ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СЕВЕРНОЙ АФРИКИ НА ПРИМЕРЕ АЛЖИРА
ВО "Зарубежгеология", Москва, Россия
ОАО "Вниизарубежгеология", Москва, Россия
Введение
Острая необходимость решения проблемы водоснабжения населения стран Африки, особенно стран Северной Африки, расположенных в наиболее засушливой части континента, отмечается в плане действий «Группы восьми» по Африке ([13] План действий «Группы восьми», 2003), в ряде решений ООН, ЮНЕСКО и других международных организаций. В Программе ООН (VNEP) для стран Африки дан прогноз водообеспеченности на 2025 г ([18] United Nation). Алжир относится к странам с недостаточным водообеспечением.
В решении проблемы водообеспечения Алжира большое внимание уделяется пресным подземным водам, как надёжному источнику хозяйственно-питьевого водоснабжения населения.
Алжирская Народная Демократическая Республика (АНДР) находится в северо-западной части Африки и граничит на востоке с Тунисом и Ливией, на юге с Мали и Нигером, на западе – с Марокко, Западной Сахарой и Мавританией, на севере омывается Средиземным морем. Площадь 2382 тыс. км2. Население составляет 32,818 млн. человек. Основная часть населения (около 90%) живёт на северной приморской равнине.
Гидрогеологические условия Алжира определяются геолого-структурным положением, рельефом и климатом ([3] Гидрогеология и гидрология…, 1955; [7] Карасик, 1970; [2] Гидрогеология Африки, 1978). На его территории выделяются две природные области: Атласская горно-складчатая – на севере и Сахарская платформенная – на юге. Средиземноморское побережье протяженностью 1300 км характеризуется неширокими пляжами и небольшими бухтами. Атласская горная область представлена горной системой Телль-Атласа на севере (абс. отм. до 2000 м), за которой располагается район Высоких плато (абс. отм. ), которые с юга обрамляются хребтами Сахарского Атласа и горным массивом Орес (абс. отм. до 2300 м).
На юг от Атласских гор простирается Алжирская Сахара, занимающая 80% территории страны. Пустынные плато имеют абсолютные отметки поверхности около 500 м. На северо-востоке Алжирской Сахары находится впадина Мельгир с абсолютной отметкой 26м ниже уровня моря. Высшая точка – гора Тахар (абс. отм. 3003 м) в нагорье Ахаггар на юге страны.
Все реки Алжира (уэды) имеют дождевое питание и в сухое время года пересыхают. Для них характерно резкое колебание расходов воды от 0-2 м3/с до 1000 м3/с и более в период дождей. На уэдах сооружаются плотины, водохранилища и ГЭС. Воды уэдов используются для водоснабжения и орошения.
Климат Северного Алжира субтропический, средиземноморский с тёплой дождливой зимой и жарким, сухим летом. Количество осадков в горах до 1200 мм и 200-400 мм на равнинах. Часты сильные засухи.
В Сахаре осадков выпадает менее 50 мм в год, в отдельные годы дождей не бывает. Характерны сухие ветры и песчаные бури.
Геолого-структурные условия. Большая часть территории Алжира находится в пределах Африканской платформы. На крайнем юге страны располагаются выступы фундамента платформы – Ахаггарский массив, сложенный докембрийскими метаморфическими породами, и плато Эль-Эглаб, отделённое от Ахаггарского массива прогибом Угарты-Танезруфта. В северном направлении докембрийские породы погружаются под осадочный чехол, сложенный морскими нижне и среднепалеозойскими, лагунно-континентальными верхнепалеозойскими и нижнемеловыми, а также морскими верхнемеловыми (частично палеогеновыми) отложениями.
Территория Северного Алжира в пределах Атласских гор принадлежит Средиземноморскому геосинклинальному складчатому поясу, обладающему сложным геолого-тектоническим строением. Складчатая система Атласа отделена от Сахарской плиты Южно-Атласским разломом. Её прибрежная зона представлена системой хребтов Телль-Атласа. К югу от Телль-Атласа лежит относительно устойчивый массив Высоких плато, перекрытый маломощным и слабодифференцированным чехлом мезозоя и кайнозоя. Ещё южнее, на границе с платформой, простирается умеренно-складчатая зона Сахарского Атласа.
Гидрогеологические исследования. В изучении подземных вод Алжира много сделано алжирскими, французскими и другими зарубежными учёными ([11] Пантелеев, 1973; [1] Бузид, 1983; [10] Неззаль, 1983;[9] Милуд, 1985; [14] Подземные воды Мира, 2007). В России первые данные о подземных водах Алжира были опубликованы в работах и -Бекчурина ([6] Горунг, 1958; [15] Силин-Бекчурин, 1962).
Большой вклад в изучение гидрогеологии Алжира внесли российские (советские) учёные и специалисты ( гг.) бывшего Минводхоза СССР, проводившие комплексные гидрогеологические исследования в соответствии с Соглашением о техническом и экономическом сотрудничестве между СССР и АНДР. Краткая сводка основных сведений о подземных водах АНДР изложена в монографии и «Подземные воды Алжира» ([12]Пантелеев, Голубев, 1978), составленная по результатам вышеуказанных гидрогеологических исследований. Во ВНИИЗАРУБЕЖГЕОЛОГИИ в года проводилась работа по оценке ресурсов подземных вод стран Африканского континента для обоснования выбора объектов сотрудничества при поисках подземных вод.
Гидрогеологическое районирование. Основные гидрогеологические районы, выделенные по структурно-тектоническим, геоморфологическим и гидрогеологическим условиям, отражены на рисунке № 1. В Алжирском Атласе выделяются горно-складчатые гидрогеологические области и артезианские бассейны. В Алжирской Сахаре располагаются гидрогеологические массивы и их склоны, горно-складчатые гидрогеологические области и артезианские бассейны.
Основные водоносные комплексы и горизонты. На основе обобщения имеющихся сведений о подземных водах выделено семь водоносных комплексов, горизонтов, являющихся наиболее надёжным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения ([12] Пантелеев, Голубев, 1978; [16] Шааб, 1983; [9] Милуд, 1985)..
По приуроченности к определённым стратиграфическим подразделениям, составу водовмещающих пород, гидродинамическим особенностям выделяются:
· водоносные горизонты в аллювиальных, озерных, пролювиальных континентальных четвертичных отложениях – грунтовые воды;
· водоносный комплекс в нерасчленённых нижнечетвертичных и плиоценовых континентальных отложениях – плиоцен-нижнечетвертичный;
· водоносный комплекс в нерасчленённых морских и континентальных отложениях миоцена и плиоцена-миоценплиоценовый;
· водоносный горизонт в нижнеэоценовых известняках – эоценовый;
· водоносный комплекс в карбонатных верхнемеловых отложениях – наиболее водообильный в туроне – верхнемеловой;
· водоносный комплекс в нижнемеловых отложениях – самый распространённый и водообильный – нижнемеловой;
· водоносные горизонты в юрских отложениях, распространены преимущественно в атласской части страны.
Выделяются также воды в нерасчленённых палеогеновых и палеозойских отложениях, имеющие спорадическое распространение.
Естественные ресурсы. В Алжире обеспеченность водными ресурсами при численности населения в 32818 тыс. чел. достигает лишь 460 м3/год на одного человека, что соответствует «высокому» уровню дефицита водных ресурсов ([17] “Croudwater Resources…”, 2004), как в Тунисе, Египте, Ливии. Соотношение же основных источников водоснабжения составляет -54% за счёт поверхностных вод и 36% - за счёт подземных.
Современный суммарный водозабор подземных вод по стране достигает 260 млн. м3/год. В связи с интенсивной эксплуатацией вод буровыми скважинами, пьезометрическая поверхность неуклонно снижается, естественная разгрузка подземных вод в депрессии, озера Сахары снизилась и практически прекратилась. Озёра содержат солёные, не пригодные для потребления воды ([5] Голубев, 1970; [12] Пантелеев, Голубев, 1978).
На рисунке № 2 приведена схема подземного стока по территории Алжира ([19] “World Map of Hydrogeological…”, 1999; [17] “Groundwater Resources...”, 2004). На схеме чётко выделяется территория Алжирской Сахары с модулем подземного стока < 0,1 и Алжирского Атласа, где модуль достигает 0,1-1, 1-3, 3-5 л/с км2 и более. Изолинии коэффициента подземного стока подсчитаны только по территории Алжирского Атласа, где они увеличиваются с юга на северо-запад с 5 до 10-20 % и более.
Минеральные и термальные воды. Минеральные воды Алжира наиболее широко известны в северной обжитой части страны. Активное тектоническое развитие, расчленённый рельеф и большое количество атмосферных осадков (до 1000 мм/год и более) на территории Алжирского Атласа способствуют формированию здесь различных типов минеральных вод. В пределах же всей страны распространены следующие типы минеральных подземных вод ([2] «Гидрогеология Африки», 1978):
· углекислые воды областей молодой магматической деятельности (на побережье Средиземного моря);
· азотные и углекисло-азотные термы областей новейших тектонических движений (территория Алжирского Атласа);
· сероводородные термы Атласа;
· радоновые высокотермальные воды;
· азотные, азотно-метановые и метановые воды в осадочном чехле артезианских бассейнов (территория Алжирской Сахары).
Углекислые воды разделяются на субтермальные (19-240С) и термальные (более 400С). Типичными примерами субтермальных вод являются газирующий источник Бу-Хаджар и источник № 4 Рига. Для них характерно высокое содержание СО2 (1,3-2,2 г/дм³) и кремнекислоты (51-87 мг/дм³). Повышенная общая минерализация (3,2-4,4 г/дм³), хлоридный натриевый и сульфатный кальциевый состав свидетельствуют о наличии галогенных пород в области формирования этих вод. Термальные углекислые воды характеризуют источники №1 Бу-Ханифия, Айн-эль-Кебир, Н’Байль. Их минерализация и химический состав близки к субтермальным водам. Более высокая температура (до 700С) и общая минерализация до 6 г/дм³ объясняют более глубокую циркуляцию этих вод.
Азотные и углекисло-азотные термы Атласа весьма разнообразны по дебиту, температуре, химическому составу, общей минерализации. Наиболее характерными среди них можно считать источники Бугара, Рига-№1 бис, Уэд-Хамимин (источник 2), Хамма, Гейзер, Мескутин, Мелуан (источник 1). Высокодебитные источники Хамма (400 л/с) очевидно связаны с областями развития карста в карбонатных породах. Большое внимание с точки зрения познания условий формирования заслуживают – источник Мескутин с дебитом более 20 л/с, температурой 72-960С и общей минерализацией 0,2 г/ дм³. По-видимому, здесь имеет место мощный поток тепла из больших глубин и активное современное инфильтрационное питание за счёт атмосферных осадков. Источник 1 Мелуан по своему составу и общей минерализации близок к морской воде, но отличается чрезвычайно высоким содержанием кремнекислоты.
Сероводородные термальные воды Атласа представлены источниками Айн-эль-Джерат (Ксенна) и Эс-Салахин. Содержание сероводорода в количестве 8,5-44 мг/дм³ при любых содержаниях других газов (азота, углекислоты) позволяет отнести их именно к сероводородным минеральным водам, как обладающим высокой бальнеологической ценностью.
Среди радоновых высокотермальных вод наиболее яркими представителями являются источники группы Гергур (источник Айн-Зоф), Улед Али и Тибили с содержанием радона в пределах 10-30 mμ C/л, температурой 40-800С и дебитами 0,7-3 л/с. Подземные воды приурочены к глубинным разломам.
Огромные пространства Сахары мало изучены в отношении минеральных вод. По данным ([2] Гидрогеология Африки, 1978), здесь на значительной глубине распространены азотные, азотно-метановые и метановые термальные воды. Безусловного внимания в отношении ценных минеральных вод и рассолов заслуживают восточные нефтегазоносные области Алжирской Сахары. Попутные воды нефтепромыслов могут служить ценным гидроминеральным источником для получения йода, брома, лития, калия и других ценных химических элементов. Содержание ценных элементов, общая минерализация и температура попутных вод зависят от комплекса геолого-гидрогеологических факторов и палеогидрогеологических условий их формирования.
Минеральные и термальные воды изучены слабо и неравномерно по площади. Только на отдельных месторождениях осуществлялось глубокое бурение. Большинство известных минеральных источников имеют примитивный каптаж.
Выводы. Подземные воды для Алжира и для других стран Северной Африки являются самым ценным полезным ископаемым. Если в горных районах страны поверхностные воды играют значительную роль в водопользовании, то на равнинных участках они, как правило, существуют периодически, и здесь более надёжным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения являются подземные воды. Особенно это относится к районам Алжирской Сахары, занимающей 80% территории страны, к Высоким плато и прибрежным равнинам, крупным участкам Сахарного Атласа.
В некоторых густо населённых районах страны осуществляется интенсивное, нерегулируемое бурение скважин на воду, что приводит к снижению уровня подземных вод и истощению их запасов (бассейны Митиджа, Уэд-Гир, районы Большого Сахарского артезианского бассейна).
Минеральные и термальные воды, как база развития курортного строительства в Алжире, представляет огромное природное богатство. Вода некоторых источников используется для лечения и рόзлива на заводах минеральной воды. Минеральные воды нуждаются в комплексном изучении гидрогеологами, бальнеологами и другими специалистами.
Степень изученности подземных вод и организация их практического использования явно недостаточны. Подземные воды страны нуждаются в систематическом изучении по целому комплексу гидрогеологических условий. И в частности в изучении естественных ресурсов и разработке методов их рациональной эксплуатации. Необходима организация службы наблюдения за естественным режимом подземных вод и системой их эксплуатации. Это наиболее важно на месторождениях минеральных вод и в районах интенсивной эксплуатации с целью защиты вод от истощения ([13] План действий «Группы Восьми», 2003; [8] Концепция международного сотрудничества, 2004; [4] Голицын, Колдышева, 2005; [14] Подземные воды Мира, 2007).
Заслуживает внимания оценка влияния качества подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения, на здоровье населения в условиях интенсивного техногенного воздействия. Необходимо осуществить эколого-гидрогеологическую оценку регионов страны для разработки рекомендаций по рациональному использованию подземных вод и их охране. Эколого-гидрогеологические особенности территории могут быть отражены на специальных эколого-гидрогеологических картах.
Рис. 1. Схема гидрогеологического районирования ([12] Пантелеев, Голубев, 1978)
1 - мезо-кайнозойские артезианские бассейны; 2 - палеозойские артезианские бассейны; 3 - мезо-кайно-зойские горно-складчатые области; 4 - палеозойские горно-складчатые области; 5 - докембрийские гидрогеологические массивы; 6 - артезианские склоны докембрийских массивов; 7 - основные тектонические зоны: Северо-Атласский сброс (СА), Южно-Атласский прогиб (ЮА); 8 - Границы гидрогеологических районов и их номера; 9 - границы зон.
Гидрогеологические районы.
Алжирский Атлас. Горно-складчатые области: 1- Большая Кабилия;
2-Малая Кабилия; 3-Дахра; 8-Западный Телль; 9-Восточный Телль; 17-западная часть Сахарского Атласа; 18-Орес; 19-восточное окончание Сахарского Атласа. Артезианские бассейны: 4-Оранский; 5-Шелиффский; 6-Митиджа; 7-Аннабинский; 10-Возвышенных равнин Константины; 11-Северо-Тлемсенский; 12-Бель-Абесский; 13-Маскаринский; 14-Шерги; 15-Шеллалинский; 16-Ходна.
Алжирская Сахара. Докембрийские массивы: 20-Ахагтар; 22-Эглаб. Артезианские склоны докембрийских массивов: 2la-палеозойского плато Тассилин-Ахггар, 216-палеозойского плато Тассилин-Адджер; 23-палео-зойского обрамления массива Эглаб. Горно-складчатые области: 24-палеозойских Угартских цепей. Артезианские бассейны: 25-палеозойской синклинали Тиндуф; 26-палеозойского синклинория Бешар; 27-Болыпой Сахарский мезо-кайнозойский бассейн: а-Саура, б-область меловых поднятий, в-Низкая Сахара, г-Уэд-Гир; 28-мезозойской впадины Танезруфт
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Гидрогеологическое обоснование искусственного восполнения запасов подземных вод района равнины Митиджа (Алжир) (1983). Дисс. канд. геол.-мин. наук - М. 161 с.
Гидрогеология Африки (1978). Науч. ред. . – М.: Недра. 371 с.
Гидрогеология и гидрология аридной зоны земного шара. (1955). Вып. 1. – М.: Изд-во иностр. лит-ры.
, , Основы концепции региональных гидрогеологических и геоэкологических исследований в развивающихся странах Азии и Африки. Бюллетень «Использование и охрана природных ресурсов в России. – М.: НИА-Природа, 2005, № 2, с. 38-46.
Использование подземных вод для сельскохозяйственного водоснабжения в Алжирской Сахаре (1970). Тр. Всесоюзн. Объединения Союзводпроект. Вып– М., с. 104-112.
Алжирия. Физико-географическая характеристика (1958). М., Географгиз., 288 с.
Водный баланс Африки (1970). Географ. Ин-т АН СССР. – М., 206 с.
Концепция международного сотрудничества Российской Федерации в области природопользования и охраны окружающей среды (2004). Одобрена на Всероссийском съезде по охране природы (Москва, 18-20 октября 2003 г.). Газета «Природно-ресурсные ведомости» № 15-16.
Формирование химического состава подземных вод межгорных равнин Западного Телль-Атласа (Алжир) (1985). Зап. Ленингр. Горн. Ин-та, т. 103. – Л., 84-88.
Гидрогеологические показатели нефтегазоносности впадины Радамес и её обрамления (Алжир) (1983). Дисс. канд. геол.-мин. наук. – М., 109 с.
Вопросы региональной гидрогеологии Алжира. (1973). Бюл. МОИП. Сер. геол., № 5. – М., с. 103-115
, Подземные воды Алжира. (1978). М.: Недра, 212 с.
План действий «Группы Восьми» по водным ресурсам (2003). (Франция, 2 июня 2003 г.). Бюллетень «Использование и охрана природных ресурсов в России», НИА-Природа. Спецвыпуск, № 9-10. – М., с. 145-147.
Подземные воды Мира: ресурсы, использование, прогнозы (2007). Под ред. , Ин-т водных проблем РАН. – М.: Наука. 438 с.
Силин- Подземные воды Северной Африки (1962). М.: Изд-во АН СССР, 204 с.
Исследование условий формирования естественных ресурсов и эксплуатационных запасов подземных вод межгорных впадин Восточного Телля (Алжир). (1983). Дисс. канд. геол.-мин. наук. – М., 147 с.
Groundwater Resources of the World and Their Use. (2004) Editors: Igor S. Zektser, Lorne G. Everette. UNESCO. 346 p.
United Nation Environment Program for Africa: 2025 (б. г.) (http://www. /specials/water)
World Map of Hydrogeological Conditions and Groundwater Flow (1999). Scale 1:10 000000. Editors – in – chief R. G.Dzhamalov and I. S.Zektser. Hydroscience Press, USA.
