logo1-color

Обоснование источников водоснабжения олимпийских объектов "Сочи-2014" за счет подземных вод

В статье рассматривается принципиальная схема водоснабжения Олимпийских объектов, которое полностью базируется на подземных водах. Олимпийские объекты разделены на две группы: приморскую, расположенную на территории Имеритинской впадины и горную – район поселка Красная Поляна. Рассмотрены гидрогеологические особенности формирования запасов подземных вод на Псоусском, Эсто-Садок-Мзымтинском месторождениях подземных вод и объектах водоснабжения горного кластера «Роза Хутор». Ключевые слова: водоснабжение, олимпийские объекты, подземных воды, долины горных рек, кольматация, Сочи, Красная Поляна.

 

Водоснабжение олимпийских объектов зимней олимпиады "Сочи-2014" предполагается полностью базировать на подземных водах. Основные ресурсы подземных вод в количестве достаточном для удовлетворения потребностей олимпийских объектов приурочены к водоносному горизонту современных аллювиальных отложений долин рек Псоу, Мзымта и ее притоков. Этот водоносный горизонт в долинах рек исторически является основным источником водоснабжения Большого Сочи, поскольку другие значимые источники водоснабжения за счет подземных вод на Черноморском побережье отсутствуют. За счет подземных вод других отложений могут быть решены задачи водоснабжения с потребностью не более десятков, в лучшем случае – первых сотен м3/сут.

Все олимпийские объекты разделены на две группы: Приморская на территории Имеретинской низменности и Горная – в основном в районе пос.Красна Поляна – Эсто-Садок и вновь осваиваемые участки – выше впадения в р.Мзымту ее притока Ачипсе. Естественно, что источники водоснабжения Приморских и Горных объектов территориально разделены между собой (рис.1).

statia-16-ris-1

Принципиально определение источников водоснабжения олимпийских объектов входили в первоочередной блок работ по проектированию олимпийских объектов. ЗАО "ГИДЭК" выполнял и продолжает выполнять разведочные работы и обоснование исходных данных для проектирования на всех объектах, включенных в Программу олимпийского строительства.

Основным источником водоснабжения объектов Приморской группы будет водозабор на р.Псоу. Его I очередь должна полностью удовлетворить потребность олимпийских объектов в воде – 20 тыс.м3/сут. В дальнейшем при развитии водозабора на послеолимпийских объектах мощность водозаборов будет увеличена до 37 тыс.м3/сут. Месторождение на р.Псоу было разведано в 70-х годах ХХ века. Эксплуатационные запасы подземных вод были утверждены на так называемом правобережном Гумарийском участке, разделенном на 2 блока: Северный (20 тыс.м3/сут) и Южный (40 тыс.м3/сут). Одновременно на левом берегу напротив Северного блока был разведан водозабор на территории республики Абхазия производительностью 30 тыс.м3/сут для водоснабжения объектов этой территории. Поэтому необходимо было учитывать взаимодействие при оценке запасов водозаборов на разных берегах р.Псоу. Приближенная аналитическая оценка, наследство последствие такого взаимодействия, была сделана еще на стадии первой оценки запасов в 1977 г. Федоровым А.В.

Однако при подготовке материалов для проектирования олимпийского водозабора на 20 тыс.м3/сут и оценки возможности его расширения, возникли следующие проблемы:

- Южный основной участок с запасами 40 тыс.м3/сут оказался в значительной мере застроенным, а оставшаяся часть занята садами; по существу он оказался в значительной степени недоступным для освоения;

- произошла миграция русла р.Псоу в сторону правого российского берега, что привело к уменьшению мощности водовмещающих пород на линии проектируемого водозабора;

- на южном фланге Северного участка имеются действующие водозаборы с суммарным лицензированным водоотбором около 3.0 тыс.м3/сут.

В этих условиях необходимо было выполнить доизучение участка, оценить максимально возможный водоотбор с учетом взаимодействия с левобережным водозабором на территории Абхазии. Кроме того, требовалось доизучение качества подземных вод в соответствии с современными требованиями.

Доразведка Северного участка, названного впоследствии Северогумарийским, была выполнена "ГИДЭК" в кратчайшие сроки с февраля по сентябрь 2009 г. Для переоценки запасов была разработана трехслойная математическая модель, позволяющая учитывать взаимодействие водозаборов на разных берегах между собой и с рекой, в т.ч. в условиях отрыва уровня от реки. Ключевым в этих условиях является изменение параметра взаимосвязи подземных вод с рекой в периоды разной водности реки в условиях кольматации – декольматации русловых отложений Ао.

Поскольку в условиях Черноморских рек Кавказа параметр Ао в естественных и эксплуатационных условиях в периоды максимального развития процессов кольматации русловых отложений различается в десятки раз, для целей прогноза его значение может приниматься только по аналогии. В качестве объекта-аналога был принят Лазаревский водозабор на р.Псезуапсе с презентативным рядом наблюдений за его режимом.

Для подсчета запасов на Северогумарийском участке был использован параметр фильтрационного сопротивления подрусловых отложений Ао, определенный на объекте-аналоге. При этом учитывалось, что его максимальное значение (3 сут) достигается только к концу летней межени. Затем, в период осенних дождей, происходит быстрая и интенсивная декольматация подрусловых отложений и восполнение сработанных в межень емкостных запасов. При этом установлено, что период интенсивной кольматации русловых отложений и отрыва уровня от реки продолжается не более 3-х месяцев. Причем в течение этого времени значение Ао возрастает постепенно.

Более полный учет всех особенностей формирования запасов на разработанной математической модели Северогумарийского участка с использованием аналогии позволил более обоснованно принять параметры взаимосвязи подземных и поверхностных вод, оценить условия взаимодействия левобережного и правобережного водозабора и обосновать возможность увеличения запасов этого участка с 20 до 40 тыс.м3/сут.

Резервным для водоснабжения Приморских олимпийских объектов принят действующий Гумарийский водозабор как второй источник водоснабжения на период чрезвычайных ситуаций.

Водоснабжение Горных олимпийских объектов предполагается обеспечить, в основном, за счет Бешенского (11 тыс.м3/сут) и Эсто-Садок-Мзымтинского месторождений подземных вод (14 тыс.м3/сут), позволяющих подавать воду в пос.Красная Поляна и Эсто-Садок с двух разных сторон.

Бешенское месторождение приурочено к мощному делювиально-пролювиальному шлейфу валунно-галечных отложений с песчано-глинистым заполнителем. Поэтому фильтрационные параметры водовмещающих пород здесь ниже, чем современных аллювиальных отложений долин рек Мзымта и Псоу, где в песчаном заполнителе валунно-галечных отложений, глинистый материал. Соответственно ниже производительность скважин. Если на Эсто-Садок-Мзымтинском месторождении дебиты скважин максимальны и достигают 4.5-5.0 тыс.м3/сут, то на Бешенском месторождении 0.8-1.2 тыс.м3/сут.

Эсто-Садок-Мзымтинское месторождение находится несколько ниже слияния рек Мзымта и Ачипсе на участке расширения долины реки, что приводит к увеличению расхода подземного потока за счет усиления поглощения поверхностных вод. Поэтому в отличие от Псоуского месторождения, здесь в верхней части разреза водовмещающих отложений уже сформировался заиленный слой, и отрыв уровня от реки наблюдается уже в естественных условиях – глубины уровня подземных вод на 5-6 м ниже дня реки. В таких условиях эксплуатационной кольматации водовмещающих пород не происходит и параметры пропускной способности русла реки, сформировавшиеся за многолетний период, могут быть использованы для прогнозных расчетов. Эсто-Садок-Мзымтинский участок позволяет реализовать наиболее эффективный и компактный водозабор в горной части олимпийских объектов. Отсюда будут подаваться подземные воды не только вниз по долине в поселки Эсто-Садок и Красная Поляна, где будут размещаться бoльшая часть гостей Олимпиады, но и вверх на объекты горного кластера "Роза Хутор", где размещены горная олимпийская деревня и объекты горнолыжных соревнований и других горных видов зимнего спорта. Здесь будут размещены дополнительные водозаборы "Нижняя база" ГЛК

"Роза Хутор" производительностью 3.2 тыс.м3/сут, а также временные водозаборы непосредственно на горном склоне для водоснабжения горной олимпийской деревни (ВЗУ "Горный Приют") и финишной зоны горнолыжных соревнований (ВЗУ "Финишная зона") производительностью первые сотни м3/сут.

Характерно, что все более или менее крупные водозаборы способные обеспечивать устойчивое водоснабжение олимпийских объектов расположены в долинах р.Мзымты и ее притоков. Непосредственно в горной части водоносные горизонты, приуроченные к делювиально-пролювиально-полювиальным рыхлообломочным отложениям с глинистым заполнителем маловодообильны. Причем отмечается очень сильная динамика колебаний уровня, существенно различающихся в зимнее и летнее время. Это приводит к осушению наиболее обводненной части разреза. Поэтому, в летнее время дебиты скважин в 3-5 раз ниже, чем в зимнее, изменяясь от 400-600 м3/сут до 100-150 м3/сут.

Таким образом, постоянное водоснабжение горных олимпийских объектов будет базироваться на водозаборах в речных долинах, а временные на одиночных водозаборных узлах в горной части.

Работы по обоснованию эксплуатационных запасов подземных вод Бешенского и Эсто-Садок-Мзымтинского месторождений были выполнены ЗАО "ГИДЭК" в 2006-2008 г.г., в пределах ГЛК "Роза Хутор" продолжаются до настоящего времени.