Подземные воды: оценка эксплуатационных запасов

Во все времена вода являлась ценным полезным ископаемым. Понятие «запас» является общим, оно определяется как для полезных ископаемых в твердом состоянии, так и для полезных ископаемых в жидком состоянии. Их общность заключается в следующем:

  • масса полезного ископаемого в твердом виде, также как и масса (объем) гравитационной воды выражают ее запасы;
  • объем пласта, который содержит твердую руду, аналогичен объему пласта водоносного;
  • коэффициент содержания руды в породе – коэффициенту водоотдачи;
  • состав руды – составу подземных грунтовых вод.

В зависимости от генеза, ресурсы и запасы подземных вод делят на следующие составляющие:

  • естественные;
  • привлекаемые;
  • искусственные.

К запасам естественных вод относят массу воды гравитационной в пласте, которая находится в естественных условиях, ее обычно выражают в объемах. Каждый водоносный горизонт имеет свои естественные запасы, то есть это питание, которые создается в естественных условиях. Свое выражение естественные ресурсы находят в том, как расходуется поток подземных вод.

К запасам привлекаемых вод относят ресурсы, которые усиливают питание вод подземных, например, при эксплуатации водозабора образовалась депрессионная воронка.

К запасам искусственных подземных вод относят объем данных вод в пласте, который образовался из-за чрезмерно близкого расположения водохранилища, орошения, заводнения пласта искусственным методом.

Как определить эксплуатационные запасы вод? Их определяют методом вычисления количества воды в технико-экономическом отношении, которое получают при бурении артезианской скважины и использовании водозаборных сооружений при определенном эксплуатационном режиме. В зависимости от того, какое качество воды и сможет ли оно удовлетворить всем требованиям и нормам в течение определенного расчетного срока потребления данной воды. В эксплуатационном запасе количество воды обычно выражает ее расходом.

Ресурсы воды эксплуатационные (ее запасы) в зависимости от возможного срока их использования, принимают как равные сроку амортизации всего водозабора. В основном этот срок составляет от 25 до 30 лет. Если же делают прогнозы в отношении региональном, то этот срок увеличивается – от 50 до 100 лет.

ГКЗ (Государственная комиссия по запасам полезных ископаемых) разработала классификацию для определения эксплуатационных запасов подземных вод. В соответствии с данной классификацией все подземные воды делятся на следующие категории: А,В, С.

Для того чтобы определить к какой категории относят запасы подземных вод, решили брать за основу степень их разведанности, а также степень изученности их эксплуатационных условий и качества воды. В том случае, если утверждены запасы воды, относящиеся к категории А и В, то это служит основанием, для того чтобы составлять проекты по водоснабжению и даже выделять капительные вложения, для того чтобы строить новые объекты и реконструировать действующие на протяжении некоторого времени объекты водозабора.

Если установлены запасы воды категории А и В, то это является основанием, для того чтобы провести более тщательную детальную разведку. Если установлены запасы воды по категориям С, то это является основанием для проведения поисковых работ и предварительной разведки. Для того чтобы подсчитать эксплуатационные запасы воды по категории С, нужно использовать мелкомасштабные (обзорные) карты, а также руководствоваться общими представлениями о подземном балансе вод в данном обследуемом районе, учитывая те данные, которые уже имеются на более разведанных площадях.

Для того чтобы выявить и оценить эксплуатационные запасы воды, проводят гидрогеологические исследования. Они состоят из таких стадий: работы поисковые, разведка предварительная, разведка детальная.

Основные методы оценивания эксплуатационных запасов подземных вод:

  • гидравлические;
  • гидродинамические;
  • балансовые.

Гидравлические методы основаны на применении эмпирических приемов, которые поучают экспериментальным путем. Обычно на практике делают это так: определяют зависимость от дебита путем откачки воды. Гидравлические методы имеют существенные недостатки. С их помощью не удается установить, обеспечивается ли восполнение запасов эксплуатационных у подземных вод. А все из-за того, что экстраполяционные формулы не содержат величину, которая может охарактеризовать баланс водяного потока. Гидравлические методы показывают хороший результат при одновременном их применении с другими методами: балансовыми и гидродинамическими.

В основе гидродинамических методов лежит соответствующий расчет по определенным формулам.

В основе балансовых методов расчета запасов подземных вод лежит следующая формула: извлеченный методом водозабора объем воды за определенный срок эксплуатации равен сумме некоторых объемов воды, в том числе:

  • полученных в результате отбора воды из ее естественных запасов;
  • полученных расходом водозабора в результате неполного перехвата естественного потока воды;
  • полученных в результате того, что во время эксплуатации питание водоносного горизонта увеличилось.

Очень часто, когда происходит оценивание запасов воды на отдельных участках, балансовым методам оценки отводится подчиняющая роль. Так как очень сложно по балансовым уравнениям определить расход воды, который нужен для водозабора. Однако данный метод приемлем для оценивания горизонтов воды, которые имеют малую область питания.