Подзе́мные во́ды Росси́и. На территории России подземные воды характеризуются большим разнообразием условий распространения, формирования ресурсов и химического состава. Широко представлены пресные, минеральные и термальные подземные воды. Закономерности формирования подземных вод в различных регионах России находятся прежде всего в зависимости от их структурно-гидрогеологических условий, т. е. особенностей распространения в этих регионах различных типов гидрогеологических структур. Выделяется ряд артезианских и гидрогеологических складчатых областей, особый класс по условиям залегания и формирования составляют подземные воды криолитозоны.

Основные артезианские области

К главным артезианским областям относятся Восточно-Европейская, Западно-Сибирская и Восточно-Сибирская.

Восточно-Европейская артезианская область

В пределах Восточно-Европейской артезианской области выделяют Московский, Северо-Двинский, Волго-Камский, Сурско-Хопёрский, Прикаспийский и Печорский артезианские бассейны. Основные факторы формирования подземных вод этой артезианской области: значительные изменения ландшафтно-климатической обстановки от северной тундры до засушливых полупустынь Прикаспия; равнинный рельеф; неглубокий врез речных долин (до 150 м); присутствие в разрезе чехла четырёх структурных этажей, сложенных верхнепротерозойскими, вендско-нижнедевонскими, среднедевонско-верхнетриасовыми и нижнеюрско-кайнозойскими отложениями; широкое развитие карбонатных пород палеозойского возраста и четвертичных ледниковых отложений; развитие мощных соленосных толщ в девоне, карбоне и перми; наличие многолетней мерзлоты на севере области.

Обводнённость пород прослеживается до глубины нескольких тысяч метров. Пресные подземные воды приурочены в основном к терригенным и карбонатным породам верхнего гидрогеологического этажа. Наибольшие значения модуля подземного стока (до 6–8 л/c·км²) характерны для районов развития карста, для терригенных отложений перми – значительно меньше (1,0–1,5 л/с·км²), для флювиогляциальных отложений – около 2 л/с·км². В гидрохимическом разрезе артезианской области выделяют (сверху вниз) 3 зоны: пресных вод (минерализация до 1 г/л), солёных вод (1–35 г/л) и рассолов (свыше 35 г/л). Мощность зоны пресных вод в среднем составляет 200–300 м, а на отдельных участках Прикаспийского артезианского бассейна эта зона вообще отсутствует. Значительная эксплуатация подземных вод в Московском артезианском бассейне привела к образованию обширных депрессионных воронок (глубина – десятки метров, площадь – сотни км²).

Западно-Сибирская артезианская область

Западно-Сибирская артезианская область (называемая также артезианским бассейном) является крупнейшей в мире (площадь 3 млн км²). Гидрогеологические условия определяются: неглубоким врезом речных долин (до 70 м); сравнительно небольшим количеством атмосферных осадков (250–400 мм в год); широким развитием болот и озёр; преимущественно песчано-глинистым разрезом осадочного чехла мощностью 7 км при отсутствии соленосных и карбонатных пород; широким распространением региональных водоупоров (глинистые толщи верхней юры, мела и кайнозоя); распространением многолетней мерзлоты на севере области; важной ролью неотектонических нарушений. Пресные подземные воды распространены в основном на её окраинах, причём на юге и юго-востоке мощность зоны пресных вод достигает 1,8 км, что объясняется длительным сохранением континентальных условий осадконакопления. Значения модулей подземного стока колеблются в пределах 0,1–4,0 л/с·км². Мощность расположенной ниже зоны солёных вод возрастает от окраины к центру артезианской области (от первых сотен метров до 4 км). Солоноватые и солёные воды (минерализация 1–35 г/л) занимают преобладающую часть территории, особенно на западе и севере области.

Восточно-Сибирская артезианская область

В пределах Восточно-Сибирской артезианской области выделяются Ангаро-Ленский, Тунгусский, Якутский, Оленёкский, Котуйский и Хатангский артезианские бассейны. Основные факторы формирования подземных вод: резко континентальный климат с наибольшим количеством атмосферных осадков (до 350 мм в год); широкое развитие многолетнемёрзлых пород мощностью до 1000 м; глубокие эрозионные врезы долин (до 500 м); значительные мощности карбонатных и соленосных пород; проявления карста в Ангаро-Ленском бассейне и соляной тектоники на юге Якутского бассейна; широкое проявление разрывной тектоники и связанных с разломами выходов на поверхность солёных вод и рассолов; активный неотектонический режим – поднятия до 500 м на окраинах артезианской области и опускания до 1000 м на востоке Якутского артезианского бассейна. Модули родникового стока на участках выхода фундамента на поверхность не превышают 0,2–0,3 л/с·км², дебиты скважин – до 1 л/с. Мощность зоны пресных вод составляет около 400 м на юге артезианской области, а в континентальных пермских и меловых отложениях Вилюйской синеклизы достигает 4 км. Модули подземного стока колеблются от 0,5 до 4,0 л/с·км². Мощность зоны солёных вод варьирует от нескольких сотен метров до 4 км (в Хатангском и Якутском артезианских бассейнах). Мощность зоны рассолов превышает 3 км, а их общие запасы достигают 1,5·10¹⁴ т.

Гидрогеологические складчатые области и массивы

В горных районах страны выделяются гидрогеологические складчатые области и массивы, обводнённость которых определяется в первую очередь геолого-структурными факторами и климатическими условиями. К таким областям относят складчатые сооружения Балтийского и Алданского щитов, Урала, Тиманского кряжа, архипелага Новая Земля, Анабарской антеклизы, Енисейского кряжа, Саян, Алтая, Сихотэ-Алиня, Забайкалья, Верхояно-Колымского и Корякского нагорий, п-вов Таймыр и Камчатка, Курильских о-вов и о. Сахалин. В их пределах осадочные, метаморфические и магматические породы содержат трещинно-жильные, пластово-трещинные или пластовые напорные, напорно-безнапорные и безнапорные подземные воды, приуроченные главным образом к зонам эндогенной и экзогенной трещиноватости и рыхлым покровным отложениям. Глубина залегания прерывистой в разрезе водоносной зоны эндогенной трещиноватости в глубоко метаморфизованных породах древних массивов может превышать 6–7 км.

Криолитозона

В криолитозоне, занимающей более 65 % территории России (а в Восточно-Сибирской артезианской области свыше 90 %), наряду с геолого-структурным фактором распространение и формирование подземных вод определяются толщей многолетнемёрзлых пород. Подземные воды приурочены в основном к надмерзлотным отложениям различного возраста. Сплошная толща многолетнемёрзлых пород является региональным водоупором и ограничивает распространение пресных надмерзлотных и межмерзлотных подземных вод участками сквозных и несквозных таликов под крупными реками и озёрами. Талики часто характеризуются ограниченными эксплуатационными ресурсами и низким качеством воды в зимний период, в конце которого общая минерализация воды может возрасти с 0,05–0,1 до 2–3 г/л, а суммарный дебит скважин уменьшиться в 5–10 раз. В летний период запасы и качество воды таликов восстанавливаются. Подмерзлотные воды в артезианских бассейнах Восточно-Сибирской области обычно являются рассолами (до 300 г/л) с отрицательной (до –8 °C) температурой, с азотно-метановым и сероводородным составом газов.

Ресурсы и использование подземных вод

Пресные и солоноватые подземные воды

Прогнозные эксплуатационные ресурсы пресных и солоноватых подземных вод России с минерализацией до 3 г/л оцениваются в 917,8 млн м³/сут (начало 2022), балансовые эксплуатационные запасы – 80,72 млн м³/сут (оценка запасов даётся для подземных вод с минерализацией преимущественно до 1 г/дм³). Их распределение по территории федеральных округов и субъектов Российской Федерации крайне неравномерно. Наибольшее количество ресурсов (более 50 %) сосредоточено в Уральском, Сибирском и Дальневосточном федеральных округах. Наименьшей ресурсной базой питьевых подземных вод обладают Южный и Северо-Кавказский федеральные округа. В целом обеспеченность территории России прогнозными ресурсами подземных вод составляет около 6 м³/сут на человека. При этом слабо обеспечены пресными подземными водами, отвечающими нормативным требованиям, в основном северные и южные регионы России: Карелия, Мурманская, Ленинградская, Ярославская области, бо́льшая часть Ростовской области, западная и центральная части Ставропольского края, Республика Крым, Карачаево-Черкесия, Дагестан (горная часть), Калмыкия, Астраханская, Волгоградская (Заволжье и юг) области и др.

Из 22 085 разведанных участков питьевой воды (самостоятельных и в составе месторождений) эксплуатируются 15 357. Совокупный водоотбор из подземных водных объектов пресных (минерализация до 1 г/л) и солоноватых (слабоминерализованных – до 3 г/л) вод составил 22,34 млн м³/сут, в том числе добыча 12,94 млн м³/сут, извлечение 5 млн м³/сут (изъятие воды попутно, без дальнейшего её использования: при шахтном или карьерном водоотливе, а также для защиты территории от подтопления, для дренажа сельскохозяйственных земель и др.). Наибольшее количество подземных вод (31 % суммарно по России) извлекается на территории Сибирского федерального округа (1,64 млн м³/сут). Максимальные объёмы извлечения подземных вод отмечаются в Кемеровской и Свердловской областях, что связано с разработкой угольных месторождений Кузбасса и работой Северо-Уральского бокситового рудника.

В рамках работ по ведению Государственного водного кадастра ежегодно обобщается информация об эксплуатационных запасах подземных вод, их использовании и качестве (это составная часть государственного мониторинга состояния недр). По водному законодательству пресные подземные воды должны расходоваться, как правило, только на хозяйственно-питьевое водоснабжение, на другие нужды (промышленность, орошение сельскохозяйственных земель) – лишь при обеспеченности ресурсами современных и перспективных потребностей хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также по специальному разрешению природоохранных органов. Использование подземных вод составило 22,2 млн м³/сут (2022), в его структуре на хозяйственно-питьевое водоснабжение приходится 9 (40,6 %) млн м³/сут, на производственно-техническое водоснабжение – 3,8 (17,2 %) млн м³/сут, на орошение земель и обводнение пастбищ – 0,6 (2,7 %) млн м³/сут, на иные цели – 8,8 – 39 % млн м³/сут. Расход подземных вод на 1 человека в начале 21 в. в среднем составлял 134 л/сут, в том числе 96 л/сут на хозяйственно-питьевое водоснабжение.

В 2020-х гг. отмечается увеличение доли подземных вод (до 46 %) в общем балансе источников хозяйственно-питьевого водоснабжения. Однако водоснабжение многих крупных городов, включая Москву и Санкт-Петербург, базируется на не защищённых от загрязнения поверхностных водах, часть таких городов не имеет разведанных подземных источников. Только 30 % городов и населённых пунктов России полностью обеспечиваются подземной питьевой водой. Свыше 600 городов страны не имеют подземных источников водоснабжения. Начиная с последних десятилетий 20 в. наблюдается загрязнение подземных вод, основными источниками которого являются накопители отходов и сточные воды промышленных предприятий, нефтепромыслов, складов горюче-смазочных материалов, а также сельскохозяйственные и бытовые стоки. Кроме того, загрязнение подземных вод происходит из-за интенсивного водоотбора, в том числе в результате подтягивания в эксплуатируемые горизонты некондиционных вод с более глубоких уровней.

Минеральные подземные воды

Балансовые эксплуатационные запасы минеральных подземных вод (начало 2021) составляли 295,4 тыс. м³/сут. Углекислые минеральные воды разнообразного химического состава формируются в областях активного проявления термометаморфических процессов в пределах Приморья, Забайкалья, Северного Кавказа и других регионов (месторождения Ласточка, Дарасунское, Кисловодский Нарзан, Железноводск).

Вид на гору Железная и Смирновский источник (Железноводск, Ставропольский край, Россия).Вид на гору Железная и Смирновский источник (Железноводск, Ставропольский край, Россия).Они нередко содержат бор, мышьяк, фтор и другие микроэлементы. Радоновые минеральные воды разнообразного состава связаны с гранитоидами и активизированными в четвертичное время тектоническими нарушениями (месторождения Белокуриха, Молоковка, Липовка). В областях современного вулканизма (Камчатка и Курильские о-ва) развиты углекисло-азотные и азотные, кремнистые холодные и термальные воды, кислые и ультракислые (с рН 3) термальные и холодные железистые, алюминиевые, аммонийные воды с общей минерализацией до 3–5 г/л. Сероводородные воды обычно распространены в зоне затруднённого водообмена в артезианских бассейнах, содержащих сульфатные породы и нефтяные углеводороды (Предуралье, Западная Якутия и др.).Санаторий «Сибирь» (Белокуриха, Алтайский край, Россия).Санаторий «Сибирь» (Белокуриха, Алтайский край, Россия).Разведано 979 участков минеральных подземных вод (отдельных и в составе месторождений), суммарная добыча составила 20,75 тыс. м³/сут; 2021. Основной объём добываемой воды (около 71 %) используется для бальнеологического лечения и розлива (около 28 %), остальное – для технических и хозяйственных целей (преимущественно в районах с дефицитом пресных питьевых вод). Добыча минеральных подземных вод в России ведется на 477 месторождениях (2021). Санитарно-оздоровительными учреждениями и заводами по розливу воды эксплуатируются свыше 300 месторождений минеральных вод. На их базе действуют курорты, санатории, бальнеолечебницы, заводы розлива минеральных вод. Наиболее старые и известные курорты: Марциальные Воды (Карелия), Ессентуки, Пятигорск, Железноводск, Кисловодск (Северный Кавказ), Мацеста (Черноморское побережье Кавказа), Дарасун, Кульдур (Забайкалье), Белокуриха (Алтай), Паратунка, Паужетка (Камчатка) и др. На территории России на государственном балансе находится 295,4 тыс. м³/сут (начало 2021) запасов минеральных подземных вод.

Бальнеологический курорт Мацеста (Сочи, Краснодарский край, Россия).Бальнеологический курорт Мацеста (Сочи, Краснодарский край, Россия).Степень освоения запасов минеральных подземных вод невысокая – в среднем около 7 % (от 2 % в Северо-Западном ФО до 17 % в Северо-Кавказском ФО). Перспективы освоения сырьевой базы минеральных подземных вод России оцениваются как значительные.

В 2021 г. впервые оценены запасы 5 месторождений (участков месторождений) минеральных подземных вод: Аксаковское (Московская область), участки Евпаторийский-3 и Аквамарин Евпаторийского месторождения (Республика Крым), Восточно-Лабинский участок Лабинского месторождения (Краснодарский край), Шестаковское месторождение (Тюменская область).

Промышленные воды

Значительные запасы промышленных вод (гидроминеральное сырьё) являются важнейшим источником для получения йода, брома, бора, лития, рубидия, цезия, стронция. К ним, помимо природных рассолов, относятся также попутные воды нефтяных месторождений. Балансовые запасы 471,2 тыс. м³/сут (начало 21 в). Промышленные воды распространены в Краснодарском и Красноярском краях, в Западной Сибири, Иркутской и Архангельской областях, на Северном Кавказе, а также на территории Волго-Уральской и Тимано-Печорской нефтегазоносных провинций. Потенциал промышленных вод пока используется в ограниченных масштабах. Из шести выявленных месторождений разрабатывается один участок Славяно-Троицкого месторождения (Краснодарский край), добывается йод. Готовятся к разработке Леонидовское и Астраханское (Астраханская область), Северо-Двинское (Архангельская область), Тюменское (Тюменская область) месторождения йодных вод и Краснокамское месторождение (Пермская область) йод- и бромсодержащих вод. Прогнозные эксплуатационные ресурсы гидроминерального сырья (подземные воды и озёрная рапа) Европейской части России в сумме составляют свыше 2600 тыс. м³/сут. Наиболее перспективны для практического освоения Восточно-Предкавказский и Волго-Камский бассейны, где развиты поликомпонентные рассолы.

Термальные воды

Прогнозные эксплуатационные ресурсы термальных (теплоэнергетических) вод в России эквивалентны более 140 млн т условного топлива. Выявлено 60 месторождений термальных вод с балансовыми запасами 249,7 м³/сут (из них 39 разрабатываются) и несколько месторождений пароводяных смесей с запасами 132,2 тыс. т/сут (2021).

Почти ³/₄ запасов термальных вод сосредоточено в южных регионах страны, наибольшими запасами обладают: Дагестан, Чеченская Республика, Краснодарский край. На Дальнем Востоке запасы термальных вод разведаны в Камчатском крае, Магаданской области и Чукотском автономном округе. Бо́льшая часть запасов (45 %, или 113,80 тыс. м³/сут) сосредоточена в Северо-Кавказском федеральном округе. Среди субъектов Российской Федерации наибольшими запасами располагают Камчатский край (87,59 тыс. м³/сут) и Дагестан (71,20 тыс. м³/сут)]. Добыча термальных подземных вод составила 50,85 тыс. м³/сут (2021). Добыча ведётся в основном на Камчатке. Температура термальных вод варьирует от 40 до 80 °С, минерализация 0,7–23 г/дм³. Термальные подземные воды используются для теплоснабжения и реже в лечебных целях. Ресурсы термальных вод в диапазоне температур 30–200 °С имеются практически на всей территории России, но только на Дальнем Востоке они служат для получения энергии.

Все месторождения пароводяной смеси локализованы на Дальнем Востоке. Основные запасы сосредоточены на территории Камчатского края (на Паужетском и Мутновском месторождениях). Добыча пароводяной смеси составила 18,51 тыс. т/сут (2021). Пароводяная смесь обеспечивает работу геотеплоэлектростанций (ГеоТЭС) Камчатки: Паужетской (мощность 12 МВт), Верхнемутновской (Верхне-Мутновская; 12 МВт) и Мутновской (50 МВт). Потенциал Мутновского месторождения оценивается в 300 МВт. На о. Кунашир действует ГеоТЭС «Менделеевская» мощностью 7,4 МВт. На о. Итуруп строится ГеоТЭС «Океанская-2» мощностью 5 МВт (с потенциальной пиковой мощностью в 15 МВт).