Есентуки, Ставропольский край, Россия
Новочеркасск, Ростовская область, Россия
ББК 308 Монтаж, эксплуатация, ремонт машин и промышленного оборудования
Произведена оценка влияния водохранилища на малой горной реке Эшкакон, используемого для хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Кисловодска на формирование уникальных минеральных источников Кавказских Минеральных Вод
Эшкаконское водохранилище, малая горная река, геология района, гипсометрическое положение, города-курорты, водоносные горизонты
Эшкаконское водохранилище расположено в Малокарачаевском районе Карачаево-Черкесской республики, входящем в состав особо охраняемого эколого-курортного региона Кавказских Минеральных Вод (рис. 1 и 2).
Рис. 1 Вид на Эшкаконское водохранилище
ГТС Эшкаконского гидроузла относятся к I классу опасности и находятся под постоянным государственным надзором.
Эшкаконское водохранилище имеет следующие параметры:
- площадь зеркала при НПУ – 0,42 км2;
- полный объем – 8,038 млн. м3;
- полезный объем – 8,038 млн. м3;
- длина водохранилища – 2,25 км;
- максимальная глубина водохранилища – 61,5 м.
Площадь водосбора – 316 км2.
Режим регулирования – сезонный.
Назначение: водоснабжение курортного г. Кисловодска и малых районов КЧР.
Для оценки современного состояния водохранилища и его воздействия на окружающую среду представляют интерес следующие геологические данные:1) общие сведения о геологическом строении района водохранилища, 2) состав и трещиноватость горных пород, вмещающих водохранилище, 3) геологическое и гипсометрическое положение водоёма относительно основных природных водоносных горизонтов региона КМВ.
Рис. 2 Вид на гребень плотины Эшкаконское гидроузла со стороны левого устья
В работе использованы результаты личных наблюдений авторов по геологии района (начиная с 1961-1971 гг.), последствий паводка
Зона охраны Эшкаконского водохранилища включает среднюю и верхнюю части долины реки Эшкакон. Бассейн этой реки расположен на северном склоне Скалистого хребта. Эшкакон считается правым притоком реки Подкумок, который в свою очередь является правым притоком реки Кума [2]. Следует заметить, что сравнительное изучение истоков трех названных рек показало [1], что по геоморфологическим параметрам именно Эшкакон является главным истоком бассейна реки Кума. Только эта река прорезала эскарп Скалистого хребта и вышла на территорию соседней с юга морфоструктуры Северо-Юрской депрессии; кроме того, только русло Эшкакона вскрыло в результате донной эрозии горные породы древнего домезозойского фундамента Скалистого хребта.
Скалистый хребет вместе с расположенным севернее Меловым (Джинальским) хребтом слагает северный макросклон горного сооружения Большого Кавказа, известный под названием Северо-Кавказской моноклинали. Названные хребты являются областью питания всемирно известных источников Кавказских Минеральных Вод, приуроченных к поперечному Эльбрус-Кисловодскому поднятию [3].
Скалистый хребет имеет двухэтажное геологическое строение. Верхний этаж представлен осадочными породами юрской и меловой систем, пласты которых полого (5-10 градусов) наклонены к северу-северо-востоку. Граница между фундаментом и чехлом представляет собой поверхность регионального несогласия - древнего предмезозойского пенеплена, образовавшегося на месте палеозойских горно-складчатых сооружений Палеокавказа. Фундамент Скалистого хребта, имеющий сложное складчатое строение, относится к Карачаево-Черкесскому горст-антиклинорию. В его пределах выделяются три зоны (с юга на север): Бийчесынская антиклинальная, Хасаутская синклинальная и Кисловодская антиклинальная (Потапенко, 2004). Фундамент Скалистого хребта слагают Кисловодская и северная часть Хасаутской зоны. Наиболее древние (докембрий-нижний палеозой) горные породы представлены в Бийчесынской зоне сложноскладчатым метаморфическим комплексом, прорванным крупными телами позднепалеозойских гранитов малкинского комплекса. Граниты большей частью имеют красный цвет. На широте реки Хасаут в породах фундамента расположена Хасаутская синклинальная субширотная структура, в которой на метаморфических породах бийчесынского комплекса с размывом и конгломератом в основании залегает урлешская свита (до
Граниты, обнажающиеся в средней части русла Эшкакона, принадлежат Кисловодской зоне и относятся к малкинскому комплексу (рис. 5).
Водоносные горизонты
Подземные воды Эльбрус-Кисловодского выступа разделяют на три основных типа или группы [5] и др.: 1) воды современной коры выветривания, 2) пластовые и пластово-трещинные напорные воды мезозойского чехла Северо-Кавказской моноклинали; 3) воды крупных тектонических разломов.
Воды первого типа развиты повсеместно и имеют инфильтрационное происхождение за счет атмосферных осадков. Они пресные или слабо минерализованные гидрокарбонатно-кальциевого состава. Южнее широты г. Гудгора (
Воды второго типа, циркулирующие в отложениях верхней юры и в основании нижнего мела (валанжинский ярус), отличаются повышенной минерализацией (0,5-1,7 г/л) и относятся к сульфатно-гидрокарбонатно-натриевому типу. Наиболее детально изучен состав вод валанжина, к которому приурочены минеральные источники Кисловодска (главный и доломитный). Установлено, что в южных выходах близ гребня Скалистого хребта эти воды маломинерализованные (0,4-0,6 г/л), но по мере продвижения по падению пластов к северу их минерализация возрастает, достигая в Кисловодске 3,9 (главный нарзан) и 5 г/л (доломитный нарзан).
Воды третьего типа приурочены к разломам палеозойского фундамента северо-восточного простирания. Они характеризуются углекислым составом с повышенной минерализацией. Формирование этих вод происходит в результате наложения восходящих потоков эндогенной газообразной углекислоты на пластовые и пластово-трещинные воды осадочного чехла.
Трещиноватость горных пород фундамента детально изучалась в естественных обнажениях южнее Скалистого хребта по рекам Кубань и Малка (Потапенко, 2004 и др.). Установлено, что в этих породах повсеместно широко проявлена тектоническая трещиноватость, характеризующаяся закономерной ориентировкой к складчатым дислокациям северо-западного и субширотного простирания. Замеры трещиноватости производились в скальных обнажениях, позволяющих изучить как крутые, так и пологие трещины. Наиболее распространены сопряженные трещины сколового типа северо-западного и северо-восточного простирания. Трещины закрытые, плоскости их ровные, частота варьирует от 4 до 15 штук на
Рекогносцировочное обследование в
Гидрологам и гидрогеологам важно знать, насколько глубоко от дневной поверхности проникает зона современного выветривания (гипергенеза), в которой тектонические трещины становятся водопроницаемыми. С этой точки зрения представляет интерес дорожная выемка в гранитах, выполненная при строительстве плотины взрывным способом. На левом склоне долины вдоль дороги на протяжении
Таким образом, в районе водохранилища можно выделить граниты трех физических состояний:
1) граниты свежие незатронутые выветриванием с закрытыми плохо различимыми трещинами,
2) граниты, образующие естественные обнажения и подвергшиеся воздействию современных процессов физического выветривания, благодаря которым хорошо распознается древняя (палеозойская) трещиноватость тектонического происхождения;
3) граниты доюрской коры химического выветривания.
Приведенные данные подтверждают обоснованность представлений гидрогеологов, выделяющих в горном рельефе в качестве самостоятельного типа воды коры выветривания. Эти трещинно-грунтовые воды, являющиеся типично инфильтрационными (формирующимися за счет атмосферных осадков), развиты в современной коре выветривания и зоне поверхностной трещиноватости, т.е. в пределах глубины влияния современных экзогенных процессов (Орфаниди, 1972). Эшкаконское водохранилище полностью находится в массиве гранитов, в которых с поверхности также имеется зона повышенной трещиноватости – современная кора выветривания. На протяжении нескольких метров в глубь массива трещиноватые обводненные граниты сменяются массивными, практически водонепроницаемыми.
Рис. 3. Схема строения западного борта Эшкаконского водохранилища: 1-3 – палеозойские граниты: 1 – массивные, 2 – трещиноватые (зона современного физического выветривания), 3 – каолинизированные (кора предъюрского химического выветривания); 4 – песчаники хумаринской свиты (нижний отдел юрской системы, плинсбахский ярус)); 5 – известняки и доломиты (верхний отдел юрской системы, оксфордский и кимериджский ярусы); 6 – границы крупных стратиграфических и угловых несогласий; 7 – задернованный склон с горно-луговой растительностью; 8 – бетонные сооружения; 9 – насыпная плотина; 10 – максимальный уровень водохранилища (
Рис. 4. Массивные граниты, вскрытые взрывным способом, выше дороги сменяются трещиноватыми, испытавшими воздействие современных процессов физического выветривания.
Гипсометрическое положение водохранилища. Зеркало водохранилища находится на высоте
Выводы.
- Эшкаконское водохранилище целиком расположено в массиве палеозойских гранитов ниже подошвы мезозойских отложений.
- Геологическое и гипсометрическое положение водохранилища исключает возможность отрицательного влияния на гидрогеологическую систему, формирующую уникальные минеральные источники Кавминвод.
1. Волосухин, Я.В. Морфология речной сети верховьев р. Кумы и проблема главного русла // Проблемы географии и геоэкологии горных территорий. - Карачаевск: Изд-во Карачаево-Черкесского гос. ун-та, 2011. - С. 39-43.
2. Орфаниди, К.Ф. Гидрогеология и гидрохимия Эльбрус-Кисловодского выступа // Труды по геологии и полезным ископаемым Северного Кавказа. Вып XIII. - Ставрополь: Ставропольское книжное издательство, 1972. - С. 231-250.
3. Потапенко, Ю.Я. Геология Карачаево-Черкесии: Учебное пособие. - Карачаевск: КЧГУ, 2004. - 154 с.
4. Потапенко, Ю.Я., Огородникова, В.И. Строение фундамента Северного Кавказа в районе междуречья Кубани и Баксана // Геотектоника, 1971. - № 2. - С. 118-120.
5. Шагоянц, С.А. Подземные воды центральной и восточной частей Северного Кавказа. - М.: Госгеолтехиздат, 1959. - 309 с.
6. Волосухин, Я.В. Река Кума. Комплексная характеристика бассейна: монография / Я.В. Волосухин. - 5-е изд., исправл. и доп. - Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2013. - 421 с.
