КИСЛОВОДСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ УГЛЕКИСЛЫХ

МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЙОНЕ РАБОТ

Административное положение

Район работ расположен в пределах территории Кавказских Минеральных Вод (КМВ), имеющих статус особо охраняемого эколого-курортного региона и занимающих особое место среди курортных регионов России благодаря богатству, разнообразию, количеству и ценности минеральных вод, ландшафтных и климатических условий, лечебных грязей. В административном отношении он входит в состав Южного федерального округа России и размещен в границах Ставропольского края. Однако, с учетом особенностей формирования ресурсов наиболее ценных углекислых минеральных вод типа Нарзан, являющихся в данной работе основным объектом исследований, границы района следует рассматривать шире – они выходят за пределы собственно Ставропольского края, охватывая часть территории и других субъектов Федерации – Карачаево-Черкессии и Кабардино-Балкарии. Многими исследователями [4, 5] вся эта площадь с особыми геолого-гидрогеологическими условиями называется Большим районом Кавказских Минеральных вод (КМВ), (рис. 1.1.).

В пределах описываемого района расположены крупные, всемирно известные города-курорты – Кисловодск, Ессентуки, Пятигорск, Железноводск, экономическая специализация которых определяется во многом наличием месторождений углекислых минеральных вод различных типов, используемых для санаторно-курортного лечения и промышленного розлива. В последнее время особенно возросли темпы освоения ресурсов минеральных вод для целей промышленного розлива, что связано со становлением и развитием в регионе рыночной экономики. Это обусловило разведку и эксплуатацию других, ранее мало известных месторождений и участков, далеко за пределами городов-курортов.

Другие отрасли рыночной специализации района представлены сельским хозяйством, животноводством и садоводством. Наличие хорошей сырьевой базы способствовало развитию в районе ряда отраслей пищевой промышленности, как, например, молочной, мясной, консервной. Для обслуживания населения и рекреантов созданы предприятия по выпуску кондитерских изделий, безалкогольных напитков, мороженного и другой продукции. Лёгкая промышленность представлена предприятиями обувной и швейно-трикотажной промышленности, а также выпуском сувенирных изделий. Из других отраслей промышленности выделяются машиностроение, химическая, мебельная промышленность, а также производство строительных материалов. Все отрасли хозяйства региона образуют территориальный комплекс, во многом ориентированный на удовлетворение потребностей рекреационной сферы.

Через территорию района проходит электрифицированная железная дорога Москва–Баку с ответвлениями на Кисловодск и Железноводск, развито железнодорожное пригородное сообщение. Автотрасса Ростов–Баку, сеть шоссейных и грунтовых дорог обеспечивают связь городов и крупных населённых пунктов района с другими регионами страны. Аэропорт Минеральные Воды связывает район КМВ прямыми авиалиниями со всеми крупными центрами России, ближнего зарубежья, а также выполняет рейсы в страны дальнего зарубежья. Весь инфраструктурный комплекс также ориентирован на рекреационную сферу.

Кисловодское месторождение углекислых минеральных вод расположено в районе города Кисловодска и его окрестностей в долинах рек Ольховки, Березовой, Подкумок. и подразделяется на участки: Центральный, расположенный в центре города, Северный фланг Центального участка – в 2 км на север от источника «Нарзан», Ольховский и Подкумский – соответственно на юго-восточной и северо-западной окраине города, и Березовский, удаленный на 11 км к юго-западу от центральной части города.

Минеральные воды Центрального, Северного фланга Центрального и Березовского используются участков для розлива на заводе ОАО «Нарзан», который размещен в черте города Кисловодска. Эксплуатация других участков месторождения, за исключением скважины 5/0 Центрального участка, осуществляется в целях санаторно-курортного лечения. Потребности последнего в минеральных водах после периода застоя в последние годы имеет также тенденцию к росту. При численности населения Кисловодска 130 тысяч человек количество рекреантов, проходящих лечение в Кисловодском санаторно-курортном комплексе, составляло в 1998 году около 70 тысяч, что, однако, существенно ниже его потенциальных возможностей – до 1991 года на курорте ежегодно лечилось около 240 тысяч человек.

В 45 км к западу от Кисловодска в долине реки Кумы, на территории населенного пункта Красный Восток в Карачаево-Черкессии расположено Кумское месторождение минеральных углекислых вод, которое включено в одну группу с Кисловодским по принципу территориальной принадлежности.

На южной окраине Большого района КМВ имеются выходы естественных источников углекислых минеральных вод типа «Нарзан», которые, по-видимому, являются проявлением перспективных для промышленного розлива месторождений. Большинство из них находятся сравнительно недалеко от Кисловодска (Малкинский и Эшкаконский участки, «Долина Нарзанов») и связаны с ним автомобильной дорогой.

Краткий физико-географический очерк

Орография

Территория Большого района КМВ в орографическом отношении разделяется на две части: северную – равнинную, и южную – горную, включающую северные отроги Главного Кавказского хребта с высочайшей вершиной – Эльбрусом.

Северная часть территории представляет собой пологоволнистую равнину с абсолютными отметками до 600 м, на фоне которой выделяются контрастными формами скалистые горы Пятигорских лакколитов: Бештау, Машук, Лысая, Змейка, Верблюд, Юца и другие. Относительное превышение их над окружающей местностью составляет 100 - 800 м при абсолютных отметках вершин до 1401 м (г. Бештау). Равнина разделена неглубокими, но широкими долинами на слабо возвышенные водоразделы и междуречья.

В южной части равнина переходит в широкое Кумо-Подкумское междуречье. Здесь она представляет собой выровненную поверхность одной из древних террас, сложенную континентальными образованиями бакинского и хазарского ярусов, залегающими на мергелях нижнего палеоцена. Далее к югу Кумо-Подкумское междуречье, плавно повышаясь, переходит в платообразную ступень, сложенную мергелями эльбурганской (ессентукской) свиты. Один из отрогов ступени получил название Боргустанского хребта, абсолютные отметки которого достигают 1116 м.

Горная часть территории начинается с Пастбищного хребта, сложенного верхнемеловыми известняками, полого падающими к северу и круто обрывающимися к югу. Пастбищный хребет представляет собой асимметричную куэстовую гряду, вытянутую в широтном направлении, и приподнятую до абсолютных отметок 1200–1542 м. Широкая долина реки Подкумок разделяет его на две части: западную и восточную, получившие название соответственно Дарьинского и Джинальского хребтов. Помимо этого, Пастбищный хребет расчленяется глубокими поперечными долинами небольших рек на ряд небольших отрогов.

Южнее простирается Скалистый хребет, представляющий собой аналогичную вышеописанной куэстовой гряды, только сложенной верхнеюрскими и нижнемеловыми карбонатными породами, образующими Бермамытское плато. Хребет вытянут в направлении, примерно параллельном Главному Кавказскому хребту и в пределах Большого района КМВ и ограничивает Бермамытское плато крутыми уступами. Гребневая часть Скалистого хребта повышается с северо-запада на юго-восток от 2033 м до 2948 м.

Далее к югу расположена обширная депрессия, сложенная нижнеюрскими отложениями, наиболее приподнятая часть, которой в Приэльбрусье носит название Бечасынского плато. Плато представляет собой всхолмленную местность с абсолютными отметками 2000-2500 м. шириной 34 км, разрезанную глубокими ущельями с крутыми и обрывистыми склонами. Природные условия Бечасына оказывают отдаленное влияние на формирование месторождений минеральных вод. Северный край плато опускается в глубокие долины р. Хасаут и других притоков Малки и примыкает к подножью крутого южного склона Бермамытского плато.

К югу от Бечасынского плато в широтном направлении простирается высокогорный Передовой хребет, сложенный породами палеозоя. Абсолютные отметки его гребневой части составляют 2500-3700 м. На северном склоне хребта нередки следы древних ледников в виде морен и каров. Самую южную часть территории Большого района КМВ занимают высокогорные отроги Главного Кавказского хребта с вулканическим конусом г. Эльбрус. Двуглавая вершина Эльбруса возвышается над Передовым и Главным хребтами почти на два километра, составляя 5621 м (восточная вершина) и 5633 м (западная вершина). Большая часть Главного Кавказского хребта покрыта ледниками. Наиболее развиты они в районе Эльбруса, со склонов которого сползают наиболее крупные ледники: Уллу-Кам, Кокуртлы, Битюк-Тюбе и другие. За последние годы в связи с общим потеплением климата площадь ледников значительно сократилась [4, 6]. Процесс отступания ледников, наблюдающийся с конца прошлого столетия, сопровождается возникновением термокаостовых воронок у краев отмирающих ледников, обвалами, возникновением мощных гляциальных селевых потоков и крупных снегосборных воронок. 

Кисловодское месторождение минеральных вод находится в пределах Бермамытского плато. Центральный участок месторождения размещается в долине, сформированной слиянием рек Березовая и Ольховка. Северный фланг Центрального участка расположен в районе впадения реки Белая в реку Берёзовая, с абсолютными отметками 770-800 м. Березовский участок расположен на более высоких абсолютных отметках плато (900-1200 м) в пределах Березовской балки, выработанной руслом реки Березовая. Подкумский участок расположен в долине реки Подкумок. Абсолютные отметки участка изменяются в пределах 750–800 м. Ольховский участок Кисловодского месторождения размещается в долине реки Ольховка и имеет абсолютные отметки 970–1050 м. 

Гидрография

Большой район КМВ относительно небогат ресурсами поверхностных вод. На его территории располагается часть бассейна реки Кумы с притоками, включая реку Подкумок, и реки Малки, входящей в бассейн Терека. Все реки района принадлежат бассейну Каспийского моря и берут начало на северном склоне Главного Кавказского и Скалистого хребтов, получая родниковое (Кума) или преимущественно ледниковое (Малка) питание. Гидрографическая сеть наиболее широко развита в южной части описываемой территории.

Малка с ее притоками Хасаут и Кич-Малка протекает в юго-восточной части территории на значительном (около 10 км и более) удалении от Кисловодского месторождения минеральных вод. Согласно данным [4], расход Малки у населенного пункта Хабеза варьирует от максимального 60-80 м³/сек до минимального - 7-10 м³/сек.

Река Кума протекает в северо-западной части района. Уклон русла изменяется от 0,05-0,1 в горной части до 0,009 на равнине. Скорость течения от 0,5 до 3,5 м/сек. Максимальный расход приходится на апрель (74-75 м³/сек), минимальный на август (0,25 м³/сек). Средний расход за год составляет 10,1 м³/сек.

Река Подкумок является притоком реки Кума. Её истоки находятся на высоте 2002 м над уровнем моря, у подножий горы Тахтамыш-Тау (Передовой хребет). Площадь бассейна реки 2225 км², длина реки – 147,3 км, протяженность всей речной сети в бассейне – 915,7 км. Подкумок даёт около 50 % стока реки Кумы. Скорость течения реки в среднем около 3,2 м/сек.

Подкумок проходит через три из четырех городов-курортов. В стороне от нее отстоит Железноводск, сток с территории которого идет непосредственно в реку Куму. Почти на всем своем протяжении в пределах описываемого района Подкумок сохраняет черты горной реки с быстрым течением и бурной реакцией на выпадение атмосферных осадков. Начиная от Ессентуков и до устья, река Подкумок течет в широко разработанной долине, отдавая часть своей воды грунтовым водам, которые, в свою очередь, участвуют в формировании некоторых типов минеральных вод.

Расход реки Подкумок в районе Кисловодска колеблется в широких пределах. Его максимум приходится на июнь — 10 м³/сек, минимум на зимние месяцы — около 2-3 м³/сек, так что в целом, исключая периоды выпадения ливневых осадков, ее нельзя назвать многоводной. Минерализация воды в реке составляет около 0,6 г/дм³.

В реку Подкумок впадает большое количество притоков. Наиболее крупными из них, дающими до 80% всего стока реки, являются Эшкакон, Аликоновка, Берёзовая, Большой Ессентучок, Юца и др. Гидрометрических постов на реках в районе Кисловодского месторождения не имеется.

Естественные озёра в районе довольно редки. Солёное озеро Тамбукан, расположенное в 12 км к юго-востоку от г. Пятигорска, имеет крупные залежи лечебной грязи. Также известны солёные озёра Каррас и Лысогорское в долине реки Подкумок. Гидравлическая связь озёр с подземными водами недостаточна изучена.

Климат

Климатические особенности территории Большого района КМВ находятся в тесной зависимости от рельефа местности. Горные хребты разделяют территорию на множество районов со своеобразным местным климатом и создают ярко выраженную климатическую зональность. В целом на территорию поступает много солнечного тепла, за исключением горных территорий, где радиационный баланс тепла уменьшается. Так, если в северной части он составляет 43-46 ккал/см²  в год, то на высоте 2600 м снижается до 23 ккал/см² в год. С радиационным балансом связано распределение температур воздуха в пределах годового цикла. Самыми холодными месяцами в году обычно бывают январь и февраль, самыми теплыми – июль и август (таблица 1.1.). Среднемесячная температура воздуха в январе изменяется от минус 4,1° С в районе Кисловодска до минус 18,5° С на Эльбрусе, в июле соответственно от  +19,1°С до – 0,5°С.

                                                                                                                Таблица 1.1.

Многолетние среднемесячные и среднегодовые температуры воздуха в °С

На описываемой территории в течение года господствует континентальный воздух умеренных широт, однако, сюда проникают арктические, атлантические и тропические течения воздуха. Континентальный воздух умеренных широт поступает в виде восточного потока, и в холодное время в предгорьях вызывает пасмурную прохладную погоду, а в горах, наоборот, теплую. Вторжение арктического воздуха сопровождается резким похолоданием, которое распространяется до абсолютных отметок не выше 1000 м. Атлантический воздух поступает обычно в системе циклонов и поэтому с его приходом связано выпадение осадков, потепление зимой и похолодание летом. Тропический воздух поступает с юго-запада и обусловливает оттепели в зимний период. В горных и предгорных долинах отмечается горно-долинная циркуляция воздуха, формирующая микроклимат отдельных территорий. Наибольшая скорость ветра характерна для зимнего периода и наименьшая – для лета. В предгорьях и в горных долинах среднемесячная скорость ветра составляет 3–4 м/сек, на высоких хребтах она увеличивается до 8 м/сек, достигая на Эльбрусе –11,2 м/сек.       

Влажность воздуха различная и зависит от количества выпадающих осадков и испаряемости. В северной части максимум относительной влажности – до 83% - бывает в зимние месяцы, а самая низкая – 55% - летом. В южной, высокогорной части наблюдается обратная зависимость: зимой - 60-70%, летом – 75-85%. Количество атмосферных осадков также изменяется в широких пределах – от 600 мм/год на севере района (г. Минеральные воды) до 1200 мм/год – в высокогорной зоне. Величина испаряемости уменьшается с увеличением высоты местности от 700 мм в предгорьях до 250-400 мм – в высокогорной зоне.

В климатическом отношении район Кисловодского месторождения минеральных вод является своеобразным по сравнению с другими территориями КМВ. Это своеобразие обусловлено более высокими абсолютными отметками местности и горно-долинной циркуляцией воздушных масс, создающих микроклимат, а также закрытостью Кисловодской долины, что создает здесь своеобразный микроклимат.

 Количество атмосферных осадков в районе Кисловодского месторождения ежегодно увеличивается (табл. 1.1). Тренд, построенный по данным Кисловодской метеостанции за период 1947-2013 г. показывает, что темпы роста составляют 2,9 мм в год (рис. 1.2).

Многолетние среднемесячные и среднегодовые температуры представлены в таблице 1.1. Приведенные данные показывают, что среднегодовая температура воздуха в Кисловодске равна +7,9 °С. Наибольшим изменениям температура воздуха подвержена в зимние месяцы. Суточные колебания температуры воздуха в Кисловодске достигают 6,5°С, что создает большое изменение влажности воздуха в разное время суток и, как следствие, проявление осадков в виде россы и инея. Общее число дней с морозами и заморозками в течение года в Кисловодске равно 140. Устойчивость морозов не большая и оттепели бывают очень часто.

                                                                                              Таблица 1.1.

                            Сумма годовых осадков по г. Кисловодск.

Рис. 1.2. Годовые суммы осадков по данным Кисловодской метеостанции

Снеговой покров весьма не устойчив и играет подчиненную роль. Продолжительность снегового покрова в Кисловодске составляет 45 дней.

Средняя абсолютная влажность в Кисловодске выше, чем в горных районах, но ниже, чем в других городах КМВ (таблица 1.2.). Это объясняется высотой местности над уровнем моря и средней температурой воздуха. Максимум влажности наблюдается летом, а минимум зимой.

                                                                                                   Таблица 1.2.

              Средние многолетние величины относительной влажности, %

Изменения относительной влажности в Кисловодске идут обратно изменению температуры воздуха. Поэтому в Кисловодске минимальные величины относительной влажности бывают летом, а максимальные - зимой. Разница зимней и летней влажности в Кисловодске не превышает 7%.

Для оценки условий формирования ресурсов подземных вод большой интерес представляет дефицит влажности, изменение которого внутри года и среднегодовые значения приведены в таблице 1.3.

Средняя годовая величина дефицита влажности в предгорьях составляет 3,3 - 3,4 мм, а в районе Кисловодска - 3,1 мм. С высотой дефицит влажности уменьшается, достигая на Бермамыте 1,8 мм.

                                                                                              Таблица 1.3.

                     Средние величины дефицита влажности в мм.

На величину испаряемости существенное влияние оказывают условия ветрового режима (таблица 1.4.).

Направление и сила ветра в горных районах в значительной мере определяется особенностями рельефа местности. Так, в Кисловодске средняя скорость ветра меньше, чем в других пунктах, что объясняется расположением его в глубокой закрытой котловине. В Кисловодске наибольшая скорость ветров наблюдается весной в марте-апреле, а наименьшая зимой – в декабре-январе.

                                                                                                             Таблица 1.4.

              Среднемесячные и среднегодовые скорости ветра ( м/сек).

Анализ показателей климата в пределах Кисловодского месторождения позволяет заключить:

1.  Метеорологические условия области питания, по величине и характеру основных метеорологических элементов следует считать благоприятным для питания водоносных горизонтов.

2. Выпадающее общее количество атмосферных осадков (около 700 мм/год), является значительным. Наиболее благоприятным временем года для инфильтрации атмосферных осадков в области питания является летний период.

3. Сумма атмосферных осадков ежегодно увеличивается в среднем на 2,9 мм/год.