Оценка и категории запасов подземных вод

Естественные (статические) запасы условно (по отношению ко времени эксплуатации водозабора) делятся на возобновляемые (объемы гравитационной воды достаточно быстро возобновляются благодаря близости области питания) и практически не возобнов­ляемые. Эти запасы (Q_ст) определяются как общее количество гра­витационной воды в водоносном пласте, измеряемое в м³):

Q_ст = μV

где μ — водоотдача; V — объем водонасыщенной породы.

Ресурсы (динамические запасы подземных вод) могут быть пе­ременными (расход подземного потока изменяется во времени) и относительно постоянными (расход подземного потока не изме­няется). Ресурсы (динамические запасы — Q_д) характеризуются ко­личеством воды, протекающей в единицу времени через попереч­ное сечение подземного потока или поступающей в водоносный слой в области питания.

Ресурсы определяются различными расчетными методами:

• по коэффициенту фильтрации k, мощности h_ср, ширине В и уклону потока I:

Q_д = kIh_cpB,

• по величине инфильтрации атмосферных осадков:

Q_д = 10Nd√F,

где N — годовое количество атмосферных осадков; d — коэффи­циент инфильтрации; F— площадь области питания подземных вод;

• по модулю подземного стока γ:

Q_д= γF,

• по разности расходов реки с подземным питанием (возможно только для периодов межени, когда питание рек в основном проис­ходит за счет подземных вод):

Q_д = (q₂— q₁) / L,

где Q_д — динамические запасы, отнесенные к единице ширины по­тока вдоль берега; q₂ и q₁— расходы реки в верхнем и нижнем створах; L — расстояние между створами.

В России при эксплуатации подземных вод пользуются класси­фикацией запасов, утвержденной Государственной комиссией по запасам полезных ископаемых (ГКЗ). Требования к качеству подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения, опре­деляются соответствующими ГОСТами, а для вод, используемых в промышленности и сельском хозяйстве и медицине, — органами здравоохранения.

Под эксплуатационными запасами (ресурсами) понимается коли­чество подземных вод (в м³/сут), которое может быть получено ра­циональными в технико-экономическом отношении водозабор­ными сооружениями при заданном режиме эксплуатации и при качестве вод, удовлетворяющем требованиям в течение всего рас­четного срока водопотребления.

Эксплуатационные запасы подземных вод делятся на две группы: балансовые запасы, использование которых технически возможно и экономически целесообразно и которые должны удовлетворять кондициям, т.е. требованиям к их качеству, и забалансовые запасы, использование которых в настоящее время экономически нецеле­сообразно из-за малого количества, несоответствия качества задан­ному назначению или сложных условий эксплуатации.

В зависимости от степени изученности месторождений, качества вод и условий эксплуатации эксплуатационные запасы подземных вод подразделяются на четыре категории:

• категория А — запасы разведаны и изучены весьма детально. Выяснены напор вод и фильтрационные свойства пород, условия питания, возможность восполнения, связи с другими водоносными горизонтами и поверхностными водами. Эксплу­атационные запасы подземных вод на участке определены по данным эксплуатации, опытно-эксплуатационных и опытных откачек;
• категория В — запасы подземных вод изучены с детальностью, обеспечивающей выяснение основных условий залегания, пи­тания и режима. Эксплуатационные запасы определены по данным опытных откачек или по расчетной экстраполяции;
• категория С] — запасы разведаны и изучены в общих чертах. Эксплуатационные запасы подземных вод определены по дан­ным пробных откачек из единичных разведочных скважин;
• категория С₂ — запасы установлены на основании общих гидро­геологических данных. Эксплуатационные запасы подземных вод определены по аналогии с изученными участками того же горизонта.

В общей задаче охраны подземных вод особое значение при­обретает вопрос увеличения всех категорий запасов и в особен­ности запасов эксплуатационных вод. Главные запасы пресных подземных вод России сосредоточены в следующих горных породах (в скобках приведена доля соответствующих вод по отношению ко всем водам в целом):

• грунтовые воды — в песчано-галечниковых аллювиальных и водно-ледниковых отложениях (57%);
• артезианские воды — в артезианских бассейнах платформенноготипа (15%);
• напорные воды — в конусах выноса (11%);
• трещинно-карстовые воды — в карбонатных породах (7%);
• другие типы (10%).

Под месторождением подземных вод понимают участок распро­странения подземных вод (водоносного горизонта), по своим кон­дициям (уровень, минерализация, дебит) отвечающих требованиям водоснабжения (питьевого, промышленного) и т.д.

Запасы подземных вод и водопотребление в СНГ.

Возобновляемые ресурсы речного стока в среднем составляют 4700 км³/год, про­гнозные ресурсы подземных вод — 320 км³/год, в том числе воспол­няемые — 171 км³/год и невосполняемые — 150 км³/год. Утверж­денные к использованию ГКЗ эксплуатационные ресурсы пресных вод составляют примерно 54 км³/год [2, 21].

Следует подчеркнуть, что если в России водопотребление со­ставляет 6% возобновляемых ресурсов, то в ряде регионов с высо­коразвитой промышленностью и орошаемым земледелием оно до­стигает 40% и более. Водопотребление свежей воды в СНГ в 1985 г. составило всего 282 км³, причем на орошение, обводнение и сель­скохозяйственное водоснабжение затрачено 150 км³, на производ­ственные нужды (без сельского хозяйства) — 107 км³ и хозяй­ственно-питьевые нужды — 25 км³.

Главные направления охраны и рационального использования подземных вод следующие: проведение водоохранных мероприя­тий; оборотное и повторное водоснабжение и экономное, бережли­вое отношение к водам; разработка малосточных и бессточных тех­нологий; выведение маловодоемких сортов сельскохозяйственных культур.