Неравномерность распределения поверхностного стока по территории и во времени определила необходимость его регулирования путем создания прудов и водохранилищ. В области создано около 400 водохранилищ, в том числе 120 (емкостью более 1 млн. куб. м) предназначены для хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения городов и сельских населенных пунктов, орошения, рыборазведения и водопоя скота.
Для водоснабжения населения области питьевой водой используется 19 водохранилищ, суммарная емкость которых при нормальном наполнении составляет 1,83 куб. км. Наиболее крупные водоемы предназначены для водоснабжения промышленных центров, таких как Челябинск (Аргазинское, Шершневское), Магнитогорск (Верхнеуральское, Магнитогорское), Миасс (Иремельское). Самое большое по объему - Аргазинское водохранилище - 966 млн. куб. м, полезной емкостью 800 млн. куб. м.
С целью переброски стока реки Уфа в реку Миасс в настоящее время заполняются Долгобродское и Кыштымское водохранилища. По ресурсам поверхностных вод Челябинская область является одной из наименее обеспеченных в Российской Федерации.
Незарегулированный сток рек используется в незначительном количестве.
Озера являются вторыми по значению объектами гидрографической сети Челябинской области. Большая часть озер расположена на севере и востоке территории. По своему происхождению озера делятся на тектонические, котловинные, карстовые и пойменные.
Тектонические озера приурочены к впадинам, образовавшимся в результате разломов земной коры. В основном они расположены вдоль восточного склона Уральских гор. Озера имеют смешанное питание, проточный гидрологический режим и пресную воду.
Озера котловинного типа образовались в основном в ледниковую эпоху. Озера отличаются округлой формой, меньшими по сравнению с тектоническими размерами, незначительной глубиной, пологими, часто заболоченными, берегами. Озера бессточные, питание осуществляется исключительно за счет атмосферных осадков. Преобладают соленые и горькие воды. В засушливые годы озера сильно мелеют, а некоторые из них пересыхают.
Особый тип представляют собой карстовые озера. Они возникают на месте карстовых воронок и провалов. К этому типу относится озеро Круглое, расположенное к северо-востоку от Челябинска. Озера характеризуются смешанным типом питания и имеют пресную, но с повышенным содержанием извести, воду.
Пойменные озера (старицы) расположены в долинах рек. Они образовались в результате деятельности русла. Их питание полностью зависит от режима реки. Озера имеют пресную воду, многие из них подвержены заболачиванию. Такие озера наиболее характерны для пойм рек Урала, Гумбейки, Миасса и Течи.
Из большого количества озер области 14 используется на питьевые нужды.
3.3. Гидрогеологическая характеристика
По геолого-структурным и геоморфологическим особенностям Челябинская область расположена в трех крупных регионах меридионального простирания - восточная окраина Волго-Камского артезианского бассейна (Предуралье), горно-складчатый Урал и Западная окраина Западно-Сибирского артезианского бассейна (Зауралье).
В Предуралье широкое распространение имеют пласты безнапорных и напорных вод, которые приурочены к терригенным и карбонатным отложениям в верхней перми и, в меньшей степени, к аллювиальным четвертичным отложениям в долинах рек. Водоносные горизонты имеют региональный водоупор - пачки солей кунгурского яруса верхней перми мощностью от 150 до 900 метров. Качество воды соответствует ГОСТ Р 51238-98, что позволяет использовать ее для водоснабжения. Модуль пресных подземных вод колеблется от 0,01 до 7 л/с кв. км. В этом районе за счет подземных вод можно обеспечить водоснабжение как отдельных потребителей, так и крупных городов.
Горно-складчатый Урал насыщен грунтовыми водами трещиноватых пород палеозоя и протерозоя, которые сосредоточены в небольших по площади карбонатных массивах либо линейных зонах повышенной водообильности. В водах прослеживается гидрохимическая зональность - смена ультрапресных гидро-карбонатных кальциевых вод на Северном Урале на пресные воды с минерализацией до 0,7 - 0,8 г/л при гидрокабонатном кальциево-магниевом составе в северной части области до слабо солоноватых и солоноватых вод в южной части области. Ресурсы подземных вод района позволяют обеспечить водоснабжение небольших потребителей. Модуль потенциальных расходов от 0,1 до 0,5 л/с кв. км.
Зауральский регион характеризуется наличием безнапорных и напорных вод, приуроченных к мезокайнозойским отложениям. Формирование подземных вод идет в основном за счет инфильтрации атмосферных осадков поверхностных источников.
Основными водоносными горизонтами являются: четвертичный, олигоценовый, нижнеэоценовый и верхнемеловой. В региональном плане они образуют единый водоносный комплекс, характеризующийся едиными гидро-динамическими характеристиками. Наличие регионального водоупора (глины песчаной свиты) увеличивают защищенность подземных вод, приуроченных к нижнеэоценовым и верхнемеловым отложениям, но в связи с затрудненным водообменом приводит к увеличению минерализации последних. К четвертичным и олигоценовым отложениям приурочены подземные воды удовлетворительного качества, но они практически не защищены от техногенного воздействия.
В целом регион характеризуется низкими величинами модулей естественных ресурсов, в связи с чем наличие значительных запасов подземных вод не прогнозируется. Подземные воды, приуроченные к трансюрским отложениям, не могут быть использованы для водоснабжения из-за их повышенной минерализации. Но здесь имеются перспективы для поиска минеральных вод.
В области разведано 69 месторождений подземных вод. Утверждены эксплуатационные запасы подземных вод (по категории А + В + С1 + С2) - 842 тыс. куб. м/сутки.
На государственном учете находится 45 месторождений пресных подземных вод с утвержденными эксплуатационными запасами 696,6 тыс. куб. м/сутки. По степени разведанности эксплуатационных запасов большая их часть (76,5 %) является подготовленной для промышленного освоения - 532,7 тыс. куб. м/сутки. На хозяйственно-питьевые нужды из 45 месторождений используются 22 (см. карту).
На территории области разведано 7 месторождений минеральных вод.
Проблема качества воды особенно остро ощущается в Чесменском, Карталинском, Варненском, Брединском, Агаповском и Красноармейском муниципальных районах, где залегают большие запасы подземных вод повышенной минерализации и с содержанием железа более 1 мг/л. Под сильным загрязняющим воздействием оказались подземные воды в пределах Челябинской, Магнитогорской, Миасской промзон, в городах Карабаш, Кыштым. В зоне деятельности ПО "Маяк" подземные воды загрязнены радионуклидами.
3.4. Инженерно-геологические условия
В инженерно-геологическом отношении территория области изучена недостаточно. Крупномасштабных инженерно-геологических съемок на ее территории не проводилось. Физико-технические свойства грунтов исследовались лишь на отдельных площадках под здания и сооружения в крупных городах и поселках, а также на объектах промышленного и транспортного строительства.
Инженерно-геологические условия территории области отличаются большим разнообразием, что определяется ее структурно-геоморфологическими особенностями, литологическим составом пород, гидрогеологическими условиями, а также наличием различных физико-геологических процессов и значительным техногенным воздействием на геологическую среду.
На основании вышеуказанных факторов в пределах территории области выделены следующие инженерно-геологические районы:
а) Равнина Зауралья - являющаяся западной окраиной Западно-Сибирской низменности и характеризующаяся равнинным, почти плоским рельефом, местами слабо всхолмленным, местами слабо расчлененным неглубокими долинами рек и ручьев.
Поверхность равнины осложнена большим количеством озер различной формы и размеров, западин, заболоченных и заторфованных участков. Местами наблюдается засоление почв.
Грунтами оснований в большинстве случаев будут служить озерно-болотные элювиально-делювиальные и аллювиальные суглинки, супеси и пески с прослоями щебенистого материала, мощностью от 3 - 5 до 15 м, подстилаемые опоково-песчано-глинистыми породами мелового и третичного возраста.
Грунтовые воды залегают в основном близко к поверхности (от 0,5 до 5,0 м), а местами на заболоченных участках выходят на поверхность.
Из отрицательных физико-геологических факторов, помимо заболачивания, следует отметить суффозиозные явления, а в южной части - наличие отдельных карстовых воронок.
В целом район относительно благоприятен для строительства, за исключением заболоченных территорий, которые требуют осушения, а также участков, нарушенных горными выработками.
Площади развития промышленных залежей угля и других полезных ископаемых застройке не подлежат.
б) Предгорная равнина восточного склона Урала характеризуется холмисто-увалистым, относительно сглаженным рельефом, расчлененным широко развитой сетью рек, ручьев, озерных впадин и прудов. Встречаются заболоченные и заторфованные участки (преимущественно на севере района) с весьма слабыми уклонами поверхности.
В геологическом строении района участвуют коренные породы, представленные осадочными метаморфическими и интрузивными породами палеозоя, в большинстве случаев - перекрытыми с поверхности элювиально-делювиальными, аллювиальными и озерно-болотными образованиями.
Элювиально-делювиальные отложения выражены суглинками, супесями, разнозернистыми песками, часто с включением щебня, гравия и дресвы.
Аллювиальные образования представленные суглинками, супесями, реже - песками, часто заторфованные и иловатые.
Грунтовые воды в пределах района залегают на различных глубинах: от 1 - 3 м до 10 - 20 м и глубже. В пределах пойменных террас рек и заболоченных участках уровень грунтовых вод часто наблюдается на глубинах менее 2 м, а местами выходит на поверхность.
Из отрицательных физико-геологических факторов, помимо заболачивания, осложняющих инженерно-геологические условия района, следует отметить наличие заболоченных и заторфованных участков, довольно широкое развитие карстовых явлений, в частности, в долинах рек Теча, Багаряк, Увелька, а также в районе г. Магнитогорска и южнее - в долине р. Янгелька. На ряде рек (Миасс, Урал и др.) наблюдается речная эрозия.
В целом район благоприятен для всех видов строительства.
Освоение районов с интенсивным развитием карста требует предварительного проведения специальных инженерно-геологических изысканий.
в) Район пологих склонов Урала и межгорных котловин характеризуется полого-холмистыми и грядово-мелкосопочным, интенсивно расчлененным рельефом, со склонами различной степени крутизны. Территория района в основном залесена, склоны задернованы. Лишь на отдельных участках, преимущественно в верхней части склонов, наблюдаются обнаженные участки.
В геологическом строении района участвуют осадочные, метаморфические и вулканогенные образования палеозоя и протерозоя (известняки, сланцы, кварциты и пр.), с поверхности перекрытые элювиально-делювиальными глинами, суглинками, супесями со щебнем и дресвой, мощностью 0,5 - 5 м до 20 - 25 м.
Грунтовые воды залегают в основном на глубинах: от 5 - 10 м, в отдельных случаях - выше.
Из отрицательных физико-геологических факторов следует отметить широкое развитие карста гг. Сатка, Усть-Катав, Нязепетровск и др., овражную эрозию, заболоченность отдельных участков, осыпи.
Кроме того, вблизи ряда населенных пунктов, расположенных в рассматриваемом районе (гг. Сатка, Верхний Уфалей, Бакал и др.), естественный рельеф нарушен в результате разработки месторождений полезных ископаемых (горные выработки, карьеры, отвалы и пр.), что, в свою очередь, ведет к активизации ряда экзогенных геологических процессов (оползни, просадки и пр.).
В инженерно-экологическом отношении район в целом благоприятен для строительства. Однако территориальные возможности ряда городов ограничены условиями рельефа, а также расположенными вблизи них месторождениями полезных ископаемых. К таким городам относятся - гг. Сатка, Бакал, Юрюзань и др.
На участках развития карстовых явлений и других активных физико-геологических процессов (осыпные, заболоченные участки, овраги, промоины и пр.) требуются специальные инженерно-геологические исследования.
г) Вершины горных хребтов и склоны, крутизной свыше 20 - 30 %, сильно расчлененные и осложненные курумами, осыпями, обвалами, часто закарстованные, неблагоприятны для строительства или требуют значительных затрат по инженерной подготовке территории.
д) Долины рек, местами достигающие значительной ширины и характеризующиеся спокойным, слегка волнистым рельефом, террасированные. В долинах выделяется пойма и несколько надпойменных террас различной высоты.
В геологическом строении района участвуют элювиально-делювиальные древние и современные аллювиальные, а также болотные образования, представленные суглинками, супесями, песками (в поймах - с гравием и галькой). Болотные отложения выражены иловатыми разностями и торфом, мощностью от 0,5 м до 3,0 - 4,0 м. Общая мощность отложений колеблется в широких пределах от 0,5 - 4,0 до 25 - 30 м. Четвертичные образования подстилаются коренными породами различного возраста и генезиса.