В.Н. Антоненко, Е.И. Кульдеев, М.М. Тынбаев
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МАГАЗИНИРОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Приблизительно 1 млрд из 6 млрд мирового населения, проживающего в аридных регионах,
испытывает недостаток в доступе к источникам чистой питьевой воды (В1$\маз, 1993). Засушливые
регионы 
представляют 
30 
% — от всей 
земной 
площади. 
В аридных регионах ресурсы
поверхностных вод 
недостаточны и 
ненадежны, поэтому 
запасы подземных вод зачастую
являются 
единственным 
— источником 
питьевой 
воды. 
Усиленный 
водоотбор 
с 
целью
водоснабжения в 
засушливых регионах приводит к критическому истощению и ухудшению
качества подземных вод. Одним из способов решения этой проблемы может стать искусственное
восполнение запасов подземных вод.
Искусственное восполнение 
- 
понятие 
— не 
новое. 
Создание искусственных запасов
(применяется также термин "магазинирование") производится один или несколько раз в году
путем 
единовременного затопления болыших площадей вблизи водозаборного сооружения
(естественные 
понижения, 
специально 
обвалованные 
участки 
пойм, 
террас); 
обычно
предварительно производится зачистка слабопроницаемого почвенно-растительного слоя.
В тех или иных формах ИВЗПЗ применяется еще с середины Х1Х века. В России ИВЗПЗ
применяется с конца Х1Х века (водозаборы г.г. Арзамаса, Винницы, Симферополя). У США
долгая история освоения и использования схем ИВЗПВ (до 30 % от общего хозяйственно-
питьевого водопотребления). Учебники, документы, директивы, инструкции и много примеров
появилось из США, особенно за прошлые два десятилетия. Нидерланды в 1940- е годы начали
использовать искусственное восполнение в мелких масштабах за счет инфильтрации речной воды
в водоносные пласты. В 1950-е годы 
начало проводиться крупномасштабное ИВЗПВ в целях
водоснабжения крупнонаселенных городов, 
путем 
площадного затопления 
(в 
дальнейшем
используется нагнетание воды через скважины в более глубокие водоносные слои). В 1990-е годы
объем восполняемой воды составил 180 млн. м? в год. В Австралии ИВЗПВ нашло применение
столетие назад в небольшом городке Маунт-Гамбир, использовав более 300 дренажных колодцев
воды близлежащего озера 
переводились в карстовый водоносный слой. 
Приблизительно 15%
питьевой воды Германии произведены методами ИВЗПВ. 
Израиль одна из ведущих стран в
исследовании 
ИВЗПВ. 
Используют 
метод 
инъекций 
(закачки, 
нагнетания), 
подпитывая
водоносный слой из озера Киннерет. В настоящее время во многих странах с дефицитом
подземных вод с помощью систем ИВЗПЗ обеспечивается до 25-50% общего хозяйственно-
питьевого водопотребления.
В Казахстане вопросами искусственного восполнения запасов подземных вод занимаются с
середины прошлого века. Одним из первых этот вопрос исследовал Шестаков Ф.В. в связи со
строительством водохранилища Сайран в г.Алматы. Известны работы Хордикайнера М.А.,
Коваленко Г.Г., Напреева В.Ф., Жапарханова С.Ж. и др. В результате проведенных исследований,
а также практических изысканий выявлены специфические проблемы при осуществлении ИВЗПЗ.
Это 
конструкция сооружения, включая технологию эксплуатации специальных устройств для
пополнения, а также источник и качество "сырой" воды.
Наиболее сложным всегда является вопрос 
об 
источнике "сырой" воды. 
Основные
требования к нему: достаточное количество и удовлетворительное качество - существуют
нормативные требования к качеству воды, подаваемой на пополнение. Из физических показателей
наиболее важный - мутность. Химические ограничения могут быть разнообразными в зависимости
от состава пород зоны аэрации и водовмещающей толщи, состава пластовой воды, климатических
особенностей. ИВЗПЗ сопровождается рядом физических, физико-химических и биологических
процессов - механическое осаждение взвешенных частиц, физическая и химическая сорбция,
ионный обмен, коагуляция, микробиологические процессы и др.
Обычно для ИВЗПЗ используют поверхностные воды, реже дренажные воды, очищенные
стоки, воды смежных горизонтов.
Предварительная водоподготовка заключается в следующем. Это отстаивание (снижение
мутности), использование предварительных фильтров (часто в комплексе с коагулянтами);
микрофильтрация (задержка механической взвеси, планктона); аэрация (насыщение кислородом с
уничтожением анаэробных бактерий и разложением органических соединений); хлорирование
(обеззараживание и окисление органических соединений).