В геологическом отношении верхний слой дна оз. Шандаксор (0,5 -2,0 м), а участками от 3,0 м и более сложен песчано-глинистыми грунтами четвертичного возраста. Обрамляют котловину (кроме южной стороны) аллювиальные отложения чагройской свиты палеогена, представленные песками различной крупности, часто с суглинистым и супесчаным наполнителем, а также супесями, суглинками и желтовато-серыми глинами; мощность этих отложений преимущественно 2-3 м, с запада они спускаются в котловину почти до озера.
На всей площади котловины, за исключением юго-запада, встречаются глины чеганской свиты палеогена, выстилающие и частично слагающие борта котловины и создающие водонепроницаемый экран (кроме восточной и северовосточной частей), где водораздел Шандаксор – Карасор сложен песками мощностью до 30 м. Породы четвертичного и палеогенового возрастов лежат на палеозойских порфиритах, их лавах и туфах. Последние в южной и югозападной частях котловины выходят на поверхность отдельными буграми.
Грунтовые воды в районе озера Жанкельды представлены двумя водоносными горизонтами. Глубина залегания уровня первого от поверхности водоносного горизонта колеблется от 0,5 до 1,5 м. Глубина вскрытия кровли водоносного горизонта фиксирована от 0,5 до 3 м ниже установленного уровня. Химический состав подземных вод разнообразен. Минерализация колеблется от 1 до 171 г/л, состав воды чаще хлоридно-натриевый, реже хлоридносульфатно-натриевый или хлоридно – сульфатно – натриево-кальциевый.
Высокоминерализованные грунтовые воды северной котловины оз. Жанкельды в бортовых её частях переходят в менее минерализованные (редко 3 г/л). Колебания уровня грунтовых вод прямо зависят от атмосферных осадков, являясь основным источником их питания. Грунтовые воды хлориднонатриевого состава с сухим остатком выше 5 г/л встречаются в северовосточной котловине на отметках 147-147,5 м. Амплитуда колебания грунтовых вод не превышает 1 м. В ионном составе грунтовых вод восточной котловины преобладают Cl − и Na+, сухой остаток колеблется в пределах 2,5-15 г/л. Воды обладают сульфатной агрессией по отношению к бетону.
Глубина залегания уровня грунтовых вод на участке глубинного водозабора колеблется от 0 до 8 м от поверхности. Амплитуда колебания уровня составляет 1м. Состав вод характеризуется преобладанием Cl − , SO 24− , Na+ – ионов и сухим остатком от 3 до 10 г/л. На участке водозаборного тракта восточного направления грунтовые воды залегают в отметках 151,0-148 м абс., западного направления – 151-151,5 м. Грунтовые воды по трассе золошлакопровода залегают на глубине 8-15 м и лишь на участке трассы в котловине оз. Карасор грунтовые воды залегают на глубине 2,5-4,0 м.
Изучая запасы солей в озерах Шандаксор и Карасор, ученые проектного института НОТЭП (г. Новосибирск) пришли к выводу о том, что поступление солей с водосбора компенсируется оттоком с инфильтрующимися водами, т.е. запасы солей в оз. Шандаксор практически стабилизировались. Наоборот, в оз. Карасор происходит постоянное накопление солей, поступающих с поверхностными и грунтовыми водами, а инфильтрационный поток весьма незначителен или отсутствует. Это предположение подтверждается гидрогеологическим строением озерных котловин: под озером Шандаксор располагается ареал высокоминерализованных подземных вод, а довольно глубокая Карасорская впадина является котловиной выдувания и своеобразным испарителем подземных вод [4-6].
1.3 Гидрографическая сеть
В настоящее время в оз. Балкаш впадает 5 постоянных притоков: Иле, Каратал, Аксу, Лепсы и Аягуз, которые формируют основной свой сток в горах Тянь – Шаня и частично в горах Тарбагатая и Чингиз-Тау. Реки Моинты, Токрау и Баканас не доходя до озера, теряются в песках, однако в многоводные годы лишь р. Токрау доносит свои воды в озеро. Имеет место сток в озеро подземных вод по долинам этих рек (рисунок 1.3).
Суммарные водные ресурсы региона в зоне формирования стока до 1969 г. составляли 28,9 км3 в год, из них 22,9 км3 в год формируется в бассейне р. Иле; 5,4 км3 в год – в бассейнах рек Каратал, Лепсы и Аксу, а 0,6 км3 в год – в бассейне р. Аягуз, а в зоне формирования стока рек северного Прибалкашья – 0,1 км3 в год [18]. Из этого объема водных ресурсов лишь около 15,1 км3 ежегодно достигало оз. Балкаш, где расходовалось преимущественно на испарение. Остальная часть этой влаги в объеме 13,7 км3 ежегодно расходовалась в естественной гидрографической сети [19]. Из суммарного стока рек бассейна оз. Балкаш – 17,4 км 3 в год формируется на территории КНР, в верховьях р. Иле (ГП Ямате). По водности и мутности вода р. Иле занимает третье место среди крупных рек Средней Азии после Сырдарьи и Амударьи. В пределах РК река Иле на своем пути принимает много притоков: левобережных Шарын, Шилик, Есик, Талгар, Каскелен с Узын Алматы и Киши Алматы, Курты; правобережных – несколько небольших.
В 1999 – 2002 гг. реки Каратал и Лепсы находились в многоводной фазе гидрологического режима. Поэтому в их руслах шел интенсивный размыв плесов и намыв перекатов, вследствие чего в устьях этих рек отложилось много наносов, поменялся рельеф устья [20]. Так, в р. Каратал основной поток воды из рукава Актоган в 2002г. переместился в протоку Сары – Есик. На р. Лепсы поток весенне-летнего периода имел глубину 1,5 – 2,0 м и ширину 10 – 12 м. В настоящее время р. Аксу превратилась в приток р. Лепсы.
Рисунок 1.3 – Гидрологическая изученность Иле-Балкашского бассейна (по Айс. Турсуновой [20])
Сток по р. Аягоз незначителен, т.к. большая его часть разбирается на орошение. Среднемноголетний расход воды р. Аягоз составляет 2,90 м3/с, в то время как у р. Иле – 478, р. Лепсы – 25,2, р. Аксу – 1,70 м3 /с. Таким образом, весь речной приток в восточный Балкаш (ВБ, по Тарасову М.Н. озеро разделено на 4 гидрохимических района, V-VIII) представлен стоками рек Каратал и Лепсы с объемом не менее 3,9 км3. Этой воды достаточно, чтобы полностью компенсировать расходы на испарение VII, VIII и частично VI – го гидрохимических районов, если учесть объемы осадков на поверхность воды суммарной площадью около 5 тыс.км2 (28% общей площади озера). Авторы [19] предполагают, что влияние стока р. Иле распространяется до устьевых участков р. Каратал, т.е. ее сток компенсирует испарение на 72% площади всей акватории озера, а на остальных 28% – возмещается водой восточных рек.
С повышением стока рек в последние годы (с 1988 по 2002 гг.) в бассейне оз. Балкаш уровень воды заметно возрастает, оживляется жизнь во многих озерах дельты рек и самих реках и рукавах, протоках, намечаются положительные тенденции в изменении экосистемы озера.
Река Иле, самый крупный приток оз. Балкаш, образуется от слияния рек Каш, Текес и Кунгес, истоки которых расположены в Северном Тянь-Шане. Общая длина реки, считая за исток р. Текес, равна 1439 км. Водосборная площадь р. Иле составляет около 3/4 площади бассейна оз. Балкаш. Значительная стокоформирующая часть бассейна р. Иле, почти 45% площади, расположена в пределах КНР, где гидрографическая сеть хорошо развита. Согласно исследованиям [20] сток по р. Иле из территории СУАР КНР в 19882002 гг. продолжает уменьшаться из-за резко возросших заборов воды на сельскохозяйственные и другие нужды: из р. Каш в бассейн оз. Эбиноор, а из рек Кунес и Коксу в бассейн р. Тарим. Средняя и нижняя части бассейна характеризуются редкой гидрографической сетью, большие пространства полностью лишены поверхностного стока. В левобережной части бассейна со склонов гор к руслу р. Иле стекает большое количество горных рек [21]. После впадения таких крупных притоков, как Шарын, Шилик в верхнем и Тургень, Есик, Талгар и Каскелен в среднем течении, водность реки увеличивается на 37%. После выхода из Капшагайского ущелья р. Иле несет воды по Прибалкашской равнине и заканчивается обширной дельтой площадью почти 8 тыс.км2 . Река Иле при впадении в оз. Балкаш разделяется на 3 рукава: Топар, Иле и Жидели. Длина протоки Топар около 184 км, ширина русла от 18 до 50 м, глубина в межень 1 – 2 м, скорость течения 0,5 – 1,0 м/с. Длина протоки Иле около 200 км, ширина 50 – 500 м, глубина 1 – 2 м, скорость течения 0,5 м/с в межень и до 2 м/с в паводок. Русло протоки Жидели относительно молодое и мало извилистое, ширина ее колеблется от 50 до 100 м (иногда до 200 м), глубина 2 – 5 м, скорость течения 1,5 м/с и более.