Cтраница 2
Месторождения ( участки) с очень сложными гидрогеологическими, водохозяйственными, геоэкологическими и горногеологическими условиями, характеризующимися весьма невыдержанным геологическим строением, ограниченным распространением водоносных горизонтов в трещиноватых и закарстованных породах, крайней изменчивостью мощностей и фильтрационных свойств водовмещающих пород, очень сложными гидрохимическими и геотермическими условиями, когда возможные изменения качества воды могут быть установлены только по анализу общей гидрогеологической и водохозяйственной обстановки либо по аналогии с другими эксплуатируемыми месторождениями. Источники формирования эксплуатационных запасов подземных вод могут быть количественно оценены приближенно, а прогноз возможных последствий изменений окружающей среды выполнен по анализу общей геоэкологической обстановки и аналогии с эксплуатируемыми месторождениями. Проведение разведочных работ требует применения специальных дорогостоящих технологий ( искусственное пополнение запасов, геоциркуляционные системы, глубокие скважины сложной конструкции, лучевые водозаборы и др.), реализация которых на стадии разведки может быть технически неосуществима или экономически нецелесообразна. [16]
Месторождения ( участки) со сложными гидрогеологическими, водохозяйственными, геоэкологическими и горно-геологическими условиями, характеризующимися неспокойным залеганием водоносных горизонтов, невыдержанностью геологического строения, значительной изменчивостью мощностей и неоднородностью фильтрационных свойств водовмещающих пород, сложными гидрохимическими и геотермическими условиями, где возможные изменения качества воды могут быть установлены приближенно расчетным путем. Часть основных источников формирования эксплуатационных запасов подземных вод и их изменений при эксплуатации может быть установлена приближенно. Возможна оценка изменений различных компонентов природной среды. Применение специальных технологий при разведке и освоении запасов необходимо в ограниченных объемах. [17]
Оэ - эксплуатационные запасы ( ресурсы); Qe, Ои - соответственно естественные и искусственные ресурсы; Ve, Vw - соответственно естественные и искусственные запасы; Опр - привлекаемые ресурсы; t - время, на которое рассчитываются эксплуатационные запасы подземных вод; i а2 83 Л4 - соответственно коэффициент использования естественных запасов и ресурсов, искусственных ресурсов и запасов. В зависимости от гидрогеологических условий региона в формировании эксплуатационных запасов подземных вод разные виды Запасов и ресурсов могут играть различную роль. [18]
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. [19]
Предварительная разведка подземных вод имеет своей целью выделить и обосновать месторождения подземных вод для детальной разведки. Основным методом предварительной разведки является бурение разведочных скважин и опробование их с определением изменения гидрогеологических показателей как на участке месторождения, так и за его пределами, определяющими условия формирования эксплуатационных запасов подземных вод на указанном месторождении. На основании данных разведки определяют количественные эксплуатационные запасы подземных вод с предварительным экономическим анализом вариантов выбора водозаборов. Состав разведочных работ зависит от гидрогеологических условий, которые оценивают по сложности ( см. табл. 2.1), а также от методов оценки эксплуатационных запасов подземных вод ( см. разд. [20]
Проведенный за истекшие годы комплексный анализ и обобщение результатов разведки новых и изучения опыта эксплуатации ранее разведанных месторождений, новые методические и теоретические результаты, полученные в этой области, особенно по вопросам формирования эксплуатационных запасов подземных вод, а также выход в свет ряда новых нормативных и директивных документов потребовали значительной переработки, изменения и расширения содержания учебника по сравнению с его первым изданием. Были учтены критические замечания, сделанные в адрес авторов и направленные, прежде всего, на необходимость более полного и всестороннего рассмотрения методики и технологии оценки запасов различными методами, в том числе методом математического моделирования в различных гидрогеологических условиях, учета специфики отбора и использования подземных вод, общих принципов их разведки и оценки. [21]
Разные гидрогеологические, гидрологические, технические и санитарные условия диктуют различное размещение наблюдательных пунктов, их число и сроки наблюдения при эксплуатации подземных вод. Наблюдения за подземными водами при их эксплуатации особенно важны в зоне строгого санитарного режима ( 1 - й пояс), которая включает участок водозаборов со всеми сооружениями и оборудованием. Затем нужны наблюдения и изучение подземных вод во втором и третьем поясах санитарной охраны, которые для грунтовых вод обычно совпадают с областью формирования эксплуатационных запасов; во втором и третьем поясах на расчетный срок эксплуатации возможно изменение формирования подземных вод - положение их уровней, качества воды и ее расхода. Когда формирование эксплуатационных запасов подземных вод связано с поверхностными водами рек, озер, водохранилищ, а также с разными гидротехническими и мелиоративными мероприятиями ( осушение, орошение), а также горными разработками полезных ископаемых, размещение наблюдательной сети включается в проект зоны санитарной охраны. [22]
Под искусственным подпитыванием следует понимать специальные инженерно-технические мероприятия для осуществления дополнительного питания подземных вод, направленные на увеличение производительности водозаборных сооружений при их эксплуатации. Некоторые исследователи К искусственному подпитыванию относят и случаи работы береговых ( инфильтрационных) водозаборных сооружений, так как в процессе эксплуатации происходит усиление питания подземных вод поверхностными. Такое представление о формировании эксплуатационных запасов подземных вод при работе береговых водозаборных сооружений неправомерно рассматривать как результат искусственного подпитывания, так как в этих условиях никакие специальные работы для усиления питания не проводятся. [23]
Однако следует отметить, что, говоря о месторождениях подземных вод, нельзя рассматривать их как скопление или накопление подземных вод, так как их скопления может и не быть. Так, дебиты водозаборных сооружений в речных долинах почти полностью формируются за счет привлечения поверхностного стока. На основании анализа особенностей формирования эксплуатационных запасов подземных вод в различных гидрогеологических условиях с учетом их специфики как динамичного полезного ископаемого Л. С. Язвиным и Б. В. Боревским в 1976 г., в отличие от ранее существовавших определений, было предложено понимать под месторождениями подземных вод не участки скопления, а участки с благоприятными условиями для отбора подземных вод. Это определение с небольшими редакционными изменениями вошло в инструкцию по применению классификации эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод, утвержденную в 1984 г., и в настоящее время выглядит следующим образом. Под место рождением подземных вод ( МПВ) подразумевается пространственно-ограниченная часть водоносной системы, в пределах которой под влиянием естественных или искусственных факторов создаются благоприятные по сравнению с окружающими площадями условия для отбора подземных вод в количестве, достаточном для целевого использования их в народном хозяйстве. Часть площади месторождения подземных вод, на которой производится их извлечение из недр водозаборным сооружением, принято называть эксплуатационными участками. На крупных месторождениях могут выделяться несколько участков, которые могут быть однотипными, или различаться между собой по геолого-гидрогеологическим условиям и условиям освоения. [24]
В области развития многолетнемерзлых пород чаще всего выделяются месторождения подземных вод, приуроченные: к сквозным таликам, вдоль сравнительно крупных рек; к надмерзлотным талым зонам, расположенным под озерами или небольшими реками; к подмерзлотным вр-дам. Сложность гидрогеологических условий таких месторождений определяется переменностью во времени их границ за счет сезонного сужения и расширения таликовых зон, перемерзанием рек и грунтовых вод, что приводит к изменению обобщенных расчетных параметров и граничных условий как в естественных условиях, так и в условиях эксплуатации. В таких районах бывает сложная гидрохимическая обстановка, так как в зимнее время в связи с отжатием солей из замерзающих вод и увеличением доли участия в формировании запасов подземных вод глубинного стока происходит ухудшение состава вод. Основными источниками формирования эксплуатационных запасов подземных вод в зонах сквозных таликов и надмерзлотных зонах являются естественные запасы, естественные ресурсы и подток поверхностных вод; в подмерзлотных водах - естественные запасы, главным образом упругие. [25]
Если до начала 60 - х гг. изучение эксплуатационных запасов подземных вод как в практическом, так и теоретическом плане проводилось в основном на отдельных локальных участках с целью водоснабжения конкретных потребителей, то позже в связи с резким увеличением потребности в воде и ростом водоотбора возникла необходимость в прогнозной оценке ресурсов подземных вод в региональном плане для территории Советского Союза в целом. Такая работа впервые была выполнена гидрогеологической службой Министерства геологии СССР под методическим руководством ВСЕГИНГЕО с целью гидрогеологического обоснования Генеральной схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов. Группой сотрудников ВСЕГИНГЕО под руководством Н. Н. Биндемана и Ф. М. Бочевера была разработана оригинальная методика оценки и картирования эксплуатационных ресурсов подземных вод, на основе которой была составлена Карта модулей эксплуатационных ресурсов подземных вод ( масштаб 1: 5 000 000), изданная в 1964 г. Эта работа позволила выявить основные закономерности формирования эксплуатационных запасов подземных вод в различных районах страны и дать общую характеристику обеспеченности отдельных районов подземными водами. [26]
Под достоверностью следует здесь понимать соответствие режима эксплуатации выполненным при оценке запасов гидрогеологическим Прогнозам. В то же время при составлении геофильтрационной модели должны учитываться возможности последующей реализации гидрогеологических прогнозов путем применения аналитических решений либо на математических моделях, а также состав и объем информационной характеристики различных факторов формирования ЭЗПВ, использованной при обосновании природной модели. В связи с этим при переходе от природной схематизации к геофильтрационной необходимо учитывать только основные факторы, определяющие закономерности формирования эксплуатационных запасов подземных вод в условиях их отбора. [27]
Накопление и обобщение опыта разведки подземных вод в различных гидрогеологических условиях, постоянный рост масштабов использования подземных вод и главным образом анализ эксплуатации ряда крупных водозаборных сооружений показали, что принятые для оценки запасов гидравлические и балансовые методы, основанные на теории установившегося движения, во многих случаях не отвечают конкретным природным условиям. В других случаях при небольшой величине естественного расхода эксплуатация происходила при установившемся режиме, несмотря на то, что отбор воды явно превышал расход потока. В связи с этим необходимо было разработать теоретические положения, связанные с оценкой влияния геологического строения и гидрогеологических условий на формирование эксплуатационных запасов подземных вод и с закономерностями движения подземных вод к водозаборным сооружениям. [28]
В зависимости от соотношения различных источников формирования ЭЗВП ( эксплуатационного водоотбора) величина возможного сокращения расхода поверхностных водотоков во времени сильно изменяется. Так, даже в тех случаях, когда подземные воды разгружаются только в реки, достаточно длительный период поверхностный сток может практически не изменяться. Продолжительность этого периода определяется расстоянием водозабора до реки, фильтрационными и емкостными свойствами водовмещающих пород и их мощностью. В практических расчетах наиболее важным является определение сокращения меженного поверхностного стока. Не исключены случаи, когда в результате эксплуатации подземных вод меженный сток практически не изменится, а произойдет только уменьшение суммарного годового стока. Такие условия характерны для водоносных горизонтов с большой регулирующей емкостью, когда формирование эксплуатационных запасов подземных вод происходит в меженный период в основном за счет сработки емкостных запасов подземных вод с последующим восполнением сработанных запасов в период паводка. [29]