Гидрогеологические проблемы недропользования Северо-Запада России Антонов, Владимир Васильевич

Введение к работе

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ДИССЕРТАЦИИ. Актуальность темы данной диссертационной работы связана с необходимостью проведения теоретического анализа и научно-методических исследований гидрогеологических аспектов тех новых проблем и задач, которые возникли, в последние годы, в связи с активным внедрением в гидрогеологическую практику идей недропользования и кардинальной реорганизацией геологической службы Российской Федерации, а также с необходимостью решения для северо-западного региона России проблемы обеспечения безопасного и устойчивого водоснабжения.

Внедрение в гидрогеологическую практику идей недропользования связано, прежде всего, с расширением границ чисто геологического подхода к изучению и использованию земных недр до рамок более общего подхода, развиваемого в приор-доведении, ресурсологии и природопользовании. Следствием расширения подхода к рассмотрению проблем недропользования является:

1. признание земных недр как некоторого самостоятель-кого комплексного природного ресурса;

2. приравнивание использования земных недр к одному из видов природопользования;

3. распространение на недропользование практики установления лимитов и платности природопользования.

Главными причинами, приведшими к масштабной акции реорганизации в 1990-96 гг. государственной геологической службы, вызвавшей лавинообразные изменения в геологической практике, являются изменения функций и решаемых этой службою управленческо-организационных задач. Одними из новых функций Министерства природных ресурсов являются такие, как управление государственным фондом недр, регулирование отношений в сфере недропользования, организационное обеспечение функционирования государственной системы лицензирования недропользования.

4 Необходимость решения проблемы обеспечения безопасной и устойчивой структуры водопользования, а в более широком аспекте и недропользования, для северо-западного региона России проявилась в следующих основных моментах:

4. в относительно низком проценте использования подземных вод в общей структуре централизованных систем водоснабжения;

5. в использовании невозобновляемой части подземных водных ресурсов, что приводит к существенному их истощению и опасности появления серьезных экологических проблем;

6. в значительном техногенном воздействии на подземную гидросферу, что проявляется в различных формах ухудшения качества эксплуатируемых подземных вод.

ЦЕЛИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ - заключались в исследовании гидрогеологических проблем, возникающих при недропользовании и лицензировании прав недропользования, а также в разработке теоретических и методических основ решения задач обеспечения устойчивого недропользования в отношении подземных водных ресурсов, в том числе, применительно к северо-западному региону России.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. В соответствии с поставленными целями решались следующие основные задачи:

1) обобщение и анализ основных представлениях о ресур-
сологии недр, видах недропользования и лицензировании нед
ропользования с целью оценки тех изменений, которые вызы
вает внедрение идей недропользования в геолого-гидрогеологи
ческую теорию, практику и методику;

2) анализ особенностей недропользования в отношении
подземных водных ресурсов;

3. разработка концепции устойчивого недропользования в отношении подземных водных ресурсов;

4. оценка безопасной структуры водоснабжения и обеспеченности подземными водами хозяйственно-питьевого назначения северо-западного региона России;

5 5) организация систем устойчивого подземного водо-отбора на действующих водозаборах, включая вопросы обез-железивания и деманганации подземных вод в пластовых условиях;

6. исследование возможности и оптимальных пределов искусственного регулирования родниковой разгрузки;

7. оценка гидрогеологических аспектов влияния различных видов недропользования, при их совместном осуществлении, на подземные водные ресурсы.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ. Для решения поставленных в диссертации задач выполнен широкий комплекс теоретических, методических, опытных полевых и опытно-промышленных исследований в разнообразных гидрогеологических условиях. Методика исследований реализовывалась через:

- сравнительный анализ новой нормативно-правовой базы
недропользования;

проведение методических работ по оценке степени обеспеченности населения водами хозяйственно-питьевого назначения и разработка региональных программ использования подземных водных ресурсов;

проведение полевых опытных работ при поисках, оценке и разведке месторождений подземных вод, находящихся в различных гидрогеологических условиях;

выполнение опытно-промышленных экспериментов по обезжелезиванию и демангазации подземных вод в пластовых условиях;

математическое моделирование, связанное с оценкой прогнозных ресурсов и эксплуатационных запасов подземных вод, а также выбора оптимальных методов искусственного регулирования родникового стока;

- теоретическое обобщение материалов и разработка основ
ных подходов к обеспечению положений концепции устойчивого
развития при использовании подземных водных ресурсов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В работе получен рад новых научных результатов, имеющих как теоретическое и методическое, так и практическое значение. Сформулированы основные теоретические положения нового научного направления связанного с исследованием гидрогеологических проблем устойчивого недропользования при использовании подземных водных ресурсов.

Научная новизна и теоретические результаты работы заключаются в следующем.

1. Сформулированы критерии устойчивого недрополь
зования в отношении использования подземных вод. Для северо
западного региона РФ эти критерии конкретизированы в от
ношении требований к безопасному и устойчивому функ
ционированию систем хозяйственно-питьевого водоснабжения.

2. Выявлены закономерности размещения основных генетических типов месторождений подземных вод в пределах северозападного региона РФ, исследована балансовая структура формирования в пределах этих месторождений эксплуатационных запасов и прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод.

3. Разработаны научно-методические основы оценки подземных водных ресурсов с учетом необходимости обеспечения критериев устойчивого недропользования. Предложены приемы оценки степени возобновляемости подземных водных ресурсов.

1. Для исследования совокупности гидрогеологических
проблем, возникающих при недропользовании и лицензирова
нии прав недропользования, в работе обоснована необходимость
создания нового научного направления, которое названо как
"Гидрогеологические проблемы недропользования".

2. В концептуальном плане, решение гидрогеологических
проблем недропользования должно базироваться на развитии
идей концепции устойчивого развития, ориентированной приме
нительно к использованию подземных водных ресурсов.

3. Научно-методическую основу решения проблем обеспечения условий устойчивого недро- и водопользования должна составлять региональная оценка обеспеченности подземными водными ресурсами с учетом степени их возобновляемости и природоохранных ограничений.

4. В прикладном плане, для условий северо-западного региона России, недропользование, связанное с добычей подземных вод, должно быть признано приорететным и работы по обеспечению устойчивого подземного водопользования должны вестись в направлении создания постоянно-действующих моделей крупных месторождений подземных вод, развития систем искусственного регулирования родникового стока и разработки промышленных технологий очистки подземных вод в пластовых условиях.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Результаты диссертационной работы могут быть использованы при разработке стратегии лицензирования недропользования, обоснования методики проведения геологичекой экспертизы, обоснования методики оценки эксплуатационных запасов и прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод при решении вопросов обеспеченности населения Северо-Запада России подземными водами различного целевого назначения, а также при отработке промышленной технологии обезжелезивания и деман-ганации подземных вод.

РЕАЛИЗАЦИЯ. Результаты научных разработок использованы при решении проблем организации централизованного водоснабжения городов Апатиты, Кировск, Балтийск, Светлый, С.-Петербург, Гатчина, Петродворец, Кронштадт, Ломоносов, Рощино, Зеленогорск и др. Научно-методические разработки были использованы при проведении крупной региональной работы по оценке обеспеченности населения Северо-Запада РФ подземными водами хозяйственно-питьевого назначения.

Ряд положений диссертационной работы вошли в методические руководства геологических организаций Северо-За-

8 пада России, а также отражены в учебных пособиях для студентов-гидрогеологов.

АПРОБАЦИЯ. Основные положения диссертационной работы докладывались на научных семинарах и конференциях кафедры гидрогеологии СПбГТИ; на 3-их, 4-х и 5-х Толстихинских чтениях; на 2-й Международной конференции по экологии Балтийского моря; на семинарах в Европейском центре экологии (г. Прага).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 37 работ, в том числе 1 монография и 5 учебных пособий.

Диссертация является обобщением многолетних работ автора в области поисков и разведки месторождений подземных вод, оценке эксплуатационных запасов и прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод по территории РФ. В последние 5-7 лет были выполнены работы в области лицензирования недропользования, гидрогеологического эксперти-рования и др. новых направлениях, которые возникли в рамках учения о месторождениях подземных вод.

Большинство работ было выполнено на кафедре гидрогеологии СПбГТИ. В обсуждении результатов работ принимали участие научные сотрудники и преподаватели кафедры, всем им автор выражает глубокую признательность. Особую признательность за постоянное внимание к работе автор выражает заведующему кафедрой, проф. В.А.Кирюхину. Также автор весьма признателен чл.-кор. РАН, проф. В.А.Мироненко за проявленное внимание и конструктивную критику работы. Автор благодарит за сотрудничество А.И.Короткова, А.Н.Павлова, В.А.Бережного, Ю.В.Николаева, Н.С.Соболеву, В.А.Кальм, Е.Л.Грейсера, Л.Е.Грейсера, Г.И.Богданову, И.В.Карпова, Г.С.Мелехову, К.С.Пожевилко, Н.В.Бердникова, М.Н.Строн-скую, В.С.Саванина, В.В.Саванина, И.М.Шафороста. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Работа состоит из двух частей, причем в первой части (главы 1-5) рассмотрены теоретические аспекты, а во второй

9 части (главы 6-Ю) - некоторые прикладные аспекты гидрогеологических проблем недропользования.