В гидрогеологическом отношении территория Харовского района находится в пределах северо-западной части Московского артезианского бассейна, соответствующего синеклизе с тем же названием. Подземные воды бассейна распространены в горных породах всех возрастов и различного происхождения, которые вскрыты на территории района и за его пределами. По условиям залегания, циркуляции и химического состава выделяются подземные воды рыхлой толщи четвертичных отложений и воды коренных, (дочетвертичных) пород.
Воды четвертичных отложений. Разнообразие генетических типов четвертичных отложений, изменчивость их мощности и литологического состава определяют большую пестроту их водоносности. Водовмещающими породами являются пески различной зернистости, иногда с прослоями гравия и гальки. Большие площади занимают обводненные торфяники.
В толще четвертичных отложений выделяется несколько водоносных горизонтов и комплексов, разделенных местными водоупорами, которыми служат ледниковые глины и суглинки, а также глины озерного происхождения, имеющие широкое площадное распространение. Глубина залегания подземных вод от поверхности земли изменяется в широких пределах, но редко превышает 10 м.
Широким распространением пользуются безнапорные воды со свободной поверхностью, то есть грунтовые воды, сформировавшиеся на первом от поверхности земли выдержанном по площади водоупорном слое. Поверхность грунтовых вод часто повторяет в сглаженном виде рельеф земной поверхности. В речных долинах и других понижениях рельефа грунтовые воды залегают на сравнительно небольшой глубине (0,5 – 2 м) иногда достигая 5 м. Здесь, в местах пересечения поверхностей рельефа и грунтовых вод, наблюдаются источники (нисходящие родники) или пластовые выходы подземных вод в виде мочажин. По мере увеличения гипсометрических отметок рельефа глубина залегания грунтовых вод увеличивается и на водоразделах может достигать 15 м и более. Одновременно возрастают абсолютные отметки уровней грунтовых вод на повышенных участках по сравнению с пониженными, поэтому движение грунтовых вод направлено от водоразделов к долинам рек.
Воды дочетвертичных отложений. Подземные воды дочетвертичных пород района отличаются разнообразием химического состава, величин напора и дебита скважин и источников. Наиболее изученные в гидрогеологическом отношении водоносные комплексы вскрыты скважинами под четвертичными отложениями и содержат подземные воды, имеющие больше значение для хозяйственно-питьевого водоснабжения и лечебных целей.
Верхнетатарский карбонатно-терригенный водоносный комплекс распространен в южной и юго-западной частях района, отсутствуя лишь на переуглубленных участках долины р. Кубены и верховьев Пра-Двиницы, которая вероятно в дочетвертичное время текла в северном направлении и являлась левым притоком р. Кубены. Водовмещающими породами комплекса являются мергели, известняки, доломиты, пески, песчаники. Мощность комплекса изменяется от нескольких метров до 30 м, а на Харовской возвышенности она увеличивается до 53 м. Воды напорные, величина напора колеблется от 60 до 100 м. По долине Кубены скважины, вскрывшие водоносный комплекс, часто фонтанируют.
Химический состав вод и минерализация пестрые. Пресные НСО3-е воды встречаются на Харовской возвышенности и ее склонах. В долине р. Яхреньги, где наблюдается подток вод из нижнеустьинских загипсованных пород, вскрыты солоноватые S04 – НС03 – Mg воды с минерализацией выше 1г/дм 3.
Нижнетатарский терригенный водоносный комплекс распространен почти повсеместно за исключением северо-западной части территории района и переуглубленных участков долин рек Кубены, Сити, Кизьмы, Кумежи, Яхреньги. Водовмещающие породы представлены загипсованными трещиноватыми песчаниками, мелкозернистыми песками, прослоями глин и алевролитов нижнеустьинской свиты верхней перми. Воды комплекса напорные. Величина напора с погружением его кровли возрастает с 34 м (д. Хвостиха) до 203,5 м (Кононово, за пределами района). Эксплуатационный дебет при самоизливе достигает 30м3/сут. (Харовск).
Химический состав вод комплекса пестрый. На его формирование существенное влияние оказывает загипсованность пород, поэтому широким распространением пользуются воды сульфатного состава.
Пресные воды распространены в пределах возвышенностей и Харовской гряды. По составу это НСО – Mg – Са воды с общей жесткостью 4,5 – 8,5 мг-экв/дм3 (д. Алферовская, г. Харовск). Такие же воды отмечены в узкой полосе вдоль р. Кубены, что связано с отсутствием гипсов в водовмещающих отложениях и их промытостью при высокой трещиноватости. В депрессиях четвертичного возраста, а также в низине озера Катромского встречены воды SO4 – НС03 с минерализацией 0,6-0,9 г/дм3 (д. Арзубиха, д. Симаниха). В долинах рек Кубена и Вондожь, где преобладает восходящее движение вод, под четвертичными отложениями в нижнеустьинских отложениях вскрываются SO4 – Са и Са – Mg воды с минерализацией более 2 г/дм3.
Казанский водоносный комплекс распространен повсеместно. В днищах эрозионных долин и долинах рек Сити, Кумжи отложения комплекса выходят под четвертичные отложения. В юго-восточном направлении комплекс погружается под отложения нижнеустьинской свиты от 49,3 м (д. Хвостиха) до 216,5 м (ст. Семигородняя). Водовмещающими породами являются загипсованные трещиноватые известняки, мергели, доломиты, в нижней части также алевролиты и глины. Воды повсеместно обладают напором. Величина гидростатического напора возрастает в юго-восточном направлении. Наиболее водообильные скважины расположены в долине р. Кубены. Дебит отдельных скважин достигает 750 м3/час (район г. Харовска). При слабой трещиноватости пород удельные дебиты резко снижаются до 0,32 м3/час (д. Беленицино).
Под четвертичными отложениями и на участках неглубокого залегания под нижнеустьинскими отложениями в казанском водоносном комплексе распространены пресные (минерализация 0,2 – 0,5 г/дм3) НСО3 – Са – Mg воды с общей жесткостью 4,5 – 7,0 мг-экв/дм3. В древних днищах долин рек Кумж, Сити и Пра-Двиницы вскрыты сульфатные кальциевые воды с минерализацией 1,5 – 6,0 г/дм3 (д. Семеновская, д. Назариха, с. Кумзеро, ст. Семигородняя). Эти участки расположены в зонах разгрузки, где по тектонической трещиноватости происходит подток солоноватых вод из нижележащих водоносных горизонтов.
Водоупорные отложения уфимского яруса распространены на территории района повсеместно. Представлены они, главным образом, гипсом и прослоями глин. Под отложениями уфимского яруса залегает галогенный комплекс, являющийся регионально выдержанным водоупором. По данным глубоких скважин на соседних территориях под галогенной толщей крепкие рассолы с высоким содержанием брома.
Перспективы использования подземных вод района. Пресные подземные воды (минерализация до 1 г/дм3) распространены повсеместно, но водообеспеченность территории района весьма пестрая, прежде всего по причине большой изменчивости мощности зоны пресных вод. На большей части территории мощность зоны пресных вод составляет не менее 100 м. В пределах Харовской гряды она может достигать 150 и более метров. В долинах рек Сити, Кубены, Кумжи мощность этой зоны сокращается до 50 м. На этих участках пресные воды часто содержаться только в четвертичных отложениях или вовсе отсутствуют.
В настоящее время на территории района эксплуатируется одно разведанное месторождение пресных подземных с утвержденными запасами (г. Харовск). В остальных случаях пресные воды эксплуатируются водозаборами в виде отдельных скважин или шахтных колодцев. До 80% отбираемой пресной воды в районе используется сельским населением. Основным источником водоснабжения населения деревень являются воды четвертичных отложений. Они эксплуатируются, как правило, с помощью копаных колодцев. Еще в начале 80-х годов в районе насчитывалось около 1080 колодцев. В настоящее время их количество сокращается вместе с уменьшением численности сельского населения. Преобладающая часть колодцев имеет глубину 3 – 10 м, в редких случаях превышает 15-метровую глубину. При незначительной глубине водоносных пород и слабой защищенности подземные воды подвержены поверхностному загрязнению, так как их пополнение происходит, главным образом, за счет атмосферных осадков. В пробах воды из колодцев часто наблюдаются повышенное содержание нитратов и высокое содержание органических веществ. По причине легкой загрязняемости грунтовых вод и при малой водообильности их нельзя считать перспективными для централизованного водоснабжения.
Воды дочетвертичных отложений эксплуатируются водозаборными скважинами. Сегодня в районе более 50 водозаборных скважин, большинство из которых используют подземные воды нижнеустьинских и казанских отложений верхней перми. По условиям обеспеченности пресными подземными водами территория района неоднородна. К обеспеченным можно отнести площади распространения водоносного горизонта казанских отложений. Площади распространения татарских отложений являются слабообеспеченными из-за низкой водообильности комплекса. К необеспеченным, из-за высокой минерализации воды, относятся Кумзерская котловина, долины рек Сити, Вондожь и отдельные участки долины реки Кубены.
Кроме обеспеченности, перспектива использования подземных вод зависит от особенностей их химического состава. Это, прежде всего, высокое содержание в подземных водах железа, присутствие которого выше допустимых норм (0,3 мг/дм3) сильно затрудняет решение проблемы водоснабжения качественными питьевыми водами. При использовании железосодержащих вод требуются дополнительные затраты на удаление распространенного в воде железа. Однако, железосодержащие воды района используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения без технологического очищения от железа, что приводит к активной коррозии водоподъемного оборудования и кольматации фильтров железистыми осадками. Железосодержащие воды имеют достаточно широкое распространение и приурочены к различным по литологии и возрасту водовмещающими породами. Они часто встречаются в виде четвертичных межморенных образований и аллювиальных отложений, содержащих полуразложившуюся органику, которая способствует образованию благоприятной обстановки для перехода железа из пород в водный раствор.
Минеральные воды. Естественных выходов минеральных вод в виде родников в пределах района не отмечено. Однако, отдельные площади, на территории района являются перспективными для поисков месторождений минеральных вод. К таким площадям относятся прежде всего долины рек Кубены, Сити, Вондожи и Кумзерская котловина. В пределах указанных площадей в период проведения среднемасштабной геологической съемки отмечен ряд проявлений минеральных вод различного состава. При бурении скважин на воду, в разное время проводившееся различными организациями, вскрыты подземные воды с минерализацией более 1-2 г/дм3.
Этими работами установлено, что в зоне активного водообмена среди минерализованных вод наиболее широким распространением пользуются воды сульфатного класса. Так, к питьевым лечебно-столовым водам украинского типа можно отнести SO4 – Са воды с минерализацией 3 г/дм3, вскрытые скважиной в нижнеустьинских отложениях перми в интервале 116,8 – 163,5м на ст. Семигородняя. Удельный дебит скважины 0,65 л/с. Близкие к украинскому типу воды вскрыты скважной в казанских отложениях перми в интервале 106,0 – 115,0 м в с. Кумзеро. Это воды S04 – Ca состава с минерализацией 1,8 г/дм3. Удельный дебит скважины 0,07 л/с. При бурении разведочно-эксплуатационных скважин на воду в д. Михайловское, д. Нижне-Кубенское и д. Назариха в отложениях нижнеустьинской и казанской свит на глубинах от 100 до 140 м встречены SO4 – Са – Mg воды с минерализацией 2,26 – 2,42 г/дм3. Минеральные воды по составу оказались аналогами ашхабадскому (дороховскому) типу. Удельный дебит скважин составляют 0,07 – 0,13 л/с.
Ниже зоны активного водообмена, под отложениями нижней перми, которые являются региональным водоупором, почти повсеместно могут вскрыты Cl – Na рассолы с высоким содержанием брома. По составу такие рассолы являются аналогами вологодскому типу минеральных вод. За пределами района такие воды вскрыты разведочной скважиной на глубине 366 м в долине р. Ваги. Минерализация воды составила 78 г/дм3 при содержании брома 28 мг/дм3.
Таким образом, на территории района отмечены проявления минеральных питьевых вод различных типов: украинского, ашхабадского, а за пределами района, вблизи его границ, разведочными скважинами вскрыты питьевые минеральные воды крашинского и угличского типов. Практически повсеместно глубокими скважинами могут быть вскрыты минеральные воды вологодского типа (Cl – Na рассолы с повышенным содержанием брома).