София Романова.

Бессточные водоемы Казахстана. Том 1. Гидрохимический режим



скачать книгу бесплатно

Берега озера хорошо выражены, чаще крутые или умеренно крутые, устойчивые, задернованы, высота их 1,5-3,0 м. Площадь водосбора озера составляет 270 кв.км, средняя площадь зеркала 4,2 кв.км. В озеро с северозападной части впадает р. Актасты, с юго-западной – ручей без названия. Площадь водосбора лога Актасты составляет 174 кв.км. Основная часть поверхностного притока в озеро поступает по этому логу. В настоящее время бассейн оз. Шандаксор с западной стороны пересекает Шидертинский оросительный канал.

Лог Актасты берет начало в обширном понижении с весьма пологими склонами, расположенными в 23 км к северу от г. Экибастуза. Длина реки 21 км, средний уклон 2,8 0/00. Ширина русла в верхнем течении 20-40 м, между 10 и 6 км от устья оно сужается до 2-3 м, а затем расширяется до 15-20 м. Берега преимущественно крутые, их высота от 0,5 до 2,0 м, а на отдельных участках нижнего течения достигают – 3-4 м.

Источником технического водоснабжения ЭГРЭС-1 и ЭГРЭС-2 является канал Ертис-Караганда им. К. Сатпаева, который начал функционировать в декабре 1974 г. Отъем воды производится из р. Ертис (протока Белая) у г. Аксу Павлодарской области. Протяженность канала до г. Караганды составляет 458 км; пропускная способность по проекту 2000 млн.м3 в год; расход воды у головного водозабора в разные сезоны 55-75 м3/с; ширина по дну 4 м, по верху до 40 м, глубина 5-8 м. Скорость течения на участке Экибастузского промрайона – 0,78 м/с [6]. 22 насосные станции (далее НС) осуществляют подъем воды из р. Ертис в канал на высоту около 416 м (водораздел рек Шидерты и Нура) [8-9].

До Экибастузского резервного водохранилища вода КЕК с помощью четырех насосных станций поднимается на высоту около 72 м. От головного сооружения до насосной станции № 2, канал протяженностью около 100 км, пересекает Приертискую равнину в широтном направлении. От НС № 2 до НС № 6 канал проходит в области равнинно-мелкосопочного рельефа: пересекает склоны сопок, межсопочные понижения, пологие возвышенности в выемках, насыпях, полувыемках – полунасыпях. Кроме 22 НС на трассе канала сооружено 13 водохранилищ общим объемом 1016 млн.м3, площадью 237 км2, 11 из которых образуют каскад на р. Шидерты. Участок трассы канала протяженностью около 200 км имеет свою водосборную площадь, равную примерно 9,0 км2. За период 1967-1995 гг. в канал подано 17,9 км3 ертиской воды, а объем водопотребления на его территории составил 14,7 км3. По предварительным расчетам, потеря воды на фильтрацию по трассе канала колеблется в пределах 30-78 млн.м3, на испарение 130-200 млн. м3, что равно, естественно, 5-11 и 20-28% забора воды из р. Ертис.

ЭРВ создано на 125-ом км трассы канала Ертис-Караганда путем перекрытия плотиной лога Жанкельды в 10 км от устья. Морфометрические характеристики ЭРВ следующие: НПУ-182,5 м; площадь зеркала 6,5 км2, объем 15,6 млн.м3, средняя глубина 2,3 м, наибольшая глубина в приплотинной части 9,0 м. Водохранилище служит для обеспечения водой ЭТЭК.

Площадь ВО ЭГРЭС-1 при нормальном подпорном уровне 158,5 м равна 19,5 км2, средняя глубина 4,6 м, максимальная у водозабора 8,5 м.

Полная проектная мощность станции 4 млн.кВт. Циркуляционный расход воды на охлаждение конденсаторов турбин ГРЭС при 8 энергоблоках, каждый мощностью 500 тыс.кВт, составляет 120 м3/с. Подпитка ВО ЭГРЭС-1 водой КЕК осуществляется, как правило, ежемесячно (кроме зимнего периода в объеме 2,0-16,0 млн.м3 [10]. Приток воды по логу Жанкельды в ВО ЭГРЭС-1 составляет 0-1,05 млн.м3. Площадь водосборного бассейна почти 240 км2.

Площадь ВО ЭГРЭС-2 при отметке 132,2 равна 42,68 м2, объем 260 млн. м3, максимальная и средняя глубина, соответственно, 12,8 и 6,1 м. Площадь мелководий с глубинами менее 2,5 м составляет 17% от всей площади. Площадь водосбора около 270 км2.


Рисунок 1.2 – Схема района ЭТЭК


Площадь ВО ЮК ГРЭС планируется довести до 19,6 км2 при отметке 344,0 мБС, объем при НПУ составит 96 млн. м3, средняя глубина 4,9 м, длина и ширина водоема, соответственно, 7,8 и 2,5 км. Площадь водосбора около 220 км2.

1.2 Геология и гидрогеология

В геологическом отношении Прибалкашье характеризуется большим разнообразием и сложностью. Если докембрийские отложения имеют ограниченное распространение в Шу – Илейских горах, Илейском и Терскей Алатау, то кембрийские – на значительных площадях этих территорий. Карбоновые отложения представлены спиллитами, диабазами, яшмами, известняками, эффузивами и песчаниками [1]. Отложения ордовика распространены на севере Прибалкашья, Тарбагатая, Чингиз-Тау, Шу – Илейских горах, Илейском и Жонгарском Алатау, Узынкаре и Кунгей Алатау. Девонские отложения широко распространены в северо-западном Прибалкашье и Шу-Илейских горах. Нижнекаменноугольные отложения в области каледонской консолидации образуют большой Илейский синклинорий на юге и широко распространены в Северном Прибалкашье, Тарбагатае, встречаются в пределах Терскей и Кунгей Алатау. На этих же территориях имеются и верхнепалеозойские отложения. Отложения триаса и юры, представленные в основном красноцветными континентальными осадочными формациями, развиты на востоке Илейской впадины. Общая мощность таких отложений достигает, соответственно, 450 и 290 м. Мощность меловых отложений здесь составляет 70 – 220 м. Отложения палеогена и нижнего неогена встречаются в Илейской, Балкашской и северной Жонгарской впадинах. В основном это глины, аргиллиты со слоями песчаников и мергелей. Четвертичные отложения имеют распространение во всех стратиграфических комплексах: нижние мощностью от 10 до 290 м; среднечетвертичные мощностью от нескольких метров до 250 м; верхнечетвертичные мощностью до 150 м и современные мощностью до нескольких метров.

Подземные воды распространены повсеместно, но условия их формирования, разгрузки, транзита, химический состав очень разнообразны [1]. В горной местности мелкосопочной равнины Северного Прибалкашья имеют преимущественное распространение трещинные воды, которые приурочены к различным литологическим комплексам жестких палеозойских пород [11].

В пределах межгорных и горных впадин с рыхлыми мезозойскими и кайнозойскими отложениями формируются поровые грунтовые и напорные воды. К впадинам приурочены наиболее крупные (Балкашский, Алакольский, Илейский) и мелкие (Текесский, Кегено – Каркаринский, Жаланашский и др.) артезианские бассейны. Расходование подземных вод в Южном Прибалкашье происходит за счет испарения, транспирации и разгрузки в речную сеть, а также непосредственно в конечный водоем – оз. Балкаш. Подземный поток с северного склона Илейского Алатау в Илейскую впадину, идущий на глубокую инфильтрацию и не дренируемый в горах реками, оценивается модулем не более 1,7 л с 1 км2. В пределах предгорных и межгорных впадин выделяется несколько расположенных друг под другом водоносных горизонтов, питание, транзит и разгрузка которых различны. Подземные воды низкогорных и мелкосопочных районов Северного Прибалкашья формируются в основном за счет инфильтрации зимне-весенних атмосферных осадков. В аллювиальных долинах этого региона распространены грунтовые воды и напорные воды древних долин, которые при движении к оз. Балкаш частично расходуются на испарение и транспирацию на участках выклинивания на дневную поверхность. Глубина залегания уровня подземных вод изменяется в очень широких пределах от 0 до 100 м и более.

Содержание солей в грунтовых и подземных водах бассейнов рек Каратал, Аксу, Лепсы не превышает 1 г/л, а у оз. Балкаш – достигает 50 г/л. По составу воды изменяются от гидрокарбонатно-натриевых, сульфатно-натриевых до хлоридно-натриевых или смешанных.

В бассейне р. Иле выделяются 5 водоносных горизонтов по условиям залегания, циркуляции и формирования химического состава. Водоносный комплекс четвертичных озерных песчано-глинистых отложений находится вблизи оз. Балкаш с глубиной залегания не более 2 м и дебитом водопунктов 0,11 – 0,26 л/с [1; 11]. Химический состав их отличается пестротой в силу особого положения побережья оз. Балкаш в наиболее пониженной, слабодренированной части впадины, близкого залегания уровня подземных вод и высокого испарения, что в конечном итоге способствует протеканию процессов континентального солеобразования. Содержание солей здесь колеблется в пределах 7 – 15 г/л и более.

Водоносный комплекс четвертичных эолово-озерно-аллювиальных отложений наиболее распространен в Балкашской впадине с глубиной залегания 5 – 10 м и пестрым химическим составом. Водоносные горизонты в четвертичных эоловых песчаных отложениях находится в междуречье Иле – Каратал, левобережье р. Иле, плато Карой и в долине р. Иле с глубиной залегания от 5 до 30 м. Водоносность пород различная, от 0,1 до 3,0 л/с, минерализация вод до 3 г/л. Водоносный комплекс четвертичных делювиальнопролювиальных щебнистых и супесчано-суглинистых отложений находится у северо-восточного склона Шу – Илейских гор, на плато Карой и южных островов Жонгарского Алатау с глубиной залегания от 11 до 50 м (местами напорные), минерализацией воды до 3 г/л и смешанного химического состава. Водоносные горизонты четвертичных аллювиальных отложений имеют распространение в долине р. Иле и ее притоков с глубиной залегания менее 5 м, разной минерализацией воды (до 1 г/л и 3 – 15 г/л) и химическим составом.

В основании ложа водохранилища-охладителя ЭГРЭС-1 залегают скальные и полускальные породы, перекрытые крупнообломочным и глинистым аллювием этих же пород. Выше залегают рыхлые отложения кайнозойской группы, состоящие из суглинисто-супесчаных и, в меньшей степени, песчаногравийных отложений палеогена четвертичного возраста. По периферии оз. Жанкельды развиты озерно-аллювиальные и озерные отложения, представленные коричневатыми суглинками и супесями с включением различного количества щебня и гравия. Собственное ложе оз. Жанкельды наполнено озерными суглинками и супесями, покрытыми слоем илистых осадков мощностью от 0,2 до 1,5 м. Водовмещающими являются песчаные и песчано-гравийные породы палеогенных и четвертичных отложений и трещиноватые породы палеозоя [6; 12-17]. Движение подземных вод направлено в сторону оз. Жанкельды. В районе оз. Карасор имеет место палеогеновая и ордовикская система пород. По трассе КЕК распространены породы палеогеновой, четвертичной, ордовикской и девонской систем. Локально встречаются породы кембрийской системы и граниты.

В геологическом отношении верхний слой дна оз. Шандаксор (0,5 -2,0 м), а участками от 3,0 м и более сложен песчано-глинистыми грунтами четвертичного возраста. Обрамляют котловину (кроме южной стороны) аллювиальные отложения чагройской свиты палеогена, представленные песками различной крупности, часто с суглинистым и супесчаным наполнителем, а также супесями, суглинками и желтовато-серыми глинами; мощность этих отложений преимущественно 2-3 м, с запада они спускаются в котловину почти до озера.

На всей площади котловины, за исключением юго-запада, встречаются глины чеганской свиты палеогена, выстилающие и частично слагающие борта котловины и создающие водонепроницаемый экран (кроме восточной и северовосточной частей), где водораздел Шандаксор – Карасор сложен песками мощностью до 30 м. Породы четвертичного и палеогенового возрастов лежат на палеозойских порфиритах, их лавах и туфах. Последние в южной и югозападной частях котловины выходят на поверхность отдельными буграми.

Грунтовые воды в районе озера Жанкельды представлены двумя водоносными горизонтами. Глубина залегания уровня первого от поверхности водоносного горизонта колеблется от 0,5 до 1,5 м. Глубина вскрытия кровли водоносного горизонта фиксирована от 0,5 до 3 м ниже установленного уровня. Химический состав подземных вод разнообразен. Минерализация колеблется от 1 до 171 г/л, состав воды чаще хлоридно-натриевый, реже хлоридносульфатно-натриевый или хлоридно – сульфатно – натриево-кальциевый.

Высокоминерализованные грунтовые воды северной котловины оз. Жанкельды в бортовых её частях переходят в менее минерализованные (редко 3 г/л). Колебания уровня грунтовых вод прямо зависят от атмосферных осадков, являясь основным источником их питания. Грунтовые воды хлориднонатриевого состава с сухим остатком выше 5 г/л встречаются в северовосточной котловине на отметках 147-147,5 м. Амплитуда колебания грунтовых вод не превышает 1 м. В ионном составе грунтовых вод восточной котловины преобладают Cl ? и Na+, сухой остаток колеблется в пределах 2,5-15 г/л. Воды обладают сульфатной агрессией по отношению к бетону.

Глубина залегания уровня грунтовых вод на участке глубинного водозабора колеблется от 0 до 8 м от поверхности. Амплитуда колебания уровня составляет 1м. Состав вод характеризуется преобладанием Cl ? , SO 24? , Na+ – ионов и сухим остатком от 3 до 10 г/л. На участке водозаборного тракта восточного направления грунтовые воды залегают в отметках 151,0-148 м абс., западного направления – 151-151,5 м. Грунтовые воды по трассе золошлакопровода залегают на глубине 8-15 м и лишь на участке трассы в котловине оз. Карасор грунтовые воды залегают на глубине 2,5-4,0 м.

Изучая запасы солей в озерах Шандаксор и Карасор, ученые проектного института НОТЭП (г. Новосибирск) пришли к выводу о том, что поступление солей с водосбора компенсируется оттоком с инфильтрующимися водами, т.е. запасы солей в оз. Шандаксор практически стабилизировались. Наоборот, в оз. Карасор происходит постоянное накопление солей, поступающих с поверхностными и грунтовыми водами, а инфильтрационный поток весьма незначителен или отсутствует. Это предположение подтверждается гидрогеологическим строением озерных котловин: под озером Шандаксор располагается ареал высокоминерализованных подземных вод, а довольно глубокая Карасорская впадина является котловиной выдувания и своеобразным испарителем подземных вод [4-6].

1.3 Гидрографическая сеть

В настоящее время в оз. Балкаш впадает 5 постоянных притоков: Иле, Каратал, Аксу, Лепсы и Аягуз, которые формируют основной свой сток в горах Тянь – Шаня и частично в горах Тарбагатая и Чингиз-Тау. Реки Моинты, Токрау и Баканас не доходя до озера, теряются в песках, однако в многоводные годы лишь р. Токрау доносит свои воды в озеро. Имеет место сток в озеро подземных вод по долинам этих рек (рисунок 1.3).

Суммарные водные ресурсы региона в зоне формирования стока до 1969 г. составляли 28,9 км3 в год, из них 22,9 км3 в год формируется в бассейне р. Иле; 5,4 км3 в год – в бассейнах рек Каратал, Лепсы и Аксу, а 0,6 км3 в год – в бассейне р. Аягуз, а в зоне формирования стока рек северного Прибалкашья – 0,1 км3 в год [18]. Из этого объема водных ресурсов лишь около 15,1 км3 ежегодно достигало оз. Балкаш, где расходовалось преимущественно на испарение. Остальная часть этой влаги в объеме 13,7 км3 ежегодно расходовалась в естественной гидрографической сети [19]. Из суммарного стока рек бассейна оз. Балкаш – 17,4 км 3 в год формируется на территории КНР, в верховьях р. Иле (ГП Ямате). По водности и мутности вода р. Иле занимает третье место среди крупных рек Средней Азии после Сырдарьи и Амударьи. В пределах РК река Иле на своем пути принимает много притоков: левобережных Шарын, Шилик, Есик, Талгар, Каскелен с Узын Алматы и Киши Алматы, Курты; правобережных – несколько небольших.

В 1999 – 2002 гг. реки Каратал и Лепсы находились в многоводной фазе гидрологического режима. Поэтому в их руслах шел интенсивный размыв плесов и намыв перекатов, вследствие чего в устьях этих рек отложилось много наносов, поменялся рельеф устья [20]. Так, в р. Каратал основной поток воды из рукава Актоган в 2002г. переместился в протоку Сары – Есик. На р. Лепсы поток весенне-летнего периода имел глубину 1,5 – 2,0 м и ширину 10 – 12 м. В настоящее время р. Аксу превратилась в приток р. Лепсы.


Рисунок 1.3 – Гидрологическая изученность Иле-Балкашского бассейна (по Айс. Турсуновой [20])


Сток по р. Аягоз незначителен, т.к. большая его часть разбирается на орошение. Среднемноголетний расход воды р. Аягоз составляет 2,90 м3/с, в то время как у р. Иле – 478, р. Лепсы – 25,2, р. Аксу – 1,70 м3 /с. Таким образом, весь речной приток в восточный Балкаш (ВБ, по Тарасову М.Н. озеро разделено на 4 гидрохимических района, V-VIII) представлен стоками рек Каратал и Лепсы с объемом не менее 3,9 км3. Этой воды достаточно, чтобы полностью компенсировать расходы на испарение VII, VIII и частично VI – го гидрохимических районов, если учесть объемы осадков на поверхность воды суммарной площадью около 5 тыс.км2 (28% общей площади озера). Авторы [19] предполагают, что влияние стока р. Иле распространяется до устьевых участков р. Каратал, т.е. ее сток компенсирует испарение на 72% площади всей акватории озера, а на остальных 28% – возмещается водой восточных рек.

С повышением стока рек в последние годы (с 1988 по 2002 гг.) в бассейне оз. Балкаш уровень воды заметно возрастает, оживляется жизнь во многих озерах дельты рек и самих реках и рукавах, протоках, намечаются положительные тенденции в изменении экосистемы озера.

Река Иле, самый крупный приток оз. Балкаш, образуется от слияния рек Каш, Текес и Кунгес, истоки которых расположены в Северном Тянь-Шане. Общая длина реки, считая за исток р. Текес, равна 1439 км. Водосборная площадь р. Иле составляет около 3/4 площади бассейна оз. Балкаш. Значительная стокоформирующая часть бассейна р. Иле, почти 45% площади, расположена в пределах КНР, где гидрографическая сеть хорошо развита. Согласно исследованиям [20] сток по р. Иле из территории СУАР КНР в 19882002 гг. продолжает уменьшаться из-за резко возросших заборов воды на сельскохозяйственные и другие нужды: из р. Каш в бассейн оз. Эбиноор, а из рек Кунес и Коксу в бассейн р. Тарим. Средняя и нижняя части бассейна характеризуются редкой гидрографической сетью, большие пространства полностью лишены поверхностного стока. В левобережной части бассейна со склонов гор к руслу р. Иле стекает большое количество горных рек [21]. После впадения таких крупных притоков, как Шарын, Шилик в верхнем и Тургень, Есик, Талгар и Каскелен в среднем течении, водность реки увеличивается на 37%. После выхода из Капшагайского ущелья р. Иле несет воды по Прибалкашской равнине и заканчивается обширной дельтой площадью почти 8 тыс.км2 . Река Иле при впадении в оз. Балкаш разделяется на 3 рукава: Топар, Иле и Жидели. Длина протоки Топар около 184 км, ширина русла от 18 до 50 м, глубина в межень 1 – 2 м, скорость течения 0,5 – 1,0 м/с. Длина протоки Иле около 200 км, ширина 50 – 500 м, глубина 1 – 2 м, скорость течения 0,5 м/с в межень и до 2 м/с в паводок. Русло протоки Жидели относительно молодое и мало извилистое, ширина ее колеблется от 50 до 100 м (иногда до 200 м), глубина 2 – 5 м, скорость течения 1,5 м/с и более.

По данным Гидропроекта [1] и С.А. Абдрасилова [22] на систему Жидели приходится около 91%, Иле – от 4,6 до 7,4%, Топар – от 3,2 до 5,0% стока р. Иле. На территории дельты р. Иле имеется большое число озер и разливов. Среднемноголетняя величина потерь стока в дельте составляет около 3 км3, это 20% стока р.Иле в вершине дельты. Дельта р. Иле оказывает регулирующее влияние на сток в оз. Балкаш как во внутригодовом, так и многолетнем циклах. Согласно исследованиям Р.М. Хайдарова система рек Иле и Топар находится в стадии отмирания, а система пр. Жидели – в стадии формирования единого русла [19; 23]. Реки Аягоз, Каратал, Аксу и Лепсы при впадении в оз. Балкаш также образуют дельты.

Общее количество рек и временных водотоков в бассейне оз. Балкаш свыше 52000 общей протяженностью более 137000 км. Согласно [2] в 1970г. насчитывалось около 24000 озер и искусственных водоемов. Небольшое количество мелких озер, преимущественно пресных, имеется по долинам рек Биен, Баскан и др., а также в долинах горных рек, особенно вблизи концов ледников. Общая площадь всех озер и водохранилищ составляет около 5% площади водосбора. Количество водохранилищ и прудов свыше 150, самое крупное – Капшагайское на р. Иле (1740 км2 при НПГ) [24].

Канал Ертис – Караганда имеет собственную водосборную площадь около 9260 км2 [8]. Гидрографическая сеть на различных участках КЕК неодинакова. Наиболее густая сеть водотоков имеется на территории Казахского мелкосопочника, где канал принимает воды р. Шидерты и около 10 временных водотоков, а также весенние паводковые воды рек Жанкельды и Тузды.



скачать книгу бесплатно

страницы: 1 2 3 4 5 6 7

Поделиться ссылкой на выделенное