Гидрогеологические особенности Северной Африки на примере Алжира

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.