Среди многообразия полезных ископаемых Сахалинской области подземные воды занимают особое место. Во-первых, это экологически чистый источник.
Во-вторых, они обладают уникальными минеральными свойствами лечебного и столового назначения. В-третьих, это перспективные проявления промышленных йодобромных вод. И наконец, термальные воды и парогидротермы — это альтернативный источник тепловой и электрической энергии, что весьма актуально в условиях территориальной обособленности и раздробленности островов.

На территории городского округа отмечается неравномерное распределение водных ресурсов. Центральная часть округа, расположенная в долине реки Сусуя, имеет широко распространенные подземные водоносные горизонты, связанные с аллювиальными отложениями долины реки. Восточная часть, примыкающая к склону горного хребта, не имеет подземных водных ресурсов, достаточных для организации крупных водозаборов, но обладает запасами поверхностного стока рек, стекающих с отрогов хребта. Наибольший дефицит по источникам отмечается в восточной части округа, где аллювиальные водоносные горизонты выклиниваются коренными метаморфическими горными хребтами, а речная сеть развита слабо.

Более распространенным типом источников водоснабжения в городском округе «Город Южно-Сахалинск» являются подземные источники. Это связано как с широким распространением и хорошим качеством доступных подземных вод на территории округа, так и с недостаточными ресурсами поверхностных водоемов.

Для водоснабжения наиболее активно используют аллювиально-пролювиальные верхнечетвертичные отложения долины реки Сусуя. Данные отложения представляют собой чередование пластов гравийно-галечных крупнозернистых отложений верхнего плейстоцена-голоцена со слоями суглинков и опесчаненных глин того же возраста. Мощность литологически однородных слоев изменяется от 2 до 15 метров, общая мощность аллювиальных четвертичных отложений изменяется от 40-50 метров в бортах долины
до 100-140 метров в ее центральной части. Долина простирается с севера на юг вдоль всего города, уменьшение мощности отложений четвертичного аллювия наблюдается в восточной и западной части за счет выклинивания четвертичного аллювия осадочными отложениями более высокой степени метаморфизма, неогенового и плиоценового возрастов. Четвертичные отложения не имеют жесткой горизонтальной выдержанности толщины слоев, слои суглинков могут переходить в слои обводненных песков гравийно-галечных отложений. Вся аллювиальная толща характеризуется высокой обводненностью.

Непосредственно под четвертичным аллювием расположены неогеновые и плиоценовые осадочные породы: алевриты и алевролиты, песчаники и гравийно-галечные конгломераты, с высоким уровнем трещиноватости и с высоким уровнем водонасыщения.

Подземные воды напорные, мощность водонасыщенной толщи составляет 30-80 метров, максимальная мощность в центральной части долины. Отмечается практически повсеместное распространение подземных вод, пригодных
к хоз-питьевому использованию в пределах центральной и западной части города с уменьшением мощности и водобильности горизонтов в восточной части.

Водоносные горизонты располагаются как на верхних к поверхности (глубина от 10 до 50 метров), так и на нижних (от 50 до 100 м.) горизонтах. Как правило, эксплуатационные скважины имеют несколько фильтров, расположенных на разных глубинах.

По мощности водозаборы в г. Южно-Сахалинске имеют следующие градации:

– от 1 до 5 тыс. куб. м/сутки – 5 водозаборов;

– от 5 до 25 тыс. куб. м/сутки – 3 водозабора;

– от 25 до 50 тыс. куб. м/сутки – 1 водозабор.

Остальные водозаборы добывают до 1000 куб. м/сутки с преобладанием водоотборов 50-100 куб. м/сутки.

Наиболее нагружена эксплуатацией подземных вод северная часть
г. Южно-Сахалинска, где на площади, не превышающей 100 км2, в едином узле взаимодействия находятся два крупнейших водозабора: «Луговое» (основной водозабор г. Южно-Сахалинска, эксплуатируется ООО «Сахалинский Водоканал») и «Красносельский» (Южно-Сахалинская ТЭЦ-1), а также до 15 менее значительных водозаборов, принадлежащих разным водопользователям.

Эксплуатационная нагрузка на этот участок достигает 80 тыс. куб. м/сутки.

По информации из официального государственного Доклада о состоянии и об охране окружающей среды в Сахалинской области в 2020 году Министерства экологии и устойчивого развития Сахалинской области верхнеоплейстоцен-нижнеплейстоценовый водоносный аллювиально-пролювиальный водоносный горизонт (EII-apQI), который является эксплуатационным на самом крупном в области централизованном водозаборе «Луговое», характеризуется в естественных условиях присутствием повышенных содержаний железа и марганца соответственно от 1,1 до 27,3 ПДК и от 1,6 до 21 ПДК. Примерно 50% добываемых подземных вод не соответствуют нормативным требованиям по содержанию железа и марганца (поэтому практически на всех централизованных водозаборах области имеются станции по обезжелезиванию, где одновременно происходит и снижение концентраций марганца).

Ведение государственного мониторинга состояния водных объектов в части мониторинга подземных вод на территории Сахалинской области в 2020 году осуществлялось Центром мониторинга недр ОСП «Сахалинская геологоразведочная экспедиция» АО «Дальневосточное ПГО».

Так же, как и в предыдущие годы, основной объем отклонений, отмеченных в показателях качества воды водозаборов от значений, установленных СанПиН 2.1.4.1074-01, сводится к повышенному содержанию в воде железа и марганца.

Иные отклонения в г. Южно-Сахалинске в показателях качества подземных вод от питьевых стандартов в 2020 году просматриваются на участках недр (водозаборы): «Сусунайский» и «Западный».

При этом явно имеет место изначальная природная некондиционность воды, выраженная в незначительно повышенных (до 1,3–1,5 ПДК) концентрациях кремния на участке недр «Сусунайский».

Ситуация на участке «Западный» не вполне ясна. В воде водозабора отмечено незначительно повышенное содержание аммония – 3,0 мг/л,
или 1,5 ПДК, что одновременно может быть следствием как антропогенного воздействия, так и подтягивания природно-некондиционных вод. Поскольку сопутствующего бактериального загрязнения, роста значения окисляемости, концентраций нитратов и нитритов не выявлено, то наиболее вероятен второй вариант.