Аннотация 3
Список иллюстраций 4
Список таблиц 6
Список приложений 7
ВВЕДЕНИЕ 8
1. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 11
1.1 Краткий физико-географический очерк 11
1.2 Геолого-гидрогеологическая изученность 12
1.3 Тектоническое строение 13
1.4 Стратиграфические образования 15
1.5 Полезные ископаемые 18
1.6 Геоэкологическая обстановка 22
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 23
3. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАБЕРЕЖНО¬
ЧЕЛНИНСКОЙ ПЛОЩАДИ И АНОМАЛИИ БОРА 28
3.1 Гидростратиграфическая характеристика 28
3.2 Гидрохимические особенности 31
3.3 Аномалии бора в подземных водах 32
4. ПИТЬЕВОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ Г. НАБЕРЖНЫЕ ЧЕЛНЫ 43
4.1 Современные методы очистки подземных вод от бора 43
4.2 Использование цеолитов для очистки подземных вод 45
4.3 Рекомендации по очистке подземных вод 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 53
ПРИЛОЖЕНИЯ
Город Набережные Челны — второй по численности в Республике Татарстан (более 500 тыс. жителей, потребность в воде более 200 тыс. м3/сут.), расположен на левом берегу Нижнекамского водохранилища (рисунок 1).
В настоящее время водоснабжение Набережных Челнов практически полностью (более 99 %) осуществляется за счет поверхностных источников из водохранилища. Подземные воды отбираются только ведомственными водозаборами. В условиях интенсивного антропогенного воздействия, оказываемого на бассейн р. Кама и Нижнекамское водохранилище со стороны промышленно-урбанизированной инфраструктуры города (ПАО «КАМАЗ», сброс промышленных и хозяйственно-бытовых стоков, транспортные перевозки, плоскостной смыв и др.), экологическое состояние поверхностных вод ухудшается. Существующая водоподготовка на водозаборах не обеспечивает доведения качества воды до нормативных требований, а в случае резкого повышения концентрации токсичных веществ в Нижнекамском водохранилище при возможных аварийных выбросах город лишится единственного источника водоснабжения. Поэтому обеспечение города Набережные Челны качественной питьевой водой из подземных источников — одна из наиболее актуальных геологических и социальных задач.
Особое практическое значение имеют оценки обеспеченности населения городов подземными водами в периоды чрезвычайных ситуаций (аварии, наводнения, техногенные и природные катастрофы, загрязнения поверхностных вод, теракты и др.). В подобных условиях пресные подземные воды остаются единственным источником водоснабжения. Результаты расчетов [10] показывают, что Набережные Челны не обеспечены утвержденными запасами в период чрезвычайных ситуаций (рисунок 2). Исходя из этого, рассмотрение гидрогеохимических характеристик пресных подземных вод данной территории и предложение вариантов водоочистки крайне актуально.
Анализ опубликованной [4, 5, 21] и фондовой [30, 31, 34] литературы показал, что основной проблемой с качеством потенциально питьевых подземных вод является повышенное содержание бора. Таким образом, на данной территории формируется локальная гидрогеохимическая провинция с повышенным содержанием бора. На сегодняшний день изученность гидрогеохимических провинций борсодержащих подземных вод недостаточна. Отсюда вытекает и цель работы - анализ бороносности подземных вод Тукаевского и Мензелинского районов с выработкой рекомендаций по питьевому водоснабжению г. Набережные Челны.
Задачи настоящего исследования сводились к следующему:
1) сбор гидрохимических данных из фондовых и опубликованных источников;
2) составление базы данных по подземным водам изученных районов;
3) отбор проб для лабораторных исследований;
4) проведение изотопных анализов для определения генезиса подземных вод на Набережно-Челнинской площади;
5) статистическая обработка данных гидрохимических анализов;
6) поиск закономерностей распространения бора в подземных водах;
7) анализ полученных результатов и рекомендации.
Настоящая диссертация написана по материалам, собранным автором при прохождении преддипломной практики (бакалавриат) в 2015 г. в ГУП «НПО Геоцентр РТ», и фондовым отчетам Татарстанского филиала ФБУ «Территориальный фонд геологической информации по Приволжскому федеральному округу». Кроме того, автором в 2016 г. отобраны пробы подземных вод из скважин на территории Тукаевского и Мензелинского районов для проведения сокращенных химических и изотопных исследований.
Автор благодарит сотрудников ИГиНГТ Б. И. Гареева, Г. А. Баталина, Н. А. Курлянова, проводивших изотопные и гидрохимические анализы, а также признателен М. И. Хазиеву за помощь при сборе геологических материалов для магистерской диссертации.
В настоящей работе изложены результаты геологических и гидрогеологических исследований подземных вод на левобережье Нижнекамского водохранилища и рекомендации по дальнейшему питьевому водоснабжению г. Набережные Челны из защищенных подземных источников.
В представленной диссертации получены следующие основные результаты.
1. Проведен детальный анализ опубликованной литературы и фондовых материалов (40 источников) по геологии и гидрогеологии Тукаевского и Мензелинского районов РТ.
2. Дана характеристика геологического строения и гидрогеологических условий Прибрежного участка.
3. Подземные воды Прибрежного участка относятся, преимущественно, к пресным и слабоминерализованным (общая минерализация от 0,29 до 3 г/л), умеренной жесткости (общая жесткость 3,4-7,1°Ж), гидрокарбонатным магниево-кальциевым с повышенным содержанием бора.
4. Установлены основные факторы и закономерности формирования аномалий бора - природные палеоклиматические особенности и состав водовмщающих пород.
5. Впервые проведенные изотопные исследования в подземных водах подтвердили их метеорное происхождение.
6. Рассмотрены современные методы удаления бора из подземных вод. Наиболее эффективными и экономически выгодными способами являются: применение борселективных смол и цеолитовых фильтров.
7. Даны рекомендации по водоочистке подземных вод, которые могут найти применение при решении важной социальной задачи - снабжения города Набережные Челны качественной питьевой водой из наиболее защищенных подземных источников.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
