Формирование - эксплуатационный запас - подземная вода
Cтраница 1
Формирование эксплуатационных запасов подземных вод является процессом многофакторным. Как полезное ископаемое, они являются непосредственной частью земных недр и их величина определяется условиями залегания, строения, литологическим составом, структурой перового пространства водовмещающих пород и другими геолого-гидрогеологическими особенностями продуктивных водоносных горизонтов. Как часть общих водных ресурсов, подземные воды различных водоносных горизонтов находятся во взаимосвязи между собой, с поверхностными водами и атмосферой. В связи с этим формирование ЭЗПВ, так же как и динамических ресурсов, происходит под влиянием как геолого-гидрогеологических, так и орогидрографических, климатических и других природных факторов, а также антропогенных ( техногенных) факторов, связанных с изменением водохозяйственной обстановки и определяющих возможность изменения условий питания, качества и условий отбора подземных вод из земных недр. [1]
Источниками формирования эксплуатационных запасов подземных вод здесь являются атмосферные осадки, привлекаемая разгрузка водоносного горизонта в русла водотоков и в четвертичные отложения, а также привлекаемый транзитный сток реки. В связи со сложными гидрогеологическими условиями, обусловленными фильтрационной неоднородностью горизонта, невозможностью надежного определения границ горизонта и количественной оценки основных источников формирования эксплуатационных запасов подземных вод, последние были определены методом экстраполяции темпа снижения уровня и расхода длительной групповой откачки с дебитом, составляющим 40 % производительности проектируемого водозабора. Для установления общей величины обеспеченных на расчетный срок эксплуатационных запасов подземных вод приближенно оценены привлекаемый расход естественной разгрузки в левобережные притоки реки ( по гидрологическим наблюдениям), фильтрация из реки и сокращение испарения из болот. [2]
Основными источниками формирования эксплуатационных запасов подземных вод здесь являются естественные запасы ( упругие на первом этапе и гравитационные на втором), а также естественные ресурсы, главным образом перехват подземного стока из прорезаемых коренных отложений. При перекрытии эксплуатируемого горизонта сверху относительно проницаемыми отложениями с гидрогеологическими окнами возможно перетекание подземных вод из вышележащих современных отложений. В этом случае режим уровней подземных вод имеет более четкий сезонный характер, чем при отсутствии перетекания, и здесь может быть заметен вклад поверхностных врд в структуру эксплуатационных запасов подземных вод. На месторождениях этого типа важно оценить возможное влияние разгружающихся в долинах минерализованных вод на качество подземных вод основного водоносного горизонта. Как известно, под долинами рек нередко встречается куполообразное залегание подзем-чых вод, которое особенно четко прослеживается вблизи переуглубленных долин. Эксплуатация подземных вод может интенсифицировать эту разгрузку. [3]
Вышеприведенное понимание формирования эксплуатационных запасов подземных вод является схемой, которая уточняется для разных гидрогеологических условий. Следует иметь в виду, что при эксплуатации запасов подземных вод в конкретных условиях первоначальный ( статический) уровень их снижается, что, конечно, изменяет гидродинамические условия. Только при каптаже источников ( ключей) можно создать условия эксплуатации их с очень небольшим понижением уровня воды, но и в этом случае нередко понижают естественный уровень воды. При эксплуатации подземных вод со свободным зеркалом емкостные запасы поступают в водозаборы вследствие снижения их уровня, а в артезианских ( напорных) системах используются в этом случае упругие запасы водоносного горизонта. Получение привлекаемых запасов за счет поверхностных вод возможно, например, при эксплуатации береговых водозаборов: вода из рек, водохранилищ и озер поступает в водоносный горизонт в результате понижения уровня ( откачка воды) в водозаборах и водоносном горизонте. [4]
Таким образом, формирование эксплуатационных запасов подземных вод осуществляется за счет сработки естественных запасов ( упругих и гравитационных), перетекания, инфильтрационного питания подземных вод и привлекаемых из поверхностных вод ресурсов. [5]
В этот период формирование эксплуатационных запасов подземных вод целиком происходит за счет сработки упругих запасов эксплуатируемого водоносного горизонта. Продолжительность первого периода, когда процессы перетекания практически не сказываются, зависит от коэффициента фильтрации ( k0) и мощности ( т0) слабопроницаемого слоя и параметров водоносных горизонтов. В связи с тем, что в эксплуатируемый горизонт начинает поступать дополнительное по сравнению с естественными условиями количество воды, темп снижения уровня замедляется, а основным источником формирования эксплуатационных запасов становятся емкостные запасы питающего безнапорного горизонта. В тех случаях, когда верхний водоносный горизонт, из которого происходит перетекание, в естественных условиях представляет собой зону разгрузки подземных вод испарением либо этот горизонт гидравлически связан с поверхностными водотоками и водоемами, в этом пласте через непродолжительное время уровень может стабилизироваться, что приводит к стабилизации уровня и в нижнем эксплуатируемом водоносном горизонте. Источником формирования ЭЗПВ в этом случае являются динамические ресурсы верхнего горизонта, или привлекаемые ресурсы. В случае, когда перетекание обеспечивается сработкой емкостных запасов питающего горизонта, эксплуатация происходит при неустановившемся режиме, а при участии привлекаемых поверхностных вод и динамических ресурсов верхнего горизонта возможна стабилизация. [6]
В этой группе источники формирования эксплуатационных запасов подземных вод в процессе разведочных работ могут быть изучены приближенно, а возможные изменения качества воды установлены ориентировочно. [7]
Несмотря на многофакторность и сложность, формирование эксплуатационных запасов подземных вод имеет всегда детерминированный характер. Между основными факторами, обусловливающими формирование эксплуатационных запасов и режим водоотбора, имеются более или менее четко выраженные причинно-следственные связи, находящие свое отражение в основных закономерностях формирования эксплуатационных запасов. [8]
 |
Схематизация геолого-гидрогеологического разреза сложно-слоистой водоносной толщи для оценки ЭЗПВ. [9] |
Анализ опыта эксплуатации действующих водозаборных сооружений в районе исследований здесь показал, что основным источником формирования эксплуатационных запасов подземных вод эксплуатируемого клязь-минско-ассельского горизонта являются ресурсы, образующиеся вследствие перетекания подземных вод из четвертичных отложений через разделяющие глинистые толщи. Эти привлекаемые ресурсы, в свою очередь, формируются за счет привлечения поверхностного стока. Переток из горизонтов волжско-альбских и касимовских отложений, связанный со сработкой их упругих запасов при снижении уровня при эксплуатации, имеет подчиненное значение, так как упругая водоотдача этих горизонтов намного меньше гравитационной водоотдачи четвертичных отложений. [10]
Сложность гидрогеологических условий месторождений различных типов определяется характером залегания и строения водоносных горизонтов, особенностями источников формирования эксплуатационных запасов подземных вод и гидрохимической обстановки, изменчивостью мощности и фильтрационных свойств водовмещающих пород, а также геолого-техническими условиями освоения. [11]
Задачи изучения режима подземных вод на всех этих этапах в целом индентичны, они призваны прежде всего оценить условия формирования эксплуатационных запасов подземных вод, их качество, а также послужить уточнению расчетных гидрогеологических параметров и границ водоносных горизонтов. Однако специфика решения этих задач, особенности исходной информации и ее анализа в значительной мере различны, а поэтому их следует рассмотреть отдельно. [12]
 |
Общая структура схематизации условий формирования ЭЗПВ оцениваемого месторождения. [13] |
Переход от природной гидрогеологической модели к геофильтрационной и расчетной может быть осуществлен только в тех случаях, когда на основании имеющейся информации могут быть установлены и предварительно количественно оценены источники формирования эксплуатационных запасов подземных вод и закономерности изменения фильтрационных и емкостных свойств водовмещающих и слабо-проницаемых отложений. Оценка эксплуатационных запасов подземных вод гидродинамическим методом применительно к расчетной схеме, составленной без соблюдения этих условий, может привести к неверным результатам. [14]
Опыт эксплуатации пресных подземных вод в верхних частях разреза осадочных толщ платформ ( Московский, Днепровско-Донецкий и другие артезианские бассейны) показывает, что независимо от мощности перекрывающих и подстилающих глинистых отложений ( от 10 до 400 м) и величины водоотбора ( от первых десятков до сотен тысяч кубических метров в сутки и более) основным источником формирования эксплуатационных запасов подземных вод является перетекание через глинистые отложения, т.е. 80 - 90 % и более от общего водоотбора приходится на поступление воды из смежных водоносных горизонтов. [15]
Страницы: 1 2