Экзаменационный билет № 4
1. Понятие о месторождениях подземных вод и их особенности. Эксплуатационные запасы подземных вод и источники их формирования. Типизация месторождений подземных вод по сложности гидрогеологических условий
Понятие “Месторождение подземных вод” (МПВ) впервые было предложено в 1959г. Н.И. Плотниковым, с тех пор оно совершенствовалось и уточнялось. В Инструкции ГКЗ СССР [3] приведена следующая формулировка: «Под месторождением подземных вод подразумевается пространственно ограниченная часть водоносной системы, в пределах которой под влиянием естественных и искусственных факторов создаются благоприятные по сравнению с окружающими площадями условия для отбора подземных вод в количестве, достаточном для целевого использования их в народном хозяйстве».
Месторождения подземных вод промышленного типа Плотников Н.И. [4] определяет как “объекты, которые на практике являются основными поставщиками значительных эксплуатационных запасов при решении проблем централизованного водоснабжения крупных городов, промышленных центров, горнорудных предприятий, а также проблем орошения крупных земельных массивов земель”. Нижний предел ЭЗ для таких месторождений Николай Иванович предлагает принять равным 5 –8 тыс. м3/сут. МПВ сменьшими ЭЗ могут быть отнесены к мелким объектам, ресурсы которых реально использовать для децентрализованного водоснабжения мелких населенных пунктов и других объектов.
Эксплуатационные запасы - Qэз - подземных вод месторождений обеспечиваются естественными, в том числе упругими, запасами и ресурсами подземных вод продуктивного и гидравлически связанных с ним смежных водоносных подразделений; привлекаемыми ресурсами, а также искусственными запасами и ресурсами, формирующимися в результате гидротехнического строительства, орошения земель, обводнения пастбищ, либо искусственного подпитывания водозаборов [3,4,5].
Под естественными запасами (ЕЗ)- Vез - понимается объем гравитационной воды, заключенной в порах, трещинах, карстовых и других пустотах горных пород.
Под естественными ресурсами (ЕР) - Qер - понимается величина питания водоносного подразделения в ненарушенных эксплуатацией подземных воды гидрогеологических условиях. ЕР обеспечиваются за счет инфильтрации атмосферных осадков, привлечением вод из поверхностных водотоков и водоемов, перетекания из смежных водоносных подразделений.
Под привлекаемыми ресурсами (ПР) – Qпр -понимается то количество подземных вод, которое формируется в продуктивном подразделении на площади водозаборного участка в процессе эксплуатации водозаборного сооружения (преимущественно – за счет поверхностных вод).
Искусственные запасы (ИЗ)– Vиз — это объем гравитационных подземных вод, накапливающихся в порах и трещинах горных пород под влиянием техногенных процессов.
Искусственные ресурсы (ИР) - Qир - рассматриваются как результат деятельности каких-либо инженерных сооружений, приводящий к искусственному, дополнительному питанию подземных вод.
ЭЗ на водозаборных участках связаны со всеми рассмотренными составляющими следующим балансовым уравнением:
, 1, , 1, -коэффициенты извлечения ресурсов и запасов подземных вод.
Единицы измерения запасов и ПВ – м3, ресурсов ПВ – м3/сут.
Т - время эксплуатации, которое устанавливается в зависимости от целевого назначения водозаборного сооружения, сут.
Группы сложности гидрогеологических условий.
В основе оценки сложности гидрогеологических условий МПВ лежит характеристика геологических, гидрогеологических и гидрогеохимических условий исследуемых объектов. По степени сложности гидрогеологических условий для целей разведки месторождений питьевых и технических вод выделяются следующие группы [3]:
Первая группа - месторождения с простыми гидрогеологическими и гидрогеохимическими условиями: со спокойным залеганием водоносных горизонтов, выдержанных по мощности, строению и фильтрационным свойствам водовмещающих пород (например, месторождения артезианских бассейнов, конусов выноса предгорных шлейфов и межгорных впадин, частично надморенных и межморенных водноледниковых отложений, расположенных в речных долинах при условии обеспеченного восполнения ЭЗ за счет поверхностных вод).
Вторая группа - месторождения со сложными гидрогеологическими условиями, связанными с невыдержанной мощностью, неоднородностью строения и фильтрационных свойств водовмещающих пород при простых гидрогеологических условиях (например, месторождения артезианских бассейнов, связанные с интенсивно трещиноватыми породами, в надморенных и межморенных водноледниковых сложениях невыдержанной мощности и неоднородных по фильтрационным свойствам водовмещающих пород и т.д.). Со сложными гидрогеохимическими условиям, характерными для многих месторождений в песчаных массивах пустынь, полупустынь, в артезианских бассейнах, в подрусловых таликах (области развития многолетнемерзлых пород), в ограниченных по площади структурах или массивах трещинных и трещинно-карстовых пород.
Третья группа- МПВ с очень сложными гидрогеологическими условиями, обусловленными высокой изменчивостью мощности и строения водоносных горизонтов и фильтрационных свойств водовмещающих пород (месторождения в краевых частях артезианских бассейнов платформенного типа с неявно выраженными источниками формирования ЭЗ подземных вод); с ограниченным распространением водоносных горизонтов (месторождения трещинно- карстовых и трещинно-жильных вод, не связанные с поверхностными водами, сквозных таликов и областях развития многолетнемерзлых пород, с очень сложными гидрогеохимическими условиями (например, линзы пресных вод).