Переброской стока реки Уфы в реку Миасс в настоящее время заполнены Долгоброд-ское и Кыштымское водохранилища. На территории области сооружено Нязепетровское водохранилище, которое предназначено для водоснабжения города Екатеринбурга. С целью гарантированного водоснабжения городов Магнитогорска и Челябинска водохранилища эксплуатируются в каскадном режиме: Верхнеуральское - Магнитогорское, Apгазинское - Шершневское.
Водохранилища области расположены в разных географических зонах: горно-лесной (Аргазинское, Иремелькое), лесостепной (Шершневское), степной (Верхнеуральское, Магнитогорское, Троицкое).
Таблица 2
Характеристика поверхностных водных объектов-источников питьевого водоснабжения (водохранилища)
N | Водный объект | Уровень, МБС | Объем, млн3 | Водо-отдача | Водные ресурсы | Прим | |||||||||
НПУ | УМО | полн. | полез. | мерт. | м3/с | млн м3 | ср.многол. | 75% Р | 95% Р | ||||||
Q, м3/с | W, млн м3 | Q, м3/с | W, млн.м3 | Q, м3/с | W, млн.м3 | ||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| г.Челябинск | |||||||||||||||
| 1 | Аргазинское | 274,5 | 265,8 | 966,1 | 786,1 | 180 | 8,9 | 280,9 | 11,8 | 372,4 | 7,92 | 250 | 4,66 | 147 | сущест |
| 2 | Шершневское | 225 | 223 | 176 | 67 | 109 | 1,6 | 50,5 | 15,3 | 483 | 9,21 | 291 | 4,71 | 149 | с общ. площ. |
| 3,5 | 110,5 | 1,46 | 46,1 | 0,42 | 13,26 | с част. площ. | |||||||||
| Тракт подачи воды из бассейна р.Уфа в бассейн р.Миасс | |||||||||||||||
| 3 | Долгобродское | 366 | 353,5 | 333 | 273 | 60 | 4,12 | 130 | 6 | 189,4 | 4,25 | 134,1 | 2,69 | 84,9 | сущест |
| 4 | Кыштымское | 302 | 299,5 | 20 | 13,5 | 6,5 | 0,21 | 6,628 | 0,38 | 12 | 0,27 | 8,52 | 0,17 | 5,365 | " - " |
| г.Южноуральск | |||||||||||||||
| 5 | Южноуральское | 201 | 196 | 75,5 | 52,81 | 18,74 | 1,3 | 41,03 | 4,66 | 147 | 2,45 | 77,3 | 1,56 | 49,2 | " - " |
| г.Миасс | |||||||||||||||
| 6 | Иремельское | 382 | 371,4 | 43,1 | 40,6 | 2,5 | 0,39 | 12,31 | 0,85 | 26,83 | 0,51 | 16,09 | 0,25 | 7,89 | " - " |
| г.Златоуст | |||||||||||||||
| 7 | Верхне-Айское | 436,2 | 433,2 | 5,58 | 3,57 | 2,01 | 0,48 | 15,15 | 5,88 | 185,6 | 7,21 | 132,9 | 2,7 | 85,21 | сущест |
| 8 | Больше-Тесьминское | 468,5 | 455,5 | 7,6 | 6,75 | 0,85 | 0,34 | 10,73 | 0,75 | 23,6 | 0,58 | 18,3 | 0,42 | 13,25 | " - " |
| 9 | Мало-Тесьминское | 451,5 | 444,4 | 1,145 | 1,015 | 0,13 | 0,1 | 3,16 | 0,52 | 16,41 | 0,4 | 12,72 | 0,24 | 7,59 | " - " |
| 10 | Новозлатоу-стовское | 469 | 445,5 | 104 | 99 | 5 | 3,16 | 99,73 | 5,34 | 168 | 3,8 | 120 | 2,58 | 81,4 | строящееся |
| г.Карабаш | |||||||||||||||
| 11 | Киалимское | 330 | 324,5 | 5,09 | 3,59 | 1,5 | 0,27 | 8,521 | 2,25 | 70,9 | 1,83 | 57,8 | 1,16 | 36,6 | сущест |
| г.Сатка | |||||||||||||||
| 12 | Саткинское | 415,5 | 412,3 | 0,63 | 0,56 | 0,07 | 1,52 | 48,01 | 1,08 | 34,08 | 0,72 | 22,57 | сущест | ||
| 13 | Зюраткульское | 724 | 718,5 | 73,6 | 57,1 | 16,5 | 0,73 | 23,04 | 1,68 | 53,02 | 1,38 | 43,55 | 0,86 | 27,14 | " - " |
| г.Бакал | |||||||||||||||
| 14 | Малосаткинское | 454,5 | 442,8 | 19,2 | 17,2 | 2 | 0,85 | 26,83 | 2,43 | 76,69 | 1,76 | 55,55 | 1,14 | 35,98 | " - " |
| г.Карталы | |||||||||||||||
| 15 | Карталинское | 301 | 298,5 | 0,975 | 0,775 | 0,2 | 0,022 | 0,7 | 0,48 | 15,1 | 0,15 | 4,65 | 0,038 | 1,199 | " - " |
| г.Касли | |||||||||||||||
| 16 | Зацепинский пруд | 238,6 | 237 | 0,28 | 0,172 | 0,108 | 0,081 | 2,569 | 0,71 | 22,4 | 0,47 | 0,28 | 8,84 | сущест | |
| г.В.Уфалей | |||||||||||||||
| 17 | Суховязское | 377,2 | 347,7 | 0,9 | 0,61 | 0,29 | 0,083 | 2,619 | 0,45 | 14,2 | 0,32 | 10,09 | 0,2 | 6,312 | " - " |
| г.Нязепетровск | |||||||||||||||
| 18 | Нязепетровское | ||||||||||||||
| (на р.Нязя) | 299 | 294,3 | 5,4 | 5,1 | 0,3 | 0,092 | 2,904 | 4,45 | 140 | 3,15 | 99,41 | 1,92 | 60,6 | " - " | |
| п. Бреды | |||||||||||||||
| 19 | Брединское | 316,4 | 309,8 | 45,5 | 42,8 | 2,7 | 0,6 | 4,9 | 0,56 | 17,7 | 0,2 | 6,312 | 0,05 | 1,578 | " - " |
Итого | 1883 | 1471 | 722 | ||||||||||||
Подземные ресурсы
Территория Челябинской области находится в пределах 3-х крупных гидрогеологических структур: Предуральский сложный бассейн пластовых безнапорных и напорных вод, Большеуральский сложный бассейн корово-блоковых (пластово-блоковых и пластовых) безнапорных и напорных вод, Западно-Сибирский сложный бассейн пластовых безнапорных и напорных вод.
Предуральский бассейн развит в северо-западной части области и представлен, преимущественно, нижне-пермскими образованиями ассельско-артинского яруса. В литологическом отношении это песчаники, алевролиты, линзы известняков, конгломераты. Отложения хорошо обводнены. Подземные воды нижнепермских образований в пределах области по качеству, в основном, соответствуют требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 и широко используются для хозяйственно-питьевых целей.
Большую часть территории области занимает Больше-Уральский сложный бассейн. Водоносные комплексы приурочены к зонам трещиноватости отложений, слагающих данный бассейн, и характеризуются фоновой водообильностью некарстующихся пород при повышенной водообильности в линейных, тектонически ослабленных зонах, а также в придолинных участках рек. Особенно водообильные линейные зоны повышенной трещиноватости наблюдаются вдоль западной границы области. К ним приурочен ряд разведанных месторождений подземных вод, эксплуатируемых в настоящее время с производительностью от 23,32 тыс. м3/сут. до 99,7 тыс. м3/сут.
Наибольший практический интерес представляет водоносный комплекс в карбонатных отложениях палеозоя. Здесь разведаны самые крупные в области месторождения подземных вод с утвержденными запасами от 45,3 тыс. м3/сут. до 96,0 тыс. м3/сут. (Сухарышское, Малокизильское, Верхнекизильское, Янгельское, Большекизильское). В северо-западной части Больше-Уральского сложного бассейна, где развиты водоносные комплексы в терригенно-карбонатных, карбонатных и метаморфических отложениях протерозоя и палеозоя, разведаны месторождения подземных вод, часть из которых эксплуатируется для водоснабжения городов Аша, Миньяр, Усть-Катав. Подземные воды используются на хозяйственно-питьевые и производственно-технические нужды. Эксплуатация Ашинского и Миньярского месторождений, а также месторождения "Теплые Ключи", осуществляется за счет родникового стока (7 родников). Эксплуатация Сильгинского месторождения подземных вод для водоснабжения г. Юрюзани (с производительностью 2,05 тыс. м3/сут.) осуществляется 4 водозаборными скважинами.
Основным водоносным комплексом в северной и северо-западной части описываемого бассейна, имеющим практический интерес для централизованного водоснабжения, является комплекс в карбонатных образованиях протерозоя. Здесь разведаны месторождения подземных вод с запасами от 6,6 тыс. м3/сут. до 19,9 тыс. м3/сут. (Усть-Багарякское, Шаблишское, Береговое, Навышское, Усть-Курякское). Кроме того, на площади развития метаморфических и карбонатных отложений ордовика-силура разведаны месторождения подземных вод с запасами от 0,585 до 8,64 тыс. м3/сут. (Егозинское, Сугомакское, Уфалейское, Иткульское, Каркодинское).
В пределах Больше-Уральского бассейна на территории области разведано 78 месторождений подземных вод с общими запасами 980 тыс. м3/сут и 5 месторождений минеральных подземных вод с запасами 1,772 тыс. м3/сут. Увильдинское, Кисегачское и Дачное -месторождения радоновых вод. Участки "Эталонный", Карагайский -месторождения минеральных лечебно-столовых вод.
Из всех разведанных месторождений эксплуатируются 47 - на пресные подземные воды с производительностью до 99,7 тыс. м3/сут и три - на минеральные воды с производительностью до 0,006 тыс. м3/сут. Общее количество извлекаемой воды на участках с утвержденными запасами подземных вод в пределах БольшеУральского бассейна составляет 275,6 тыс. м3/сут., из них на хозяйственно-питьевые нужды используется 177,03 тыс. м3/сут, на производственно-технические - 51,13 тыс. м3/сут.
Восточную часть области занимает Западно-Сибирский сложный бассейн. Подземные воды здесь приурочены к палеозойским и мезо-кайнозойским отложениям. В пределах описываемого бассейна разведано 28 месторождений подземных вод. Из общего количества месторождений эксплуатируются 21 с производительностью до 7,45 тыс. м3/сут. (Западно-Сугоякский и Федоровский участки Сугоякского месторождения).
В результате проведения второго этапа работы "Оценка обеспеченности населения Челябинской области ресурсами пресных подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения" (Воронов С.Г. 2000г.) подсчитаны прогнозные эксплуатационные ресурсы для территорий области в количестве 4941 тыс. м3/сут, в т.ч.- 4782 тыс. м3/сут с минерализацией до 1 г/л. Обеспеченность прогнозными ресурсами на 1 человека составляет 1,32 м3/сут. Распределение ресурсов подземных вод на территории области неравномерное. В горной западной части территории сосредоточены более половины всех ресурсов области - 2444 тыс. м3/сут. Южная и юго-западная части области обеспечены ресурсами гораздо меньше. Полностью обеспечены разведанными и утвержденными запасами подземных вод города Аша, Миньяр, Сим, Верхнеуральск, Катав-Ивановск, Усть-Катав, Куса, Пласт, Чебаркуль, пос. Кунашак, Миасское, Октябрьское, Увельский, Уйское, Фершемпенуаз. В благоприятных гидрогеологических условиях находятся города Верхний Уфалей и Нязепетровск. Положительные результаты получены при поисковых работах для водоснабжения п. Аргаяш, пос. Полетаево, г. Троицка.
По соотношению прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод и потребности в воде большинство административных единиц относится к категории надежно обеспеченных. К категории обеспеченных относится Октябрьский район. Территории г. Челябинска, г. Магнитогорска, г. Копейска относятся к категории частично обеспеченных, а территории г. Еманжелинска и г. Коркино - недостаточно обеспеченных. Для большинства водопотребителей организация водоснабжения за счет подземных вод возможна без особых сложностей. Наиболее проблематично организовать водоснабжение таких городов, как Сатка, Бакал, Златоуст, Миасс, Челябинск, Еманжелинск, Коркино, Копейск. Сложность решения обусловлена неблагоприятным расположением водопотребителей или отсутствием необходимых ресурсов подземных вод, и заключается в невозможности создания водозаборов с высокой производительностью вблизи водопотребителей.
На 01.01.2007 г. на территории области утверждены эксплуатационные запасы подземных вод по 107 месторождениям и участкам (для хозяйственно-питьевого и производственно-технического водоснабжения), из которых по 92 месторождениям оценены запасы, подготовленные для промышленного освоения. Общая величина утвержденных запасов - 1127,2 тыс. м3/сут, из них по промышленным категориям - 757,5 тыс. м3/сут.
Прогнозные ресурсы, эксплуатационные запасы и использование подземных вод представлены в таблице 4:
N п/п | Показатель | Ед. измерения | Значение показателя |
| 1 | Прогнозные эксплуатационные ресурсы подземных вод | тыс. м3/сут | 4782 |
| 2 | Модуль прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод | л/с км2 | 0,62 |
| 3 | Количество месторождений подземных вод, всего | шт. | 107 |
| 3.1 | в т.ч находящихся в эксплуатации | -//- | 69 |
| 4 | Разведанные эксплуатационные запасы подземных вод, всего | тыс. м3/сут | 1127,2 |
-//- | 757,5 | ||
| 5 | Количество извлеченной воды, всего | -//- | 676,38 |
| 5.1 | в т.ч. на участках с разведанными запасами | -//- | 297,4 |
| 5.2 | при водоотливе (дренаже) | -//- | 191,26 |
| 6 | Сброс подземных вод без использования | -//- | 163,83 |
| 7 | Передача подземных вод в другие субъекты РФ | -//- | 16,36 |
| 8 | Использование подземных вод, всего | -//- | 464,3 |
| 8.1 | в т.ч. для хозяйственно-питьевого водоснабжения | -//- | 362,4 |
| 8.2 | производственно-технического водоснабжения | -//- | 92,25 |
| 8.3 | сельскохозяйственного водоснабжения | -//- | 7,5 |
| 8.4 | орошения земель и обводнения пашень | -//- | 2,1 |
| 9 | Доля использования подземных вод в общем балансе хозяйственно-питьевого водоснабжения | % | 34 |
| 10 | Обеспеченность прогнозными эксплуатационными ресурсами подземных вод на 1 чел. | м3/сут | 1,36 |
| 11 | Обеспеченность разведанными эксплуатационными ресурсами подземных вод на 1 чел. | -//- | 0,32 |
Использование водных ресурсов
Водные ресурсы Челябинской области используют более 800 предприятий, организаций и учреждений.
Главным образом используются поверхностные водные объекты, объем забора из них достигает 80 %, остальное дают подземные воды. Поверхностные объекты используются также как приемники сточных вод.
Промышленность области является основным потребителем воды и уровень потребления зависит как от ввода в действие новых производственных мощностей, так и от режима экономии воды и организации приборного учета на предприятиях.
Основным потребителем воды в промышленности является черная металлургия - одна из главнейших отраслей экономики Челябинской области. На ее долю приходится свыше 60 % использованной воды. Свыше 20 % приходится на долю электроэнергетики, машиностроения и металлообработки, еще около 5 % - цветной металлургии. Остальные 15% потребляют лесная, деревообрабатывающая промышленность, производство стройматериалов, пищевая, топливная и др. отрасли.
Вторым основным водопотребителем водных ресурсов Челябинской области является жилищно-коммунальное хозяйство. В этой сфере также наблюдается положительная тенденция снижения объемов водопотребления. Она связана со следующими обстоятельствами:
- снижение объемов реализации воды в жилом секторе за счет установки приборов учета;
- сокращение водопотребления бюджетными организациями за счет установки водосчетчиков и введения режима жесткой экономии воды.
В области велики потери при транспортировке воды, связанные с общим неудовлетворительным состоянием водоводов и коммуникаций водопотребителей. Потери составляют около половины объема всего безвозвратного водопотребления из водных ресурсов области и многолетняя динамика этих величин имеет синхронный характер. Остальная часть безвозвратного водопотребления в значительной степени (до 90 %) зависит от роста объемов использования воды в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения.
Объем оборотного и повторно-последовательного водоснабжения по области составляет в настоящее время 9121,78 млн м3. Следует отметить как положительный факт неуклонный рост расходов воды в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения, что является тенденцией к экономии водопотребления и приводит к важному результату - водоотведение в поверхностные водные объекты в Челябинской области снижается, в т.ч. и загрязненных вод.
Таким образом, внедрение и развитие систем оборотного и повторно-последовательного водоснабжения не только экономит водные ресурсы области, но и приводит к оздоровлению экологической ситуации на водных объектах.
Отбор воды на нужды сельского хозяйства относительно невелик и продолжает неуклонно снижаться. Данное явление связано как с общей высокой влагообеспеченностью последних лет, так и с депрессией, переживаемой сельским хозяйством области. Особенно следует остановиться на снижении затрат на регулярное орошение, которое в предыдущие годы показало низкую эффективность, связанную с неразработанностью технологий эксплуатации орошаемых земель. Примерно 20 % таких земель подвергается засолению и осолонцеванию почв, на большинстве орошаемых участков происходит деградация гумусового слоя. Урожайность орошаемых земель стабилизируется на невысоком уровне и они являются нерентабельными.
Показатели по водопотреблению и водоотведению по области за 2003-2007 годы приведены в таблице 5 (в млн. м3):
Показатели | 2003 г | .2004 г | 2005 г | 2006 г | 2007 г |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1. Забор воды из водных объектов, всего | 1136.27 | 1054.63 | 1127,57 | 1071,58 | 1167,95 |
| в том числе из: | |||||
| 1.1. поверхностных | 870.44 | 798.44 | 875,29 | 824,70 | 927,18 |
| 1.2. подземных | 265.38 | 255.74 | 251,82 | 246,88 | 240,77 |
| 2. Использование воды, всего | 811.96 | 798.60 | 796,07 | 787,93 | 766,44 |
| в том числе на: | |||||
| 2.1.хоз-питьевые нужды | 379.19 | 360.51 | 355,70 | 364,52 | 352,05 |
| 2.2. производственные нужды | 384.46 | 388.58 | 389,16 | 388,87 | 328,72 |
| из них: | |||||
| 2.2.1. питьевого качества | 75.65 | 82.64 | 86,29 | 77,60 | 67,11 |
| 2.3. орошение | 5.41 | 6.29 | 5,93 | 3,00 | 3,02 |
| 2.4. обводнение | - | ||||
| 2.5. сельхозводоснабжение | 16.90 | 16.22 | 15,59 | 14,83 | 14,06 |
| 3. Расходы в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения | 7676.81 | 8319.71 | 8228,73 | 8902,46 | 9121,78 |
| 4. Процент экономии воды за счет оборотного и повторно-последовательного водоснабжения | 95 | 96 | 95 | 96 | 96 |
| 5. Потери при транспортировке | 133.74 | 143.02 | 132,60 | 133,13 | 138,37 |
| 6.Безвозвратное водопотребление | 284.81 | 345.43 | |||
| 7. Водоотведение, всего | 874.34 | 731.33 | 799,80 | 736,92 | 872,74 |
| 7.1.Водоотведение в поверхностные водные объекты, всего | 733.74 | 678.04 | 666,64 | 661,18 | 665,45 |
| из них: | |||||
| 7.1.1. загрязненных, всего | 720.80 | 665.91 | 659,98 | 654,82 | 657,06 |
| в том числе: | |||||
| а) без очистки | 120.77 | 120.43 | 113,65 | 113,07 | 117,17 |
| б) недостаточно - очищенных | 600.04 | 545.48 | 546,33 | 541,75 | 539,89 |
| 7.1.2.нормативно-чистых (без очистки) | 12.50 | 11.69 | 6,27 | 6,01 | 8,04 |
| 7.1.3. нормативно-очищенных | 0.44 | 0.44 | 0,38 | 0,35 | 0,35 |
| 7.2. Водоотведение в подземные водные объекты | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0,01 |
| 8. Мощность очистных сооружений | 754.32 | 747.48 | 736,18 | 734,67 | 738,62 |
Современное состояние систем водоснабжения и водоотведения населенных пунктов области
Анализ существующего технического состояния систем водоснабжения и водоотведения населенных пунктов Челябинской области позволяет считать его неудовлетворительным. Отмечается очень высокий износ производственных фондов водного хозяйства, особенно водохозяйственного сектора коммунального хозяйства городов и рабочих поселков.
В качестве основных проблем по системам водоснабжения необходимо отметить:
- недостаточная мощность водозаборных сооружений и водоочистных станций для надежного обеспечения населения водой питьевого качества;
- использование для водоснабжения источников, неблагополучных по санитарно-гигиеническим показателям;
- отсутствие или неудовлетворительное состояние сооружений водоподготовки;
- несоответствие технологии очистки питьевой воды качеству исходной воды, в связи с изменением качества исходной воды;
- неудовлетворительное состояние водоводов и водопроводных сетей, износ которых достигает 100%, в следствии чего потери уже подготовленной воды питьевого качества достигают 30%, а в некоторых случаях до 50% от производимого количества воды. Также неудовлетворительное состояние сетей является причиной вторичного загрязнения питьевой воды. Протяженность водопроводных сетей Челябинской области составляет 6960 км, из них нуждается в замене 3030 км;
- отсутствие обустроенных зон санитарной охраны источников питьевого водоснабжения.
Основные проблемы систем водоотведения:
- недостаточная мощность или отсутствие очистных сооружений канализации;
- неудовлетворительное состояние и пропускная способность канализационных коллекторов, самотечных и напорных сетей, а также канализационных насосных станций, что приводит к загрязнению поверхностных и подземных вод вследствие излива и просачивания неочищенных канализационных стоков. Общая протяженность сетей канализации по Челябинской области 2720 км, из них нуждается в замене 922 км;
- неудовлетворительное состояние существующих очистных сооружений канализации;
- несоответствие технологии очистки стоков составу подаваемых сточных вод.
В результате малой мощности, морального и физического износа, неудовлетворительной эксплуатации очистных сооружений канализации 98% сбрасываемых вод являются загрязненными (неочищенными или недостаточно - очищенными).
Проблемы водоснабжения и водоотведения являются взаимосвязанными, т.к. источниками водоснабжения являются водные объекты одновременно являющиеся приемниками сточных вод. Наиболее актуально этот вопрос стоит для Челябинского узла, т.к. крупнейший водозабор области расположен ниже по течению г.г. Миасс, Карабаш, пос. Полетаево, недостаточно-очищенные сточные воды которых оказывают существенное влияние на качество исходной воды, поступающей на головные очистные сооружения. Также эта проблема остро стоит для Каслинской системы озер, являющиеся одновременно источником водоснабжения и приемником сточных вод для гг. Озерск, Снежинск, Касли.
Особо следует выделить, что Шершневское водохранилище используется в качестве единственного источника водоснабжения Челябинского промузла. Отсюда вытекают следующие проблемы: