151

Seawater intrusion into protected area Stomoplo, Ropotamo complex (Southern Bulgaria)Интрузия на морски води в защитена територия Стомопло, комплекс Ропотамо (Южна България)Nikolay Stoyanov, Stefan DimovskiНиколай Стоянов, Стефан Димовски

Минно-геоложки университет „Св. Иван Рилски“, 1700 София; E-mail: asmg.bg@gmail.com

Abstract: The article presents the main results from a complex study of the processes of seawater intrusion in a costal aquifer and the subsequent changes in composition and qualities of surface waters and groundwater in a wetland of international importance (Ramsar Site). Hydrochemical, geoelectrical and hydrodynamic methods are applied in order to estimate quantitatively the special boundaries, the complex interaction and the genesis of different types of water.

Ключови думи: интрузия на солени води, крайбрежни водоносни хоризонти, влажни зони.

Интрузията на морски води в крайбрежните водо-носни хоризонти е причина за прогресиращо засо-ляване на свързаните с тях пресноводни водоеми и възпрепятства устойчивото развитие на истори-чески обособилите се екосистеми. Тези процеси са характерни и за водоносните хоризонти, разви-ти в лагуните и приустиевите части на реките по Българското Черноморие. Типичен пример за това е защитената територия Стомопло, която е част от комплекс Ропотамо, обявен за влажна зона с меж-дународно значение според Рамсарската конвен-ция и защитена зона BG0001001 от Натура 2000.

Хидрогеоложка характеристика на изследвания обектКрайбрежният кватернерен водоносен хоризонт обхваща териториално блатото Стомопло, плаж-ната ивица и прилежащата им площ в граници на север от гр. Приморско (фиг. 1). Изграден е от съ-временни морски и лагунни образувания – пясъци, глини, торф, песъчливи тини и тини. Латерално и в дълбочина е ограничен от неогенски седименти – глини, варовици и пясъчници. В близост до мо-рето дебелината на хоризонта е ~10–15 m, а в по-сока към блатото намалява и постепенно изклинва. Акумулираните в кватернерните пясъци подземни води са безнапорни. Нивата им варират между кота –0,3 m (морско ниво) и кота 1,0 m в запад-ната периферия на изследвания обект. Подхранват се от различни източници – валежи, блатни води, скатови временни потоци и пукнатинни напорни води от неогенския скален комплекс. Подземният пресноводен поток се дренира в морето на фронт с широчина над 1 km. Хидравличната връзка между

подземните и блатните води е затруднена от дебел 4–5 m пласт слабопропускливи лагунни наслаги. Коефициентът на филтрация на морските пясъци е ~45–50 m/d, а на лагунните наслаги 0,05 m/d. Блатото Стомопло е разделено с дига на две части (северна и южна), свързани помежду си с тръби. Северната част се свърза с морето посредством канал. Основните причини за интрузия на морски води в защитената територия са прякото разкри-ване на кватернерния хоризонт в шелфовата зона, голямата площ на контакта пресни/морски води, силната водопропускливост на морските пясъци и много ниският градиент на подземния поток.

Методика и инструментиИзползван е комплексен подход, включващ при-лагането на три различни метода – хидрохимичен, геоелектричен и хидродинамичен. Хидрохимич-ният метод е използван като основен инструмент за оценка на настъпилите в резултат на интрузията промени в състава и качествата на повърхностните и подземните води, с коментар за генезиса на уста-новените типове води. За целта са приети хидрохи-мични критерии, базирани на класификацията на Stuyfsand (De Breuck, 1991) при отчитане на специ-фичните условия в пясъчните водоносни хоризон-ти в Българското крайбрежие. Пространствените граници на соления клин са определени по метода ВЕС в 10 пункта по два профила, съвпадащи с хид-рогеоложки профили 1 и 2. Данните от теренните измервания са интерпретирани с програма Zond-IP, а границата солени/пресни води е идентифици-рана въз основа на добре известни геоелектрични критерии (De Breuck, 1991; Stoyanov et al., 2017).

СПИСАНИЕ НА БЪЛГАРСКОТО ГЕОЛОГИЧЕСКО ДРУЖЕСТВО, год. 79, кн. 3, 2018, с. 151–152REVIEW OF THE BULGARIAN GEOLOGICAL SOCIETY, vol. 79, part 3, 2018, p. 151–152National Conference with international participation “GEOSCIENCES 2018”

152

Дължината на соления клин е изчислена по фор-мулата на Hunt (1985), като градиентът на подзем-ния поток към морето е вариран съобразно водни-те нива в блатото през дъждовни, сухи и умерени периоди, при отчитане на сложната хидравлична връзка между блатните и подземните води по ме-тода на допълнителния слой.

ДискусияОт анализите на представителни проби от под-земните води и блатото следват няколко важни заключения. Подземните води в основната си част са пресни (F) до пресно-бракични (Fb), под-тип Na-HCO3 до Na-Mix, с излишък на Na+, K+ и Mg2+. Това предполага, че съставът им е резултат от замяна на Ca2+ в пресните води с адсорбирани върху твърдата фаза Na+ при предишна интрузия на морска вода и/или следствие от десулфатация на органичното вещество в лагунните седименти. В обхвата на плажната ивица доминират пресно-бракичните (Fb) до бракични (B) подземни води, ясен белег за техния морски генезис. В северната част на блатото водите са пресни (F) до пресно-бракични (Fb), подтип Na-Cl, признак за смесва-нето им с морска вода. Същевременно, ниската минерализация и излишъкът на Na+, K+ и Mg2+ са доказателство, че главно значение за водния баланс на блатото имат пресните води – валежи, скатови и подземни води. В южната част на бла-тото водите са пресни (F), подтип Ca-HCO3, т.е. няма признаци за пряко влияние на морето върху солевия режим на водоема. Различният състав на водите предполага, че връзката между двете час-ти на блатото е прекъсната.

Определените по данни от геоелектричното изследване граници на т. нар. солен клин (фиг. 1) очертават зоната на най-засолените части в ква-тернерния хоризонт, където водите са бракич-ни (B), бракично-солени (Bs) и солени (S). Хид-родинамичните изчисления показват, че дължи-ната на соления клин е най-голяма в засушливи периоди – 520 m, а най-малка в дъждовни периоди – 65 m. В умерени периоди дължината на клина е ~260 m, което е съизмеримо с получените при геоелектричното изследване стойности по двата профила, съответно 245 m и 270 m.

Благодарности: В изследването са използвани изходни данни и резултати от изпълнен с участие-то на автора проект „Влажни зони в комплекса на р. Ропотамо“, част „Геоложка, хидроложка, хидро-гео ложка и хидрохимична характеристика на блата-та Алепу, Аркутино, Стомопло и устийната част на р. Ропотамо“ по Договор № 264, финансиран от Swiss League for Nature Protection, address Warten-bergstrasse 22, 4052 Basel.

Литература ReferencesDe Breuck, W. (Ed.). 1991. Hydrogeology of Salt Water

Intrusion. A Selection of SWIM Papers. Vol. 11. Hannover, IAH, 422 р.

Hunt, B. 1985. Seepage to collection gallery near seacoast. – Water Resources Research, 21(3), 311–316.

Stoyanov, N., P. Gerginov, E. Tarabees, A. Benderev, S. Dimovski. 2017. State of the art and problems of interac-tion between groundwater and marine waters in the Nile delta – District Rashid, Egypt. – In: Proceedings 17th Intern. Multidisciplinary Sci. GeoConference SGEM 2017, Session Hydrogeology, Engineering Geology and Geotechnics, 793–800.

Фиг. 1. Хидрогеоложки профили в района на защитена територия Стомопло: Кватернер: 1 – морски пясъци и дюни, 2 – лагунни наслаги (глини, торф и тини); Неоген: 3 – глини, 4 – варовици и пясъчници; 5 – бракични, бракично-солени и солени води (солен клин); 6 – граница на соления клин; 7 – ниво на подземните води; 8 – хидрогеоложки профил