Бессточные водоемы Казахстана. Том 1. Гидрохимический режим

Романова София

Данные по определению порядка и концентрационных пределов образования и осаждения солей могут успешно использоваться при разработке методов прогноза и поиска континентальных солей, солевого баланса и других целей.

Разработанный автором подход и полученные результаты могут быть рекомендованы при изучении других бессточных водоемов и водотоков в аналогичных физико-географических условиях, что существенно снизит время и затраты на новые исследования.

Работа выполнена на кафедре неорганической химии КазНУ им. альФараби в соответствии с планами НИР по госбюджетным и хоздоговорным темам, входящим в координационные планы НИР АН СССР, ГКНТ СССР и НАН РК по проблемам: «Экология» (1978-1993 гг.); «Неорганическая химия» (раздел 2.17.15, 1985-1990 гг.); «Или – Балкаш» (1985-1988 гг.); «Интенсификация-90»

и др. Некоторые исследования выполнены автором на инициативной основе.

Экспериментальные материалы по гидрохимии ВО ЭГРЭС – 1,2 использовались ИЗ МОН РК для составления рекомендаций по борьбе с биологическими помехами в системе охлаждения конденсаторов турбин ГРЭС; КазНИИЭ – для расчета солевого баланса и прогноза ионного состава и минерализации на перспективу; «Атомтеплоэлектропроект» (г. Новосибирск) – в качестве справочного материала.

Результаты по химическому составу воды оз. Балкаш, залива Шымпек, изотермическому испарению, состоянию карбонатно-кальциевого равновесия вошли в Банк данных «Ежегодника качества поверхностных вод» и «Государственного водного кадастра ЕДК поверхностных вод суши» (1987 – 1990 гг.).

На основе выполненных исследований автором разработаны специальные курсы лекций и лабораторные занятия по дисциплинам «Основы гидрохимии», «Химия природных вод Казахстана», «Химия природных вод и солей», «Химия рассолов и солей», «Охрана вод суши», «Физикохимия рек и озер», «Природные соли Казахстана» и др., которые читаются студентам бакалаврам и магистрантам химического, биологического и географического факультетов КазНУ им. аль-Фараби.

Автор выражает благодарность многим людям, возлагавшим на меня свои надежды, так как научные поиски и исследования не ведутся в одиночку. С особой теплотой вспоминаю своего учителя профессора Б.А. Беремжанова, проторившего тропу в гидрохимическую науку Казахстана и внесшего бесценный вклад в развитие теории континентального солеобразования. Особую благодарность адресую профессору А.А. Турсунову, чьи мудрость, прозорливость и забота постоянно поддерживали меня; профессорам Н.Н. Нурахметову, М.Р. Танашевой, Г.С. Куанышевой, М.М. Буркитбаеву, Г.Д. Чирковой за ценные советы и помощь в решении иногда возникавших трудностях при выполнении полевых и лабораторных исследований; А.Р. Медеу, Н.А. Амиргалиеву, М.Ж. Бурлибаеву, И.М. Мальковскому, В.П. Благовещенскому, Э.И. Чембарисову, чьи забота и внимание к процессу подготовки и выполнения научных разработок постоянно поддерживали и вдохновляли меня; к.х.н. Г.С. Кунанбаевой, к.х.н. С.С. Крученко, к.х.н. Н.Б. Казангаповой и н.с. Г.В. Тараниной за трудолюбие, поддержку и верность общему делу.

Глава 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОСБОРНЫХ БАССЕЙНОВ И КОНЕЧНЫХ ВОДОЕМОВ

Большие размеры территории, ее внутриконтинентальное замкнутое положение, наличие больших замкнутых, бессточных бассейнов, орографическая, климатическая, геологическая, гидрогеологическая неоднородность приводят к значительному разнообразию природных условий.

1.1 Географическое положение и геоморфология

Бассейн оз. Балкаш и изучаемая его часть, Прибалкашье, расположены на юго-востоке Казахстана и включает территории Алматинской, юго-восточной части Карагандинской, юго-западной части Восточно-Казахстанской и восточную часть Жамбылской областей, а также северо-западную часть провинции Синьцзян КНР. Водоразделом бассейна на севере является Каркаралы-Актауский массив и хребет Чингиз-тау, на востоке – хребет Тарбагатай, на юге – восточные отроги хребтов Терскей, Кунгей Алатау и Илейского Алатау, на западе – Шу-Илейские горы (рисунок 1.1). Площадь Прибалкашья составляет более 500 тыс. км², в том числе в пределах РК 400 тыс.км² [1]. Протяженность бассейна с запада на восток более 900 км, с севера на юг 680 км. Координаты оз. Балкаш следующие: 73⁰ 26¹ в. д., 44⁰59¹ с. ш.

По характеру рельефа на водосборном бассейне оз. Балкаш выделяются 5 физико-географических областей: мелкосопочник и низкогорья Казахстанской складчатой

страны, равнины Балкаш – Алакольской впадины, системы Казахстано – Жонгарской горной области, Шу – Илейские горы и восточная часть Северно Тянь-Шанской горной области.

Сопки с куполовидными вершинами Казахского мелкосопочника поднимаются на 30 – 40, иногда до 100 – 200 м над прилегающей равниной [2; 3]. Хребет Чингиз Тау возвышается над окружающей местностью на 500 – 600 м. Высота хребта Тарбагатай составляет 2000 – 2500 м, а в центральной части до 3000 м. Здесь преобладают сопки, поднимающиеся в виде отдельных куполов.

Средняя высота равнинного плато Северного Прибалкашья около 400 – 450 м. Рельеф представлен обособленными холмами и короткими невысокими горными цепями. Дно Балкаш – Алакольской впадины ровное, местами занято солеными и горько – солеными озерами, топкими солончаками. Абсолютные отметки 340 – 450 м [1]. Общий наклон поверхности котловины направлен к ее центру.

Жонгарский Алатау характеризуется платообразными пространствами («сырты»). Юго-восточным продолжением Жонгарского Алатау является хребет Борохоро, северный склон которого ограничивает Эби – Нурскую котловину с юга, а южный – Илейскую впадину с севера.

Абсолютная высота Илейской впадины меняется от 600 м у границы КНР до 500 м в районе плотины Капшагайской ГЭС. Илейский Алатау, являющийся наиболее северной цепью Тянь-Шаня длиной около 250 км, шириной 30 – 40 км, образует полого – вогнутую к югу дугу широтного направления. В центральной части высота хребтов достигает около 4 км и более. К востоку и западу, высоты хребта понижаются, к северу – склоны становятся крутыми. Для среднегорий и высокогорий Илейского Алатау наиболее характерен крутосклонный глубокорасчлененный рельеф.

1 -горные хребты; 2 – абсолютная высота местности; 3 – пески; 4 – районы оледенения.

Рисунок 1.1 – Схема орографического строения территории бассейна озера Балкаш (по Ж. Достаю)

К водоемам и водотокам Экибастузского топливно-энергетического комплекса (далее ЭТЭК) относятся: канал Ертис-Караганда им. К. Сатпаева (далее КЕК); Экибастузское резервное водохранилище (далее ЭРВ); ВО Экибастузской ГРЭС-1 (далее ЭГРЭС-1), созданное в промытой котловине мелководного горько-соленого озера Жанкельды, с впадающей в него р. Лог Жанкельды; ВО Экибастузской ГРЭС-2 (далее ЭГРЭС-2), построенное в котловине соляного озера Шандаксор; р. Актасты, впадающая в оз. Шандаксор; оз. Карасор, понижение которого используется для гидрозолоудаления (далее ГЗУ, рисунок 1.2).

Экибастузские ГРЭС-1 и ГРЭС-2 расположены на территории Павлодарской области, соответственно, в 16 и 30 км к северо-востоку от г. Экибастуза, и 120-134 км западнее г. Павлодара. Район имеет своеобразный гидрографический характер с очень редкой сетью временных водотоков и логов, действующих только в период снеготаяния.

Рельеф района представляет собой плоскую равнину с отдельными понижениями и впадинами, часто занятыми мелководными горько-солеными озерами. Характерной чертой этих озер является их периодическое наполнение и высыхание. В наиболее сухие годы эти озера пересыхают полностью. Цикл наибольшего наполнения повторяется примерно через 10-12 лет в наиболее многоводные годы [4-7].

На берегу одного из таких озер, Жанкельды, расположена площадка Экибастузской ГРЭС-1, а на берегу оз. Шандаксор – Экибастузская ГРЭС-2.

Котловина оз. Жанкельды вытянута с юга на север (6х8 км²), имеет пологие склоны. Абсолютные отметки дна 150-150,5 м (уровень существующего озера). Плоские поверхности, которые образуют пологие склоны котловины, имеют отметки 160-165 м на севере, 175-180 м на юге.

Берега озера крутые, низкие (1,5-2 м), глинистые, супесчаные или суглинистые, покрыты скудной степной растительностью. В прибрежной части развиты солонцы с характерной для них растительностью – солянкой и солеросом. С северо-западной стороны в озеро направлен лог Жанкельды, сток воды по которому происходит только в период снеготаяния. Еще несколько мелких логов направляются в озеро с разных сторон.