Подземные воды

Практически нет на Земле участка, где в горных породах не содержались бы подземные воды. Они могут располагаться на разной глубине, в разных количествах; вода или движется с большой скоростью, или веками находится в почти полной неподвижности. Поверхностные воды проникают под землю тремя основными путями. Это либо просачивание (инфильтрация) атмосферных осадков, выпавших непосредственно над данной площадью, либо подток со стороны уже образовавшихся подземных вод, либо проникновение под землю поверхностного стока в руслах рек (инфлюация). Последнее наиболее ярко проявляется в карстовых областях. Есть еще один способ образования воды в недрах земли — конденсация. Величина ее в разных природных условиях может резко меняться.

В зависимости от геологической обстановки в том или ином районе могут существовать один, два, а то и все четыре источника поступления воды под землю. По этим и некоторым другим признакам специалисты выделяют в пределах той или иной территории гидрогеологические районы.

Гидрогеологические условия Крымского полуострова представлены на приводимой ниже схеме. Чтобы уяснить, за счет чего питаются подземные воды Крыма, куда они движутся, где выходят на поверхность, познакомимся хотя бы в общих чертах с геологическим строением полуострова.

Как известно, он делится на два резко отличающиеся друг от друга физико-географических района — степной и горный.

Еще в XVIII веке академики П. С. Паллас и В. Ф. Зуев отмечали своеобразное строение горного Крыма: круто приподнятые над морем пласты пород как бы срезаны гигантским ножом и наклонены к северу. На плоских вершинах Главной гряды Крымских гор, возвышающихся на 1200-1500 м. над уровнем моря, выпадает максимальное для Крыма количество осадков. В два раза меньше их выпадает в предгорье, а в степной части Крыма количество осадков уменьшается в три раза. Если учесть, что и испарение здесь намного выше, чем в горных районах, становится понятным, почему Главную гряду считают наиболее благоприятным местом для питания подземных вод атмосферными осадками.

Главная гряда Крымских гор сложена в основном верхнеюрскими известняками, которые подстилаются водоупорными среднеюрскими породами и породами таврической серии: аргиллитами, алевролитами, песчаниками. Атмосферные осадки, выпавшие в пределах гряды, быстро проникают в недра горных массивов по бесчисленным трещинам и карстовым полостям, образовавшимся в хорошо растворимых известняках (на схеме отмечены цифрой 7). Дойдя до северного подножия Главной гряды, значительная часть этих вод вытекает в виде источников, давая начало рекам (8), текущим затем по межгорному понижению, днище которого сложено водоупорными породами. В пределах Внутренней гряды воды попадают на поверхность, сложенную относительно плотными, но трещиноватыми известняками. В их толще вода накапливается, как и в районе Главной гряды, в разрозненных трещинных и карстовых полостях, не создавая здесь сплошного водоносного горизонта.

Схематический разрез Крымского полуострова по линии Алупка - Сиваш (по Е.В. Львовой, 1967).

1 - таврическая серия: чередование аргиллитов, алевролитов, песчаников; 2 - известняки и песчаники верхнеюрского возраста; 3 - конгломераты, известняки, песчаники и мергели мелового возраста; 4 - олигоценовые глины; 5 - неогеновые отложения: песчаники, известняки, разделенные слоем глин; 6 - суглинки и глины верхнеплиоценового и антропогенового возраста; 7 - карстовые полости на плато; 8 - карстовые полости и источники на склонах; 9 - уровень артезианских вод; 10 - скважина (стрелка соответствует напору подземных вод). Цифры слева означают высоту над уровнем моря в метрах.

Внутреннюю гряду пересекают почти все реки северного склона. В известняках мелового возраста они теряют значительную часть стока. В пределах понижения между Внутренней и Внешней горными грядами водоупорные глины также не пропускают воду в глубь земли, зато вершина и склоны Внешней гряды поглощают почти все осадки, идущие на питание подземных водоносных горизонтов в степном Крыму. Известняки, находящиеся на уровне рек, поглощают и их воду, в результате чего реки северного склона выходят в степные пространства, будучи уже значительно обедненными водой. По равнинам степного Крыма, по многочисленным балкам дождевые и паводковые воды почти бесполезно стекают в Сиваш или Черное море либо пополняют маломощный, засоленный горизонт грунтовых вод.

Воды, попавшие в толщу известняков, перемещаются на север и располагаясь между водоупорными породами, образуют мощный артезианский бассейн. Эксплуатация вод этого бассейна производится по принципу сообщающихся сосудов: при бурении скважин в степном Крыму воды стремятся достичь уровня, на котором находится область их питания, го есть склоны Внешней гряды. Вследствие этого в ряде скважин вода может фонтанировать на высоту нескольких метров над поверхностью земли, в других уровень воды устанавливается на разной глубине. Таким образом, обделенная поверхностными водами степная часть Крыма снабжается подземными водами хорошего качества. Это общая схема; конечно, гидрогеологическая обстановка в Крыму много сложнее. В пределах полуострова гидрогеологами выделено четыре провинции подземных вод (две — в степном Крыму, по одной — в горном и на Керченском полуострове). Эти четыре провинции, в свою очередь, разделены на десять гидрогеологических областей, а каждая область делится на несколько гидрогеологических районов.

Уяснить условия формирования подземных вод и проблемы, связанные с их охраной, мы попытаемся на примерах горной и степной частей Крыма.

Горный Крым

Горы... Как гигантский всплеск каменной волны, навечно застыли они над морем; мохнатая шуба лесов укутывает их почти до самых вершин. О горах в народе рассказывают легенды, слагают песни. Большой интерес вызывают они у ученых различных специальностей, в особенности у геологов. Здесь воочию можно убедиться в проявлении титанических подземных сил, которые, сломав жесткую земную кору, создавали горы на протяжении миллионов лет.

Мы, разумеется, не можем непосредственно заглянуть в недра гор, но о многом можем судить предположительно на основании исследований геологов, геофизиков, спелеологов.

Представим себе на минуту, что недра гор распахнулись перед нами. Сразу бы бросились в глаза голубые прожилки, которые густо, как мелкие кровеносные сосуды в теле человека, пронизывают породу. И подобно тому, как капилляры сбегаются к венам и артериям, водоносные сосуды в теле гор стягиваются к более крупным жилам, вытянутым вдоль разрывов породы. А если такая водоносная жила соприкоснется с поверхностью земли? Тогда в этом месте мощной струей будет изливаться родник.

Надо сказать, что в горном Крыму нельзя вести гидрогеологические исследования без учета карстовых процессов, характерных для этого района. Карст во много раз увеличивает объемы подземных пустот, которые пропускают воду, — с этим согласны все, кто когда-либо занимался его изучением. Длительная дискуссия шла в научном мире о том, каким же образом распределяются подземные воды в карстовых пустотах горных массивов. У нас в Крыму многолетние исследования карстовых полостей проводились под руководством Б. Н. Иванова и В. Н. Дублянского. Решить спорные вопросы помогло сооружение Ялтинского гидротоннеля.

Изучение карстовых полостей до глубины 500 м. от поверхности земли позволило установить, как происходит накопление и сток подземных вод в верхних частях горных массивов, а тоннель, пронзивший подножие массива на глубине около километра, дал возможность провести исследования в его нижней части. До проходки тоннеля некоторые ученые считали, что горные массивы, состоящие из известняков, пронизаны многочисленными карстовыми каналами, пустотами и трещинами, которые сплошь, как губка, заполнены водой. Отсюда следовал неизбежный вывод: достаточно, мол, сделать в нижней части этой «губки» отверстие, как миллионы кубометров воды хлынут наружу, заливая все на своем пути. Мало того, после такого потопа в недрах гор не останется вод, питающих источники; родники иссякнут, и безжизненные, суровые горы будут возвышаться над затопленной Ялтой как безмолвный, но красноречивый памятник людскому безрассудству...

Научные противники таких крайних взглядов, в основном геологи-практики долго работавшие в карстовых районах, считали, что в массивах обводнены только узкие зоны, там, где порода растрескалась при гигантских тектонических процессах, поднявших Крымские горы ввысь. Проходка тоннеля подтвердила эту, вторую, точку зрения. Именно при пересечении узких трещиноватых и закарстованных зон в тоннель и выходили подземные воды, на остальных участках порода была практически безводна. Тревожные дни пережили строители, когда тоннель углубился на 1500 м. от входа со стороны северного портала, а от поверхности земли его отделяло всего 120 м. породы. Тревогу вызывало то обстоятельство, что в склон горы здесь врезалось глубокое ущелье, на дне которого изливался большой карстовый источник Биюк-Узеньбаш. Согласно классическим законам гидрогеологии, вода этого источника должна была ринуться вниз, в «беззащитную» выработку. Но этого не случилось. Те воды, которые выходили в тоннель прямо под этим источником, составили всего 4,5% общего расхода воды в Биюк-Узеньбаше. Мало того, и их химический состав, и температура свидетельствовали о том, что это совершенно разные воды и что связи между ними нет. Так еще раз подтвердилось предположение об изолированности подземных потоков в недрах гор.

Большая часть подземных вод в горном Крыму выходит на поверхность в виде родников. Вероятно, недаром слово родник имеет общий корень с такими дорогими для нас словами, как Родина, родной. В легендах и сказках любого народа встретится поэтический образ выходящей из-под земли воды. И, конечно же, ее будет охранять злой дракон, которого обязательно победит сказочный богатырь...

Место, где вода изливается на поверхность, называется и другим словом — источник. Оба эти слова — родник и источник — на равных правах употребляются в научной и художественной литературе. Всегда и везде люди окружали родники вниманием и заботой. Древний человек создал культ воды, обожествляя ее или населяя сверхъестественными существами, враждебными или дружественными людям. Во многих районах земного шара нам назовут «священные» источники с «чудотворной» водой. В прежние времена этим широко пользовалась церковь, наживавшаяся на суеверии тех, кто уповал на целебную силу таких источников... Кстати, в Крыму имеется множество родников, названия которых начинались со слов «Ай» (святой): Ай-Лия, Ай-Иори, Ай-Эндрит и др.

Самые водообильные источники обычно встречаются в карстовых областях Не является исключением в этом отношении и горный Крым. Сколько же источников в горной части полуострова? Впервые на этот вопрос попытался ответить в 1927 г. М. В. Аполлосов. По его мнению, количество их превышало 2000. Более точную цифру — 2605 — назвал в 1960 г. И. Г. Глухов. Казалось бы, источников много, очень много, на самом деле это не совсем так, ибо источник источнику рознь, Имеются среди них карлики (таких большинство), попадаются и великаны. Крупных родников очень мало, но именно они выводят из-под земли большую часть подземных вод. В горном Крыму насчитывается всего девятнадцать источников, средний дебит которых превышает 100 литров в секунду. Но зато, если общий дебит 2605 источников составляет суммарно 10 350 литров в секунду (то есть 326,6 млн. м.³ в год), то на долю этих девятнадцати крупнейших источников приходится 6560 литров в секунду (207 млн. м.³ в год), то есть 63,4% общего подземного стока. Такая концентрация подземного стока очень характерна для горного карста.

Источник Карасу-Баши зимой.

Все крупные источники Крыма расположены у подножий горных массивов. Назовем некоторые из них. Самый многоводный — источник Карасу-Баши со среднегодовым дебитом 1500 литров в секунду. Название его в переводе означает «выход черной воды», что как нельзя лучше соответствует характеру источника, В глубине узкого, мрачного ущелья мощные струи воды поднимаются снизу, переполняют русло и полноводной рекой бегут к выходу из теснины. А в весенние и паводковые дни вода с ревом вырывается из плена земли; ее так много, что она не успевает излиться через те отверстия и полости, где пролегал ее путь в более спокойные периоды. Уровень воды поднимается до тех пор, пока из отверстий, расположенных на несколько метров выше уровня реки, не начинают с грохотом низвергаться водопады.

Карасу-Баши расположен в восточном Крыму, недалеко от города Белогорска. В противоположной, западной части горной гряды, около села Родниковского, расположен источник Скельский, несколько уступающий по дебиту своему старшему собрату. Каждую секунду он выбрасывает в среднем 1380 литров воды.

В центральной части гор находится третий по величине источник Аян со средним дебитом 567 литров в секунду. Выше уже говорилось, что в продолжение длительного времени Аян был основным источником водоснабжения Симферополя. Одно это может дать представление о том, что скрывается за сухой цифрой, характеризующей дебит источника.

На северном склоне Ай-Петринского массива, в Большом каньоне, расположен еще один мощный источник. Если по тропе, извивающейся по дну каньона, пройти от Яблоневого брода с полкилометра вверх, то, перейдя по бревнам речку Аузун-Узень, можно попасть на миниатюрный полуостров, образованный струящимися почти со всех сторон потоками. Прямо перед вами бежит поток, вырывающийся из заросшей лесом тесной расщелины. Это и есть один из крупнейших карстовых источников Крыма — Пания. Сзади остался его отдельный выход, а слева по каменистому руслу торопливо бежит речка Аузун-Узень. Русла главного потока и бокового выхода Пании, разделенные полуостровком, перегораживают водомерные рамки. Они предназначены для определения количества воды, которое дает источник. Среднегодовой расход Пании — 370 литров в секунду; это значит, что в среднем только за один час изливается более 1300 м.³ воды. Этой водой вполне можно было бы обеспечить город с населением в 50-60 тысяч человек.

Однако средний дебит — довольно отвлеченная величина, которая далеко не полностью характеризует источник. Дело в том, что карстовым источникам свойствен очень непостоянный режим; он зависит от количества атмосферных осадков, от снеготаяния, заморозков, короче говоря, от гидрологических условий сезона. Поэтому и можно иногда наблюдать, как слабый, еле перекатывающийся по камням ручеек, текущий от источника буквально за несколько часов сменяется ревущим, многоводным потоком. У того же Карасу-Баши максимальный дебит достигает 40 000 литров в секунду, а минимальный снижается до 100 литров. У Скельского источника эти цифры составляют соответственно 11000 и 30, у Аяна — 10 000 и 16 литров в секунду. Это, кстати, одно из свидетельств того, что все горные массивы пронизаны пустотами, по которым вода легко и быстро попадает к пунктам разгрузки — к источникам. Иначе говоря, это служит доказательством сильной закарстованности массивов.

Давно прошли те времена, когда люди строили у источников храмы и монастыри. Теперь человек приходит к месту, где вода изливается на поверхность, чтобы получить ответ на вопросы: сколько, откуда, почему? Как больному, источнику регулярно меряют температуру. И обязательно в одно и то же время суток. Перья самопишущих приборов бесстрастно выводят на бумажных лентах кривые, которые показывают, сколько воды выдал источник за единицу времени. В химических лабораториях делают анализы воды. Гидрогеологи, склонясь над картами, стараются определить, на каких участках поверхности атмосферные осадки проникают под землю и текут к источнику, какова площадь этих участков, где их границы, решают многие другие вопросы.

И все это делается для того, чтобы лучше и целесообразнее распорядиться драгоценной влагой. Нет в мире минерала (а вода тоже минерал, только жидкий) более ценного для человека, потому что без воды невозможна жизнь. И самую лучшую воду дают карстовые родники. Именно она более всего пригодна для питья.

В Крыму изучением источников и вообще карстовых вод горного Крыма уже много лет занимается Ялтинская комплексная гидрогеологическая и инженерно-геологическая партия. Благодаря исследованиям ее сотрудников в горах Крыма выявлены запасы карстовых вод, определены условия их накопления и разгрузки. Изучением карстовых вод занимаются и карстологи Института минеральных ресурсов Министерства геологии УССР. Их работа помогает гидрогеологам разобраться в сложной картине распределения карстовых вод. Чтобы понять это, расскажем в нескольких словах о геологических процессах в горах.

Река Восточный Суат начинается карстовым источником на склоне горного массива Караби.

Медленно и неотвратимо, выталкиваемые могучими внутренними силами земли, поднимались к небу горы. Одновременно происходили другие, прямо противоположные процессы. Чем выше горы, чем больше выпадало осадков, тем круче становились уклоны, тем сильнее разъедала вода поверхность гор, образуя глубокие ущелья, каньоны, долины.

А горы продолжали подниматься, И снова ломались и трескались породы на границах участков-блоков, одни из которых поднимались быстрее, другие медленнее, третьи, наоборот, опускались. Найти зоны, вдоль которых ломалась порода, — главная задаче гидрогеологов, поскольку именно в местах разломов концентрируются подземные воды, именно здесь вода наиболее интенсивно «съедает» камень, образуя цепочки карстовых полостей. А это, в свою очередь, вызывает еще большую концентрацию стока — и так до тех пор, пока здесь не разовьются огромные пещеры. Потом вода уйдет глубже, и процесс будет продолжаться на других уровнях. Если на поверхности земли такие зоны пересекаются руслами рек, то вода этих рек уходит под землю, пополняя там запасы влаги. Существуют разные методы определения таких зон: геофизические, геологические, гидрогеологические. Последние включают в себя и индикаторные опыты. Один из таких опытов проводился карстологами Института минеральных ресурсов в зоне Ялтинского гидротоннеля.

...Раннее утро. Небо и солнце где-то там, высоко, за крутыми склонами, а здесь, в глубоком ущелье, сыро и тихо. Журчит небольшой ручеек. Ниже, метрах в двадцати, он исчезает в русле, заполненном глыбами и галькой известняка. А километрах в двух от этого места, в этом же самом русле, из-под скалы вырывается пенный поток огромного карстового источника.

Нам нужно узнать, уйдет ли вода ручья в этот источник, пробравшись к нему под землей, невидимо для глаз человека, или... Вот это «или» интересует нас больше всего. Ведь если вода не появится в источнике, значит, она попадает в какую-то другую обводненную зону и выйдет где-то в другом месте. А имея на карте две точки — место поглощения и место выхода, нетрудно нанести линию, которая покажет, как вытягивается эта самая зона. Полученные данные позволят проектировать работы по определению водных запасов и их использованию.

Все готово для предстоящего опыта. У нас на вооружении флюоресцеин. Безвредный органический краситель, ярко-красный в порошке, он окрашивает воду в изумрудно-зеленый цвет. Банки с драгоценным порошком мы бережно достаем из рюкзаков. Начинается самый ответственный этап операции. Осторожно отвинчиваем крышки банок и ссыпаем их содержимое в ведро со щелочным раствором. Концентрация в воде огромная, и жидкость поначалу сохраняет «адский» ярко-красный цвет. Мы и сами покрываемся невидимой пыльцой, и еще долго зеленая краска будет обнаруживаться на теле в самых неожиданных местах. Отплевываясь, с ужасом видим, что даже слюна — изумрудного цвета. Наконец, все готово к запуску краски. Засекаем время и в торжественном молчании опрокидываем ведро в ручей. Вода в нем мгновенно становится красной, а чуть ниже, где концентрация краски меньше, — густо-зеленой. Этот удивительный порошок может растворяться в воде почти до бесконечности. Невооруженным глазом можно определить наличие краски, если содержание ее в одном кубометре составляет 0,1 миллиграмма; иными словами, килограммом краски можно окрасить 10 миллионов тонн воды. У флюоресцеина есть только один враг — глина. Если окрашенная вода просачивается через щели, заполненные глиной, то краска почти полностью поглощается (адсорбируется) ею.

Но вернемся к опыту. Во всех точках, где возможен выход краски, уже сидят наблюдатели. Методика наблюдений очень проста: в колбочку набирается вода и сравнивается с заранее отобранной чистой водой, налитой в такой же сосуд. Наши наблюдатели снабжены этими нехитрыми приспособлениями и строгой инструкцией: на посту не спать, не отлучаться, тщательно сравнивать пробы воды. На другой день рано утром в лагерь примчался один из наблюдателей. «Есть! — радостно закричал он. — Уже полсела собралось...».

Результаты опыта показали, что источник, в котором вышла краска, принадлежит к бассейну совершенно другой реки. Значит, разломная зона действительно существует. Именно она уводит под землей воду из одного речного бассейна в другой, отделенный от первого высокими хребтами-водоразделами. Опыт также подтвердил наш вывод о том, что подземные водосборы крупных источников весьма обширны и границы их не совпадают с границами речных, поверхностных бассейнов, к которым принадлежат эти источники.

Каптированный источник у горного приюта "Партизанский" (верховья реки Бурульчи).

Длинный и сложный путь проходит вода от поверхности земли до источника Но обычно, и к сожалению, путь этот она проходит очень быстро. Только выпал в горах сильный дождь или началось таяние снега, а в долинах уже через день-два вздуваются реки, грохочут глыбы, переносимые стремительным потоком по руслу. Одной из отрицательных сторон такого быстрого движения воды является то обстоятельство, что нежелательные, а порой и вредные вещества, смываемые с поверхности земли, могут попасть в источник, а затем и к потребителю. Конечно, перед тем как направить воду в водопроводную сеть, ее очищают и обеззараживают в очистных сооружениях; за ее качеством строго следит санитарная служба. Но могут ли быть уверены в качестве воды жители мелких селений, где нет центрального водоснабжения, или усталый путник в горах, наклонившийся над голубой чашей родника?

Попробуем представить себе, что же делается в области питания подземных вод, то есть в тех районах, где атмосферные осадки просачиваются под землю. Мысленно перенесемся в начало нашего века и взглянем на горные плато глазами краеведа В. М. Кузьменко, который в своей книге «Очерки южного берега и горной части Крыма», изданной в 1918 г., писал: «Обыкновенно того, кто бывал или бывает на Яйле, поражает самая безотрадная пустынная местность: ни кустика, ни даже травинки на ней нет; всюду каменные холмы, воронки, обрывы, груды камня и щебня; и среди этой пустыни — то там, то здесь, и близко, и далеко, везде стада овец с пастухами (чабанами) и злыми псами. И вот эти-то невинные овцы и составляют секрет пустынности и безотрадности Яйлы: овца все съедает и не дает возможности траве сколько-нибудь подняться от земли».

В этой картине, нарисованной достаточно сильно, нет преувеличений. В прошлом веке на крымских яйлах пасли не только местный скот, летом его пригоняли сюда и из областей, расположенных за пределами полуострова. И дело не только в том, что овца «под корень» уничтожает растительность, а это ведет к разрушительной водной и ветровой эрозии, смыву почв, ухудшению режима источников. Выпас скота в области питания родниковых вод грозит опасностью для здоровья человека. Ведь все отходы от скота скапливаются на поверхности гор, а затем с осадками попадают под землю, и вода, не успев обезвредиться, выносит их наружу, в карстовые источники. Мало того, в карстовые колодцы и шахты иногда сбрасывают трупы павших животных, что, конечно, отнюдь не способствует чистоте подземных вод.

Крымский облисполком еще в 1961 г. специальным постановлением запретил выпас скота на вершинной поверхности Крымских гор. К сожалению, и до настоящего времени этот запрет в ряде мест нарушается, что вызывает угрозу эпидемии там, где вода не хлорируется и не проходит специальной очистки. Специальные наблюдения за качеством подземных вод, проведенные в зоне выпаса скота, показали, что карстовые воды, обладая прекрасными вкусовыми данными, в то же время могут служить источником инфекции, опасной для здоровья человека...

В каких же местах выходит вода на поверхность земли?

Она может выйти в русле реки, невидимо для глаз подпитывая речной сток. Иногда попадает в рыхлые наносы, которые широким шлейфом покрывают подножия гор. А в приморских районах бывает, что вода уходит ниже уровня моря, и изливается в его холодной пучине. Такие выходы и называются субмаринными, или подводными, источниками. Они могут находиться на разной глубине; это зависит от того, где именно под уровнем моря располагаются карстовые каналы. Самый глубокий из известных источников находится в Югославии (Далмация) вблизи мыса Св. Мартина. Его воды изливаются на 700 м. ниже уровня моря. Подводные родники имеются в Европе, Азии, Америке, Австралии, на океанических островах. Есть они и в Советском Союзе. В Крыму по геологическим условиям карстовые субмаринные источники могут существовать только на крайнем юго-западе полуострова. Именно здесь известняковые массивы круто возвышаются над морем, а в некоторых местах уходят глубоко под воду. Выходы пресных вод можно ожидать на морском дне между мысом Айя и Балаклавой. В настоящее время ведется изучение геологии морского дна специалистами объединения «Крымморгеология». После его завершения будут сделаны окончательные выводы о наличии или отсутствии субмаринных источников пресных карстовых вод в Крыму.

Степной Крым

Крымская степь... Когда-то безлюдная и суровая, она использовалась главным образом как пастбище. Современная степь исчерчена светлыми лентами шоссейных дорог, лесополосами; всюду простираются виноградники, посевы зерновых культур, Массивы садов. Сотни тысяч гектаров орошаемых земель дают богатые урожаи, и это стало возможным благодаря воде. Не только той, что за сотни километров пришла к нам от далекой Каховки по Северо-Крымскому каналу, но и той, что таилась глубоко в земных недрах, а потом попала на поля, сады, в дома людей.

Для того, чтобы добыть воду из-под земли, пробурены сотни скважин; из них ее откачивают насосами. Если на определенном участке расположено несколько скважин (количество и расстояние между ними рассчитывается по специальным формулам), то этот участок со всеми водоподъемными сооружениями называется водозабором. Около сорока водозаборов, не считая одиночных скважин, снабжают крымские города и селения. Может случиться, что, свернув с проезжей дороги на малозаметный проселок, вы попадете на огороженную площадь со стоящими в разных местах небольшими домиками. В этих домиках не живут люди, в них, над оголовками скважин, находятся насосы и сигнальная аппаратура. Вода из каждой скважины поступает в трубопровод, по которому и подается потребителю. Схема как будто проста. Чего, казалось бы, проще — пробурил скважину (а это при современных возможностях сравнительно простое дело) и качай себе воду, мало — бури вторую, третью и так далее. На самом деле все обстоит гораздо сложнее, с эксплуатацией подземных вод связано множество проблем. Основные — это поиски скоплений подземных вод, определение их запасов и качества, прогноз изменений гидрогеологических условий в процессе их эксплуатации. Основная особенность, отличающая подземные воды от других полезных ископаемых, извлекаемых человеком из земных недр, — это их возобновляемость. Однако до определенного предела. Если отбирать воды больше строго рассчитанного количества, неизбежно наступит истощение месторождения. Такое нередко бывает в практике водоснабжения, в частности, и у нас в Крыму.

Степной Крым хорошо изучен в гидрогеологическом отношении. Первая артезианская скважина была здесь пробурена в середине прошлого века на территории нынешнего села Войково. Скважина вскрыла мощный водоносный горизонт. С тех пор и до настоящего времени продолжается изучение гидрогеологических условий степной части полуострова. Тысячи скважин с различными целями пробурены здесь геологами, гидрогеологами, нефтяниками, геофизиками. Обобщение результатов бурения и многих других материалов позволило выделить в степном Крыму несколько гидрогеологических районов. Наиболее обширным из них является южная часть Северо-Сивашского артезианского бассейна, расположенного в пределах Красноперекопского, Джанкойского, Первомайского, Раздольненского, Черноморского и северной части Красногвардейского административных районов. Крупными гидрогеологическими районами являются Белогорский артезианский бассейн (куда входят восточная часть Джанкойского района, восточная часть Белогорского района, Нижнегорский, Кировский, Советский районы), Альминский артезианский бассейн (южная часть Сакского, западная часть Симферопольского, западная часть Бахчисарайского района, часть территории, входящей в черту г. Севастополя).

Артезианские бассейны в геологическом отношении соответствуют гигантским прогибам в земной коре. Земные слои, которые на их краях выходят на поверхность, в центре прогибов могут погружаться на глубину, измеряемую сотнями и даже тысячами метров. А раз есть прогибы, должны быть и поднятия. Они и отделяют друг от друга упомянутые выше артезианские бассейны. Это так называемые Новоселовское (Сакский и западная часть Красногвардейского района) и Симферопольское (восточная часть Симферопольского и западная часть Белогорского района) поднятия. В пределах каждого гидрогеологического района существуют свои, более мелкие подразделения.

Как и в горном Крыму, огромное значение в обводнении земных слоев играет карст. Но здесь он имеет свои характерные особенности. Для того чтобы разобраться в них, коснемся еще раз геологии степного Крыма.

Если бы можно было гигантским ножом рассечь горные породы в равнинной части полуострова, полученный разрез очень напомнил бы слоенный пирог, в котором каждый слой, соответствующий той или иной породе, отличается от соседнего своим составом и возрастом. При этом в разных местах толщина слоев и их количество значительно отличаются друг от друга. В прогибах (им соответствуют артезианские бассейны) слоев больше на поднятиях меньше. Каждый слой либо может пропускать воду и потому обводнен, либо не может (в этом случае он называется водоупором). Обычно породы, содержащие подземные воды, называют водоносным горизонтом, если это один слой, или водоносным комплексом, если слоев несколько. Название им дается по возрасту горных пород. Наиболее водообильными в степном Крыму являются понт-меотический, сарматский водоносные комплексы и среднемиоценовый водоносный горизонт. Породы названных комплексов большей частью представлены известняками. А там, где есть известняки и движущаяся вода, неизбежно возникает карст. Поверхностные карстовые формы — воронки, провалы и т. п. — в этих местах почти отсутствуют, зато глубинные, то есть те, что скрыты глубоко в недрах земли, развиты довольно широко. Непосредственно увидеть и исследовать их нельзя (так сказать, в активном состоянии, когда по ним движется вода), они обнаруживаются при бурении скважин и других горных работах. О карсте степного Крыма специалистам стало известно в результате изысканий, проводившихся на трассе будущего Северо-Крымского канала. При бурении скважин в известняках сарматского яруса бывали случаи, когда буровой инструмент проваливался на 1-1,5 м. А это означало, что в тех местах на значительной глубине от поверхности земли развиты карстовые полости, минимальный диаметр которых — 1,5 м.

Тот, кому доведется побывать на действующем карьере в степном Крыму, внимательно всмотревшись, увидит, что некоторые слои крупнопористых ракушечных известняков толщиной до 1 м. как бы изъедены крупными и мелкими отверстиями (геологи называют их кавернами). Это результат развития карста, процесса, который уничтожает породу, растворяя кальцит. Иногда в массиве крепкой, монолитной породы образуются крупные полости, частично заполненные песком (оставшимся нерастворенным остатком). Предполагается, что за счет выщелачивания мощность карстующихся пород может уменьшиться на 30-50%. Карстовые процессы приводят к увеличению объема пустот, а следовательно, к повышению водопропускной способности. Последняя увеличивается в десятки и сотни раз в местах, где «поработал» карст.

Итак, наличие водопроницаемых, растворимых пород и воды является необходимым условием образования водоносных горизонтов в степном Крыму. Но в разных породах и на разных территориях воды может содержаться больше или меньше. Поэтому для каждого гидрогеологического района определяется количество воды, которое содержится в недрах этой территории. Подсчет ведется для каждого водоносного горизонта или комплекса с использованием всех имеющихся скважин, данных об осадках в области питания, величине водосборов и т. д. После того, как установлено наличие воды и ее приблизительное количество на территории бассейнов, начинается разведка участков. Выбор участка определяется, с одной стороны, соображениями удобства эксплуатации (близость к потребителю, например), с другой — конкретными геологическими условиями (скажем, возможностью концентрации значительных запасов воды). После разведки определяется количество воды, которое можно отобрать на том или ином участке.

Однако не всегда на разведанных участках сразу же сооружают водозаборы для водоснабжения. Бывает, что они долго ждут своего часа, так сказать, резервируются, пока не возникает настоятельная необходимость.

Мы уже знаем, что запасы подземных вод восполняются, и, если пользоваться ими разумно, можно веками добывать из-под земли прекрасную по качеству воду. К сожалению, так происходит не всегда. Из-за того, что пресная вода до недавнего времени интенсивно использовалась не только для бытовых, но и для сельскохозяйственных нужд (для орошения), отбор ее в 1975 г. на 23% превышал естественное питание. Даже использование для орошения вод Северо-Крымского канала, начавшееся в 1964 г., не привело к значительному уменьшению отбора подземных вод: в 1969 г. водой, отбираемой из 2300 скважин, орошалось 63 000 гектаров, к 1972 г. число скважин увеличилось до 2600, а орошаемые площади возросли на 10%^*.

^* Лущик А. В. Проблемы рационального использования запасов пресных подземных вод в районе степного Крыма. Журн. «Водные ресурсы», М., 1976, № 4.

Глубокая тревога о судьбе подземных вод в равнинном Крыму прозвучала в статье крымских гидрогеологов А. Басса и А. Лущика, опубликованной в газете «Крымская правда» 7 марта 1975 г. Ими установлено, в частности, что за десятилетие (1965-1975 гг.) во многих районах Крыма уровень подземных вод ежегодно понижался от десятков сантиметров до 1,5 м. В Красноперекопском, Первомайском, Раздольненском районах за период эксплуатации этот уровень понизился на 15 м., а на востоке Красногвардейского, в Нижнегорском и Кировском районах — на 25 м. Печальный рекорд! Ведь такое положение грозит не только истощением запасов подземных вод. В некоторых районах, где пресные воды граничат с водами минерализованными, не годными к употреблению, начинают «идти в наступление» соленые воды. Так, в Красноперекопском районе в направлении с севера на юг соленые воды движутся со скоростью 200-440 м. в год. Это выводит из строя эксплуатационные скважины. В одном Красноперекопске за десять лет пришли в негодность 16 скважин из 18. В г. Керчи из-за нерасчетливой откачки воды из эксплуатационного горизонта создалась угроза проникновения туда морской воды и поступления соленых вод из нижних горизонтов. Пришлось центр водоотбора перенести из прибрежной зоны на более удаленные от моря участки. В Евпатории подземную воду отбирали в количестве, в два раза превышающем естественное пополнение запасов. Результатом явилось проникновение соленых вод из вышележащих отложений.

Интенсивное орошение также оказывает влияние на основные водоносные горизонты, особенно там, где они подходят близко к поверхности земли. На Тарханкутском плато, например, в зоне орошения земель водами Северо-Крымского канала через два-три дня после начала поливов уровни в местах фильтрации поднимаются до 6-10 м. Это отнюдь не значит, что здесь повсеместно формируются новые запасы высококачественных подземных вод. Фильтрующиеся воды, проходя через глины и суглинки, богатые гипсовыми солями, обогащаются ионами сульфатов и хлоридов, то есть становятся солоноватыми. Кроме того, с орошаемых полей, садов и виноградников вместе с просачивающейся водой в нижние горизонты попадают разнообразные стойкие ядохимикаты, гербициды, пестициды и т. п.

Каков же выход из создавшегося положения? Ученые подсказывают: нужно, чтобы решение проблемы носило комплексный характер, и главную роль в этом должны сыграть воды Северо-Крымского канала. Коль скоро подземные водные запасы истощены, а на поверхности земли течет огромная рукотворная река, надо попытаться пополнить их за счет вод канала.

Экспериментальные работы были начаты еще в 1972 г. по инициативе начальника отдела гидрогеологии объединения «Крымморгеология» А. А. Коджаспирова сотрудниками Крымской комплексной геологоразведочной экспедиции. Было выбрано самое «опасное» (в смысле засоления пресных вод) место — в районе г. Красноперекопска. Здесь в поглощающие скважины были закачаны пресные воды из Северо-Крымского канала. Опыт дал благоприятные результаты. Установка по нагнетанию воды производительностью до 24 тысяч м.³ в сутки в 1972 г. была передана для эксплуатации Красноперекопскому управлению оросительных систем «Облмелиоводхоза».

Эта и другие аналогичные работы в степном Крыму позволили гидрогеологам геологоразведочной экспедиции сделать необходимые расчеты. Оказалось, что для того, чтобы приостановить процесс засоления пресных вод, на линии Красноперекопск—Джанкой протяженностью до 50 км. в подземные горизонты необходимо ежесуточно нагнетать примерно 1,1-1,3 миллиона кубометров пресной воды.

Это одна сторона решения проблемы, другая состоит в экономном расходовании подземных вод. Областной Совет народных депутатов принял ряд решений о рациональной эксплуатации артезианских скважин. Особое внимание уделено вопросу сокращения расходования воды, идущей на орошение. Для всех хозяйств области установлены лимиты воды, используемой для полива, намечены мероприятия по улучшению санитарно-технического содержания скважин.

Уже несколько лет Государственной водной инспекцией Крыма проводится паспортизация всех подземных водных объектов области. С 1978 г. ни один из них не может быть использован без наличия единого паспорта, утвержденного Министерством мелиорации и водного хозяйства. При паспортизации каждый подземный источник был оборудован зоной санитарной охраны первого пояса с оградами, павильонами для насосов, водомерами; на них заведена соответствующая документация. Устья скважин загерметизированы, недействующие скважины затампонированы. Многие организации помогали Госводинспекции в этом важном государственном деле.

Кроме указанных мер, принимаются и будут приниматься другие: оборотное водоснабжение, замена на ряде предприятий пресной воды технической и т. д. Это поможет решить проблему сохранения и разумного использования природных запасов воды в Крыму.