Хидрогеоложко описание и оценка на експлоатационните ресурси на подземните води

Обща характеристика

Пространственото разположение и значителната площ на водосборната област на р. Искър обхваща части с различна физикогеографска характеристика и от различни структури. Отличават се с изключително сложен геолого-тектонски строеж, резултат на продължителна еволюция, с многократна смяна на палеогеодинамичните процеси и седиментационните режими, с активна палеовулканска и сеизмична дейност. Те обуславят формирането на разнообразни водовместващи (хидрогеоложки) структури, които по съществуващата хидрогеоложка подялба на Р. България, от юг на север се отнасят към:

- най-северната част на Рилопиринския район от Рило-Родопската хидрогеоложка област. Обхващат най-високо разположените изворни части от поречието на р. Искър в обсега на Рило-Западнородопския антиклинорий;

- части от Западнобалканския и Ломски подрайон от Северобългарския артезиански басейн на Долнодунавската артезианска област. Те обхващат добре обособените хидрогеоложки структури в обсега на Мездренското и Луковитското синклинално понижение, карстовите басейни в Каменополието, както и понижението по източната периферия на Ломската депресия. В тях попада част от средното (от с. Ребърково-Мездра докъм Кунино-Червен бряг) и долното поречие (до устието) на р. Искър.

Стратиграфският обхват на изграждащите ги скали е от прекамбрий до кватернера. Литоложкият им субстрат е изключително пъстър – от метаморфити с висока степен на кристализация и магмени скали до флишоподобни и вулканогенно-седиментогенни комплекси, алевролити, мергели, пясъчници, различно окарстени варовици, както и неспоени до слабоспоени субрецентни глини, пясъци, чакъли. Те обуславят формирането на различни по тип и характер подземни води, общо взето съответствуващи на водовместващите структури:

- порови (порни) подземни води и по-рядко порово-пукнатинни води в несвързаните и слабо свързани наслаги на неогенските депресии и в кватернерните отложения. Имат значително разпространение и важно практическо значение в басейна на р. Искър;

- карстови и пукнатинно-карстови води в неравномерно напукани и окарстени карбонатни скали от донеогенската подложка. Характеризират се със значителни, но силно променливи количества и разнообразни качества;

- пукнатинни подземни води в различно напуканата приповърхностна част на магмени, метаморфни и седиментни скали в зоната на хипергенезата. Имат повсеместно, но спорадическо разпространение и неголяма дълбочина на залягане. С по-големи и по-постоянни количества се характеризират само водоизточници, свързани с тектонски нарушения или с регионалната призматична напуканост на някои горнокредни вулканити.

Характеристика на основните водоносни хоризонти и комплекси

Води в кватернерните наслаги на р. Искър и притоците й

Кватернерните отложения имат широко площно разпространение в басейна на р. Искър. Представени са от различни генетически типове: пролувиални, делувиални, алувиални и смесени делувиално-пролувиално-алувиални наслаги. Пролувиалните и делувиалните отложения са ограничени по площ,предимно в подножията на склоновете и в периферията на терасите на р. Искър и притоците й. Представени са от несортирани чакълесто-отломъчни материали с глинесто-песъчлив запълнител, най-често под формата на поройни конуси. Дебелината им варира в широки граници, но в обсега на Палакарийския грабен, Самоковското поле, Ботевградския грабен и от Мездра до устието на р. Искър рядко надхвърля 3-5 м. По тези места те нямат самостоятелно хидрогеоложко значение, а само “провеждат” формиралите се порови подземни води в алувиалните наслаги, с които образуват общ водоносен хоризонт. В периферията на Софийския грабен и в някои ограничени участъци между гр.гр. Своге и Мездра (в Искърския пролом) пролувиално-делувиалните отложения на спускащите се дерета от оградната планинска рамка, се съединяват в основата си и формират общ пролувиално-делувиален шлейф с дебелина от 1-3 м до 30-35 м и характерна “вълнообразна” морфология. В северната окрайнина на Източно Софийско поле тази покривка представлява почти непрекъсната ивица с ширина до 4-6 км в подножието на Стара планина откъм с. Г. Малина до с. Гниляне; в южната му окрайнина е с ширина до 2-3 км в подножието на Лозенската планина от с. Нови хан до с. Герман, а общата им площ е около 140 км2. В юг-югозападната периферия на Западно Софийско поле, пролувиално-делувиалния шлейф е в подножието на Витоша и Люлин от кв. Горубляне почти до гр. Банкя-Иваняне. Най-голямата ширина на тази ивица е до 3,5 км в обсега на Драгалевския пороен конус, а общата площ е около 30-35 км2. В север-северозападната периферия на Западно Софийско поле и в Сливнишко пролувиално-делувиалните отложения са с ограничено площно разпространение и незначителна дебелина. В разглежданите пролувиални чакълесто-валунни отложения с глинесто-песъчлив запълнител са се формирали порови по тип, ненапорни до напорни по характер подземни води, които образуват отделни потоци с генерално направление към централните части на Софийската котловина. Филтрационната характеристика на отложенията е твърде разнообразна. Подхранването на подземните води в пролувиално-делувиалните отложения се извършва от инфилтрация на валежи, от инфилтрация на повърхностни води от спускащите се планински потоци и на пукнатинно или пукнатинно-карстови води от скалната подложка. Дренирането им се извършва по периферията на шлейфа- при изклинване на поройните конуси и от речно-овражната система чрез многобройни извори с незначителен дебит или причиняват многобройни замочурявания (в района на с. Г. Богров, Ботунец, Челопечене и др. – за северната ивица; под кв. Драгалевци и Бояна – за южната ивица). Друга част от тези води се дренира подземно в песъчливите наслаги на алувия и неогена, така че като цяло практическото им значение е ограничено.

Пролувиално-делувиалните отложения в обсега на Искърския пролом (между Курило и Мездра) и до устието са изключително разнообразни по литология, площно разпространение и дебелина, но поради значителната им заглиненост са без практическо значение.

Най-голямо разпространение имат алувиалните наслаги на р. Искър и притоците й. Те изграждат долинните уширения, ниските терасни нива и равнинните части на наложените депресии (Палакарийски, Софийски и Ботевградски грабени). Представени са от валуни и чакъли в основата, от чакъли и едро- до среднозърнести пясъци над тях и от глинести пясъци до глини в приповърхностната им част. По-едрите материали преобладават в горните и средни части на поречието и по периферията на котловините и терасите. Дебелината им варира в широки граници: в долинните уширения докъм язовир “Искър” и от Курило докъм гр. Червен бряг тя е от 3-5 м до 7-8 м; в Палакарийския грабен е от 10 м до над 100 м (а в южната му част и до 160-180 м) и е средно около 40-50 м; в източната част на Софийския грабен алувиалните отложения на р.р. Искър, Лесновска и притоците им изграждат ниските тераси на реките, сливат се в обща равнина с площ около 240-250 км2 и почти постоянна дебелина от 25-30 м до 50-60 м; в обсега на гр. София те изграждат незаливните тераси с обща площ 110-115 км2 и дебелина от 10-12 м до 20-25 м, а в северозападната й част са представени в тесни крайречни ивици (по р. Блато, р. Какач и др.) с по-ограничена площ и дебелина до 12-13 м. Общо взето от долу нагоре и от изток на северозапад -по линията на най-голямото потъване -глинестото съдържание се увеличава. Тектонски оформения по разломи плитък Ботевградски грабен е запълнен от алувиални-пролувиални отложения на р.р. Бебреш, Калница, Бистрица и др. Литоложки са представени от ръбести валуни и чакъли с глинесто-песъчлив запълнител до глини и песъкливи глини с отделни чакълени късове. Дебелината им е от 5-6 м до 15-18 м. Поради честата промяна на седиментационните процеси, песъчливо-чакълестите отложения в грабените са неравномерно разслоени от различни по дебелина и простирание глини, а отделните литоложки разновидности прехождат непрекъснато помежду си.

От гр. Червен бряг – с. Чомаковци до устието алувиалните отложения формират ивица с ширина от 5-6 км (при гр. Пелово, Д. Луковит) до 1,0-1,5 км при с . Гиген с обща площ 180-190 км2 и дебелина от 4-6 м до 15-18 м. Алувиалните отложения по големите притоци на р. Искър-р. М. Искър, р. Златна Панега, р. Гостиня формират непрекъснати площи само в долните си приустиеви части с ширина от 100-300 м до 1 кт и дебелина 6-8 м. В останалите им части и в другите притоци се формират тесни, неизразителни или прекъснати алувиални ивици. Общата площ на алувиалните отложения в басейна на р. Искър е около 700-750 км2.

В алувиалните валуни, чакъли и пясъци са се формирали порови по тип, ненапорни до слабо напорни по характер подземни води, които в пространствено издържаните отложения образуват общ водоносен хоризонт, а в долинните уширения и в речните тераси – едностранни или двустранни потоци. За долен несъвършен водоупор в котловините служат неогенски глинесто-песъчливи отложения, а в останалите части от речния басейн, различни по литология и възраст донеогенски скали. Трябва да се подчертае, че на изолирани места, алувиалните чакъли и пясъци припокриват неогенските пясъци и образуват с тях общ водоносен хоризонт. Допълнителни хидравлични връзки и смесване на води се осъществява и при некомпетентна и неконтролирана направа на проучвателни сондажи и тръбни кладенци. Дебелината на водоносния хоризонт е от 1-2 м до 7-8 м в терасните отложения и от 12-15 м до 32-36 м в грабеновидните депресии. Дълбочината на залягане на подземните води варира от 0,40-0,50 м до 8-10 м и е предимно около 4-6 м. В обсега на по-големи вододобивни системи и около съществуващите баластриери в Софийската котловина пиезометричната повърхност е значително деформирана и понижена. Генералната посока на движение на водите в Палакарийския грабен е от северозапад на югоизток и към р. Палакария, която ги дренира, в Софийския грабен е от юг на север-северозапад при наклони 0,01-0,001, като поради нарушени хидродинамични условия от техногенни фактори, само в отделни участъци и в определени периоди, посоката на движение е към р. Искър и някои от притоците й. В Ботевградския грабен движението на водите е от периферията към централните му части. В останалите терасни части движението на подземните води е предимно към реката – при ниски водни стоежи и обратно към терасите – при високи водни стоежи.

Филтрационната характеристика на алувиалните чакъли и пясъци е изключително разнообразна и зависи от зърнометрията им, степента на заглиненост и сбитост.

Относителните дебити от единични кладенци в Източно Софийско поле са от 1-2 l/s.m до 8-10 l/s.m, а в западната част – от 0,1-0,3 l/s.m до 2-3 l/s.m. Относителните дебити от единични кладенци достигат 3 l/s.m, но са преобладаващо 0,5-1,0 l/s.m, което характеризира отложенията предимно като слабо водоносни.

Подхранването на подземните води в алувиалните отложения е от инфилтрация на валежни и повърхностни води (при напояване), от р. Искър и притоците й – при високи водни стоежи и от подложката (предимно пукнатинни и пукнатинно-карстови води). Очевидно, определено значение имат и течовете от водопроводната и канализационна мрежа (основно в Софийската котловина), но количествено това трудно може да се определи. Дренирането на алувиалните подземни води се извършва по естествен и изкуствен път. Естественото разтоварване на водите се извършва от р. Искър и в долните течения на притоците й. Изкуствено дрениране на водите се осъществява чрез отводнителни канали (предимно в Софийското и Ботевградското поле до 1990 г) и от многобройни вододобивни съоръжения (дренажи, тръбни и шахтови кладенци), правени за различни цели. Като дренажи действат и т.н. баластриери, разположени в Източно Софийско поле, свързани с разработката и извличането на строителни материали. От съществуващите общо 10 баластриери, в 4-5 от тях се извършва експлоатация с водочерпене на около 500-600 l/s подземни води, като технологическо изискване за подържане на техния работен режим. Останалите засега не се експлоатират и се използват за спорт (Казичене), като изравнител с особено предназначение (Д. Богров) или са резервни за напояване. Необходимо е да се подчертае, че през последните няколко години част от вододобивните съоръжения са изоставени и не се ползуват, а в същото време безконтролно се изграждат нови сондажни кладенци, предимно в частни места и приватизирани обекти.

В долното течение на р. Искър, от с.с. Чомаковци-Еница почти до устието по билните части се разкриват във форма на различни петна и ивици еоплейстоценски алувиално-пролувиални чакъли (т.н. “покривни” чакъли). Те са разнокъсови, с песъчливо-глинест запълнител, а на места – с прослойки от пясъци. Дебелината им варира от 18-20 м на юг до 2-3 м на север, но е силно променлива. Чакълите залягат с рязка, неравна граница върху различна скална подложка, а се припокриват от льосовидни глини и льосови материали. В покривните чакъли, а на места съвместно с льосовия комплекс са се формирали порови по тип, ненапорни по характер подземни води, които не образуват общ водоносен хоризонт, а отделни водотоци. Подхранват се от инфилтрация на валежни води и се дренират от низходящи извори и от речно-овражната система. Практическото им значение е ограничено. По данни от режимни наблюдения за различни периоди от време в интервала 1980-1997, предоставени от НИМХ, колебанията на водните нива в алувиалните отложения на Софийската котловина (Враждебна, Мусачево, Лесново, Чепинци, Требич, Горни и Долни Богров, Н. Искър) варират от 1 м до 3-4 м и са средно 1,5-2,0 м, а за терасата на р. Искър под Червен бряг (Брегаре, Искър, Оряховица) – от 1,8-2,0 м до 9-10 м са преимуществено 2-3 м.

Води в неогенските седименти

Неогенските седименти изпълват централната част на Палакарийския грабен и някои тектонски засебени негови части, както и почти целия Софийски и Ботевградски грабени. Разпространени са и в долното течение на р. Искър (от Червен бряг до устието) като крайбрежен фациес на неогенските басейни.

В Палакарийската котловина (грабен) неогенски седименти се разкриват на повърхността само като ограничена ивица и петна на територията й (около с.с. Рельово, Алино-Поповяне, Ковачевци – фиг. 2). Покриват различни седименти, а се припокриват от алувиалните отложения на р.р. Искър, Палакария и притоците им. Представени са предимно от езерно-блатни отложения в песъчливо-глинест фациес с обща дебелина до 250-300 т. В горната част и по периферията преобладават глините, а пясъците са като лещи и прослойки в централните части. В основата залягат няколко въглищни пласта и чернилки, разслоени от глини. Общата дебелина на горния комплекс достига до 160-180 м. Стратиграфският им обхват е неподелен плиоцен. В пясъците са се формирали предимно ненапорни по характер подземни води, които образуват общ водоносен комплекс с генерално направление на потока от северозапад на югоизток. Подземните води се подхранват предимно от пукнатинни води от подложката на Палакарийската котловина, а се дренират от алувиалния водоносен хоризонт. Плиоценският водоносен комплекс изпълнява по-скоро функциите на долен несъвършен водоупор на кватернера и горен съвършен водоупор на залягащите в най-потъналата част на грабена сиво-зелени пясъци, разслоени от глини (долен хоризонт) с дебелина до 100-150 м. Стратиграфският им обхват е миоцен. В пясъците са се формирали порови по тип, напорни по характер подземни води, които формират общ водоносен хоризонт (долен неогенски или плиоценски водоносен хоризонт). Средната му дебелина е 10-12 м, а генералната посока на движение на водите е също от северозапад на югоизток.

Подхранването на подземните води от долния неогенски комплекс е предимно от контактите с подложката, а дренирането – предимно от пясъчните прослойки на плиоценския водоносен комплекс. Долният водоносен хоризонт практически няма ресурсно значение, поради ограниченото му площно разпространение.

В Софийската котловина неогенските седименти са развити много добре. В Източно Софийско поле (източно от р. Искър) се разкриват повсеместно на повърхността, южно от гр. Е. Пелин и в отделни петна в северната окрайнина. Общата им площ е около 90 км2. В обсега на гр. София (Западно Софийско поле) се разкриват на терена между р.р. Драгалевска и Перловска и западно от р. Владайска на обща площ около 55 км2, а в запад-северозападната част на полето са почти повсеместно разпространени – на площ около 310 км2. Литостротиграфската им подялба, която има и хидрогеоложко значение е: Лозенецка свита с Новихански член (горен хоризонт), Новиискърска свита (среден хоризонт), Гнилянска свита с Балшенски член и пъстра теригенна задруга (долен хоризонт). Пространствените взаимоотношения между отделните свити и задруги са добре изяснени.

Горният хоризонт (Лозенецка свита) е развит в целия Софийски грабен с изключение на периферната северна ивица (между с.с. Балша и Локорско), където изклинява. На повърхността се разкрива в ръбовите части на басейна, а в централната част се припокрива от кватернерни отложения. Представен е предимно от езерно-блатни, алувиални, пролувиални и делтови отложения – неправилно редуващи се в хоризонтална и вертикална посока пясъци, чакъли, глинести пясъци, песъчливи глини до глини. В по-голямата част от грабена в основата на Лозенецката свита се срещат няколко различно добре развити пластове от лигнитни въглища, отделени като Новихански член. Стратиграфският обхват на свитата е понт-роман. Общата й дебелина е от 35-40 м до 340-350 м (в югоизточната част на Източно Софийско поле), като общо взето от юг на север намалява. В пясъците и чакълите са се формирали порови по тип подземни води, които образуват общ водоносен хоризонт. Поради разслояването му от глинести прослойки и различната хидравлична свързаност на пясъчните пластове това е по-скоро водоносен комплекс, като по характер водите са ненапорни до напорни, но често с различен напор. Общата дебелина на водоносния хоризонт варира от 80-100 м до 150-160 м. В последно време той все по-често се разглежда съвместно с кватернерния водоносен хоризонт, от който трудно се разграничава. По данни от хидродинамични карти генералната посока на движение на водите е двустранна – от север на юг и от юг на север, като най-ниските пиезометрични нива са по долините на р.р. Лесновска и Блато, съвпадащи приблизително с най-голямо потъване на грабена през неоген-кватернера. Дълбочината им на залягане варира от 2-3 м над терена до 14-20 м под него и е преимуществено на 3-6 м. Отложенията са предимно умерено водоносни. Това се потвърждава и от относителните дебити от единични сондажи и тръбни кладенци, които варират от 0,3-0,5 l/s.m до 5-6 l/s.m. Необходимо е да се подчертае, че хидрогеоложкият резервоар на подземни води в алувиалните отложения и в Лозенецката свита със значителното им и издържано разпространение по площ (в целия Софийски грабен) и по дебелина (над 100 м) е основен водоносен хоризонт не само в Софийската котловина, но и в басейна на р. Искър, който изпълнява функциите на многогодишен подземен изравнител. По данни от режимни наблюдения за различни периоди в интервала 1980-1997 г, представени от НИМХ (Казичене, Кубратово, Божурище, Волуяк, Костинброд), след продължителни засушавания водните нива се понижават до 1-3 м от средногодишните им стойности, след което се възстановяват. Проблемите, свързани с подхранването и дренирането на подземните води в горния неогенски хоризонт и особено техните количествени аспекти, са твърде сложни, поради очевидното смесване на водите с алувиалния водоносен хоризонт. Най-общо те се подхранват от инфилтрация на валежни, речни и поливни води в обсега на повърхностните разкрития на Лозенецката свита, от води от подложката, макар по-ограничено, както и от кватернерните подземни води в обсега на естествените им връзки (т.н. “хидрогеоложки прозорци”) и предимно чрез неизолирани сондажни изработки. Дренирането им се извършва по естествен път – подземно в долините на р.р. Искър, Лесновска, Блато и чрез изградените многобройни вододобивни съоръжения.

Новиискърската свита (средния хоризонт на неогена) е повсеместно развита, но на повърхността се разкрива като прекъсната ивица по северния ръб на Софийската котловина (фиг. 3). Представена е от литоложки монотонни езерни или делтови сиви и сивозелени шистозни глини. Дебелината им е от 100-150 м в периферията до 350-400 м – в централните части. От хидрогеоложка гледна точка Новоискърската свита е издържан регионален водоупор между долния и горния неогенски водоносни хоризонти.

Гнилянската свита (долен неогенски хоризонт) заема основата на неогенските седименти. Дебелината й е от няколко метра по периферията, където се разкрива в тясна ивица, до 100-150 м в централната и източна част на Софийското поле, премината чрез сондажи. Литоложки е представена от алувиални и блатни отложения – чакъли и конгломерати в основата, пясъци, песъчливи глини и глини, а в средните и най-вече горните части на свитата – от прослойки и пластове от лигнитни въглища като Балшенски въгленосен член. Стратиграфският им обхват е долен понт. Под тях, в най-потъналите северни и централни части само по сондажен път са достигнати плътни глини, алевролити, пясъци и пясъчници, които засега се отнасят към пъстра теригенна задруга с меотска възраст. Дебелината им е от 260 м до над 390 м.

От хидрогеоложка гледна точка в несвързаните или слабоспоени и напукани разнозърнести отложения на Гнилянската свита и пъстрата теригенна задруга са се формирали порови до порово-пукнатинни по тип, напорни по характер подземни води, които образуват общ водоносен хоризонт (долен неогенски хоризонт), но поради високата им минерализация и температура не са предмет на по-подробно разглеждане в настоящата обяснителна записка.

Най-запад-северозападната част на Софийската депресия – Сливнишкия регион е със сложни и не съвсем ясни геоструктурни позиции. Очевидно е, че по дълбочинни разломи този район се “отделя” от същинския грабен, а вероятно и от южното потънало бедро на Свогенската антиклинала, като се оформят редица плитки гънкови структури, сред които е и Сливнишката синклинала. Тя е изпълнена с неподелени неогенски седименти, литоложки представени от песъчливо-чакълести отложения с глинест запълнител в основата до глини в горните части на разреза. Дебелината им в отделни части надвишава 50-100 м. Те залягат върху силно напукани и окарстени среднотриаски и горноюрски варовици, които са южно продължение на Опицвет-Драговищенския басейн. Неогенските седименти са припокрити от маломощни кватернерни отложения. Има данни, че в пясъците и чакълите са се формирали порови по тип, ненапорни до напорни по характер подземни води, които образуват общ водоносен хоризонт. Целесъобразно е хидрогеоложкото им проучване в дълбочина, където е възможно разкриване на напорни подземни води, свързани с карстовите води от подложката му.

В Ботевградския грабен неогенските отложения припокриват пъстра скална подложка и са представени от глини с прослойки от чисти пясъци. Общата дебелина на отложенията не надминава 30-50 м. Хидрогеоложката информация за формиралите се в пясъците порови води, вероятно хидравлически сложно свързани с кватернерните води, е оскъдна, но практическото им значение е ограничено.

Неогенски седименти в крайбрежен фациес са развити и по долното течение на р. Искър, северно от гр. Червен бряг до устието, в източната част на Ломско-Плевенската депресия. На повърхността се разкриват като изолирани петна и ивици, но в дълбочина имат повсеместно разпространение. Представени са от сиви, варовити и мазни глини с тънки прослойки от пясъци и гипс в основата на разреза, които се отнасят към Опанецка, Делейнска и Криводолска свита (Ракевски клин). Дебелината им варира от30-40 м до над 100 м и около Червен бряг-Пелово изграждат донеогенската подложка на кватернерните отложения. Стратиграфски се отнасят към долния неоген (миоцен-сармат). Приблизително североизточно от с.с. Търнак-Лазарево над тях залягат пясъци и пясъчници с прослойки от глини (в долните части) и от детритусни варовици. Отнасят се към Димовска свита със стратиграфски обхват миоцен-сармат. Дебелината им е от 30-40 м до 80 м. Още по на север (гр. Кнежа) и на изток са разпространени пясъци и чакъли с прослойки от алевролити и глини на Белослатинската свита. Дебелината им варира от 10-15 м до 40 м. Поради крайбрежния фациес на отложенията пространственото им разпространение е неравномерно, а дебелината им е променлива. В несвързаните до слабо свързани пясъци и пясъчници на Димовската и Бялослатинска свита са се формирали порови до порово-пукнатинни подземни води с ненапорен до напорен характер, които образуват общ водоносен хоризонт (комплекс). Глинестите и алевролитни прослойки го разслояват неравномерно и създават условия за различен напор. Горната част на водоносния хоризонт е с дебелина 10-15 м, по-заглинена и с по-ниски филтрационни свойства. Долната част е от чисти пясъци с почти постоянна дебелина от около 20 м. Относителните дебити от единични сондажи са от 0,01-0,5 l/s.m до 2-4 l/s.m (на самоизлив), което характеризира отложенията като слабо до умерено водоносни (средният модул на подземния отток е около 1 l/s.кm2). Подземните води се подхранват от инфилтрация на валежи в обсега на площните разкрития и се дренират от речно-овражната система, от низходящи извори и от изградени вододобивни съоръжения.

Води в донеогенските скали и оградните масиви

Донеогенските скали от подложката на грабеновидните понижения, по-голямата част от които се разкриват и в оградните масиви в басейна на р. Искър, имат изключително пъстър литоложки и петрографски състав и широк стратиграфски обхват . Значителна част от тях са карбонатни седименти - различно напукани и неравномерно карстифицирани, в които се формират пукнатинно-карстови до карстови подземни води. Останалите метаморфни, магмени, вулкански и различно теригенни скали са неравномерно напукани и в тях се формират предимно пукнатинни види.

Карстови води в мезозойските карбонатни седименти

Основни колектори на карстови и пукнатинно-карстови води в басейна на р. Искър са мезозойските карбонатни седименти. Литостратиграфски те се отнасят към голям брой свити, а хроностратиграфски са основно към средния триас, юра-долна креда (предимно титон-малм) и горна креда (предимно мастрихт). Представени са от доломити, доломитови варовици, чисти варовици, органогенни и флинтови варовици. Участвуват в строежа на различни гънкови и разривни структури и са тектонски неравномерно обработени и милонитизирани. В зависимост от геоложките условия и пространственото им разположение в басейна на р. Искър те се разглеждат последователно по поречието от юг на север:

- до Софийския грабен карбонатни скали в донеогенската подложка и оградните масиви не се разкриват. Изключение правят разкритията на среднотриаски варовици от Панчаревската свита, които вероятно продължават и на запад, а по сондажен път са маркирани в ивицата Равно поле-Казичене. В тях са формирани ограничени по количества термоминерални води, които не са предмет на разглеждане; - в северозападната оградна ивица на Софийския грабен най-голямо значение имат пресните, студени карстови води, формирани в карбонатните седименти на т.н. Опицвет-Драговищенски карстов басейн. Обхваща част от южното бедро на Свогенската антиклинала. То е изградено от окарстени среднотриаски и малмски варовици, а между тях залягат напукани и по-слабо водопропускливи лиас-догерски теригенно-карбонатни седименти, като образуват общ многослоен водоносен хоризонт.Долният му водоупор е от долнотриаски пясъчници. Общата му дебелина е 200-400 м. На юг седиментите потъват в дълбочина, разкъсват се антитетично по система от разломи и се припокриват от неогенски отложения (в западната част на Софийския грабен) или от сенонски и неогенски седименти (в Сливнишко). Водите в разкритата северна част на хоризонта са ненапорни с генерална посока на движение от север на юг, югоизток и югозапад. При достигане на неогенските отложения те се подпират и дават началото на различни по дебит карстови извори – Опицветски, “Бистрец”, Безденски, Драговищенски, “Врелото” (Сливница). По същество това са групи от извори в протежение на 100–500 м (Опицвет, Безден) или концентрирани извори с различен дебит, вариращ от 5-10 l/s до над 700 l/s. По данни от ограничени режимни наблюдения е установено, че колебанието на дебитите на изворите, привързани към горната (малмска) част на водоносния хоризонт са значителни и са свързани с размътване на водите и по -променлива температура, а тези от долната (триаска) част са по -постоянни. Средногодишният дебит на карстовите води в целия басейн е около 600-700 l/s (максималният достига до 3000-4000 l/s), някои от които са каптирани за водоснабдяване на отделни населени места, за напояване и рибарници. Част от изворите формират речния отток на р. Блато. Подхранването на карстовите води е изключително от инфилтрация на валежи в обсега на разкритията на карбонатните седименти с площ от 110 км2, както и от инфилтрацията на води от р. Крива. Средният модул на подземния отток е 4-6 l/s.km.2 В“потъналата” част на карстовия басейн (Петърч-Шияковци-Костинброд) са се формирали напорни карстови води, които, разкрити от сондажи дават от 0,5 l/s до 20 l/s вода на самоизлив (общо до 100 l/s). Това е индикатор за значителна окарстеност и пропускливост на карбонатните седименти и добра перспектива при съответните хидрогеоложки проучвания за разкриване на допълнителни количества от карстови води, които сега се “изливат” подземно в неогенски отложения;

- в североизточната оградна ивица на Софийския грабен около Локорско-Кремиковци-Ботунец в окарстени среднотриаски и малмски варовици са се формирали ненапорни до слабо напорни карстови води, но поради интензивната тектонска обработка и разпокъсаността на разкритията те формират сложно свързани потоци с генерална посока на движение от север на юг. Подхранват се от инфилтрация на валежи, а се дренират от низходящи извори с дебит до 3-5 l/s, както и от минните изработки при Бухово и Кремиковци (с водопонизителна система). Още по на изток в района на Байлово, Горна Раковица, Макоцево, Саранци на контакта между източната част на Софийската тектонска зона и Панагюрската ивица има разкрити среднотриаски карбонатни скали и титонски карбонатен флиш, в които са формирани пукнатинно-карстови ненапорни води. Дренират се от множество извори (“Калугерица”, “Извора”,”Нов каптаж”, “Студения дол”, “Топлика” и др.) с дебити от 2-3 l/s до 17-20 l/s, което характеризира седиментите като умерено водоносни.

В оградните масиви около Искърския пролом (от Курило до Мездра) р.Искър пресича големи структурни единици (Свогенската- до Церово и Берковската- до Лютиброд) с изключително сложна геология и плетеница от тектонски нарушения, които обуславят формирането на импозантни карстови масиви:

- Искрецки карстов басейн се разполага западно от гр. Своге и заема площ над 140 км2. В среднотриаски варовици и доломити от карстовата денудация са оформени значителни по обем пещери, канали и карстови празнини с посока от северозапад на югоизток и от североизток на югозапад, които формират долното ниво на карстовите води. Над тях се разполагат малмски окарстени варовици, изграждащи плитки синклинални форми, които маркират горното карстово ниво. Двете нива се характеризират с активна карстова денудация. Басейнът се подхранва от инфилтрация на валежни (до 62%) и на речни води – р.р. Понор, Крива, Воденичка и др. планински потоци губят изцяло оттока при навлизането си в карстовия терен, като има данни за подземен трансфер на води от западната (Нишавска) водосборна област, поради несъвпадение на повърхностния с подземния вододел. Дренирането на карстовите води е комплекс от отделни изходища по двата бряга на р.Искрецка, която формира оттока си изцяло за сметка на карстовите води. Това е броеница от карстови извори с дебит от 2-10 l/s до над 500 l/s – “Бучилото” при с. М.поляна; “Тополата” при с. Добровница, “Варо” при с. Заселе, “Пещерата” и “Скакля” – при с.с. Церово и Бов и др. Най-значителни са Искрецките извори под с. Искрец, чийто максимален дебит по данни от НИМХ достига до 35 900 l/s (това е най-големия максимален дебит на извор, измерен в България, а от природния карстов преливник – пещерата “Душника” са излизали до 20 000 l/s води). Изворите на по-ниски нива са с по-постоянен дебит, а на по-високи нива – пресъхват. Колебанията на дебитите са значителни и особено чувствителни на сеизмични въздействия.Средногодишният им разход е от 2000-2500 l/s, а модулът на подземния отток е над 5 l/s.km2. По-голямата част от изворите са каптирани за водоснабдяване. Малко по на югозапад почти като самостоятелен карстов фрагмент е Бучинпроходския карстов басейн, също оформен от среднотриаски карбонатни скали на Оплетненска свита в непосредствена близост до западния повърхностен вододел между с.с. Бучин проход и Понор. Дренира се от карстови извори с дебит от 0,5 l/s до 20 l/s, от които се формира и оттока на р.Козле. На север от разгледаните басейни (северно от с. Церово – Бов) и западно от р. Искър са последователно развити още два карстови района.

- Милановският басейн заема едноименната синклинала в теменната част на Берковската структура (Врачанска планина). В силноокарстени среднотриаски, средноюрски и долнокредни карбонатни скали са установени множество хидравлично свързани хоризонтални и вертикални карстови форми на няколко нива, в които са формирани карстови ненапорни води. Подземният вододел е отместен на запад по Поп-Соколецката тектонска дислокация и южната част на басейна е наклонена към р. Искър. Движението на подземните води е от север на юг и се дренират от р. Искър и чрез карстови извори малко над реката – “Жителюб” при с. Лакатник с дебит от 70-80 l/s до над 3000 l/s; “Оплетня” – с дебит от 18-20 l/s до над 150 l/s и др. При подхранваща площ от 65 км2, , изключително от инфилтрация на валежи, модулът на подземния отток е около 10 l/s.км2.

- Паволче-Черепишкият карстов басейн е непосредствено южно от гр.Враца и се отделя от предишния с неокарстяваща се ивица. Заема част от Згориградската антиклинала, силно усложнена тектонски, която потъва към р. Искър. Изградена е от среднотриаски, малмски и долнокредни окарстени варовици. Формирани са ненапорни карстови води, които не образуват общ водоносен хоризонт, а отделни карстови водотоци, изцяло дренирани от карстови извори в долината на р. Искър и Моравишка – на югоизток и от р. Лева (към друг водосбор) – на северозапад. Най-големите карстови извори са при Черепиш и Лютиброд – с дебит 10-30 l/s до над 1000 l/s; при Паволче и Моравеца – с дебити от 3-6 l/s до 500 l/s. При подхранваща площ около 40 км2, средният модул на подземния отток е над 5 l/s.kм2.

На изток от р. Искър разпространението на карбонатни седименти в оградните масиви е значително по-ограничено. Отделни петна и ивици, западно от гр. Ботевград са слабо окарстени и формират изолирани площи от пукнатинно-карстови води, дренирани от низходящи извори с дебит от 1 l/s до 3 l/s. По-съществено значение има Етрополския карстов басейн, разположен в обсега на Етрополската синклинала. Тя е изградена от триаски и юрски скали и е усложнена от допълнителни гънки и тектонски дислокации. Окарстени са среднотриаските карбонатни скали и в по-малка степен малмските седименти. Формирани са пукнатинно-карстови до карстови по тип, ненапорни до напорни по характер подземни води, които формират общ, но разкъсан водоносен хоризонт с площ от 180-200 км2. Движението на водите е разнопосочно по тектонски причини. Подхранването е от инфилтрация на валежи и частично от р. М. Искър. Дренирането е предимно от карстови извори – “Поповци”, “Байрамов”, “Св. Троица”, “Ямна”, “Рибарника” и др. с дебити от 2-10 l/s до над 300 l/s. По данни от режимни наблюдения на НИМХ (и ВиК) коефициентът на изменение на дебитите е от 8-10 до над 100. Модулът на подземния отток е около 2-4 l/s.kм2.

В средното поречие на р. Искър – от гр. Мездра докъм гр. Червен бряг, в обсега на т.н. Искърско-Витско понижение, предимно в горнокредни седименти, са разпространени няколко карстови басейни:

- Мездренският карстов басейн обхваща Мездренското синклинално понижение и Типченската синклинала, като се разделя от р. Искър на две части: северна и южна. В напукани и окарстени горнокредни (сенон-мастрихтски) органогенни и флинтови варовици са се формирали предимно пукнатинно-карстови води. За долен водооупор служат плътни долнокредни пясъчници и мергели, а за горен – на места палеогенски седименти. В южната, по-високо издигната и дренирана част с площ около 20 км2 има ненапорни карстови водотоци с генерална посока от юг на север – към долината на р. Искър. По-големи карстови извори са “Сирма” (между Мездра и Дърманци), “Езерото” – Брусен и др. с дебити от 5-10 l/s до 30-35 l/s. Средният модул на подземния отток е около 2,5-2,8 l/s.kм2. В северната част с площ от 190 км2 се е формирал общ водоносен хоризонт с ненапорни и напорни (около оста на синклиналата) води. В напорната част са изградени няколко тръбни кладенеца. Ненапорната част се дренира от многобройни карстови извори – “Моравица” и “Буешко езеро” при с. Моравица, “Крапешко езеро” при с. Крапец, “Дванадесетте чучура” в с. Върбешница, “Езерото” – Г. Кремена, “Любчево езеро” – Старо село, Пеща и др. с дебити от 2-5 l/s до над 1400 l/s и значителни колебания по данни от режимни наблюдения на НИМХ. Възможно е част от карстовите води да се дренират и в алувиалните отложения на р. Искър между гр. Мездра и Царевец. Подхранването е изцяло от инфилтрация на валежи. Средният модул на подземния отток е 1,9-2,0 l/s.kм2.

- Каменополски карстов басейн се разполага североизточно от Мездренския и се отделя от него чрез Бешовишката антиклинала. Заема плитките синклинални гънки на Каменополието, изпълнени от напукани и окарстени горнокредни (сенон-мастрихтски) варовици. Дебелината им е от 10-15 м до над 200 м в централната част. Условно се поделят на две зони: северна (Габаревска синклинала) и южна (Каменополска синклинала), които потъват на юг-югоизток към р. Искър. На повърхността има множество кари, карови полета и въртопи, а по периферията – празнини, ниши и пещери на различни нива. Карбонатният масив е дълбоко раздран от речно-овражната система. Формиралите се карстови води са ненапорни карстови водотоци с генерална посока на движение към р. Искър и притоците й. Реките Бриша (Габерска), Ръчене, Брестенска, Кунинска формират оттока си от карстови води. Дренирането се извършва и от низходящи карстови извори – “Езерото” и “Мурадов кладенец” при с. Габаре, “Езерото” и “Драгиево езеро” при с. Камено поле, “Чудна” при с. Бресте, “Сухото езеро” при с. Горник и др. Дебитите им варират от 1-5 l/s до 1500 l/s, а по режимни наблюдения от НИМХ коефициентите на вариацията им са изключително големи (до пълно пресъхване на някои извори). Част от тях са каптирани за питейно-битово водоснабдяване. Подхранването на карстовите води е изключително от инфилтрация. Средният модул на годишния отток варира от 1,2-1,3 l/s.kм2 в северната част до 2,4-2,5 l/s.kм2 в южната част, а за цялата площ на басейна от 280-300 км2 е около 2,0 l/s.kм2.

Изток-югоизточно от р. Искър в района на Карлуково-Червен бряг е Луковитски карстов басейн. Обхваща Луковитското синклинално понижение, представляващо асиметрична негативна структура с полегато северно и стръмно южно бедра, вторично усложнена от допълнителни гънки и дизюктивни нарушения. Изградено е от горнокредни седименти, разкриващи се по периферията (на изток продължават и във водосборната област на р. Вит) и припокрити от практически водоплътни палеогенски скали в централната част на понижението. Разкритите на повърхността сенонски карбонатни седименти са интензивно напукани и окарстени (маркирани са над 70 бр. хоризонтални и над 10 бр. вертикални пещери и ходове на различни нива, но хидравлически свързани помежду си). В тях са се формирали карстови до пукнатинно-карстови води с генерална посока на север-северозапад – към р. Искър, при хидравличен наклон 0,006. Общата им площ на разпространение е около 300 км2. В разкритата част водите са ненапорни, а в централната част – напорни. Подхранването на подземните води се извършва от инфилтрация на валежи. Дренирането е от низходящи извори, а вероятно и от р.р. Искър и Златна Панега – “Езерото” при гр. Луковит с дебит от 2-3 l/s до 30 l/s; “Езерото” при с. Рупци с дебит 1-2 l/s; “Кръгъл геран” при с. Радомирци с дебит 6-8 l/s; извор при с. Карлуково с дебит 8-10 l/s до 25 l/s и др. Средният модул на подземния отток е около 1,0 l/s.kм2. Източно от с. Златна Панега в непосредствена близост до вододела на речния басейн е един от най-големите карстови извори в България “Глава Панега”, привързан към окарстени горноюрски (титонски) варовици и доломити, по-голямата част от водосбора на който е в поречието на р. Вит. Дебитът на извора варира от 780-800 l/s до над 20000 l/s по данни от НИМХ, което се дължи на пониране на води от р. Вит, северно от Гложене (извън района) и подземното им прехвърляне в поречието на р. Искър. От този извор води началото си р. Златна Панега, а по-голямата част от водата е каптирана за водоснабдяване.

В района на гр. Червен бряг и на север до устието на р. Искър почти няма разкрития на карбонатни седименти. Горнокредните (мастрихтски) варовици са блоково денивелирани на различна дълбочина и слабоокарстени. По сондажни данни те са от 30-40 т до над 300 т дълбочина от терена, дебелината им е редуцирана. Установените водопроявления имат напорен характер, но спорадично разпространение и на места са с повишена температура и минерализация.

В тази част се срещат прослойки от неогенски (миоценски) варовици, които не са издържани в хоризонтално и вертикално направление и акумулираните в тях подземни води са без практическо значение.

Пукнатинни води в скалните масиви

Литоложкият и стратиграфски ареол на скалните масиви в Искърския басейн са изключително разнообразни – срещат се магмени и вулкански скали, различни метаморфити и седименти. Структурно по-голямата част от скалните разновидности са силно нагънати, люспувани или блоково разчленени и денивелирани. Литоложкият състав на некарбонатните свързани скали е проницаем предимно по различно ориентирани пукнатини и по тектонски нарушения. В тях са се формирали пукнатинни, термоминерални води с дълбока циркулация, които не са предмет на разглеждане и пресни, студени води с плитка циркулация. Това са води само със спорадическо разпространение в изветрителната (хипергенна) зона на активен водообмен, формирани в повсеместно разпространените, но бързо затихващи в дълбочина изветрителни пукнатини. Имат ненапорен характер и се подхранват изключително от инфилтрация на валежни и повърхностни води. Дренират се от дълбоко врязаната речно-овражна система, от многобройни, обикновено слабодебитни низходящи извори в петата на откосите или се “изливат” в делувиално-пролувиалните отложения. Дебитът на 90% от изворите е до 0,100 l/s, а коефициентът на вариацията им е значителен. Извори с дебит над 1 l/s са каптирани за местни цели или са включени в локални водоснабдявания. Пукнатинните води нямат съществено практическо значение, тъй като разсъсредоточения им характер ги прави практически трудноуловими. Те формират части от повърхностния речен и от подземния отток и с каптирането им биха се намалили стойностите на този отток.

Качествена характеристика на подземните води

Естествените структурни и литоложки условия на разгледаните хидрогеоложки резервоари и принадлежността им към инфилтрационния генетичен цикъл общо взето обуславят еднотипната, но различно нюансирана качествена характеристика на подземните води в отделните водоносни хоризонти и структури. Измененията обикновено са свързани с въздействието на техногенни (антропогенни) фактори.

Подземните води в кватернерните наслаги от грабеновидните понижения (Палакарийска, Софийска и Ботевградска котловина) и от терасите на р. Искър по химически състав са изключително от хидрокарбонатно-калциевия клас. До язовир “Искър” те са хидрокарбонатно-калциево-магнезиеви, но в останалите места те са по-разнообразни по съставящата ги минерална компонента: хидрокарбонатно-сулфатно-калциеви, хидрокарбонатно-сулфатно-калциево-натриеви и калциево-магнезиеви и др. Минерализацията им варира от 0,110-0,150 g/l до 0,800-0,980 g/l и е преимуществено от 0,500-0,700 g/l, а температурата – от 11-12° С до 14-15° С, т.е. това са пресни, студени подземни води. По-високи минерализации до 1,0-1,4 g/l са установени в ограничени площи в северозападната част на Софийската котловина (северно от кв. Филиповци, около с. Волуяк, Мировяне и Костинброд), а като изолирани ивици около с.с. Кубратово, Яна, Мусачево, Равно поле, Световрачене – в централните и източните части на Софийското поле; около Ботевград; между Мездра и Червен бряг. На отделни места има повишени съдържания на сулфати, нитрати и хлориди. По стойности на рН (7,0-8,4) са неутрални до слабоалкални води, а общата им твърдост варира от 1-2 mgE/l до 9,5 mgE/l – меки до много твърди води. В отделни проби има установени концентрации на биологична и органична компонента (нитрити, амоняк, повишена окисляемост и др.). Технически водите в кватернерните отложения се характеризират с малък до голям, умерено мек до твърд накип, полупянообразуващи до пянообразуващи, полукорозиращи до корозиращи, неагресивни към бетона и са пригодни за промишлено, технологично и комунално-битово водоснабдяване. По стойности на иригационния коефициент (Ка) и SAR водите са пригодни за напояване с изключение на една ивица в североизточната част на Софийския грабен (между с. Чепинци и р. Лесновска). Данните за пригодността на кватернерните води за питейно водоснабдяване по изискванията на съществуващия БДС 2823/83 “Вода за пиене” са противоречиви и дискусионни. В по-голямата част от Палакарийския грабен, районите около гр. Е. Пелин-Лесново и на запад докъм Казичене, редица площи в централната (градска) и в северозападната част на Софийско поле, северно от Ботевград, около Мездра-Брусен и север-североизточно от с. Койнаре отговарят на изискванията за питейни цели, но в съседни площи – подземните води не отговарят на нормите. Основните компоненти над пределно допустимите концентрации са: амоняк, нитрити, фосфати, желязо и манган. В района, южно от Кремиковци и Световрачене от Софийския грабен и почти от Курило до Роман в терасите има повишено съдържание на тежки метали (олово, хром, кобалт, никел, кадмий), а източно от г. Яна и в отделни участъци между Своге и Черепиш – на радиоактивността. Общо взето около 30-35% от анализите показват пригодност на кватернерните води за питейни цели, а останалите не са пригодни. Очевидно част от подземните води са техногенно замърсени, поради уязвимост на най-горележащия кватернерен водоносен хоризонт към замърсяване. Основни замърсители са аерозолите в атмосферата (от ТЕЦ-ове, промишлени предприятия, транспортни средства), от отпадни води, от замърсени речни води, баластриери, наторявания и др. Не е случайно, че замърсяванията са установени в непосредствена близост или около значителни промишлени центрове (София, Ботевград, Мездра, Роман, Червен бряг и други). Подземните води в плиоценските неогенски седименти от Палакарийския и Ботевградския грабен, както и в горния неогенски водоносен хоризонт (Лозенецка свита) от Софийския грабен са близки помежду си по качествена характеристика, с подобна до тази на кватернерните води. Макрокомпонентният и микрокомпонентният им състав показва значително по-големи вариации в химическия им състав (повишено съдържание на сулфати, флуор и метасилициева киселина и др.), поради смесването им с по-долу или по-горележащи подземни води. Минерализацията им е от 0,300-0,500 g/l до 1,0 g/l, температурата – от 12° С до 18-20° С, рН от 6,5 до 8,3, а общата твърдост от 3-4 mgE/l до 9,0-9,5 mgE/l, т.е. това са пресни, студени, слабоалкални, умерено твърди до твърди води. По иригационна и техническа характеристика те са пригодни за напояване, за промишлено водоснабдяване и за комунално-битови цели. Поради по-голямата дълбочина на залягане на колектора от повърхността, те са по-добре защитени от повърхностни замърсявания. Независимо от това, част от водите са нестандартни за питейни цели, поради повишена температура (до 18-20° С), наличие на амоняк и нитрити (от следи до 0,3-0,4 mg/l), повишено съдържание на фосфати (до 0,6-0,8 mg/l), желязо (до 0,5-0,8 mg/l), на манган, на тежки метали и други. Географията и природата на тези замърсявания са общо взето сложни и недобре изучени. Независимо, че те не винаги са свързани с органично замърсяване, се приема, че около 40% от площите с неогенски води са с компрометирани качества и основната причина за това е некомпетентната и неконтролирана направа на сондажи, които осъществяват смесване на по-чистите подземни води от неогена със замърсените кватернерни води. Останалата част от неогенските води са с много добри вкусови качества, отговарят на изискванията на стандарта и могат да бъдат ползвани за питейни цели, след съответните изследвания.

Карстовите, пукнатинно-карстови и пукнатинни води в оградните масиви от басейна на р. Искър по качествена характеристика са почти еднотипни. Това са води от инфилтрационния генетичен цикъл, почти изключително хидрокарбонатно-калциеви до хидрокарбонатно-калциево-магнезиеви по химически състав. Минерализацията им е от 0,100 g/l до 0,600 g/l, температурата – от 9-10° С до 14-15° С, преобладаващата твърдост – от 4,5 до 6-7 mgE/l. Поради значителната разкритост на колекторите, те са уязвими към повърхностни замърсявания. През валежните периоди се замътват, често съдържат външни, временно привлечени органични компоненти (амоняк, нитрити, фосфати). Характеризират се с добри иригационни показатели, полупянообразуващи, полукорозиращи, с голям твърд накип, неагресивни към бетон и са пригодни за питейно-битово и промишлено водоснабдяване и за напояване.

От направената качествена характеристика на подземните води в басейна на р. Искър могат да се направят следните обобщени изводи:

1. Подземните води в кватернерните и неогенски отложения, както и пукнатинните и карстовите води на плитка циркулация от оградните масиви могат да бъдат използвани директно за напояване, за промишлено и техническо водоснабдяване, и за комунално-битови цели.

2. Една неголяма част от разглежданите подземни води отговарят изцяло на изискванията на съществуващия БДС 2823/83 за питейно водоснабдяване. Друга част (съдържащи предимно незначителни количества амоняк, нитрити и фосфати) са пригодни след хлориране и/или след смесване с други чисти води. Трета част са пригодни за такива цели само след пречистване. Във връзка с използването на подземните води за питейно водоснабдяване е необходимо да се подчертае още следното:

- информацията за качествата на подземните води е от анализи на проби, взети без водочерпене или след кратки водочерпения, когато е възможно привнос на замърсяване отвън. При 70-80% от анализите при продължително водочерпене резултатите отговарят на стандартните изисквания, а в останалите случаи съдържанията се запазват или се увеличават;

- значителна част от анализите показват нитрити, но имат ниска окисляемост и са микробиологически пригодни или обратно, т.е. присъствието на органични и биологични компоненти не винаги е признак за реално замърсяване. За подземните води в кватернера и неогена, това замърсяване може да има минерален произход и вероятно се дължи на геохимична трансформация на органични продукти в редукционна среда в процеса на въглефикация на лигнитни въглища. Това, че подземните води са нестандартни по горните компоненти не означава, че те са вредни или опасни за консуматорите, а могат само да индикират вероятно замърсяване, което трябва да се докаже или отхвърли, ако това е необходимо;

- всички проби от подземни води са взети директно от водоизточниците, т.е. става дума за “сурова” (нетретирана) вода, докато изискването на стандарта са за води за пиене, получени след пречистване и обеззаразяване на природни води, непосредствено преди консумация (употреба);

- след хармонизиране на българските нормативи за качествата на водите, предназначени за питейно-битови цели с европейските норми, разработени след дългогодишни изследвания и дискусии в ЕС и по препоръките на СЗО, част от противоречията ще отпаднат.

Гореизложените забележки следва да се имат предвид, тъй като, ако сега с питейни качества са до 30% от подземните водни количества, при новите нормативни изисквания, същите ще се увеличат значително.

Основни предпоставки при определяне на експлоатационните ресурси

Експлоатационните ресурси на подземните води са “допустимия и възможен средногодишен добив на подземни води”, т.е. това е добива, който може да се получи при допустими понижения във водовземните съоръжения, при допустими качества, при допустими екологични последствия и при възможните технически средства. Следователно експлоатационните ресурси на подземните води са изчислителна стойност, обоснована по различни методи, която е различна в зависимост от предназначението и от срока на експлоатацията им. За целите на генералната схема за използване на водите от басейна на р.Искър експлоатационните ресурси на подземните води са определени при следните предпоставки:

- те се отнасят и представляват потенциалните възможности на съответния водоносен хоризонт (резервоар, басейн) като цяло и са по същество регионални експлоатационни ресурси;

- те се формират за сметка на няколко източника: от естествените ресурси на водоносния хоризонт, представляващи “общото средногодишно естествено подхранване на този хоризонт или общия средногодишен отток от него”; от гравитационните или еластични запаси на пласта и от привлекаеми ресурси (от реки или съседни водоносни хоризонти) и/или евентуално от изкуствени ресурси (изкуствено подхранване на пласта). Експлоатационните ресурси на разглежданите подземни води са оценени предимно по естествените им ресурси за неограничен, или най-малкото за продължителен срок на експлоатация. Привлекаемите и изкуствени ресурси по същество са винаги свързани с конкретни вододобивни съоръжения или за конкретни участъци са пренебрежимо малки и са оставени в резерва;

- за разлика от повърхностните води, за които съществуват системни многогодишни хидрометрични наблюдения, за подземните води такива данни няма. Това не позволява техните естествени ресурси да бъдат оценени достоверно чрез прилагане на статистически методи, както в хидрологията. Изключения правят частични, непълни или непродължителни измервания на няколко извора (1 бр.-за пукнатинни води и 15 бр.-за карстови води в целия басейн), поради което не може да се даде оценка на вариациите на ресурсите им при различна степен на обезпеченост (за суха, средна или влажна по водност година). Но тези колебания при пластовите подземни води (в кватернера и неогена), са значително по-малки от колебанията в повърхностния отток. Това е свързано с контролиращата роля на водопропускливостта и регулиращата (ретензионна способност) на филтрационната среда;

- по гореуказаните причини естествените ресурси на подземните води за отделните резервоари са оценявани по общия подземен отток (чрез сумарния дебит на водоизточниците предимно за пукнатинните и карстовите води; чрез диференциални хидрометрични измервания в отделни притоци на р.Искър чрез някои от методите за разчленяване на речния ходограф, както и чрез хидродинамични методи – предимно за поровите и отчасти за карстовите пластови води – по пиезометрични карти и проводимостите на пласта), а в ограничени случаи - по сумарната инфилтрация (подхранване) и данни от режимни наблюдения на водоизточници. В тази връзка експлоатационните ресурси на подземните води в басейна на р.Искър са приблизителни и са резултат на обобщаваща инженерна оценка на досега съществуващата хидрогеоложка информация.

Необходимо е да се подчертае, че разглежданите подземни води от зоната на активния водообмен се дренират от речната мрежа на р.Искър. За това всяка експлоатация на подземни води в крайна сметка се отразява върху речния отток. Това се отнася предимно за водоносни хоризонти, експлоатирани чрез каптиране на извори (пукнатинни и карстови води) или чрез крайречни вододобивни съоръжения, а по принцип и за по-дълбоките водоносни хоризонти (в неогенските седименти, запълващи грабените), но при тях връзката с реките е косвена и се проявява в по-дълги периоди от време. Следователно използването на подземните води не може да увеличи в многогодишен аспект общите водни ресурси в басейна на р.Искър, изразени чрез естествения средногодишен речен отток. Експлоатацията на подземните води обаче позволява регулиране на общите ресурси, т.е. от някои водоносни хоризонти (кватернерни, неогенски) могат да се добиват в сухи години по-големи водни количества за сметка на гравитационните и еластични запаси, които след това се възстановяват. В много случаи използването на подземните води е технически, икономически и екологически по-целесъобразно от повърхностните.

Експлоатационни ресурси на поровите води

Експлоатационни ресурси на поровите води в Палакарийския грабен се оценяват средно на 350-360 l/s, от които в кватернерните отложения – 330-340 l/s, а в неподелените неогенски отложения не повече от 15-20 l/s, поради ниската им водоносност. Естествените ресурси за цялото понижение са около 1000 – 1200 l/s при среден модул на подземния отток около 3,0-3,3 l/s.kм2. Важна хидрогеоложка особеност на Палакарийския грабен е наличието на “хидрогеоложки праг” в източния му край (в района на с.Райово), обусловен по тектонски причини. В обсега на този праг целият подземен поток в котловината “излиза” на повърхността и се дренира в р.Палакарийска, а чрез нея и в р. Искър. Така че всяка експлоатация на подземни води в котловината ще съкращава реципрочно оттока на реката и съответно притока в язовир “Искър”.

Експлоатационните ресурси на поровите води в Софийския грабен се оценяват на около 2,4-2,5 м3/s, от които в кватернерните отложения на р.Искър и притоците й около 1,1-1,2 м3/s, а в горния неогенски хоризонт (Лозенецка свита) около 1,3 м3/s. Това поделяне на ресурсите между кватернерните и неогенски отложения е условно, поради съществуващите преки (“хидрогеоложки прозорци”) или косвени (разделящи ги слабопропускливи пластове) връзки между тях. Условно е разделянето и на експлоатационните ресурси между трите района в Софийско поле: в източната част – общо около 1,4 m3/s, за градската - 0,650 м3/s и за западната – около 0,450 м3/s.

Експлоатационни ресурси на поровите води в Ботевградския грабен са ограничени и се оценяват общо на около 120-130 l/s, от които само 10-20 l/s са за неогенските, а останалите - за кватернерните отложения. Естествените ресурси са около 300 l/s, а средния модул на подземния отток – 2,1 l/s.kм2.

Експлоатационни ресурси на поровите води, включително в кватернерните отложения от терасите и долинните уширения на р.Искър и притоците й между Нови Искър и Кунино (участък, в който реката пресича Старопланинската и Предбалканска ивица) са също ограничени и се оценяват на около 120-150 l/s, а естествените – малко по-високи.

Експлоатационни ресурси на поровите води в басейна на р.Искър от Кунино до вливането й в р.Дунав, където кватернерните отложения в терасите са площно по-издържани и непрекъснати са около 600-800 l/s, а естествените ресурси около 1500-1600l/s. В същата част поровите (условно) до порово-пукнатинни води в неогенските (сарматски) седименти имат естествени ресурси 400-450 l/s, а експлоатационни 200-300 l/s при среден модул на подземния отток 1,6-1,8 l/s.kм2.

Експлоатационни ресурси на пукнатинните и карстови води

Пукнатинните води са със спорадично разпространение, дренират се чрез многобройни нискодебитни или разсеяни изходища и не могат да бъдат обект на концентрирана експлоатация. Те формират част от речния отток и ще се използват като такъв. Изключение прави големия извор “Пукнатата скала” в района на с. Бели Искър със средногодишен дебит от 220-240 l/s по данни от режимни наблюдения, чието водно количество вероятно е свързано с пресичането на няколко големи тектонски дислокации по руслото на р. Искър. Този извор, както и няколко значително по-малки извори в района на Ярлово-Ковачевци, по северната периферия на Софийски грабен, около гр. Ботевград и гр. Роман с общо водно количество 20-25 l/s са каптирани за питейно-битови цели. Общите експлоатационни ресурси от пукнатинни води са около 250 l/s и са вече използвани.

Експлоатационните ресурси на пукнатинно-карстовите и карстовите подземни води са обобщени по райони и басейни таблично:

Район на разпространение

Площ F

Модул

Общ дебит, l/s

Приет експл. рес.

 

кm2

l/s.km2

миним.

максим.

l/s

.10.m3/a

1. Сев. част на Софийски грабен

           

- Опицвет-Драговищенски басейн

110-150

4-6

250-300

3000-4000

650-700

20-21

- район: Локорско-Кремиковци и Байлово-Макоцево

15-20

1-2

10

30

20

0,6

Всичко за т. 1

125-170

-

260-310

3030-4030

670-720

20,6-21,6

2. В район-Н. Искър до Кунино

           

- Искрецки басейн

140

5до>100

500-600

38000-40000

800-1100

30-35

- Бучинпроходски басейн

20-25

3,5-12

10

45

20

0,6

- Милановски басейн

60-70

15 до >100

150-200

6000-6500

500-600

16-18

- Паволче-Черепишки басейн

35-40

5-6

60-80

2300-2400

250-300

8-9

- Мездренски басейн

210

1,9-2,0

150-180

1400-1500

180-210

5,5-6,5

- Етрополски басейн и района на Ботевград

50-60

0,5-5,0

160-180

1100-1200

200-220

6-7

Всичко за т. 2

515-545

-

1030-1250

48850-51600

1950-2450

66-76

3. В район - Кунино до устието

           

- Каменополски басейн

280-300

2,0

130-150

1500-1600

220-250

7,0-7,5

- Луковитски басейн

300

1,0-1,5

80-100

180-220

150-200

4,8-6,3

- извор “Глава Панега”

-

-

700-800

20000-21000

1200-1500

38-47

Всичко за т. 3

580-600

 

910-1050

21700-22800

1570-1950

50-51

Общо за басейна на р. Искър

1200-1300

-

2200-2600

70550-74400

4200-5100

132-148

Сумарна оценка на ресурсите на подземни води и площното им разпространение

Общите потенциални експлоатационни ресурси на подземни води в басейна на р.Искър възлизат на около 9 м3/s. Но за оценка на реалните ресурси, които могат да представляват водостопански интерес, е необходимо да се има предвид следното:

    1. Експлоатационните ресурси в Палакарийския грабен не е целесъобразно да бъдат използвани като подземни води , тъй като се дренират чрез р. Палакарийска в язовир “Искър”.
    2. Използването на карстовите води, дори и при подземно регулиране в напорната част на някои карстови басейни, може да се осъществи при “уловимост” около 60-70%, т.е. експлоатационните им ресурси ще са около 3 м3/s.

Следователно “реалните” експлоатационни ресурси в басейна на р. Искър са около 7 м3/s, които отговарят на средна по водност година. В сухи години може да се очаква до 10-15% намаление на ресурсите.

Сегашно състояние на използването на подземните води

Предоставените от възложителя данни за експлоатацията на подземни води в басейна на р. Искър са непълни и практически трудно използваеми. За реална оценка на експлоатацията на подземните води са ползвани различни обследвания, извършени в разглеждания басейн през последните години, въпреки че и те имат приблизителен характер.

Поровите води в кватернерните и неогенски отложения се експлоатират от различни вододобивни съоръжения – дренажи, шахтови и тръбни кладенци, като тръбните кладенци преобладават. Те са разположени предимно в грабеновидните отложения и в терасите на р. Искър и притоците й и са с различна дълбочина и предназначение.

Към 1999 г изградените сондажни кладенци в Софийската котловина са около 1000 бр., в Палакарийската и Ботевградската котловина – по 18-20 бр. (всичко около 40 бр.), а в останалите части – общо около 90-100 бр. От тях около 20-22% са амортизирани, повредени или изоставени. Работещи или годни да работят са около 900 бр. От тях около 200-250 кладенци са консервирани или не работят по различни причини.Общото водно количество,което се използва от действащите вододобивни съоръжения е около 2000 l/s. Към експлоатацията на подземните води е необходимо да се отнесат и водните количества – между 400-600 l/s, изчерпвани от баластриерите, разработени в източната част на Софийско поле, които рязко влошават екологичното състояние на околната среда в района. Една част от тези води се използват за промишлено водоснабдяване и напояване, а останалите са неоползотворени.

Общото водно количество, извлечено чрез изградените дренажи и кладенци от кватернерните и неогенски порови подземни води, включително и от баластриерите, се оценява на около 2500 l/s, а разпределението му по райони е обобщено таблично:

Район

Водно количество, l/s

Общо

Ползвано

Остава

- Палакарийски грабен

350-360

30-40

320

- Софийски грабен – източна част

1400

900-950

450-500

градска част

650

300-350

300-350

западна част

450

200-250

200-250

- Ботевградски грабен

120-130

80-100

30-40

- от Н. Искър до с. Кунино

120-150

70-80

50-70

- от с. Кунино до устието

800-1100

600-800

200-300

Общо

3800-4200

2200-2600

1600-1800

Структурата на потреблението показва, че около 35-40%, т.е. около 1 м3/s са за питейно-битово водоснабдяване (с такива подземни води са водоснабдени гр.гр. Е. Пелин, Червен бряг, Кнежа, Пелово, частично Самоков, Луковит и др.); около 10-15% - за напояване, а останалите – за различни промишлени и технологични цели. Необходимо е още веднъж да се подчертае, че данните са приблизителни и динамични в едногодишен и многогодишен разрез, тъй като поради преструктуриране и икономическа стагнация една част от изградените вододобивни съоръжения и системи не работят, но едновременно с това продължава да се изграждат неконтролирано множество, предимно единични кладенци.

Пукнатинните и карстови води се експлоатират предимно чрез каптирани извори или чрез сондажи в напорната част на карстовите басейни (непосредствено южно от Опицвет-Драговищенския басейн, Мездренския басейн и др.). Такива са почти всички извори с по-големи дебити – “Пукнатата скала”, “Опицвет”, “Безден”, “Драговищица”, “Пеща”-Искрец, “Жителюб”, “Оплетня”, “Черепиш” и др. Общото водно количество, което се черпи от такива води, се оценява на около 2600 l/s, а разпределението му по райони е обобщено таблично:

Район

Водно количество, l/s

Общо

Ползвано

Остава

1.Софийски район– Опицвет-Драговищенски

650-700

300-400

300-350

- Локорско-Кремиковци и Байлово-Макоцево

20

10-15

5-10

2. Н. Искър-Кунино – Искрецки басейн

800-1100

600-700

200-400

- Бучинпроходски басейн

20

10

10

- Милановски басейн

500-600

100-120

400-500

- Паволче-Черепишки басейн

250-300

60-70

200-230

- Мездренски басейн

180-210

100-110

70-100

- Етрополски б. и Ботевград

200-220

100-120

100

3. Кунино-устие – Каменополски басейн

220-250

120-130

100-120

- Луковитски басейн

150-200

100-120

30-80

- извор “Глава Панега”

1200-1500

800-1000

400-500

Общо

4200-5100

2400-2900

1800-2200

Структурата на потребление е аналогична на поровите води, но значително по-голямо участие – до 60-65% са за питейни цели (гр.гр. Сливница, Драгоман, Своге, Костинброд, Роман, частично Мездра, Етрополе и много други населени места), до 15-20% са за напояване и за рибарници, а останалите- за различни промишлени и технологични цели. Ползваните пукнатинни и карстови води по количество са съвсем близки до сумарните минимални водни дебити на водоизточниците (2200-2600 l/s), т.е. при по-пълна обезпеченост, поради значителните колебания в дебитите им.

Следователно общото водно количество от подземни води, което се експлоатира в басейна на р. Искър възлиза на около 5 м3/s. Това представлява 55% от общите експлоатационни ресурси и около 65% от “реалните” експлоатационни ресурси.