3. Водный баланс территории. Оценка инфильтрационного питания подземных вод в условиях техногенных воздействий

Основными источниками питания вод зоны аэрации, и, следовательно, грунтовых вод на данной территории являются: атмосферные осадки, трансформируемые осадки, эксплуатационные и аварийные утечки из водонесущих коммуникаций, поливные воды, расходуемые на полив зеленых насаждений.

Величина инфильтрационного питания за год может быть рассчитана по следующему балансовому уравнению:

G = M_ор*F_ор + W_ут + О_с(F_пр – F_пр * ό_пр – F_н * ό_н * β) – Е_с * F_пр,

Где: G– объем инфильтрационного питания грунтовых вод на всей данной территории, м³/год;

M_ор – оросительная норма зеленых насаждений, м³/га*год;

F_ор – площадь поливаемых зеленых насаждений, га;

W_ут – эксплуатационные и аварийные утечки из водонесущих коммуникаций, м³/год;

О_с – атмосферные осадки за расчетный год, м³/га*год;

F – вся рассматриваемая площадь (городской район), га

F_пр – общая площадь проницаемых поверхностей рассматриваемой территории, га;

F_н – общая площадь непроницаемых поверхностей рассматриваемой территории (асфальт, крыши домов и т.д.), га;

ό_пр – коэффициент стока с проницаемых покрытий;

ό_н – коэффициент стока с непроницаемых покрытий;

β – коэффициент, учитывающий сток с непроницаемых поверхностей в дождевую канализацию;

Е_с – суммарное испарение с проницаемых поверхностей за расчетный год, м³/га*год.

В городе осуществляется полив зеленых насаждений. По данным цеха озеленения жилищного управления, в городе поливаются деревья, кустарники, цветники и газоны. Средневзвешенная оросительная норма составляет 2000 м³/га.

Общая площадь полива на территории данного жилого района составляет 50 % от площади зеленых насаждений, то есть 15 га (табл. 2).

Объем эксплуатационных и аварийных утечек из водонесущих коммуникаций определен и составляет W_ут = 156,7 тыс.м³/год.

В расчетах можно принять коэффициенты поверхностного стока ό_пр = 0,15; ό_н= 0,85; коэффициент β = 0,5.

Определение площадей проницаемых и непроницаемых поверхностей является достаточно сложным, ввиду отсутствия в общем балансе площадей территории этих сведений. Определение этих величин должно проводиться на основе анализа планов городской застройки. Для города с многоэтажным постройками плотность застройки может быть принята порядка 0,5, то есть F_н = F_пр = 0,5 *F = 0,5 * 544 = 272 га.

В качестве расчетного принимаем год обеспеченности величины дефицита водного баланса (осадки минус испарение) р = 3 %, для которого, согласно характеристики природных условий, О_с = 4400 м³/га, а испарение с водной поверхности Е_о = 6100 м³/га.

Суммарное испарение с проницаемых поверхностей (зеленых насаждения) определим по формуле:

Е_с = Е_о + К_б = 6100 * 0,8 = 4880 ,

Где: Е_о – испарение с водной поверхности, м³/га;

К_б – биологический коэффициент (0,8).

Результаты расчетов инфильтрационного питания в год при обеспеченности р = 3 % дефицита водного баланса представлены в таблице 5.

Табл. 5. Расчет инфильтрационного питания

Составляющие	Величина, тыс.м3/год	%
Расчетные осадки Ос(F–Fпр*όпр – Fн*όн*β)	1286	90,1
Поступление из водонесущих коммуникаций Wут	156,7	8,3
Поливные воды М * Fор Итого	30 1472,7	1,6 100
Суммарное испарение Ес * Fпр Всего G	-1327 145,7	70,2

Для дальнейших расчетов удобно выразить инфильтрационное питание в единицах измерения м/сут по формуле:

P = G/F * T,

Где: G – инфильтрационное питание, м³/гсд;

F – рассматриваемая площадь, м²;

Т – число суток в году.

Для рассматриваемого примера получим:

Р = 145,7/544 * 365 = 0,00073 м/сут