Сучасний стан використання підземних вод для водопостачання. Київська область розташована на стику Дніпровського артезіанського басейну (ДАБ) і Українського масиву тріщинних вод. Цей фактор визначає суттєву диференціацію умов формування ресурсів підземних вод, їх якісного складу, внаслідок чого спостерігається різниця й за ступенем водозабезпечення підземними водами західних (правобережних по відношенню до р. Дніпро) і східних (головним чином, лівобережних) районів області.

На території Українського кристалічного масиву гідрогеологічні умови несприятливі, що проявляється у незначній забезпеченості прогнозними ресурсами (ПРПВ): 8,6-41,9 тис. м3/добу. Дуже нерівномірна тріщинуватість кристалічних порід та їх висока міцність обумовлюють складнощі пошуку і буріння свердловин на воду. У вище розташованих водоносних горизонтах, приурочених до пухких осадових відкладів (неогенові та палеогенові піски) близько 40% запасів підземних вод має підвищений вміст заліза, нітритів або нітратів, а іноді й радону та іонів амонію. Тенденція до зростання концентрацій азотвміщуючих іонів проявилася в останні 15 років і не завжди знаходить ґрунтовних пояснень. Це може бути пов’язано із занепадом осушувальних систем на Поліссі та поширенням вторинно-заболочених земель, безконтрольним складуванням сміття, у тому числі відходів органічного походження, прискоренням процесів евтрофікації та розкладу органічних решток в умовах збільшення середньосезонних температур теплого періоду року тощо. Про непридатність для пиття вод шахтних колодязів, обладнаних на перші від поверхні незахищені горизонти в четвертинних відкладах (флювіогляціальних, алювіальних, озерно-алювіальних, рідше озерно-льодовикових) давно наголошують спеціалісти різних галузей, пов’язаних із водопостачанням, санітарно-гігієнічним та екологічним контролем, гідрогеологічними дослідженнями. Таким чином, територію правобережних районів області, розташованих на захід від довготи с. Бородянка - м. Фастів - м. Миронівка, можна вважати слабо забезпеченою природними прогнозними ресурсами підземних вод доброї якості. Для населених пунктів цієї території практично безальтернативним є шлях до централізації підземних водозаборів з обов’язковою водопідготовкою у вигляді баштових систем знезалізнення та максимально можливого очищення від азотвміщуючих речовин.

артезіанські свердловини

Для Дніпровського басейну і адміністративних районів до нього приурочених геологічні і гідрогеологічні умови значно більш сприятливі, відповідно і величина прогнозних ресурсів по районах змінюється в межах від 159,4 до 1018,9 тис. м3/добу.

Ступінь розвіданості прогнозних ресурсів з року в рік росте і нині наближається до 50%. Проте, відбір води з ПРПВ і, зокрема, з експлуатаційних запасів, за офіційними даними Геоінформу України неухильно знижується, хоча темпи цього спаду останніми роками сповільнилися. Так, якщо в 1997 р. відбір води з ПРПВ складав 582,8 тис. м3/добу (або 14% від загальної їх кількості) і в т.ч. 397,6 тис. м3/добу – з експлуатаційних запасів, то в 2006 р., відповідно, - 456,81 і 352,11 тис. м3/добу; у 2007 – 433,46 і 330,44 тис. м3/добу {1}, а в 2010, найімовірніше не перевищив 420 і 322 тис. м3/добу. Проте, окрім офіційних даних існує і так звана тіньова сторона водоспоживання, пов'язана з несанкціонованим водовідбором, що неухильно зростає. Особливо велика щільність незареєстрованих водозабірних споруд у радіусі до 70 км від околиць Києва, в елітних котеджних селищах.

В наш час в Києві і області для централізованого водопостачання використовується в основному два водоносні комплекси: перший - у відкладах іваницької свити середньої та верхньої юри і загорівської, журавінської, буромської свит нижньої крейди (сеноман-келовейський комплекс); другий – водоносний горизонт у відкладах орельської свити середньої юри (байоський ярус). Ці ж горизонти розкриті численними свердловинами під бювети (близько 200), а також свердловинами заводів з розливу мінеральних столових вод (ЗАТ «Оболонь», ЗАТ «Орлан», Київський колективний завод безалкогольних напоїв «Росинка»).

Ризики забруднення підземних вод. Водоносний горизонт у відкладах байоського ярусу середньої юри надійно перекритий батськими глинами, потужність яких складає 80-100 м. Глибина залягання нижньої межі батських глин – 223-238 м. Потужність водоносного горизонту досягає 50 м. У підошві цього горизонту залягають водоносні піски тріасу. Експлуатація середньоюрського водоносного горизонту на території родовища водозабору “Оболонський” розпочалася з 1977 року, коли були пробурені свердловини № 6ю й 7ю. Абсолютна відмітка статичного рівня на той час складала 37,6-38,9 м. Підземна вода до 1982 року використовувалась для господарсько-питних потреб ВАТ АК «Київводоканал» і пивзаводу № 3. В 1978-1979 рр. були пробурені і введені в експлуатацію свердловини № 8ю та 9ю. У ці роки відбувалося поступове зниження статичного рівня в середньому на 1,9 м за рік, що характерно в цілому для Київського родовища підземних вод. Статичний рівень продовжував знижуватись (свердловина 6ю) до середини 1998 року, коли його абсолютна відмітка досягла величини - 4,4 м (глибина 104,0 м). У подальшому статичний рівень підземних вод середньоюрського водоносного горизонту почав відновлюватись, не зважаючи на те, що середньорічний водовідбір по ЗАТ «Оболонь» збільшився від 4973 м3/добу в 2000 році до 5846 м3/добу в 2005 році за рахунок вводу в експлуатацію ще двох свердловин № 6р, 7р. Середньомісячний водовідбір за цей час коливався від 2531 м3/добу (січень 2002 року) до 7404 м3/добу (липень 2005 року). Оскільки водовідбір зі свердловин ЗАТ «Оболонь» поступово збільшується, відновлення рівня пояснюють зменшенням експлуатації середньоюрського водоносного горизонту по усій території м. Києва (О.П. Нікіташ, 2009). Однак, на нашу думку, відновлення рівня може відбуватись не у зв’язку із зменшенням водовідбору, самий факт чого викликає сумніви, оскільки значна кількість приватних водокористувачів не враховується, а у зв’язку із посиленням низхідного перетікання, тобто, – з відновленням запасів горизонту за рахунок вищезалягаючих водоносних горизонтів, чому сприяє значне збільшення градієнту напору між сеноманським (який дійсно стали використовувати менше) та середньоюрським водоносними горизонтами, а також утворення значної кількості штучних зон швидкої фільтрації і міграції {2}. Затверджені експлуатаційні запаси по шести найбільших централізованих водозаборах м. Києва, що використовують води байоських відкладів, складають 291,8 тис. м3/добу {1}. Середній фактичний водовідбір по середньоюрському водоносному горизонту в м. Києві за період з 1970 по 2005 роки розрахований в кількості 145,5 тис. м3/добу (за даними О.П. Нікіташа). Тобто, щороку, в середньому, використовується близько 50% запасів. Однак, по “великих колодязях” “Оболонський” та “Деснянський” водовідбір сягає 85-95% експлуатаційних запасів, а невдовзі може і перевищити їх. На фоні загального зменшення водовідбору майже на 40%, порівняно з 80-ми роками минулого сторіччя, окремі великі колодязі Києва (близько 30% від загальної кількості) за останні роки збільшили обсяги видобутку підземних вод {3}. Приблизно 15% великих колодязів відбирають воду в об’ємах близьких до затверджених запасів, а то й перевищують їх. В результаті, розподіл рівнів сеноманського та байоського водоносних горизонтів, порівняно з прогнозом, настільки видозмінився, що на окремих ділянках стало надто складно оцінити, чи перевищує водовідбір затверджені експлуатаційні запаси, чи ні.

До недавнього часу до горизонтів стратегічного значення можна було б віднести й водозбагачені відклади бучацької та канівської серій еоцену, проте рідко можна знайти свердловину на цей горизонт, у якій би вміст заліза не перевищував 0,2 мг/дм3 (ГДК для водопровідної і підземної води з бюветів згідно Додатку 2 до Державних санітарних норм та правил "Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною" (ДСанПіН 2.2.4-171-10) від 1 липня 2010 р.). Лише в окремих районах та населених пунктах дають ще воду доброї питної якості відклади полтавської серії неогену, а інколи й олігоценові відклади харківської серії. Проте, Обухівський, більша частина Васильківського, Києво-Святошинського, Броварського і Вишгородського районів сумно відомі непридатністю цих горизонтів за ознаками підвищеного вмісту заліза та прогресуючого підвищення органогенних похідних сполук азоту. Значній армії (інакше не скажеш, бо це схоже на захоплення) новозабудовників приміської частини Києва, що полюбляють будувати котеджі саме в цих районах, нічого не залишається як бурити свердловини на більш глибокі й більш захищені водоносні горизонти, що донедавна були майже недоторканими для приватного сектору, оскільки являють собою джерела централізованого водопостачання, а водоносний горизонт у відкладах орельської світи – ще й джерело розливу таких брендових для України столових вод як «Оболонська», «Софія Київська», «Каліпсо» тощо. З вод цього середньоюрського горизонту, як відомо, виготовляють і відому не тільки на Україні марку пива, а також практично всі солодкі безалкогольні напої, у тому числі «Кока-колу» (Броварський завод безалкогольних напоїв), «Живчик» (ЗАТ «Оболонь») та інші.

Очевидно, що саме новий Закон «Про внесення змін до статті 23 Кодексу України про надра щодо видобування підземних вод», прийнятий Верховною Радою України 22 грудня 2010 року (№ 2849-VI) і підписаний Президентом України Віктором Януковичем, який так захоплено привітав журналіст газети «Факти та коментарі» Сергій Курган (№ 14 від 26 січня 2011 року, стаття «Тепер люди можуть без спеціального дозволу бурити водяні свердловини на своїх земельних ділянках»), покликаний «розв’язати руки» забудовникам («новим українцям» або «новим киянам»), що «відчули труднощі» із забезпеченням чистою водою і прагнуть приєднатись до елітних артезіанських джерел високої питної якості. Тепер, не зважаючи на стратегічне для всього Києва значення підземних вод у відкладах крейдового та юрського віку, кожен бажаючий, що має достатньо коштів, може замовити власну свердловину, яка буде поставляти до столу ту ж саму, хіба що негазовану, «Оболонську», «Софію Київську» тощо. Крім того, особливе задоволення «вершки суспільства» отримають від того, що зможуть високоякісною водою, яка в країнах з дефіцитом водних ресурсів цінується так само як «чорне золото», а то й вище, якщо останнього забагато, мити власні іномарки, поливати газони, наповнювати басейни та й загалом використовувати як заманеться. Однак ні, ми все ж дещо не справедливі до нового Закону з цього приводу: він дуже «суворо» обмежує власників свердловин і попереджає, що використовувати підземну воду можна не як завгодно, а «крім виробництва фасованої води».

Справа навіть не втім, що Київ відчує дефіцит підземної води після збільшення кількості приватних свердловин. Ні, ресурси цих вод поновлювані і їх вистачить ще на багато століть. Але саме в слові «поновлювані» і криється той небезпечний зміст, який ми хочемо донести цією публікацією: поновлюються ж ці ресурси шляхом перетікання із вже остаточно забруднених відкритих водних об’єктів, завдяки інфільтрації атмосферних опадів через ґрунти засмічені побутовими, промисловими, сільськогосподарськими, енергетичними відходами, в т.ч. техногенними радіонуклідами. До речі, ще років 10-13 тому вчені НАН України на чолі з академіком В.М. Шестопаловим били на сполох, що на ділянках потужних міських водозаборів спостерігається глибоке проникнення «чорнобильських» радіонуклідів вздовж позатрубного простору свердловин. На нашу думку, це явище цілком реальне, хоч і проявлятиметься не повсюдно. Його причини полягають: по-перше, в значному збуренні пружних запасів водоносного горизонту, що експлуатується, та створенні глибокої, більше 130 м, загальної для Києва депресійної лійки; по-друге, у вібрації від заглибних насосів, яка сприяє розущільненню міжтрубних і позатрубних тампонажних сумішей навколо обсадного стовбура свердловин. Крім цього, практично не досліджений вплив на ці процеси наведених електричних та магнітних полів вздовж металевих обсадних труб.

Нагадаємо, що правобережна частина ДАБ являє собою його західне крило, де експлуатаційні водоносні горизонти та комплекси крейдового і юрського віку виходять ближче до поверхні – на схили Українського кристалічного масиву. Завдяки підвищеній кількості опадів тут відбувається живлення та формування напорів напірних водоносних горизонтів. У зв’язку з денудацією поверхні льодовиком у середньо-четвертинному віці на частині території відклади неогенового віку були зрізані повністю, тобто знято захисний екран, виконаний слабопроникними сірими, жовто-бурими та строкатими глинами. Потужна ерозійна діяльність Дніпра та найбільших його приток, в свій час також посприяла «розкриттю» не лише водоносних неогенових, але й палеогенових та іноді й верхньокрейдових (сеноманських) відкладів (Вижгородський, Броварський та Бориспільський райони). На високих терасах та Придніпровській височині, де рівні вищезалягаючих водоносних горизонтів вищі за рівні нижчезалягаючих, відбувається природне низхідне перетікання. На заплаві та низькій терасі в природних умовах зберігалось висхідне перетікання, тобто відбувалась інверсія рівнів. Ці гідрогеологічні умови, що раніше (до існування людської «цивілізації») забезпечували прискорений водообмін і звільнення водоносних горизонтів від солонуватих та солоних вод морського генезису, в останні десятиліття виявились згубними для чистих природних вод, бо відкрили доступ легкорозчинним забруднювачам, що мігрують від звалищ, поховань відходів, тваринницьких комплексів та, у кінці кінців, сільських та дачних «нужників».

артезіанські свердловини Київської області

В умовах інтенсивної експлуатації сеноман-келовейського та байоського горизонтів відбувається інверсія напорів і переважання низхідних напрямків фільтрації для перших трьох від поверхні водоносних горизонтів (четвертинного, бучацького і сеноманського). На частині Києво-Святошинського та Васильківського районів бучацький та сеноманський горизонти не мають розділяючого слабопроникного шару і об’єднуються в єдиний водоносний комплекс із спільним рівнем.

На лівобережжі Дніпра відклади полтавської та київської світ змиті і обводнені середньо- та верхньочетвертинні відклади створюють спільний складний водоносний горизонт з шаром бучацьких пісків. Гідродинамічне моделювання, виконане в Київському національному університеті імені Тараса Шевченка асистентом кафедри гідрогеології та інженерної геології геологічного факультету Віктором Мокієнко виявило значні лійки депресії в поверхні напорів незахищеного, розташованого над сеноманським, еоцен-четвертинного водоносного горизонту, що свідчить про наявність гідравлічних вікон у слабопроникних відкладах верхньої крейди, що розділяють означені горизонти, та наявність низхідного перетікання до сеноман-келовейського водоносного комплексу, що безперечно супроводжується його поступовим забрудненням сумішшю поверхневих вод зі старичних озер лівобережжя Дніпра, полів фільтрації Бортницької станції аерації та каналізаційних і водопровідних втрат.

Навіть підземні води, приурочені до добре захищених водоносних комплексів у верхньокрейдових і верхньо-середньоюрських відкладах, не гарантовані від погіршання якості підземних вод у районі Київської міської агломерації. Це пов'язано з несанкціонованим бурінням технічно недосконалих свердловин і величезними втратами водопровідних вод з комунальної мережі міста. За останні 15 років пробурено понад 4,5 тис. свердловин на прилеглих до Києва землях, відданих під приватну забудову. І якщо раніше сеноманський (верхньокрейдовий) горизонт відрізнявся високою якістю питної води, то нині в його водах виявляється не тільки підвищений вміст заліза, але і нітрати, нітрити, сліди дусту (хутор Гора, с. Щасливе), нафтопродуктів, техногенних «чорнобильських» радіонуклідів тощо.

Окрім цього, щороку на околицях, а іноді і в самому Києві буриться близько 100 несанкціонованих свердловин на водоносний горизонт в піщаних відкладах байоського ярусу (глибина від 180 до 320 м). Незважаючи на кризу, з року в рік кількість свердловин на цей водоносний горизонт зростає. При цьому, далеко не всі свердловини буряться з дотриманням вимог щодо ізоляції обсадними колонами та позатрубної цементації кожного з пройдених водоносних горизонтів, розташованих вище за експлуатаційний. В результаті утворюються осередки послідовного низхідного перетікання вздовж стовбурів свердловин з незахищеного від забруднення водоносного горизонту в четвертинних відкладах до нижче розташованих горизонтів: спочатку – до водоносного горизонту у відкладах полтавської серії, який на сьогоднішній день в прилеглих до Києва районах майже не використовується взнаки значного забруднення азотвміщуючими продуктами розкладу органічних речовин, розчинними комплексами заліза та іншими полютантами; далі – у водоносні відклади бучацької та канівської серій еоцену, потім – до сеноман-келовейського водоносного комплексу, а з нього – до водоносного горизонту у відкладах орельської свити. Від швидкого перетікання забруднених вод з вищерозміщених горизонтів останній поки що рятує потужний водотрив у покрівлі, завдяки якому немає можливості бурити водозабірні свердловини однією колоною (як це роблять на водоносний горизонт у сеноманських відкладах). Проте, в результаті експлуатації цього горизонту в межах Київської агломерації із сумарним середньорічним дебітом близько 170 тис. м3/добу (централізовані водозабори – 145 тис., бювети – близько 5 тис., заводи з розливу столової води і приготування напоїв 17 тис., приватні і комерційні водозабори – близько 2,5 тис.) утворилася депресійна лійка радіусом близько 72 км зі зниженням в її центрі до 135 м. Темп зниження рівня в різні періоди експлуатації залежно від водовідбору змінюється від 1 до 3 м у рік. З 1987 по 2002 рік сумарний водовідбір з середньоюрського водоносного горизонту періодично то зростав то знижувався, відповідно, зменшувалися темпи зниження рівня, а інколи він відновлювався на 6-10 м. З 2002 р. водовідбір неухильно зростає, що пов'язано як зі збільшенням населення, так і кількості водозабірних споруд. І якщо при природних градієнтах в природних умовах тривалість одного циклу повного заміщення об'ємів водоносного горизонту складає близько 26700 років, то за умови, що інтенсивність водовідбору залишатиметься на сучасному рівні і рівномірно пошириться за площею розвитку середньоюрського горизонту в межах вмісту прісних вод, заміщення його чистих інфільтрогенних вод змішаними водами з вищерозташованих горизонтів та за рахунок підтягування солоних вод із байоських відкладів центральної частини басейну відбудеться вже через 1000 років, тобто майже в 30 разів швидше. Для Київської агломерації, із об’ємами води середньоюрського горизонту (активна пористість приймається рівною 0,2, а середня потужність 36 м) в межах радіусу впливу “великого колодязя” Києва (з врахуванням виклинювання горизонту в 10 км на захід від Києва), ємнісні запаси складають близько 60 км3. Тоді, при видобутку 170 тис. м3/добу повне їх заміщення змішаними природно-техногенними некондиційними водами відбудеться через 925 років (за вирахуванням 40 років експлуатації даного горизонту), в той час як поступове заміщення відбувається вже зараз і пити цю воду через 150 років, згідно сучасних вимог до якості питної води, буде проблематично.

Висновки. Таким чином, поправка до статті 23 “Кодексу України про надра”, що стосується видобування підземних вод як корисних копалин, знімає застереження що до охорони стратегічних артезіанських горизонтів високої питної якості і відкриває можливості до прискореного їх забруднення. Тепер ці води, які в цивілізованих країнах використовують виключно для пиття і приготування їжі, кожен із бажаючих (хто має достатньо коштів) буде використовувати на власний розсуд – для поливу або як технічну воду то що. За результатами вибіркових опробувань та сигналами із прилеглих до Києва населених пунктів, донедавна «чистий» водоносний комплекс у відкладах верхньої крейди та верхньої юри (сеноман-келовейський горизонт) вже локально забруднений органічними речовинами, розчинним залізом, техногенними радіонуклідами. У зв’язку із цим, у недалекому майбутньому під загрозою опиниться основне, і вже єдине для Києва, джерело високоякісних питних вод – водоносний горизонт у відкладах орельської свити байоського ярусу, а, відповідно, втратять довіру широко відомі і за межами України бренди мінеральних столових вод типу «Оболонська», «Софія Київська» та інші, що безперечно зашкодить іміджу України та приведе до значних економічних збитків.

Більш детальна інформація про буріння свердловин: www.skvaginakiev.kiev.ua або за телефоном 093-597-31-10.

1. Камзіст Ж.С., Шевченко О.Л. Гідрогеологія України. К.: Фірма Інкос, 2008. – 614 с.

2. Оценка защищённости и уязвимости подземных вод зон быстрой миграции. В.М. Шестопалов, А.С. Богуславский, В.Н. Бублясь. НИЦ радиогидрогеоэкологических полигонных исследований, ИГН НАН Украины. – К. - 2007. – 120 с.

3. Лютый Г.Г., Шестопалов В.М. Условия проведения оценки прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод в Украине //Современные проблемы изучения и оценки эксплуатационных ресурсов питьевых пподземных вод. – Мат-лы междунар. науч.-практ. конф. (3-5.09.2008), К.- С.28-31.

Шевченко Олексій Леонідович, канд. техн. наук, ст. наук. співроб., доцент,

Корнєєнко Сергій Віталійович, канд. геол. - мінерал. наук, доцент,

Заверталюк Тетяна Юріївна, аспірант,

Корбутяк Орест Мирославович, аспірант

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Посилання на авторів статті та сайт (www.skvaginakiev.kiev.ua) є обов’язковим!