Ресурсы подземных вод. Характеристики и свойства подземных вод. Переброска подземных вод

Запасы подземных вод

По различным признакам в настоящее время выделяется также несколько групп запасов подземных вод.

Естествениые запасы -- масса гравитационной воды в пласте в естественных условиях. Та часть этой массы, которая может быть извлечена из напорного водоносного горизонта за счет упругих свойств воды и горных пород без осушения пласта, называется упругими запасами. При оценке запасов подземных вод для водоснабжения (пресные воды) запасы удобнее выражать не массой, а объемом воды, так как численно значения единицы массы и объема воды в этом случае достаточно близки. В такой приближенной трактовке естественные запасы равны сумме объема воды, заключенной в пласте (эти запасы иногда называют «емкостными»), и объема воды, извлекаемой в напорных условиях без осушения пласта («упругие запасы»). Величина последних по сравнению с емкостными запасами обычно составляет доли пропета.

Искусственные запасы подземных вод--это их объем в пласте, образовавшийся в результате орошения, подпора водохранилищами, искусственного заводнения пласта.

Эксплуатационные запасы подземных вод -- количество подземных 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 водопотребления. Количество воды, о котором идет речь в приведенном выше определении, рекомендуется выражать расходом воды. Следовательно, строго говоря, речь идет не об эксплуатационных запасах, а об эксплуатационных ресурсах водоносного горизонта. С термином эксплуатационные запасы можно согласиться лить с практической точки зрения -- ГКЗ утверждает запасы полезных ископаемых (подавляющая их часть -- твердые ископаемые, где термин «запасы» является точным), а не ресурсы.

Термин «эксплуатационные ресурсы» применяется при прогнозных оценках в региональном плане, как характеристика потенциальных возможностей эксплуатации подземных вод в том или ином крупном регионе.

С учетом их восполнения выделяют восполняемые запасы (при условии поступления ресурсов) и невосполняемые (при отсутствии источников их формирования). К последним принадлежат, так называемые, геологические запасы подземных вод, равные объему воды в горизонте.

Как и ресурсы, запасы с учетом площади их распространения, подразделяются на региональные и локальные, а на основе генетических признаков - на естественные и искусственные (накапливаются с участием антропогенного воздействия). Если запасы определенного горизонта восполняются частично за счет притока воды из других водоносных объектов, то поступающее из них количество воды относят к привлекаемым запасам.

Особую группу составляют эксплуатационные запасы, которые могут быть извлечены или извлекаются из эксплуатируемых водоносных объектов, прежде всего, из месторождений подземных вод с соблюдением природоохранных мероприятий (7). Как правило, эксплуатационные запасы приурочены к месторождениям подземных вод, обеспечивающим экономически обоснованную их добычу. Степень сложности этих месторождений (или их участков) различна. В связи с этим они подразделяются на три группы.

К первой из них приурочены эксплуатационные запасы месторождений подземных вод с простыми условиями. На площади их распространения водоносные горизонты (подразделения) выдержаны по площади и строению, однородны по фильтрационным свойствам, обеспечены питанием (ресурсами) и характеризуются устойчивым кондиционным химическим составом.

Вторая группа месторождений подземных вод характеризуется сложным строением, а также сложными гидрогеохимическими и геотермическими условиями. При этом, однако, представляется возможным оценить изменения различных компонентов природной среды, применяя в ограниченных объемах специальные технологии при разведке и освоении запасов.

В третью группу входят эксплуатационные запасы месторождений с очень сложными условиями, характеризующимися невыдержанным геологическим строением, крайней изменчивостью мощностей и фильтрационных свойств водовмещающих пород, а также сложными гидрогеохимическими и геотермическими условиями. Проведение разведочных работ на таких месторождениях требует применения специальных дорогостоящих технологий, реализация которых на стадии разведки может быть технически неосуществима или экономически нецелесообразна.

Эксплуатационные запасы подразделяются на категории (А, В, С1, С2) по степени изученности условий формирования, количества и качества подземных вод, а также условий эксплуатации и подготовленности месторождений подземных вод к дальнейшему изучению или освоению.

По условиям освоения, хозяйственному и экономическому значению эксплуатационные запасы подразделяются на балансовые и забалансовые. К первой из этих групп относятся запасы, целесообразность использования которых установлена на основе всех геолого-экономических и санитарно-гигиенических факторов, учитываемых действующими инструктивными документами. Возможность их использования должна быть подтверждена соответствующими федеральными или территориальными органами. К забалансовым относятся запасы, использование которых на период оценки не может быть признано целесообразным по ряду причин (технико-экономическим, технологическим, экологическим).

Санкт- Петербургский государственный университет

Факультет географии и геоэкологии

Ресурсы подземных вод

Студентки II курса

Кафедры геоэкологии и

природопользования

Губогло Н.В.

Санкт- Петербург

Подземные воды.

Подземные воды – ценный природный ресурс, который используют в различных областях человеческой деятельности. Загрязнение поверхностных вод стало причиной увеличения интереса к возможности использования подземных месторождений вод, к которым относится скопление воды определенного качества, которое можно извлекать для водоснабжения различных объектов в нужном количестве и в течение заданного срока эксплуатации.

Выделяют воды используемые для:

Воды питьевого и хозяйственного водоснабжения

Распределение ресурсов пресных подземных вод в недрах земли подчиняется широтной зональности. Особенно эффективным фактором является климат. В районах с гумидным климатом пресных вод чаще всего бывает достаточно для хозяйственно- питьевого водоснабжения или наблюдается их избыток, в то время как в аридных или полуаридных областях пресных подземных вод не хватает.

Большое значение в распространении пресных подземных вод имеет геологическое строение территории. Наибольшими их запасами обладают предгорные и межгорные впадины, в особенности аллювиальные отложения в их пределах, а также конусы выноса и предгорные шлейфы, сложенные преимущественно песчано-галечным материалом, где модули стока достигают нескольких десятков литров в секунду с 1 квадратного километра. Весьма значительны ресурсы пресных подземных вод в артезианских бассейнах платформенного типа, находящихся в гумидной зоне.

Минеральные подземные воды

В настоящее время минеральными лечебными водами принято считать только те воды, использование которых возможно в бальнеологических или питьевых целях. Современная медицина насчитывает несколько десятков типов лечебных минеральных вод, каждый из которых может формироваться только в определенных гидрогеологических условиях и определенной физико-химической обстановке. При этом все лечебные воды подразделяются на две группы: питьевые (лечебные и лечебно- столовые) и бальнеологические (наружное применение: ванны, душ и т. д.).

Промышленные подземные воды

Промышленные подземные воды - это воды, из которых можно извлекать промышленно ценные компоненты; такие воды можно назвать жидкими рудами. В настоящее время из подземных вод извлекают большую часть мировых запасов брома и йода. Кроме того, из подземных вод можно извлекать каменную соль, соду, бор, литий, цезий, рубидий, стронций, радий и ряд других компонентов.

Гидротермальные ресурсы

Ресурсы подземных вод в Российской Федерации.

Прогнозированные ресурсы подземных вод составляют более 869 млн. м3/сут и в основном формируются в бассейнах Волги (116,46 млн. м3/сут) и Оби (282, 35 млн. м3/сут) - около 46% от общего количества по России. Свыше 77% (670 млн. м3/сут) сосредоточено в Северо-Западном, Уральском, Сибирском и Дальневосточном федеральных округах, при этом наибольшая часть (29%) - на территории Сибирского федерального округа.

На территории Российской Федерации разведано 4483 месторождения подземных вод, в эксплуатации находится 1990. Общее количество разведанных эксплуатационных запасов подземных вод, пригодных для хозяйственно-питьевого, производственно-технического водоснабжения, орошения земель и обводнения пастбищ составляет 89,4 млн. м3/сут, в том числе подготовленных для промышленного освоения (по категориям А+В+С1) - 80,4 млн. м3/сут. Общая добыча подземных вод составляет 28,15 млн. м3/сут, в том числе на участках с разведанными запасами - 15,32 млн. м3/сут, или 54,4%, на неутвержденных запасах подземных вод - 12,83 млн. м3/сут.

Наибольшим количеством разведанных месторождений и эксплуатационных запасов подземных вод располагает Центральный федеральный округ - 1119 (25%) и 26,12 млн. м3/сут (29%) соответственно. По федеральным округам (рис. 1.1) количество разведанных месторождений варьирует от 416 (Северо-Западный) до 749 млн. м3/сут (Сибирский федеральный округ), эксплуатационные запасы - от 4,5 (Северо-Западный) до 15,9 млн. м3/сут (Приволжский федеральный округ).

Наибольшим количеством разведанных запасов подземных вод располагают, млн. м3/сут: Московская область - 8,67; Краснодарский край - 4,39; Самарская область - 2,82; Нижегородская область - 2,67; Республика Башкортостан - 2,43; Алтайский край - 2,28; Иркутская область - 2,05; Оренбургская область - 1,98; Хабаровский край - 1,84; Владимирская область - 1,83; Ставропольский край - 1,81; Кемеровская область - 1,70; Воронежская область - 1,68; Новосибирская область - 1,66; Красноярский край - 1,65; Республика Северная Осетия - Алания - 1,62; Волгоградская область - 1,52. Суммарная величина запасов по этим 17 субъектам Российской Федерации составляет 42,60 млн. м3/сут, или 47,7% от общего по России.

Наибольшее количество запасов подземных вод разведано в бассейнах, млн. м3/сут: Волги - 33,03, Оби - 10,77, Дона - 7,68, Енисея - 5,13, Амура - 4,91 и Кубани - 3,32 (табл. 1.6). Суммарная величина разведанных эксплуатационных запасов по 7 этим речным бассейнам составляет 64,84 млн. м3/сут (72,5%).

Таблица 1. Прогнозные ресурсы и эксплуатационные запасы подземных вод Российской Федерации по речным бассейнам

При оценке обеспеченности населения ресурсами подземных вод по условиям их защищенности выделены:

надежно защищенные (напорные водоносные горизонты, перекрытые выдержанны ми слабопроницаемыми отложениями, на участках, расположенных вне зон селитебной застройки и промышленных зон);

защищенные (напорные горизонты на участках в пределах указанных выше зон и без напорные горизонты при мощности зоны аэрации более 8-10 м и наличии в ее составе слабопроницаемых прослоев мощностью не менее 3 м);

практически незащищенные (безнапорные горизонты с небольшой мощностью зоны аэрации, а также водоносные горизонты, эксплуатируемые инфильтрационными водозаборами при непосредственной взаимосвязи поверхностных и подземных вод).

Наибольшее количество - около 40% - составляют защищенные месторождения. Практически не защищено около 37% месторождений, причем в ряде регионов (Мурманская, Ленинградская, Ивановская, Воронежская, Липецкая, Белгородская, Волгоградская, Самарская, Ростовская, Оренбургская, Свердловская области, республики Башкортостан, Бурятия, Хакасия, Приморский край) они преобладают. Однако даже на месторождениях, относящихся к этой категории, защищенность подземных вод, как правило, значительно выше, чем поверхностных, что существенно повышает их ценность, особенно в чрезвычайных ситуациях.

Большинство административных районов субъектов Российской Федерации относятся к обеспеченным и надежно обеспеченным подземными водами. Это означает, что все потребители (в том числе и крупные) могут быть обеспечены ресурсами подземных вод, формирующимися на территории района.

В то же время, в связи с неравномерностью распределения прогнозных ресурсов, отсутствием на отдельных площадях подземных вод кондиционного качества, в ряде субъектов выделяются недостаточно обеспеченные районы, где за счет местных ресурсов подземных вод не могут быть удовлетворены потребности рассредоточенных водопотребителей. Больше всего таких районов находится в республиках Калмыкия, Дагестан, Якутия и Удмуртской, в Ростовской, Астраханской, Волгоградской, Саратовской, Новосибирской, Омской, Тюменской, Ленинградской и Новгородской областях, Ставропольском крае и некоторых других субъектах Российской Федерации.

В ряде административных районов при полном удовлетворении рассредоточенных водопотребителей выделяются отдельные крупные водопотребители, не обеспеченные местными ресурсами подземных вод. К таким территориям относятся центральные и восточные районы Московской области, отдельные районы Владимирской, Ивановской, Тульской, Ярославской, Тамбовской, Новосибирской, Омской, Мурманской, Ульяновской, Челябинской, Свердловской, Иркутской, Курганской, Сахалинской областей, Ненецкого автономного округа, Ставропольского края, республик Карелия, Коми, Чувашской и некоторые другие.

С точки зрения использования подземных вод для питьевого водоснабжения на территории России выделяются три группы районов, отличающихся различным качеством вод:

районы, в гидрогеологическом разрезе которых выделяются водоносные горизонты с пресными водами, качество которых по макро и микрокомпонентному составу в естественных условиях полностью отвечают требованиям, установленным для питьевых вод;

районы, где содержание каких-либо микрокомпонентов в пресных подземных водах отдельных водоносных горизонтов превышает установленные предельно допустимые концентрации; на территории России выделено несколько гидрогеохимических провинций, подземные воды которых характеризуются повышенным содержанием таких нормируемых компонентов, как железо, фтор, стабильный стронций, селен, реже с повышенным содержанием марганца, мышьяка, бериллия; на отдельных участках отмечается повышение содержания бора, брома, кадмия, лития;

районы практического отсутствия пресных подземных вод, где распространены подземные воды повышенной минерализации, либо районы, в которых при минерализации, не превышающей установленные требования, подземные воды характеризуются повышенным содержанием хлоридов, сульфатов, а также повышенной общей жесткостью.

Повышенное содержание в подземных водах железа, марганца либо повышенная минерализация и общая жесткость, а также пониженное содержание фтора в целом не являются препятствием к использованию таких вод, так как с применением хорошо разработанных методов водоподготовки качество воды может быть доведено до требуемой кондиции. В то же время для ряда микрокомпонентов подобная технология не разработана.

Россия обладает огромной ресурсной базой питьевых и технических подземных вод, в том числе значительной величиной разведанных запасов: ресурсный потенциал оценивается в 869 млн.м3/сут (316 км3/год), разведанные запасы - 89,9 млн.м3/сут, количество разведанных и включенных в государственный учет месторождений подземных вод - 4624.

Фактически введено в эксплуатацию (полностью или частично) - 2142 месторождений, добыча питьевых подземных вод на которых составляет 14,6 млн.м3/сут. Степень использования разведанных запасов в среднем составляет 16-18 %, а на введенных в эксплуатацию месторождениях - 30-32 %.

Вместе с тем, при низком уровне использования разведанных запасов подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения в значительных масштабах осуществляется добыча подземных вод водозаборами, созданными на участках, где не производились разведочные работы, не осуществлялся подсчет эксплуатационных запасов, их государственная экспертиза и постановка на госучет (баланс). В целом на территории Российской Федерации действует около 2300 групповых водозаборов с водоотбором более 1 тыс.м3/сут, из которых (совместно с отбором из одиночных скважин) суммарная добыча составляет 12,5 млн.м3/сут, что соизмеримо с водоотбором на участках с разведанными запасами.

Общая добыча подземных вод составляет 31,1 млн.м3/сут, из них 19,5 млн.м3/сут используется на хозяйственно-питьевое водоснабжение населения; 5,6 млн.м3/сут - на производственно-техническое водоснабжение; 0,55 млн.м3/сут - на орошение земель. Величина потерь и сброса вод без использования составляет 5,5 млн.м3/сут и, в основном, приходится на шахтный и карьерный водоотливы.

В пределах федеральных округов больше всего разведано запасов подземных вод (в млн.м3/сут): в Центральном - 26,57; Приволжском - 15,87; Южном - 15,39 и Сибирском - 14,93. В этих четырех округах сосредоточено 72,76 млн.м3/сут или 81 % от всех запасов Российской Федерации.

Наибольшее количество подземных вод добывается и извлекается в пределах Центрального федерального округа - 9,68 млн.м3/сут или 31 % от общей величины по Российской Федерации, от 14 до 18 % приходится на долю трех округов: Сибирского - 5,37 (17 %), Приволжского - 5,68 (18 %) и Южного - 4,39 (14 %). По остальным трем округам суммарная величина добычи и извлечения подземных вод составляет 6,02 м3/сут или 19 % от общего количества по России.

Основная часть подземных вод используется на хозяйственно-питьевое водоснабжение. Самое крупное потребление на хозяйственно-питьевые цели отмечается (млн.м3/сут) в Центральном - 6,83; Приволжском - 3,86; Южном - 2,98 и Сибирском - 2,95 федеральных округах. В этих четырех округах на хозяйственно-питьевое водоснабжение населения используется 16,62 млн.м3/сут или 85,2 %.

Больше всего расходуются подземные воды на производственно-техническое водоснабжение (млн.м3/сут) в Центральном - 2,04; Приволжском - 1,15 и Сибирском - 0,91 федеральных округах. Суммарный расход по этим трем округам равен 4,10 млн.м3/сут или 73,6 % от общей величины использования на эти нужды по Российской Федерации.

На орошение земель наибольшее количество подземных вод используется в Сибирском федеральном округе - 325,5 тыс.м3/сут.

Необходимо отметить, что не по всем месторождениям качество подземных вод отвечает современным требованиям государственных стандартов хотя бы по одному показателю. Так, признаки несоответствия качества подземных вод отмечены в 62 % разрабатываемых и 51 % не разрабатываемых месторождениях, а также в 50 % водозаборах, расположенных на участках с неоцененными запасами. При этом в 83-90 % такое несоответствие связано с природными условиями формирования качества подземных вод и примерно в 24 % - с техногенным их загрязнением. Поэтому на 445 водозаборах, сооруженных на месторождениях, и 15 водозаборах, расположенных на участках с неоцененными запасами, производится специальная водоподготовка.

Загрязнение подземных вод, в основном первого от поверхности водоносного горизонта, не являющегося в большинстве случаев источником централизованного водоснабжения, происходит на территории расположения накопителей отходов и сточных вод, нефтепромыслов, нефтебаз, складов горючесмазочных материалов на промплощадках, в районах крупных свалок твердых бытовых отходов. Участки с таким типом загрязнения выявлены в 25 субъектах Российской Федерации, где источниками загрязнения, в основном, являются предприятия химической, энергетической, нефтехимической, нефтедобывающей и машиностроительной отраслей промышленности.

На территории России выявлено около 1000 водозаборов подземных вод, включая рассредоточенные одиночные скважины, в которых отмечено постоянное или эпизодическое загрязнение подземных вод. При этом на 120 водозаборах производительность составляет более 1 тыс.м3/ сут. В большинстве водозаборов (80%) загрязнение подземных вод отмечается лишь в отдельных скважинах и по интенсивности (в основном 1-10 ПДК) относятся к незначительно загрязненным подземным водам.

По экспертным оценкам общая добыча загрязненных подземных вод не превышает 5- 8% от общего водоотбора.

Главным достоинством подземных вод для питьевого водоснабжения является существенно более высокая степень их защищенности от загрязнения по сравнению с поверхностными водами.

Запасы подземных вод

количество, объём (масса) подземных вод, содержащихся в водоносном горизонте. Различают статические (естественные, ёмкостные, вековые) З. п. в., которые характеризуют общее количество воды в водоносном пласте и выражаются в объёмных единицах, и упругие З. п. в., под которыми понимается количество воды, высвобождающееся при вскрытии водоносного пласта и снижении пластового давления в нём (при откачке или самоизливе) за счёт объёмного расширения воды и уменьшения пористости самого пласта.

В практике гидрогеологических исследований для целей водоснабжения обычно производят оценку естественных и эксплуатационных ресурсов подземных вод. Под естественными ресурсами (динамическими запасами) понимается (по Б. И. Куделину) обеспеченный питанием расход подземного потока. Естественные ресурсы подземных вод непрерывно возобновляются в процессе влагооборота на Земле и в среднемноголетнем разрезе эквивалентны подземному стоку. Они характеризуют естественную производительность водоносных горизонтов. Эксплуатационные ресурсы соответствуют количеству воды, которое может добываться в единицу времени из водоносного пласта рациональным в технико-экономическом отношении водозабором, без прогрессирующего снижения производительности и динамических уровней и ухудшения качества воды в течение всего периода эксплуатации. При оценке эксплуатационных ресурсов учитывается возможность использования статических и упругих запасов, притока вод со стороны и др. факторы.

В СССР проводится определение эксплуатационных ресурсов подземных вод для конкретных потребителей (города, завода и пр.) и оценка естественных и эксплуатационных ресурсов подземных вод крупных территорий и страны в целом (региональная оценка).

З. п. в. оцениваются по категориям А, В, C 1 и С 2 , утверждаемым Государственной Комиссией по запасам полезных ископаемых (ГКЗ). К категории А принадлежат З. п. в., разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей полное выяснение геологического строения, условий залегания и питания водоносных горизонтов, напоров, фильтрационных свойств, связи используемых вод с водами др. водоносных горизонтов и поверхностными водами, а также возможность восполнения эксплуатационных запасов. Категория В включает запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей выяснение лишь основных особенностей залегания, строения и питания водоносных горизонтов. При определении З. п. в. категории C 1 выясняются только общие черты строения, условий залегания и распространения водоносного горизонта. Запасы категории 02 устанавливаются на основании общих геолого-гидрогеологических данных, подтвержденных опробованием водоносных горизонтов в отдельных точках, либо по аналогии с изученными или разведанными участками.

Лит.: Биндеман Н. Н., Оценка эксплуатационных запасов подземных вод, М., 1963; Бочевер Ф. М., Теория и практические методы гидрогеологических расчетов эксплуатационных запасов подземных вод, М., 1968; Карта модулей прогнозных эксплуатационных ресурсов пресных и солоноватых подземных вод СССР масштаба 1: 5 000 000, М., 1964; Карта подземного стока СССР масштаба 1: 5 000 000, М., 1964; Куделин Б. И., Принципы региональной оценки естественных ресурсов подземных вод, М., 1960; Справочное руководство гидрогеолога, под ред. В. М. Максимова, 2 изд., т. 1, Л., 1967.

И. С. Зекцер.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Запасы подземных вод" в других словарях:

Количество гравитационной воды, которое находится в порах, пустотах и трещинах водоносных г. п. Различают: З. п. в. геол., вековые, общие, статические, динамические, эксплуатационные, возобновляемые, невозобновляемые, упругие, регулировочные,… … Геологическая энциклопедия

запасы подземных вод - Общий объем воды в месторождении подземных вод … Словарь по географии

ЗАПАСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД - См. Ресурсы подземных вод … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

Равны естественному расходу потока подземных вод; их определяют по формулам расхода подземного потока или косвенно по величине питания подземных вод. Син.: запасы подземных вод возобновляемые. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под… … Геологическая энциклопедия

Объем подземных вод, участвующих в подземном стоке и заполняющих поровое пространство зоны насыщения литосферы; включают все формы подземных вод, кроме прочно связанной. Различаются запасы динамические, статические, упругие. Геологический словарь … Геологическая энциклопедия

Суммарные статические и динамические запасы подземных вод. См. Ресурсы подземных вод естественные. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

Запасы напорных вод, высвобождающихся при вскрытии водоносного пласта и снижении пластового давления в нем при откачке (или самоизливе) за счет объемного расширения воды и уменьшения порового пространства самого пласта, в связи с уменьшением… … Геологическая энциклопедия

В гидрогеологической практике оценочных работ количества подземных вод выделяют естественные запасы подземных вод, естественные ресурсы подземных вод и эксплуатационные запасы месторождений подземных вод.
Существуют месторождения подземных вод, содержащих большое количество воды, но питание ничтожное. При отборе воды такое месторождение быстро истощится. С другой стороны существуют месторождения подземных вод, содержащих небольшое количество воды, но обладающих обильным питанием. Отбор воды из такого месторождения будет существенно больше, чем из месторождения первого типа. Поэтому для учета таких особенностей месторождений подземных вод вводят понятия – естественные ресурсы месторождений подземных вод, естественные запасы месторождений подземных вод.
Естественными ресурсами месторождения подземных вод является объем воды, фильтрующийся в водоносный пласт за счет различных источников: инфильтрации, перетекания вод из смежных водоносных горизонтов (залегающих выше и ниже эксплуатируемого), поступления воды из рек и озер. Естественные ресурсы месторождений подземных вод измеряются в величине объем деленный на время поступления в водоносный горизонт. Наиболее часто употребляется величина м3/сут. Естественные ресурсы месторождений подземных вод рассчитываются расходу воды в реки и озера, перетеканию в смежные водоносные горизонты, испарению. Величина естественных ресурсов изменяется в течение года. Обычно весной и осенью величина выше, чем летом и зимой. Замечено, что при эксплуатации подземных вод, часто происходит улучшение их питания.
Естественные запасы месторождений и горизонтов подземных вод – это объем подземных вод, который находится в данном месторождении ПВ или водоносном горизонте, заполняет поры и трещины, зависит не от баланса и поступления воды, а от емкостных свойств этого водоносного горизонта или месторождения. Единицы измерения естественных запасов – объемные. Обычно используются м3 или тыс. м3, в зависимости от размеров месторождения и водоносных горизонтов. При напорном режиме фильтрации необходимо учитывать упругие естественные запасы месторождений подземных вод, дополнительное количество воды, появляющееся при вскрытии водоносного горизонта, за счет уменьшения внутрипластового давления в результате расширения объема воды и снижения порового пространства самого водоносного горизонта.
Естественные запасы при отборе подземных вод из месторождений ПВ уменьшаются. В безнапорных водоносных горизонтах на водозаборах всегда происходит понижения уровня воды и как следствие уменьшение емкости водоносного горизонта. В напорных условиях происходит понижение уровня напорных вод, как следствие этого, потеря упругих запасов подземных вод в результате снижения давления внутри пласта.

Эксплуатационные запасы подземных вод

Основным критерием максимально возможной добычи подземных вод эксплуатационные запасы. Сущностью эксплуатационных запасов месторождений подземных вод является объем воды в единицу времени, который может быть добыт из водоносного горизонта водозаборными сооружениями (скважинами, каптажами, колодцами) при определенном режиме эксплуатации водоносного горизонта и качестве воды, согласно проектным требованиям. Эксплуатационные запасы пресных вод оцениваются только для участка водозаборов. Единицей измерения эксплуатационных запасов подземных вод являются объемные величины. Обычно используются м3.
Существуют аналитические методы подсчета эксплуатационных запасов месторождений подземных вод и численное моделирование условий и определения запасов подземных вод. Основным аналитическим методом оценки эксплуатационных ресурсов является гидродинамический метод. Метод основан на аналитических зависимостях и схематизации гидрогеологических условий. Несколько водозаборных сооружений – каптажей, скважин, аппроксимируются, как один источник водопонижения – «большой колодец». Максимально допустимое снижение уровней подземных вод рассчитывается для центра «большого колодца». Гидрогеологические условия схематизируются, выделяются граничные условия, составляется предварительный проект расположения водозаборных скважин. Данный метод преимущественно используется для простых гидрогеологических условий и используется совместно с другими методами оценки.
Гидравлический метод оценки основан на опытно-фильтрационных исследованиях водоносного горизонта. Данный метод обычно применяют для месторождений со сложными условиями. Определение характеристик с помощью этого метода требует значительных денежных вложений.
Суть балансового метода заключается в определении расхода подземных вод на проектируемом водозаборе. Баланс учитывает статьи притока воды и расхода. Балансовым методом удобно оценивать роль каждого отдельного элемента общего баланса. Минусом метода является невозможность определения производительность скважины. Балансовый метод дает среднепрогнозную величину снижения уровней подземных вод.
Численные методы моделирования используются в настоящее время как основной инструмент определения эксплуатационных запасов месторождения ПВ. С помощью численных программных комплексов, основанных на уравнении неразрывности потока, строится схематичная модель месторождения с учетом геологических и гидрогеологических условий на основании ранее проведенных и опытных опробований. Численные комплексы считают перетоки воды между элементарными ячейками и схематическими слоями, которыми разбит весь изучаемый массив. В модель вводятся данные характеризующие фильтрационные характеристики, указываются граничные условия. Строится модель стационарного жесткого режима фильтрации, в модели отображаются существующие природные условия. После этого в модель вводятся данные характеризующие емкостные свойства водоносного горизонта. Модель становится стационарной упругого режима фильтрации. После этого в модели фильтрации указывают скважину или предполагаемый водоотбор из заданного водоносного горизонта. Модель рассчитывает положение уровней и структуру потока при нарушенной, нестационарной фильтрации с учетом емкости водоносного горизонта. При варьировании дебита скважины можно подобрать оптимальное сочетание расходов скважины и понижения уровня подземных вод.

Различные методы оценки лучше всего применять комбинированно. Делать оценку численными методами, делать проверку или калибровку модели, аналитическими.
На основе расчетов проектируются водозаборные сооружения, которые будут снабжать водой поселки, города, предприятия. Поэтому задача оценки и определения ресурсов и запасов месторождений подземных вод является очень ответственной.

В нашем государстве все полезные ископаемые принадлежат народу, а пользование ими возможно на основании специальной лицензии. Для того чтобы получить такое разрешение, потребуется предварительно обрести лицензию на добычу полезных ископаемых. Этой процедуре предшествует постановка на учет, которая производится на основании оценки.

Оценка запаса подземных вод - комплексные работы, которые позволяют оценить количество добываемой воды, ее пригодность и качество. На этом этапе также определяется возможный режим водозабора, который не окажет негативного влияния на состояние подземных вод и окружающую среду.

Ход работ

Работы состоят из определенных мероприятий:

сбор архивных данных, анализ гидрогеологических условий недр в конкретной местности;
анализ характеристик подземных вод и окружающей среды;
опытно-фильтрационные работы;
работы по наблюдению за режимом вод.

После сбора всех данных проводится обработка полученной информации, полевых работ. Делаются гидрогеологические расчеты с моделированием. В заключение формируется отчет по оценке запасов подземных вод.

Категории запасов подземных вод в зависимости от степени их изученности

А - подтверждает, что водозабор имеет подтвержденный опыт эксплуатации.
В - подтверждает факт опытной откачки.
С1 - свидетельствует о проведенных гидрогеологических исследованиях и полученных положительных расчетных данных.
С2 - может присваиваться огромным по площади местностям, без привязки к конкретному месту водозабора.

Оценка запасов подземных вод с присвоением первых двух категорий дает право на водозабор в определенных отчетом объёмах с лицензией на 25 лет.

Категория С1 выгодна для перспективного водозабора. Имеется в виду, что при поэтапном введении производства категорию А или В можно рассматривать как первый этап, а С1 - как задел на будущее. Категория также выгодна в тех случаях, когда в конкретной местности запасы воды, которую можно извлекать без ущерба для окружающей среды, подходят к концу. Хотя лицензии такой категории не выдаются на большие сроки (не более чем на 5 лет), но за это время можно провести все проектные и строительные работы. По окончании подлежит переоценке.

Методики разведывательных работ

Оценка запаса подземных вод включает несколько мероприятий. После того как получен положительный прогноз, участок переходит в категорию перспективных. Начинаются разведывательные работы, состоящие из нижеприведенных этапов.

Предварительная разведка

На этом этапе изучаются особенности участка, его геологическое строение. Проводится количественная и качественная оценка, изучаются источники формирования запасов. Обосновывается самая рациональная схема возведения По сути, определяется общее месторасположение, и выясняется, сможет ли оно обеспечить заявленную мощность.

Детальная разведка

Ко второму этапу переходят только в том случае, если участок действительно перспективный для промышленного использования.

Детальная разведка предполагает определение категории с максимальной точностью и подсчет уровня запасов с перспективой на ближайшее будущее. Именно эти данные нужны для проектирования ВЗУ. Площадка изучается на предмет природных гидродинамических явлений (имеется в виду, могут ли быть на участке обвалы и оползни), измеряется величина и степень их промерзания. От этих показателей зависит и категория буримости.

Эксплуатационная разведка

Данный вид работ предполагает уже стабильное промышленное освоение участка с параллельными исследовательскими работами:

изучают возможные условия для формирования депрессионной воронки;
проводится стационарное наблюдение на земле за уровнем понижения воды;
проводится качественное исследование воды, насколько она изменяется за определенный период (месяц, год), делается прогноз на будущие периоды;
намечаются необходимые мероприятия по пополнению запасов, чтобы защитить водный пласт от истощения, и ряд других мероприятий.

Оценка эксплуатационных запасов подземных вод - очень важный этап в процессе подземного водозабора. Если сравнивать твердые полезные ископаемые и подземные воды, то последние имеют динамический характер, то есть вода меняется по составу, качеству и количеству постоянно. Не существует возможности один раз посчитать количество воды и все время рассчитывать на определенный объем водопотребления. Величина оттока и притока зависит от множества факторов, которые постоянно следует изучать и анализировать.

Кто осуществляет оценку запасов подземных вод?

На законодательном уровне обязанность по проведению оценки вод возложена на недропользователя. Понятное дело, что обычный человек не может провести самостоятельно такие работы, поэтому обращается в организации, занимающиеся подобными работами.

Недропользователь обязан получить две лицензии:

на геологическое изучение;
на добычу подземных вод.

Лицензии должны получаться последовательно. Сначала изыскательские работы и только потом добыча. Каждый пользователь подземных вод должен понимать, что нормативные акты предполагают ответственность за использование воды без лицензии. Недропользователь не освобождается от обязанности получить разрешительные документы, даже если скважина сформирована 100 лет назад или перешла в собственность вместе с земельным участком. Хотя закон разрешает использовать без лицензии скважину, если она всего лишь покрывает нужды конкретной семьи и не используется в промышленных масштабах. Скважина не может служить источником водоснабжения для нескольких домовладений. В остальных случаях обязательно должна быть проведена работа по оценке запасов подземных вод и получена лицензия. Если же этого не проводилось, действия подпадают под нормы КоАП.

На что следует обратить внимание, подбирая исполнителя работ?

На сегодняшний день множество компаний предлагают услуги по гидрогеологическим исследованиям, не имея даже в своем штате таких сотрудиков. Оценка запаса подземных вод должна проводиться исключительно профильным специалистом, поэтому лучше искать профессионала, а не организацию. Лучше всего, чтобы за его плечами был не только диплом по специальности «гидрогеология», но и публикации в профильной литературе. У геолога должны быть практически воплощенные проекты и утвержденные отчеты.

Существует еще большой риск связаться с непрофильной организацией и не получить желаемый объем водопотребления. Эта проблема, конечно, устраняется, когда работы проводятся на уже готовой скважине и все мероприятия направлены исключительно на узаконение пользования водой.

Зачем нужна переоценка запасов водозабора?

Оценка и переоценка запасов подземных вод - это сложнейшая геологическая процедура, основное направление которой - рациональное пользование существующими недрами. Пресная вода - это ценнейший ресурс, требующий постоянной охраны со стороны человека.

Переоценка подземных вод не всегда имеет только экономическую подоплеку. В некоторых регионах подземные воды - единственный источник водоснабжения, поэтому никакого вопроса о целесообразности подхода не стоит. Работы по переоценке предполагают охранные меры водоносных горизонтов от деградации и истощения. Проводится постоянный контроль над качеством воды. Изучается влияние естественных и техногенных факторов на степень ее загрязнения.

Предпринимательские риски

Следует помнить, что оценка запаса подземных вод может быть отрицательной, но до получения положительного результата потребуется вложить немалые финансовые средства. Возможно, что согласно данных отчета будет доказано, что промышленный забор воды нецелесообразен в экономическом смысле для промышленной выработки. Поэтому данный вид предпринимательской деятельности является достаточно рискованным.