Методы оценки запасов подземных вод

Целесообразность использования подземных вод определяется их запасами — массовым количеством полезного ископаемого, заклю­ченного в недрах. При подсчете запасов вод следует учитывать ряд особенностей:

• частичную возобновляемость, обусловленную их подвижностью;
• эксплуатация подземных вод является фактором, вызывающим как расход воды, так и ее пополнение;
• непрерывность их потребления, а значит, и постоянный отбор воды из недр.

Сегодня известно несколько классификаций запасов подземных вод, из которых наиболее распространена классификация Н.Н. Биндемана, где запасы и ресурсы подземных вод подразделяются на ес­тественные, искусственные, привлекаемые, эксплуатационные.

Под естественными (емкостными) запасами V_e понимают объем гравитационной воды, заключенной в порах и трещинах водовмещающих пород. Для водонапорных вод к естественным запасам от­носятся и упругие запасы — воды, которые могут быть извлечены из пласта при снижении уровня за счет упругих сил пласта и жид­кости.

Естественные ресурсы Q_e — то количество вод, которое поступает в водоносный горизонт в естественных условиях путем инфильтрации, фильтрации из рек, перетекания из выше- и нижележащих горизонтов, притока из смежных территорий.

Искусственные запасы V_и — количество вод в пласте, сформиро­вавшееся за счет орошения, фильтрации из водохранилищ, искусст­венного пополнения воды.

Под искусственными ресурсами Q_и понимают расход воды, посту­пающей в водоносный горизонт при фильтрации из каналов и водо­хранилищ, на орошаемых площадях.

Привлекаемые ресурсы Q_пр — расход вод, поступающих в водо­носный горизонт при усилении его питания за счет эксплуатации водозаборных сооружений.

Эксплуатационные запасы и ресурсы Q_э — количество вод, которое может быть получено рациональными в технико-экономическом отношении водозаборными сооружениями при заданном режиме эксплуатации и при качестве воды, удовлетворяющем требованиям в течение всего расчетного срока эксплуатации данных сооружений.

Для строительства водозаборов необходимо провести оценку экс­плуатационных запасов вод, которая заключается в определении возможной производительности водозаборного сооружения при за­данном понижении уровня вод, наиболее рациональной системы водозаборных сооружений при расчетном водозаборе в течение за­данного срока или неограниченного длительного времени и при со­ответствии качества вод заданному назначению.

Выделяют общие геологические запасы W_ог, легкоизвлекаемые W_ли и упругие запасы вод ΔW_y:

W_ог =Vn_a;

W_ли = μV;

ΔW_y = βVS,

где V — общий объем пласта; n_a — активная пористость; μ — коэф­фициент водоотдачи; β— коэффициент упругоемкости; S — перепад давлений.

Эксплуатационные ресурсы — количество вод, которое может быть получено из пласта в данных конкретных условиях эксплуатации в течение определенного времени:

Q_э = Q_е + βVS/Δt_s + ΔQ

где Δt_s — время эксплуатации; Q_e — естественные ресурсы, ΔQ — до­полнительный приток, проявляющийся в результате влияния экс­плуатации данного горизонта на другие горизонты.

Оценка эксплуатационных запасов проводится с использованием специально разработанных методов — гидродинамического, мате­матического моделирования, гидравлического, балансового и метода гидрогеологических аналогий. Оценка эксплуатационных запасов заключается в определении возможной производительности водоза­бора при заданном понижении уровня или в прогнозе понижения уровня. Для подсчета запасов принимается расчетный срок эксплуа­тации водозабора 25 лет. Допустимое понижение уровня опреде­ляется гидрогеологическими и технико-экономическими факторами и должно быть таким, чтобы остаточный столб воды в скважине обеспечивал получение проектируемого расхода воды и нормальную работу водоподъемного оборудования (насосов).