Глава 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОСБОРНЫХ БАССЕЙНОВ И КОНЕЧНЫХ ВОДОЕМОВ

Большие размеры территории, ее внутриконтинентальное замкнутое положение, наличие больших замкнутых, бессточных бассейнов, орографическая, климатическая, геологическая, гидрогеологическая неоднородность приводят к значительному разнообразию природных условий.

1.1 Географическое положение и геоморфология

Бассейн оз. Балкаш и изучаемая его часть, Прибалкашье, расположены на юго-востоке Казахстана и включает территории Алматинской, юго-восточной части Карагандинской, юго-западной части Восточно-Казахстанской и восточную часть Жамбылской областей, а также северо-западную часть провинции Синьцзян КНР. Водоразделом бассейна на севере является Каркаралы-Актауский массив и хребет Чингиз-тау, на востоке – хребет Тарбагатай, на юге – восточные отроги хребтов Терскей, Кунгей Алатау и Илейского Алатау, на западе – Шу-Илейские горы (рисунок 1.1). Площадь Прибалкашья составляет более 500 тыс. км², в том числе в пределах РК 400 тыс.км² [1]. Протяженность бассейна с запада на восток более 900 км, с севера на юг 680 км. Координаты оз. Балкаш следующие: 73⁰ 26¹ в. д., 44⁰59¹ с. ш.

По характеру рельефа на водосборном бассейне оз. Балкаш выделяются 5 физико-географических областей: мелкосопочник и низкогорья Казахстанской складчатой страны, равнины Балкаш – Алакольской впадины, системы Казахстано – Жонгарской горной области, Шу – Илейские горы и восточная часть Северно Тянь-Шанской горной области.

Сопки с куполовидными вершинами Казахского мелкосопочника поднимаются на 30 – 40, иногда до 100 – 200 м над прилегающей равниной [2; 3]. Хребет Чингиз Тау возвышается над окружающей местностью на 500 – 600 м. Высота хребта Тарбагатай составляет 2000 – 2500 м, а в центральной части до 3000 м. Здесь преобладают сопки, поднимающиеся в виде отдельных куполов.

Средняя высота равнинного плато Северного Прибалкашья около 400 – 450 м. Рельеф представлен обособленными холмами и короткими невысокими горными цепями. Дно Балкаш – Алакольской впадины ровное, местами занято солеными и горько – солеными озерами, топкими солончаками. Абсолютные отметки 340 – 450 м [1]. Общий наклон поверхности котловины направлен к ее центру.

Жонгарский Алатау характеризуется платообразными пространствами («сырты»). Юго-восточным продолжением Жонгарского Алатау является хребет Борохоро, северный склон которого ограничивает Эби – Нурскую котловину с юга, а южный – Илейскую впадину с севера.

Абсолютная высота Илейской впадины меняется от 600 м у границы КНР до 500 м в районе плотины Капшагайской ГЭС. Илейский Алатау, являющийся наиболее северной цепью Тянь-Шаня длиной около 250 км, шириной 30 – 40 км, образует полого – вогнутую к югу дугу широтного направления. В центральной части высота хребтов достигает около 4 км и более. К востоку и западу, высоты хребта понижаются, к северу – склоны становятся крутыми. Для среднегорий и высокогорий Илейского Алатау наиболее характерен крутосклонный глубокорасчлененный рельеф.

1 -горные хребты; 2 – абсолютная высота местности; 3 – пески; 4 – районы оледенения.

Рисунок 1.1 – Схема орографического строения территории бассейна озера Балкаш (по Ж. Достаю)

К водоемам и водотокам Экибастузского топливно-энергетического комплекса (далее ЭТЭК) относятся: канал Ертис-Караганда им. К. Сатпаева (далее КЕК); Экибастузское резервное водохранилище (далее ЭРВ); ВО Экибастузской ГРЭС-1 (далее ЭГРЭС-1), созданное в промытой котловине мелководного горько-соленого озера Жанкельды, с впадающей в него р. Лог Жанкельды; ВО Экибастузской ГРЭС-2 (далее ЭГРЭС-2), построенное в котловине соляного озера Шандаксор; р. Актасты, впадающая в оз. Шандаксор; оз. Карасор, понижение которого используется для гидрозолоудаления (далее ГЗУ, рисунок 1.2).

Экибастузские ГРЭС-1 и ГРЭС-2 расположены на территории Павлодарской области, соответственно, в 16 и 30 км к северо-востоку от г. Экибастуза, и 120-134 км западнее г. Павлодара. Район имеет своеобразный гидрографический характер с очень редкой сетью временных водотоков и логов, действующих только в период снеготаяния.

Рельеф района представляет собой плоскую равнину с отдельными понижениями и впадинами, часто занятыми мелководными горько-солеными озерами. Характерной чертой этих озер является их периодическое наполнение и высыхание. В наиболее сухие годы эти озера пересыхают полностью. Цикл наибольшего наполнения повторяется примерно через 10-12 лет в наиболее многоводные годы [4-7].

На берегу одного из таких озер, Жанкельды, расположена площадка Экибастузской ГРЭС-1, а на берегу оз. Шандаксор – Экибастузская ГРЭС-2.

Котловина оз. Жанкельды вытянута с юга на север (6х8 км²), имеет пологие склоны. Абсолютные отметки дна 150-150,5 м (уровень существующего озера). Плоские поверхности, которые образуют пологие склоны котловины, имеют отметки 160-165 м на севере, 175-180 м на юге.

Берега озера крутые, низкие (1,5-2 м), глинистые, супесчаные или суглинистые, покрыты скудной степной растительностью. В прибрежной части развиты солонцы с характерной для них растительностью – солянкой и солеросом. С северо-западной стороны в озеро направлен лог Жанкельды, сток воды по которому происходит только в период снеготаяния. Еще несколько мелких логов направляются в озеро с разных сторон.

Озеро Шандаксор расположено в 30 км к северо-востоку от г. Экибастуза. Состоит из нескольких западин, соединяющихся друг с другом, с замысловатой конфигурацией берегов и плоским дном. В бессточной озерной впадине насчитывается три наиболее крупных котловины – западная, восточная и южная, соединяющиеся между собой узкими лентами понижений. Отметки дна основных котловин различаются на 0,7-0,8 м; наименьшей отметкой дна характеризуется восточная котловина (119,6 м), наибольшей – южная (120,4 м). Максимальное наполнение озера в многоводные годы не превышает 1,5м.

Берега озера хорошо выражены, чаще крутые или умеренно крутые, устойчивые, задернованы, высота их 1,5-3,0 м. Площадь водосбора озера составляет 270 кв.км, средняя площадь зеркала 4,2 кв.км. В озеро с северозападной части впадает р. Актасты, с юго-западной – ручей без названия. Площадь водосбора лога Актасты составляет 174 кв.км. Основная часть поверхностного притока в озеро поступает по этому логу. В настоящее время бассейн оз. Шандаксор с западной стороны пересекает Шидертинский оросительный канал.

Лог Актасты берет начало в обширном понижении с весьма пологими склонами, расположенными в 23 км к северу от г. Экибастуза. Длина реки 21 км, средний уклон 2,8 ⁰/₀₀. Ширина русла в верхнем течении 20-40 м, между 10 и 6 км от устья оно сужается до 2-3 м, а затем расширяется до 15-20 м. Берега преимущественно крутые, их высота от 0,5 до 2,0 м, а на отдельных участках нижнего течения достигают – 3-4 м.

Источником технического водоснабжения ЭГРЭС-1 и ЭГРЭС-2 является канал Ертис-Караганда им. К. Сатпаева, который начал функционировать в декабре 1974 г. Отъем воды производится из р. Ертис (протока Белая) у г. Аксу Павлодарской области. Протяженность канала до г. Караганды составляет 458 км; пропускная способность по проекту 2000 млн.м³ в год; расход воды у головного водозабора в разные сезоны 55-75 м³/с; ширина по дну 4 м, по верху до 40 м, глубина 5-8 м. Скорость течения на участке Экибастузского промрайона – 0,78 м/с [6]. 22 насосные станции (далее НС) осуществляют подъем воды из р. Ертис в канал на высоту около 416 м (водораздел рек Шидерты и Нура) [8-9].

До Экибастузского резервного водохранилища вода КЕК с помощью четырех насосных станций поднимается на высоту около 72 м. От головного сооружения до насосной станции № 2, канал протяженностью около 100 км, пересекает Приертискую равнину в широтном направлении. От НС № 2 до НС № 6 канал проходит в области равнинно-мелкосопочного рельефа: пересекает склоны сопок, межсопочные понижения, пологие возвышенности в выемках, насыпях, полувыемках – полунасыпях. Кроме 22 НС на трассе канала сооружено 13 водохранилищ общим объемом 1016 млн.м³, площадью 237 км², 11 из которых образуют каскад на р. Шидерты. Участок трассы канала протяженностью около 200 км имеет свою водосборную площадь, равную примерно 9,0 км². За период 1967-1995 гг. в канал подано 17,9 км³ ертиской воды, а объем водопотребления на его территории составил 14,7 км³. По предварительным расчетам, потеря воды на фильтрацию по трассе канала колеблется в пределах 30-78 млн.м³, на испарение 130-200 млн. м³, что равно, естественно, 5-11 и 20-28% забора воды из р. Ертис.