Природные и техногенные факторы формирования фильтрационных потоков подземных вод Северного Синая

Мохамед Яссер Эл Сайед Шаабан; Виктория Александровна Бударина; Ирина Ивановна Косинова; Наталия Анатольевна Виноград; Александр Анатольевич Потапов

doi:10.17308/geology.2021.4/3792

Мохамед Яссер Эл Сайед Шаабан Загазигский университет http://orcid.org/0000-0002-3114-132X
Виктория Александровна Бударина Воронежский государственный университет http://orcid.org/0000-0001-8091-0730
Ирина Ивановна Косинова Воронежский государственный университет http://orcid.org/0000-0002-5439-5197
Наталия Анатольевна Виноград Санкт-Петербургский государственный университет http://orcid.org/0000-0002-6730-5453
Александр Анатольевич Потапов Горный институт Уральского отделения Российской академии наук, филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН, Пермь http://orcid.org/0000-0003-4255-766X

DOI: https://doi.org/10.17308/geology.2021.4/3792

Ключевые слова: фильтрационный поток, четвертичные и дочетвертичные водоносные горизонты, гидродинамическая сетка, Северный Синай

Аннотация

Введение: Северная часть Синайского полуострова расположена в зоне аридного климата, регион характеризуется острым недостатком доступной воды удовлетворительного качества. Практически единственным источником пресных вод являются гидрогеологические скважины. Дальнейшее развитие региона, ориентированное на расширение горнодобывающей деятельности, предполагает значительное увеличение потребностей в воде. В этой связи целью настоящей работы стало изучение природных и техногенных факторов фильтрационных потоков подземных вод, используемых и перспективных для хозяйственно-питьевого водоснабжения северной части Синайского полуострова. Методика: Методика проведенных исследований включала создание банка данных по уровенному режиму четвертичных и дочетвертичных водоносных горизонтов региона, который включил наблюдения по 151 скважине. 45 скважин характеризовали гидрогеологическую ситуацию по трем выборкам для четвертичных отложений; в долине Вади Эль-Ариш и в округах Рафах и Шейх Зувид. Дочетвертичные водоносные горизонты оценивались по выборке из 60 скважин. С помощью программы SPSS был проведен статистический анализ динамики уровней воды в гидрогеологических скважинах, на основе которых с использованием ГИС технологий были построены карты гидроизогипс и гидроизопьез для каждого водоносного горизонта, также построена обобщенная гидродинамическая сетка потока для отслеживания движения подземных вод на Северном Синае. Результаты и обсуждение: Подчеркнуто, что распространение водоносных горизонтов значительной мощности в четвертичных отложениях ограничено только прибрежной равниной, тянущейся вдоль Средиземного моря. Выявлены основные закономерности формирования фильтрационного потока подземных вод северного Синая, которые заключаются в следующем: а) общий поток подземных вод движется в субгоризонтальном направлении – в основном с юга на север, в сторону общего стока в Средиземное море, также частично в западном и восточном – в сторону Суэцкого залива и залива Акаба; б) в среднем гидравлический уклон основного фильтрационного потока подземных вод четвертичного возраста с юга на север составляет около 0.002; в) показатели статических уровней подземных вод в четвертичных отложениях в пределах прибрежной равнины колеблются в диапазоне – от +8.10 до –8.40 м, отрицательные значения характерны для участков работы эксплуатационных скважин; г) дочетвертичные водоносные горизонты залегают в диапазоне глубин от 3.1 до 420 м. Гидравлические уклоны в водоносных горизонтах дочетвертичных отложений подземных вод фиксируются в песчаниках (330–410 м абс.) и составляют 0.003; д) отмечается общая тенденция к повышению минерализации по мере уменьшения абсолютных отметок уровней подземных вод. Заключение: Выявленные природные и техногенные факторы формирования структуры фильтрационного потока севера Синайского полуострова позволят оптимизировать существующее водоснабжение в направлениях наиболее эффективного использования четвертичного водоносного горизонта в центральной части исследуемой территории; методического обоснования эксплуатация меловых водоносных горизонтов, исключающего повышении минерализации подземных вод. Обобщенная карта структуры фильтрационного потока подземных вод станет основой развития водохозяйственного комплекса в пределах Северного Синая.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Мохамед Яссер Эл Сайед Шаабан, Загазигский университет

ассистент, Загазигский университет, г. Загазиг, Арабская Республика Египет

Виктория Александровна Бударина, Воронежский государственный университет

к. юр. н., доцент, Воронежский государственный университет, Воронеж, Российская Федерация

Ирина Ивановна Косинова, Воронежский государственный университет

д. г.-м. н., профессор, Воронежский государственный университет, Воронеж, Российская Федерация

Наталия Анатольевна Виноград, Санкт-Петербургский государственный университет

к. г.-м. н., доцент, Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Российская Федерация

Александр Анатольевич Потапов, Горный институт Уральского отделения Российской академии наук, филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН, Пермь

к. г.-м. н., зав. сектором гидрогеологии, Горный институт Уральского отделения Российской академии наук, филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН, Пермь, Российская Федерация

Литература

1. Kosinova I. I., Kosinov A. E. Osobennosti formirovaniya ekologo-gidrokhimicheskikh osobennostei poverkhnostnykh vod reki Iordan, Izrail' [Features of the formation of ecological and hydrochemical features of surface waters of the Jordan River, Israel]. Mezhdunarodnyi nauchnyi vestnik (Vestnik Ob"edineniya pravoslavnykh uchenykh) – International Scientific Bulletin (Bulletin of the Association of Orthodox Scientists), 2019, no. 2 (22), pp. 53–56. (In Russ.)
2. Issar A. S., Bruins H. J. Special Climatological Conditions in the Deserts of Sinai and the Negev during the Latest Pleistocene. Elsevier Science Journal of Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 1983, vol. 43, pp. 63–72.
3. Rosenthal E., Adar E., Issar A., Batelaan O. Definition of groundwater flow patterns by environmental tracers in the multiple aquifer system of southern Arava Valley, Israel. Journal of Hydrogeology, 1990, vol. 117, pp. 339–368.
4. Issar A., Bein A., On the Ancient Water of the Upper Nubian Sandstone Aquifer in Central Sinai and Southern Israel. Journal of Hydrology, 1972, vol. 17, pp. 353–374.
5. Effat H. A., Hegazy M. N. Mapping potential landfill sites for North Sinai cities using spatial multicriteria evaluation. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, 2012, vol. 15, issue 2, pp. 125–133.
6. Sultan A. S. The Use of Geophysical and Remote Sensing Data Analysis in the Groundwater Assessment of El Qaa Plain, South Sinai, Egypt. 5th International Conference on Water Resources and Arid Environments (ICWRAE 5), Riyadh, Saudi Arabia, 2013, pp. 292–305.
7. Ghaffar M .K., Abdellatif, A. D., Azzam M. A., Riad M. H. Watershed Characteristic and Potentiality of Wadi El-Arish, Sinai, Egypt. International Journal of Advanced Remote Sensing and GIS, 2015, vol. 4, issue 1, pp. 1070–1091.
8. Mohamed L., Sultan M., Ahmed M., Zaki A., Sauck W. Structural Controls on Groundwater Flow in Basement Terrains: Geophysical, Remote Sensing, and Field Investigations in Sinai. Springer journal of Surv. and Geophys, 2015, vol. 36, pp. 717–742. DOI
9. Omran E. A stochastic simulation model to early predict susceptible areas to water table level fluctuations in North Sinai, Egypt. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, 2016, vol. 19, issue 2, pp. 235–257.
10. El-Rayes A. E., Arnous M. O., Aziz A. M. Morphotectonic controls of groundwater flow regime and relating environmental impacts in Northwest Sinai, Egypt. Arab Journal of Geosciences, 2017, vol. 10, pp. 401–420.
11. Japan International Cooperation Agency (JICA), (1992). Main report: North Sinai Groundwater Resources Study in the Arab Republic of Egypt. URL
13. Abd El Aal G.A. Thesis: Hydrogeology and Land Use Classification of North Sinai Peninsula with the Environmental Impact of Groundwater on Exploitation and Pollution, Egypt. 1998.
14. Ministerstvo vodnykh resursov i irrigatsii. Atlas navodnenii dolin Sinaiskogo poluostrova. Nil Kornish - Imbaba. Arabskaya Respublika Egipet [Ministry of Water Resources and Irrigation, (2017). "Atlas of torrents of the valleys of the Sinai Peninsula". Nile Corniche - Imbaba. The Arab Republic of Egypt]. URL
15. Gosudarstvennoe ministerstvo po voprosam okruzhayushchei sredy - Agentstvo po voprosam okruzhayushchei sredy, Severnyi Sinai - Upravlenie po voprosam okruzhayushchei sredy. Ekologicheskaya kharakteristika Severnyi Sinai. Severnyi Sinai. Arabskaya Respublika Egipet [Ministry of State for Environmental Affairs - Environmental Affairs Agency, North Sinai Governorate - Environmental Affairs Administration, Environmental characterization of North Sinai Governorate. North Sinai Governorate. The Arab Republic of Egypt]. 2007, 315 p. (In Arabic)
16. Baza dannykh Glavnogo upravleniya Egipta po mineral'nym resursam. Al'-Vaili - Kair. Arabskaya Respublika Egipet. [Database of the Egyptian General Authority for Mineral ResourcesEl Weili - Cairo. The Arab Republic of Egypt], 2018.
17. Baza dannykh Instituta issledovanii vodnykh resursov - Natsional'nyi tsentr vodnykh issledovanii - Ministerstvo vodnykh resursov i irrigatsii – Arabskaya Respublika Egipet [Water Resources Research Institute database - National Water Research Center - Ministry of Water Resources and Irrigation. The Arab Republic of Egypt]. URL
18. Baza dannykh Instituta issledovaniya izmeneniya klimata - Natsional'nyi tsentr vodnykh issledovanii - Ministerstvo vodnykh resursov i irrigatsii - Arabskaya Respublika Egipet [Climate Change Research Institute database - National Water Research Center - Ministry of Water Resources and Irrigation. The Arab Republic of Egypt]. URL
19. Kosinova I. I, Kustova N. R. Teoriya i metodologiya geoekologicheskikh riskov [Theory and methodology of geoecological risks]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologiya – Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology, 2008, no. 2, pp. 189–197. (In Russ.)
20. Mohamed Ya., Vinograd N. A., Potapov A. A. Struktura fil'tratsionnykh potokov podzemnykh vod na severe Sinaiskogo poluostrova. Geologiya, geoekologiya, evolyutsionnaya geografiya: Kollektivnaya monografiya, Tom ХIХ. [Structure of the groundwater flow in the north of the Sinai peninsula In: Geology, Geoecology and Evolution geography: collective monograph, vol. ХIХ] E.M. Nesterov, V.A. Snytko (Eds). St.Petersburg, RGPU publ., 2020, pp. 259–262. (In Russ.)