2021 год
Наименование научно-технической программы: Оценка ресурсов пресных подземных вод, как основного источника и долгосрочного резерва устойчивого питьевого водообеспечения населения Республики Казахстан
Исполнитель программы: ТОО «Институт гидрогеологии и геоэкологии имени У.М.Ахмедсафина»
Цель программы — научное обоснование и геоинформационно-аналитическое обеспечение устойчивого питьевого водоснабжения населения Республики Казахстан за счет ресурсов пресных подземных вод.
Задачи программы:
1) Оценка особенностей формирования, возобновляемых и прогнозных ресурсов пресных и слабосолоноватых подземных вод Республики Казахстан в условиях климатических и антропогенных изменений.
2) Региональные исследования для выявления, предотвращения, ослабления или ликвидации негативных процессов, влияющих на ресурсы подземных вод, в результате антропогенного и природно-климатического влияния.
3) Оценка обеспеченности, состояния и перспектив использования ресурсов пресных и слабосолоноватых подземных вод для питьевого водообеспечения урбанизированных и сельских территорий Республики Казахстан.
4) Обоснование перспективной водопотребности и разработка сценариев устойчивого питьевого водообеспечения крупных и малых городов, сельских населенных пунктов
5) Обоснование вариантов питьевого водообеспечения городского и сельского населения при чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера.
6) Разработка сценариев управления ресурсами пресных подземных вод при возникновении трансграничных угроз.
7) Обоснование вариантов переброски пресных подземных вод питьевого назначения в вододефицитные регионы.
8) Разработка рекомендаций по предотвращению, ослаблению или ликвидации негативных процессов, влияющих на ресурсы подземных вод, в результате антропогенного и природно-климатического влияния.
9) Обоснование организации государственного резервного фонда неосвоенных разведанных месторождений пресных подземных вод.
10) Обоснование организации и создания подземных резервуаров для сбора и хранения паводкового стока и талых вод.
11) Разработка и создание геоинформационно-аналитической подсистемы ресурсов пресных подземных вод питьевого качества для оценки, прогнозирования и принятия управленческих решений по их использованию и охране.
Актуальность: Дефицит пресной поверхностной воды заставляет многие страны активнее использовать подземные воды. Это объясняется тем, что подземные воды, как источник водоснабжения, имеют ряд преимуществ по сравнению с поверхностными водами. Прежде всего подземные воды, как правило, обладают лучшим качеством, более надежно защищены от загрязнения и заражения, меньше подвержены сезонным и многолетним колебаниям и в большинстве случаев их использование не требует дорогостоящих мероприятий по водоочистке. Тенденция максимально возможного использования подземных вод для питьевого водоснабжения населения, особенно в связи с участившимися случаями непредвиденного (аварийного) загрязнения поверхностных водоисточников, становится в настоящее время определяющей в общей мировой стратегии повышения надежности систем хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Актуальность освоения ресурсов пресных подземных вод Казахстана возрастает при решении проблем острого дефицита воды, который выделен в числе основных глобальных вызовов в «Стратегии «Казахстан – 2050»: «Вода – крайне ограниченный ресурс и борьба за обладание источниками уже становится важнейшим фактором геополитики, являясь одной из причин напряженности и конфликтов на планете». Отмечено, что «Проблема водообеспечения остро стоит и в нашей стране. Нам не хватает качественной питьевой воды. Целый ряд регионов испытывает в ней острую потребность». В перечне государственных задач 6-й Политики — «Зеленая» экономика и охрана окружающей среды Стратегического плана развития Республики Казахстан до 2025 года выделена необходимость повышения эффективности использования и охраны водных ресурсов.
Ожидаемые результаты Программы направлены на эффективное управления национальными ресурсами пресных подземных вод для обеспечения устойчивого питьевого водоснабжения населения страны в долгосрочной перспективе. Результаты исследований внесут научно-прикладной вклад в развитие аридной гидрогеологии в части управления ресурсами пресных подземных вод для обеспечения устойчивого питьевого водоснабжения населения государства в долгосрочной перспективе.
Обоснование сценариев и вариантов эффективного освоения разведанных запасов пресных подземных вод способствует увеличению объема располагаемых водных ресурсов при реализации государственных программ; привлечению инвестиций национальных компаний и частных предприятий в реализацию проектов централизованных систем питьевого водоснабжения для городского и сельского населения; улучшению условий водообеспечения регионов с дефицитом вод питьевого назначения.
Социальный эффект включает решение проблем дефицита чистой пресной воды; увеличение охвата городского и сельского населения централизованными системами питьевого водоснабжения; практическое внедрение научно-обоснованных оценочных и рекомендательных материалов; обеспечение здоровья населения, повышение устойчивости водообеспечения населения и отраслей экономики, повышение национальной водной безопасности и устойчивого развития государства.
ЦЕЛЕВАЯ ПРОГРАММА МОН РК «ОЦЕНКА РЕСУРСОВ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД, КАК ОСНОВНОГО ИСТОЧНИКА И ДОЛГОСРОЧНОГО РЕЗЕРВА УСТОЙЧИВОГО ПИТЬЕВОГО ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН»
Основныерезультатыза 2021 г.
Проведено изучение основных условий формирования ресурсов пресных и слабосолоноватых подземных вод с учетом развития процессов техногенеза и изменений климатических условий. Выделены районы на территории Западного Казахстана наиболее подверженные процессам техногенеза, влияющие на качество подземных вод и их ресурсы. Дана оценка перспектив использования ресурсов пресных и слабосолоноватых подземных вод для питьевого водообеспечения Западной, Атырауской, Актюбинской и Актауской урбанизированных зон, сельских территорий. Разработана геоинформационно-аналитическая подсистема ресурсов подземных вод питьевого качества для оценки, прогнозирования, их рационального использования и охраны в пределах Прикаспийской впадины, Арало-Каспийского прогиба и Жайык-Каспийского водохозяйственного бассейна.
Эксплуатационные запасы подземных вод по территории Западного Казахстана составляют 2999,33 тыс. м3/сут, в том числе для хозяйственно-питьевого водоснабжения– 1558,04. По степени обеспеченности разведанными запасамиподземных вод хозяйственно-питьевого назначения, а также прогнозными ресурсами подземных вод с минерализацией до 3 г/дм3 Актюбинская область отнесена к обеспеченным территориям, Мангистауская область – к частично обеспеченным, а Атырауская и Западно-Казахстанская области – к недостаточно обеспеченным (дефицитным).
Степень разведанности прогнозных ресурсов подземных вод с минерализацией до 3 г/дм3 остаётся довольно низкой при значительном колебании этой величины по административным областям (%): в Актюбинской – 11,4; в Атырауской – 2,06; в Западно-Казахстанской – 11,4; в Мангистауской – 26,6, что указывает на перспективу поисков и разведки новых месторождений пресных подземных вод.
Перечень опубликованных работ
1.Осипов С.В., Ливинский Ю.Н., Ерменбай А.М. Ресурсы подземных вод Казахстана как основа устойчивого водоснабжения населения//Международнаянаучно-практическая конференция «Управление водными ресурсами в условиях глобализации», г.Алматы, 11-12 марта 2021 г. С. 157-163
2.Абсаметов М.К., Муртазин Е.Ж.Состояние и перспективы использования подземных вод для сельского хозяйства Казахстана//Международнаянаучно-практическая конференция «Управление водными ресурсами в условиях глобализации», г.Алматы, 11-12 марта 2021 г. С. 105-110
3.V.Rakhimova. Hydrocycles For The Intensification Processes of Groundwater Treatment from Hexavalent Chromium Using In Situ Technology //48 IAH Congress, Inspiring Groundwater, Brussels Belgium, Book of Abstracts, 2021, p.101.
4.Тлеуова Ж.Т., Мухамеджанов М.А. Загрязнение окружающей среды и его влияние на здоровье населения// Горный журнал Казахстана, №2, 2021, C.36-41
******************************************************************************************************************************************************************************
BR10965134 «Оценка ресурсов пресных подземных вод, как основного источника и долгосрочного резерва устойчивого питьевого водообеспечения населения Республики Казахстан»
Основные результаты за 2022 год
Выполнена оценка особенностей формирования, возобновляемых и прогнозных ресурсов пресных и слабосолоноватых подземных вод по гидрогеологическим регионам, водохозяйственным бассейнам и административным областям Южного и Восточного Казахстана. Вклад климатических изменений величины осадков в прогнозируемые изменения уровней и расходов подземных вод составляет лишь 10-30%, что не приведет к сколько-нибудь значимым изменениям расчетных величин прогнозных эксплуатационных ресурсов. Изменение питания подземных вод, приводящее к увеличению или уменьшению их прогнозных ресурсов, в основном связано с изменением водохозяйственной обстановки — строительством водохранилищ, каналов, утечкой из трубопроводов на городских территориях и т.п. В районах концентрации крупных водозаборных или водопонизительных систем формируются крупные депрессионные воронки, что может приводить к истощению запасов подземных вод. В настоящее же время с связи отсутствием достоверных данных по питанию подземных вод в зависимости от климатических изменений можно считать величины прогнозных ресурсов подземных вод относительно постоянными.
Проведены региональные исследования на территории административных областей Южного и Восточного Казахстана для выявления, предотвращения, ослабления или ликвидации негативных процессов, влияющих на ресурсы подземных вод. Достоверных доказательств влияния возможных климатических изменений на водные ресурсы к настоящему времени в процессе исследований не выявлено. Наблюдаемое незначительное понижение уровня подземных вод на конусах выноса и предгорных равнинах ряда месторождений подземных вод без увеличения величин водоотбора, вероятно, вызвано настоящим периодом маловодных лет и уменьшением величины питания подземных вод. Выявлена направленность антропогенных изменений в подземной гидросфере преимущественно в виде гидрогеохимических изменений подземных вод, обусловленных загрязнением последних газовыми, жидкими и твердыми отходами транспорта, промышленности, сельского хозяйства, объектами энергетики. Особую тревогу вызывает загрязнение пресных подземных вод. Наибольшая загрязненность подземных вод отмечается на территориях городов и промышленных районах Алматинской, Восточно-Казахстанской и Туркестанской и Жамбылской областях. В Кызылординской области степень загрязнения не высокая. В зонах влияния 72% МПВ выявленные загрязнения характеризуются опасной и чрезвычайно опасной степенью загрязнения. В тоже время загрязнение не отмечается на самих водозаборах и воды, подающиеся к потребителю, соответствуют по качеству требованиям к питьевым водам.
Выполнена оценка обеспеченности, состояния и перспектив использования ресурсов пресных и слабосолоноватых подземных вод для питьевого водообеспечения Восточной, Жетысуйской, Восточной и Южной урбанизированных зон, сельских территорий регионов Южного и Восточного Казахстана; Алматинской, Восточно-Казахстанской, Жамбылской, Кызылординской и Туркестанской областей, территория которых характеризуется значительными разведанными запасами пресных и слабосолоноватых подземных вод. По степени обеспеченности разведанными запасами подземных вод хозпитьевого назначения, а также прогнозными ресурсами подземных вод с минерализацией до 3 г/дм3 все области Южного и Восточного Казахстана отнесены к обеспеченным территориям.
Обоснована перспективная водопотребность и разработаны сценарии устойчивого питьевого водообеспечения столицы Астана, 8 крупных, 12 больших, 7 средних и 59 малых городов за счет разведанных эксплуатационных запасов пресных подземных вод. Для привлечения в качестве дополнительного источника воды для обеспечения питьевого водоснабжения г.Астана выбраны наиболее перспективные разведанные месторождения и участки с утвержденными запасами подземных вод. Для обеспечения текущей и перспективной водопотребности города разработаны 3 сценария использования месторождений подземных вод и составлена карта сценариев устойчивого водообеспечения города.
Произведён анализ водообеспечения городского и сельского населения. В целом население Казахстана полностью обеспечено разведанными запасами подземных вод хозяйственно-питьевого качества не только на современном уровне, но и на далекую перспективу. Городское население лучше обеспечено эксплуатационными запасами подземных вод, чем сельское.
Обоснованы варианты питьевого водообеспечения городского и сельского населения Западного, Южного и Восточного Казахстана при чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера. Анализ фактического материала позволил выделить города по степени подготовленности систем водоснабжения к условиям особого периода: имеющие действующие водозаборы подземных вод, обеспечивающие потребность особого периода и не требующие с этой целью реконструкции – соответствующий 1 варианту сценария водообеспечения; потребность которых в воде может быть удовлетворена утвержденными запасами подземных вод на неосвоенных месторождениях и участках при условии строительства водозаборных сооружений до начала особого периода – 2-ой вариант сценария по водообеспечению; 3-й вариант водообеспечения – вовлечение в эксплуатацию резервных месторождений подземных вод с утвержденными запасами. Приведены сведения о подготовленности хозяйственно-питьевого водоснабжения категорированных городов и сельских округов Республики Казахстан к условиям особого периода.
На территории республики в отложениях конусов выноса, артезианских бассейнах и речных долинах выявлены значительные ресурсы пресных подземных вод, которые в настоящее время практически не эксплуатируются и их предлагается использовать для покрытия дефицита в пресной питьевой воде некоторых территорий Западного, Южного и Восточного Казахстана. Переброска части подземных вод питьевого качества в водо-дефицитные районы не нанесет существенного ущерба при возможном использовании их для орошения земель или водоснабжения в случае возникновения такой необходимости, так как величина предлагаемых запасов подземных вод для переброски составляет 34% от их общей величины.
На основе комплексной оценки трансграничных водоносных горизонтов разработаны рекомендации по снижению трансграничных угроз, связанных с истощением и загрязнением пресных подземных вод водоносных горизонтов с сопредельными государствами.
Разработаны рекомендации по предотвращению, ослаблению или ликвидации негативных процессов, влияющих на ресурсы подземных вод по административным областям Западного и Южного Казахстана.
Обоснована организация резерва одного из важнейших стратегических ресурсов жизнеобеспечения – ресурсов подземных вод. В качестве долгосрочного резерва предложены разведанные, но неосвоенные месторождения подземных вод питьевого назначения. Для формирования резервного фонда из разведанных, но неосвоенных месторождений подземных вод предложены следующие критерии: степень освоения (не эксплуатируются), величина минерализации, соответствующая качеству питьевых вод для данных регионов, величина утвержденных запасов (не менее 1,0 тыс. м3/сут), генетические типы месторождений.
Физико-географические, геолого-геоморфологические, гидрогеологические условия областей Южного и Восточного Казахстана отличаются большим разнообразием. Основными критериями при выборе тех или иных технологических схем создания подземных резервуаров на конкретной территории служат: наличие водоносного горизонта, в котором возможно размещение дополнительных объемов воды; наличие дополнительных объемов воды для восполнения запасов подземных вод, качество которых обеспечивает требования потребителя; наличие потребителя воды и его потребность в воде; экономическая целесообразность.
Выполнено наполнение системы общей гидрогеологической информацией и данными об окружающей среде, результатами мониторинга подземных вод, данными о месторождениях подземных вод, ресурсах и запасах, загрязнении и защищенности подземных вод, обеспеченности ресурсами пресных подземных вод административных областей Южного и Восточного Казахстана. В систему введены общие гидрогеологические данные, сведения о распределении ресурсов подземных вод территории Арало-Сырдариинского, Балкаш-Алакольского и Шу-Таласского водохозяйственных бассейнов, выполнена классификация месторождений подземных вод по целевому назначению, генетическому типу и величине эксплуатационных запасов пресных подземных вод. Система пополнена общими гидрогеологическими сведениями и данными о месторождениях подземных вод Жетысу-Алатау—Тянь-Шаньской и Алтай-Тарбагатайской горно-складчатых областей.
Перечень опубликованных работ
2022 год
1.Kairat Ospanov, Malis Absametov, Yermek Murtazin, Rustam Iskanderov. Comprehensive Assessment of the Impact of the Almaty Wastewater, Storage System on the State of Groundwater// Journal of Ecological Engineering, DOI 10.12911/22998993/146352, 2022, 23(4), P.75–84, Scopus, Percentile 52
2.Q.Mahdawi, J.Sagin, M.Absametov, A.Zaryab. Water Recharges Suitability in Kabul Aquifer System within the Upper Indus Basin//Water, 2022, 14, 2390. https://doi.org/10.3390/w14152390, Scopus, Percentile 77, Web of Sciences Q2
3.Absametov M.K., Itemen N.M., Murtazin Ye.Zh, Zhexembayev E.Sh., Toktaganov T.Sh., Features of the isotopic composition of groundwater in the Mangystau region// Известия НАН РК, серия геология, технические науки, DOI 10.32014/2022.2518-170X.134, №1, 2022, стр.6-13 Scopus, Percentile 47
4.Zh.T.Tleuova, D.D. Snow, M.A. Mukhamedzhanov, E.Zh. Murtazin. Assessment of the impact of human activity on groundwater status of south Kazakhstan// Известия НАН РК, серия геология, технические науки, №2, 2022, стр.217-229 Scopus, Percentile 47
5.V.A.Smolyar, O.L.Miroshnichenko, L.Y.Trushel, E.V.Sotnikov, V.M.Mirlas. Structure of the information system of Kazakhstan fresh groundwater resources// Известия НАН РК, серия геология, технические науки, №4, 2022, стр.182-198, Scopus, Percentile 47