Бессточные водоемы Казахстана. Том 1. Гидрохимический режим

Романова София

Озеро Шандаксор расположено в 30 км к северо-востоку от г. Экибастуза. Состоит из нескольких западин, соединяющихся друг с другом, с замысловатой конфигурацией берегов и плоским дном. В бессточной озерной впадине насчитывается три наиболее крупных котловины – западная, восточная и южная, соединяющиеся между собой узкими лентами понижений. Отметки дна основных котловин различаются на 0,7-0,8 м; наименьшей отметкой дна характеризуется восточная котловина (119,6 м), наибольшей – южная (120,4 м). Максимальное наполнение озера в многоводные годы не превышает 1,5м.

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.