Государственный мониторинг состояния недр

Региональный центр ГМСН по Северо-Западному Федеральному округу

Северо-Западный филиал

Федерального государственного унитарного научно-производственного предприятия

"Российский федеральный геологический фонд"

ÆГосмониторинг

 

ÆГМСН г. Санкт-Петербург

 

Подземные воды г. Санкт-Петербург

 

Подземные воды на территории города являются ценным полезным ископаемым и служат источником основного или резервного хозяйственно-питьевого водоснабжения населения. Наряду с позитивной ролью подземные воды могут оказывать негативное влияние на инженерные сооружения, фундаменты и подвалы зданий, водопроводные сети и коммуникации, канализационные коллекторы и тоннели метрополитена, нередко приводя их к преждевременному износу и разрушению.

На территории города подземные воды развиты в четвертичных и дочетвертичных отложениях и распространены повсеместно.

В четвертичных отложениях выделяются  горизонт грунтовых вод в надморенных осадках различного генезиса и валдайский моренный водоносный горизонт,  межморенный водоносный комплекс (ВК) в составе двух горизонтов – верхнего (подпорожско-осташковского) и нижнего (днепровско-московского), разделенных относительно водоупорными отложениями московской морены. К дочетвертичным отложениям относятся ордовикский, кембро-ордовикский и вендский (только в пределах Курортного района) водоносные комплексы и нижнекембрийский (ломоносовский) водоносный горизонт (ВГ).

Недра содержат не только пресные, но и минерализованные воды, которые используются для розлива в качестве минеральных столовых и для бальнеологических целей. Солоноватые воды с минерализацией от 1 до 5,5 г/дм3 представлены  ломоносовским ВГ и вендским ВК (в центральной и южной частях  г.Санкт-Петербурга).

Грунтовые воды  на территории города распространены повсеместно и залегают первыми от поверхности на глубине 0,5 – 5,0 м, не защищены от загрязнения, которое происходит на участках повышенного техногенного воздействия: склады горюче-смазочных материалов, автотрассы, промышленные предприятия, нарушенные системы канализации, свалки отходов, иловые площадки канализационных очистных сооружений  и пр. Эти воды могут являться проводником загрязняющих компонентов для более глубоких водоносных отложений, приводить к подтоплению подвалов и фундаментов зданий и территорий, вызывать разрушение коммуникаций. Режим уровня грунтовых вод в естественных и слабонарушенных условиях изучается в зависимости от вида (типа) режима и определяется сезонными климатическими изменениями.

В годовом цикле изменения колебаний уровней четко выделяются 4 фазы: зимний спад, весенний подъем, летне-осенний спад и осенне-зимний подъем. Основные результаты по изучению уровенного режима грунтовых вод следующие:

1.           Предвесенние минимальные положения уровней грунтовых вод, были зафиксированы в январе - марте 2014 г.

2.           Весенние максимальные уровни ГВ отмечались в 2014 г., практически по всем скважинам в апреле - мае.

3.           Летне-осенний спад уровней ГВ по всем типам режима закончился в августе-октябре.

4.            Осенне-зимний максимум практически по всем скважинам зафиксирован в ноябре-декабре.

5.           На основании многолетних наблюдений можно сделать вывод о том, что в 2014 году среднегодовые уровни и экстремальные характеристики почти по всем скважинам, оборудованным на грунтовые воды, расположенным в различных условиях по степени воздействия основных режимообразующих факторов, были незначительно ниже соответствующих среднемноголетних характеристик (- 0,03 – 0,23 м).

На участках с техногенно-компенсированным видом режима, наряду с климатическими факторами, активно проявляется влияние техногенной нагрузки, что приводит к своеобразному специфическому характеру колебаний уровня грунтовых вод. Основными отличительными чертами режима уровня на этих участках является существенная сглаженность сезонных колебаний уровней и незначительная годовая их амплитуда. В 2014 году среднегодовые положения уровней в центральной части города устанавливались на глубине 1,18 – 2,67 м и были, в основном, выше прошлогодних на 0,02 – 0,17м. По сравнению со среднемноголетними среднегодовые значения были как ниже на 0,04 – 0,63 м.

Суммарные эксплуатационные запасы четвертичного ВК оценены в количестве 110,6 тыс. м3/сут., из них менее 5% осваиваются. Как правило, существующие схемы водозаборов отличаются от проектных, амортизационный срок работы многих водозаборов истек.

Межморенный водоносный комплекс представлен верхним – подпорожско-осташковским (московско-осташковским) и нижним – днепровско-московским водоносными горизонтами. Разделяющим верхний и нижний межморенные водоносные горизонты слоем являются валунные суглинки московской морены, местами полностью размытыми. На таких участках деление на верхний и нижний водоносные горизонты происходит весьма условно. Межморенный комплекс распространен локально, в основном в северной и северо-западной частях города (Калининский, Красногвардейский, Приморский и Курортный районы). В Курортном (Солнечное – Репино – Комарово – Зеленогорск) и Приморском (Ольгино, Лахта, СЗ ТЭЦ) районах подземные воды межморенного комплекса используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Подземные воды приурочены к песчаным разностям различного генезиса и неоднородного гранулометрического состава. Водоносный комплекс напорный. Уровни подземных вод устанавливаются на глубине порядка 10 м, на некоторых участках выше поверхности земли. Участки со значительной мощностью водовмещающих отложений (до 80 м) обычно приурочены к областям развития палеодолин или погребенных гряд, протяженных в плане на десятки километров и содержащим значительные запасы подземных вод.

Верхний межморенный водоносный горизонт (ВМВГ) на преобладающей площади своего развития имеет естественный или слабонарушенный характер режима. В северной части города естественный режим незначительно нарушен эксплуатацией горизонта  на ЗАО ”Полюстрово” для розлива, в качестве минеральных железистых вод. Для хозяйственно-питьевых нужд горизонт ограниченно используется в Приморском районе.

Нижний межморенный водоносный горизонт (НМВГ)

В районе сосредоточения крупных централизованных водозаборов на Карельском перешейке (Солнечное – Репино – Комарово – Зеленогорск) режим подземных вод нарушен длительной и интенсивной эксплуатацией. Самый крупный водозабор, эксплуатирующий подземный воды нижнего межморенного горизонта, с водоотбором в 3,8 тыс. м3/сут, находится в г. Зеленогорске. Водозабор работает на разведанных запасах Зеленогорского МППВ. Практически ежегодно отмечается повышение уровня в скважинах. На начало 2015 года величина депрессии  составила 3,4 м.

По химическому составу подземные воды межморенного ВК пресные. Характерной особенностью их состава является повышенное содержание железа в концентрациях от 1 – 7 мг/дм3 – на преобладающей территории города и до 60-70 мг/дм3 – на участке месторождения «Полюстрово», что обусловлено условиями циркуляции подземных вод в породах, обогащенных минералами железа. В целом, на протяжении последних лет, гидрохимический состав подземных вод межморенного водоносного комплекса в естественных условиях и в условиях многолетней эксплуатации остается стабильным.

Ордовикский водоносный комплекс распространен только в юго-западной части Санкт-Петербурга – в Красносельском районе. Представлен трещиноватыми  закарстованными известняками и доломитами мощностью порядка 50 м, залегающие непосредственно под четвертичными образованиями. Комплекс широко используется для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Красное Село и в Ленинградской области.  Крупнейший в городе водозабор Красносельский с водоотбором 16,7 тыс. м3/сут работает на разведанных запасах одноименного участка Ижорского МППВ. В настоящее время наблюдения за уровнем не ведутся.

Комплекс безнапорный, имеет непосредственную связь с атмосферными осадками и поверхностными водами. На участках повышенной техногенной нагрузки в подземных водах может отмечаться повышенное содержание нитратов.

Подземные воды ОВК здесь пресные с минерализацией 0,5 – 0,7 г/дм3 и повышенной жесткостью (8,9 – 9,5 мг/дм3). Концентрации основных химических компонентов, тяжелых металлов, фенолов, не превышают нормативных значений (СанПиН 2.1.4.1074-01).

 

Нижнекембрийский (ломоносовский) водоносный горизонт

Распространен в южной части Санкт-Петербурга под лонтоваскими («синими») кембрийскими глинами. Водовмещающие породы представлены песчаниками, переслаивающимися с алевритистыми глинами. Мощность горизонта 1 – 25 м. В Предглинтовой низменности кровля водоносного горизонта залегает на глубине от 10 до 100 м. Преобладание глинистой составляющей, обусловливает низкую водообильность горизонта. Поэтому используется крайне ограниченно для мелких объектов с незначительной водопотребностью (до 5 – 10 м3/сут). Уровенный режим подземных вод ломоносовского водоносного горизонта формируется под действием естественных факторов и характеризуется как ненарушенный, либо слабонарушенный и изучался по скважине на ст. Новый Петергоф. Среднегодовой уровень подземных вод устанавливался на абсолютной отметке плюс 13,91 м, что ниже среднемноголетнего значения на 0,78 м.

Вендский водоносный комплекс

Начало эксплуатации вендского комплекса относится к концу XIX в., когда были пробурены первые скважины. В этот период отметки пьезометрических уровней в ряде скважин отмечались выше поверхности земли (на абсолютной отметке +4 м в центральной части города). В последующие годы (до 1976 – 1977г.г.) велась интенсивная эксплуатация вод вендского ВК с максимальной величиной водоотбора более 30 – 35 тыс. м3/сут. В этот период понижение уровней в центральной части города фиксировалось на абсолютных отметках минус 65 – 75 м. Площадь пьезометрической депрессии составляла порядка 20 тыс. км2. Центр депрессии находился в центре СПб – 74 м. В районе водозабора Черная Речка в Ленинградской области также уже была сформирована глубокая депрессия глубиной 72 м. Северная часть депрессии осложнена местными депрессионными воронками, образовавшимися в результате эксплуатации крупных водозаборов на Карельском перешейке (Репино – Комарово – Солнечное, Черная Речка – Сертолово – Песочный). В настоящее время в связи с постоянным многолетним сокращением водоотбора из ВВК в центральной части Санкт-Петербурга до 0,9 тыс. м3/сут, происходит стабильный подъем уровней и контуры депрессии изменяются. Современный  центр региональной депрессии вендского ВК приходится на водозабор Черная Речка со снижением уровня от первоначального положения на 51,0 - 60,4 м.  В центре Санкт-Петербурга уровень подземных вод с 1977 г. восстановился на 45,7 – 57,4 м и на конец 2014 г. находится на абсолютных отметках минус 9,6 минус 12,55 м, а глубина депрессии здесь составляет 14,61 – 16,55  м; в северной части города - 13,61 м; в центральной от 14,61 до 16,55 м; в южной – 12,98 м; в 27 км к западу от центра депрессии в Петродворцовом районе снижение уровня составляет 12,91 м. На расстоянии 80 – 120 км к западу от СПб – 5 – 8 м, на таком расстоянии основное влияние оказывает эксплуатация вендского ВК на территории Эстонии.

На территории города утверждены запасы подземных вод вендского ВК на 41 (из общего количества 61) месторождениях (участках)  питьевых и технических подземных вод, из которых 7 участков  для резервного водообеспечения города в случае чрезвычайных ситуаций и на особый период.  Подземные воды вендского комплекса используются в центральной части города для технического водоснабжения промышленных предприятий, а в Курортном районе широко для централизованного хозяйственно-питьевого. Кроме того, подземные воды вендского ВК используются и как лечебные минеральные, и для этих целей на территории города разведаны еще 12 месторождений.

Депрессионные воронки наблюдаются на следующих крупных водозаборах Курортного района: п. Репино (22,64 м); п. Комарово (21,42 м); п. Песочный (40,02 м). Наблюдаемое снижение уровней на водозаборах Курортного района находится в пределах допустимых значений. Водозаборов, где происходит истощение запасов подземных вод вендского ВК  на территории Санкт-Петербурга не отмечается, что свидетельствует о возможности продолжения эксплуатации водозаборов в режиме, предписанными утверждёнными запасами и условиями лицензионных соглашений.

Гидрохимический состав подземных вод вендского ВК, как отмечалось выше, в разных частях города различен, но в целом, характеризуется как стабильный в течение многих лет.

Общее количество отчитавшихся в 2014 году водопользователей составило 61 (в 7 на групповых водозаборах и 54 на одиночных). Из крупных водопользователей с водоотбором  более 1000 м3/сут (по данным прошлых лет), по-прежнему нет сведений о воинских частях в районах г. Зеленогорска и п. Тайцы (на территории Красносельского района СПБ).