влиянием природно-климатических изменений и антропогенных нагрузок.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ за 2023г.:

Разработана геоинформационно-аналитическая подсистема термоминеральных и промышленных подземных вод. Выполнена оценка тепло-энергетического, минерально-сырьевого и лечебно-оздоровительного потенциала подземных вод, состояния и тенденций изменения гидрогеохимических показателей подземных вод под влиянием природно-климатических изменений и антропогенных нагрузок, и рекомендации по снижению негативных последствий.

Естественный теплоэнергетический потенциал термальных вод артезианских бассейнов Северного (Южно-Торгайский) и Центрального (Прииртышский) Казахстана для температурной зоны 40-75°С оценивается в 29,3 млн. ТДж; 8,15 млрд. МВт; 998,2 млн. ТУТ, при этом доля Прииртышского бассейна составляет 95,4%. В пределах ранее выделенной Тенизской провинции промышленные воды с кондиционным содержанием компонентов (бром и иод) не выявлены. На территории Северного и Центрального Казахстана разведаны одно- и бикомпонентные лечебно-минеральные воды 9 групп и 17 типов. Суммарные эксплуатационные запасы 35 месторождений оценены в количестве 9,49 тыс. м3/сут, из которых 88,8% разведаны в Северном Казахстане.

Теплоэнергетический потенциал гидрогеотермальных ресурсов Казахстана с температурой от 40°С до более 100°С оценен для площади 1,37 млн. км2 (50,3% от площади республики) по 8 осадочным (артезианским) бассейнам и составляет 38,65 млрд. ТУТ (тонна условного топлива) при среднем модуле (плотности) потенциала – 21,18 тыс. ТУТ/км2. Температурная зона (40-75°С) выявлена во всех 8 бассейнах на 73,1% площади оценки, а теплоэнергетический потенциал зоны оценен в 18,43 млрд.ТУТ или 47,7%, при среднем модуле потенциала – 18,39 тыс.ТУТ/км2. Температурная зона (75-100°С) обнаружена на территории 5 бассейнов на 18,5% площади оценки, а теплоэнергетический потенциал зоны оценен в 12,55 млрд.ТУТ или 32,5%, при среднем модуле (плотности) потенциала – 49,58 тыс.ТУТ/км2. Температурная зона (˃100°С) выявлена только в 3 бассейнах и теплоэнергетический потенциал оценен в 7,67 млрд.ТУТ или 19,8%, при среднем модуле потенциала – 66,15 тыс.ТУТ/км2. В целом, по регионам республики наибольшие значения теплоэнергетического потенциала гидрогеотермальных ресурсов отмечаются для Мангыстауской, Западно-Казахстанской и Атырауской областей Западного Казахстана; Павлодарской области Северного Казахстана; Туркестанской и Алматинской областей Южного Казахстана.

По Республике Казахстан суммарный естественный минерально-сырьевой потенциал промышленных рассолов 4 провинций оценен по 4 компонентам, тыс. т: литий – 241,26; стронций – 17995,71; иод – 391,54 и бром – 12868,62. Прогнозный годовой минерально-сырьевой потенциал промышленных рассолов области составляет (тыс. т): литий – 4,72; стронций – 354,04; иод – 7,27 и бром – 239,64.

Выявлены и оценены динамика и тенденции изменений химических показателей подземных вод различного целевого назначения основных разведанных типов месторождений Северного и Центрального Казахстана под влиянием природно-климатических изменений и антропогенных нагрузок. Лабораторные исследования проб разведанных месторождений подземных вод показали наличие пресных и слабосолоноватых вод с минерализацией до 2 г/л. Превышение нормативов качества для питьевой воды, особенно по содержанию минерализации, может потребовать дополнительных мероприятий для обеспечения пресной питьевой воды. По результатам отобранных проб за 2023 г. На отдельных месторождениях отмечено повышенное фоновое содержание фтора и нитритов. Дополнительных антропогенных загрязнений непосредственно на эксплуатационных скважинах месторождений подземных вод не выявлено. Отмечено повышенное фоновое содержание фтора. Планируемые сценарии изменения климата при любых оценках не приведут к сколько-нибудь значимым изменениям расчетных величин эксплуатационных ресурсов подземных вод.

ПЕРЕЧЕНЬ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ за 2023г.:

1.V.Rakhimova, T.Rakhimov, Eu.Sotnikov, O.Miroshnichenko, E.Murtazin, D.Muratkhan. Mathematical Model Of the Balkhash Lake Coastal Zone//48 IAH Congress, Inspiring Groundwater, Brussels Belgium, Book of Abstracts,  2021, Р.156

2.Декарбонизация добывающих отраслей экономики Республики Казахстан: Потенциал и перспективы развития гидрогеотермальной энергетики Казахстана (Абсаметов М.К., Кан С.М., Муртазин Е.Ж.) /под ред. акад. НАН РК С.Ж.Даукей.-Нур-Султан: Bi-ПРИНТ.-2021.-С.137-155

3. Н.М.Итемен, Е.Ж.Муртазин, М.К.Абсаметов. Извлечение лития из пластовых рассолов нефтегазовых месторождений Южного Мангышлака//Горный журнал Казахстана, 2022, № 8, стр 9-14. (издание КОКСОН)

4. В.А.Смоляр, Е.Ж.Муртазин, О.Л.Мирошниченко, Л.Ю.Трушель. Формирование геоинформационной системы термоминеральных и промышленных подземных вод Западного Казахстана// Горный журнал Казахстана, 2022, № 8, стр 17-23. . (издание КОКСОН)

5. Д.Б.Ченсизбаев, Д.К.Аденова. Гидрогеологические особенности Шу-Сарасуйской провинции// Горный журнал Казахстана, 2022, № 8, стр 25-30. . (издание КОКСОН)

6.Ж.А.Онласынов, Ж.Ерикулы, М.М.Муратова, М.Ж.Акынбаева. Динамика спектральных индексов данных дистанционного зондирования на примере орошаемых массивов Восточного Казахстана//3i-Intellect, idea, innovation — интеллект, идея, инновация, №3, 2022, стр.134-141. . (издание КОКСОН)

7.M.K.Absametov, Z.A.Onglassynov, L.V.Shagarova, M.M.Muratova. GIS-assessment of groundwater supply to population and branches of economy of Kazakhstan with account to long-term water demand// News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences, № 6, 2022г. С.8-18, Scopus, Percentile 41 

8.Муратханов Д.Б., Рахимов Т.А., Рахметов И.К. Прогноз предотвращения негативных антропогенных нагрузок в Прибалхашье с помощью  математического моделирования// Горный журнал Казахстана, № 11 , 2022, стр.55-61 . (издание КОКСОН)

9.Д.С.Сапаргалиев, Е.Ж.Муртазин, В.А.Смоляр, Р.А.Нурпеисов. Перспективы освоения пресных подземных вод меловых отложений Жемского артезианского бассейна в Актюбинской области// Горный журнал Казахстана, № 11 , 2022, стр.22-28. (издание КОКСОН)

10.Ж.А.Онласынов, Л.В.Шагарова. ГИС-оценка состояния Мактаральского массива орошения и возможность вторичного использования коллекторно-дренажных вод//3i-Intellect, idea, innovation — интеллект, идея, инновация, №4, 2022, стр.158-164. . (издание КОКСОН)

11. Z.A. Onglassynov, L.V. Shagarova, M.M. Muratova. Satellite data spectral analysis under critical hydrogeological-amelioratory conditions of Golodnostepsky irrigation lands// E3S Web of Conferences 407, https://doi.org/10.1051/e3sconf/202340702005, 02005 (2023) APEEM Scopus, Percentile 25

12. Н.М.Итемен, Е.Ж.Муртазин. Оценка распространения лития в попутных пластовых рассолах нефтяных и газовых месторождений Западного Казахстана// Горный журнал Казахстана, № 1, 2023, стр.8-14. https://doi.org/10.48498/minmag.2023.213.1.008 . (издание КОКСОН)

 13. Д.Б. Ченсизбаев, Д.К. Аденова, К.Е. Кошпанова. Определение концентрации лития в промышленных водах Шу–Сарысуйской провинции методом электрофореза. Известия НАН РК, Серия химия и технологии, 2023, Volume № 1, стр 183-193, https://doi.org/10.32014/2023.2518-1491.157 . (издание КОКСОН)

14. Н.М.Итемен, Е.Ж.Муртазин, Е.Ш.Жексембаев, И.К.Рахметов. Особенности изотопного состава подземных вод Южного Мангышлака// Горный журнал Казахстана, 2023,  № 8, стр 38-44,  https://doi.org/10.48498/minmag.2023.220.8.005 . (издание КОКСОН)

********************************************************************************************************************************************

BR10262555 «Тепло-энергетический, минерально-сырьевой и лечебно-оздоровительный потенциал термоминеральных и промышленных подземных вод Казахстана. Оценка состояния и тенденций изменения гидрогеохимических показателей подземных вод под влиянием природно-климатических изменений и антропогенных нагрузок»

ОСНОВНЫЕ  РЕЗУЛЬТАТЫ за 2022г.:

Разработана и создана геоинформационно-аналитическая подсистема термоминеральных и промышленных подземных вод Южного и Восточного Казахстана, которая является составной частью системы ресурсов подземных вод Республики Казахстан.

При разработке и создании подсистемы для оценки современного состояния подземных вод в апреле-сентябре 2022 г. были организованы и проведены пятью полевыми отрядами в пределах Алматинской, Кызылординской, Жамбылской, Туркестанской и Восточно-Казахстанской областях региональные экспедиционные исследования с отбором проб подземных вод для лабораторных анализов. Общая протяженность маршрутных обследований до 40 000 км, обследовано 135 водопунктов (скважины и родники) и отобрано 129 проб воды на химические и 32 пробы на изотопные анализы. Дополнительно изучены поверхностные воды, рапа, донные и солевые отложения 20 соленосных озер.

Разработаны компьютерные макеты карт «Промышленные воды Южного и Восточного Казахстана», «Минеральные и термоминеральные воды Южного и Восточного Казахстана» и «Термальные (теплоэнергетические) воды Южного и Восточного Казахстана». Карты построены в полигонах и представлены в виде shape-файлов. База семантических данных пополняется табличными сведениями.

Выполнены сбор, обобщение и анализ мирового опыта использования и разработки сценариев освоения термальных, промышленных и минеральных вод, в том числе по: потенциалу геотермальных источников энергии по континентам; прямому использованию геотермальной энергии (МВт, ТДж/год, ГВт.ч/год) по странам мира; установленной тепловой мощности  (МВт, ТДж/год) по различным категориям использования (тепловые насосы, отопление, теплицы, сушка сельхозкультур, промышленность и пр.); реализованным промышленным проектам и методам извлечения химических элементов (Zn, Li, Mn, Pb, Ag, Fe, Cu, S, Br, SiO2 и др.) из природных рассолов с применением лабораторных и пилотных установок; использованию в лечебных целях минеральных вод различного бальнеологического типа. Изучено 59 опубликованных информационных источников.

Проведена оценка теплоэнергетического, минерально-сырьевого и лечебно-оздоровительного потенциала подземных вод Южного и Восточного Казахстана. Теплоэнергетический потенциал геотермальных вод термоводоносных комплексов межгорных и платформенных артезианских бассейнов оценен в 217,2 млн. ТДж; 60,35 млрд. МВт; 7,4 млрд. ТУТ, при этом преобладает потенциал платформенных бассейнов — 74,7%. По расчетным температурным зонам теплоэнергетический потенциал распределяется следующим образом: 40–75°С – 71,8%; 75–100°С – 18,8%; >100°С – 9,4%. Оценен годовой теплоэнергетический потенциал разведанных месторождений Южного Казахстана, который составляет 3370,6 ТДж; 936,56 тыс. МВт и 114,76 тыс. ТУТ, при этом доля 3-х месторождений теплоэнергетических вод (Жаркунак, Шаульдер и Арысь) — 85,9%.

Минерально-сырьевой потенциал промышленных вод оценен для перспективных площадей платформенных бассейнов Южного Казахстана. Естественный минерально-сырьевой потенциал ценных компонентов в промышленных водах Шу-Сарысуйского бассейна составляет (тыс. т): литий — 120,8; стронций — 2805,8; иод — 18,5; бром — 2987,9 и бор — 33,8; прогнозный годовой минерально-сырьевой потенциал (тыс. т): литий — 2,2; стронций — 51,2; иод — 0,3; бром — 54,5 и бор — 0,6. Естественный минерально-сырьевой потенциал промышленных вод в пределах структур Южно-Торгайского бассейна составляет (тыс. т): стронций — 556,5 и бром — 156,2; прогнозный годовой минерально-сырьевой потенциал (тыс. т): стронций — 10,2 и бром — 2,8.

На территории исследований разведаны одно-, би- и поликомпонентные лечебно-минеральные воды 9 групп и 20 типов. Суммарные эксплуатационные запасы утверждены в количестве 28,74 тыс. м3/сут, из которых 96,2% запасов и 35 месторождений разведаны в Южном Казахстане. Особый интерес представляют лечебно-минеральные воды с минерализацией до 10,0 г/л, которые пригодны для внутреннего (питьевого) потребления. Они выявлены на 24 месторождения с эксплуатационными запасами 22,94 тыс. м3/сут (79,8% от суммарного количества). Ресурсная база лечебно-минеральных вод Южного и Восточного Казахстана позволяет увеличить ассортимент и организовать промышленный розлив столовых, лечебно-столовых и лечебных вод 12 типов. По материалам ранее проведенных работ и реализованных в 2022 г. экспедиционных исследований выявлено 177 проявления лечебно-минеральных вод 5 бальнеологических групп.

Выполнен сбор, обобщение и анализ опубликованных, архивных и фондовых материалов и результатов ранее выполненных гидрогеохимических исследований основных типов разведанных месторождений подземных вод административных областей Южного и Восточного Казахстана на базе данных Комитета геологии МЭГПР РК(135 отчетов) и лабораторных исследований, проведенных в лаборатории химико-аналитических исследований Института гидрогеологии и геоэкологии им. У.М.Ахмедсафина за 2022 год. Анализ изученных материалов позволил систематизировать данные и распределить информацию.

Проведены разработка и наполнение геоинформационной базы данных качественных показателей подземных вод основных типов разведанных месторождений подземных вод административных областей Южного и Восточного Казахстана. При обработке результатов химических анализов использован программный комплекс Aquachem 11. Геоинформационная база данных пополнена информацией о качественных показателях месторождений подземных вод по данным полевых исследований 2022 г. Было обследовано 164 водозабора с отбором проб на химические анализы. Дополнительно был проведен изотопный анализ проб подземных вод. По результатам химико-аналитических исследований составлены сводные таблицы параметров для разработки специализированных картографических материалов и геоинформационной базы данных качественных показателей подземных вод.

Разработаны и составлены картографические материалы по состоянию качественных показателей подземных вод основных типов разведанных месторождений административных областей Южного и Восточного Казахстана.

Выявлены и оценены динамика и тенденции изменений химических показателей подземных вод различного целевого назначения основных разведанных типов месторождений Южного и Восточного Казахстана под влиянием природно-климатических изменений и антропогенных нагрузок. Выявление изменений за счет влияния природно-климатических факторов проведено путем построения линейных трендов, которые указывают на направленность и возможный порядок величины изменения ресурсов подземных вод. Планируемые сценарии изменения климата при любых оценках не приведут к сколько-нибудь значимым изменениям расчетных величин эксплуатационных ресурсов подземных вод. К параметрам оценки состояния разведанных месторождений подземных вод и тенденций их изменения путем анализа ряда последовательных наблюдений за изучаемыми показателями, отнесены: дебиты скважин и водозаборов; уровни подземных вод; показатели химического состава и физических свойств подземных вод. Результаты гидрогеохимических исследований свидетельствуют о наличии и распространении различных по степени минерализации и пестроте состава подземных вод, от пресных до слабосолоноватых с минерализацией до 3,2 г/л, преимущественно гидрокарбонатных, кальциевых и натриевых, реже гидрокарбонатно-сульфатных, сульфатно-хлоридных кальциевых и натриевых. Дополнительных антропогенных загрязнений непосредственно на эксплуатационных скважинах месторождений подземных вод не выявлено. Отмечено повышенное фоновое содержание фтора.

В 2022 ГОДУ ОПУБЛИКОВАНЫ:

  1. Раздел в монографии: М.Ж.Бурлибаев, Д.М.Бурлибаева, Н.П.Огарь, Е.Ж.Муртазин, С.К.Алимкулов, М.А.Аскарова, А.А.Турсунова и др. Экологические проблемы дельты реки Иле и пути их решения. Раздел 7.Определение динамики уровней подземных вод водоносных горизонтов в дельте р.Иле по сезонам года, амплитудных колебаний, среднегодовых, минимальных и максимальных значений//«Каганат», Алматы, 2022, с.266-310.
  2. Н.М.Итемен, Е.Ж.Муртазин, М.К.Абсаметов. Извлечение лития из пластовых рассолов нефтегазовых месторождений Южного Мангышлака//Горный журнал Казахстана, 2022, № 8, стр 9-14. (издание КОКСОН)
  3. В.А.Смоляр, Е.Ж.Муртазин, О.Л.Мирошниченко, Л.Ю.Трушель. Формирование геоинформационной системы термоминеральных и промышленных подземных вод Западного Казахстана// Горный журнал Казахстана, 2022, № 8, стр 17-23.
  4. Д.Б.Ченсизбаев, Д.К.Аденова. Гидрогеологические особенности Шу-Сарасуйской провинции// Горный журнал Казахстана, 2022, № 8, стр 25-30.
  5.  Ж.А.Онласынов, Ж.Ерикулы, М.М.Муратова, М.Ж.Акынбаева. Динамика спектральных индексов данных дистанционного зондирования на примере орошаемых массивов
  6.  Восточного Казахстана//3i-Intellect, idea, innovation — интеллект, идея, инновация, №3, 2022, стр.134-141.

*************************************************************************************************************************************

Целевая программа МЭГПР РК «тепло-энергетический, минерально-сырьевой и лечебно-оздоровительный потенциал термоминеральных и промышленных подземных вод Казахстана. Оценка состояния и тенденций изменения гидрогеохимических показателей подземных вод под влиянием природно-климатических изменений и антропогенных нагрузок»

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ за 2021г.:

Разработана геоинформационно-аналитическая подсистема термоминеральных и промышленных подземных вод Западного Казахстана. Выполнена оценка тепло-энергетического, минерально-сырьевого и лечебно-оздоровительного потенциала подземных вод Западного Казахстана, состояния и тенденций изменения гидрогеохимических показателей подземных вод Западного Казахстана под влиянием природно-климатических изменений и антропогенных нагрузок, и рекомендации по снижению негативных последствий.

ПЕРЕЧЕНЬ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ:

1.Раздел в монографии:

Декарбонизация добывающих отраслей экономики Республики Казахстан: Потенциал и перспективы развития гидрогеотермальной энергетики Казахстана (Абсаметов М.К., Кан С.М., Муртазин Е.Ж. /под ред. акад. НАН РК С.Ж.Даукей.-Нур-Султан: Bi-ПРИНТ.-2021.-С.137-155

2.Кан С.М., Итемен Н.М., Тлеуова Ж.Т. Потенциал и перспективы развития гидрогеотермальной энергетики природно-хозяйственных систем Казахстана//Управление водными ресурсами в условиях глобализации: Тр.Междунар.научн.-практ.Конф/ Алматы (11-12 марта 2021).- Алматы.- 2021.-С. 129-135.

3.V.Rakhimova, T.Rakhimov, Eu.Sotnikov, O.Miroshnichenko, E.Murtazin, D.Muratkhan. MathematicalModelOftheBalkhashLakeCoastalZone//48 IAH Congress, InspiringGroundwater, BrusselsBelgium, BookofAbstracts,  2021, Р.156.