Vurdering av operative grunnvannsreserver i nærvær av tiltrukket naturressurser

1.3 Grunnvannsreserver

Av ulike tegn For tiden skilles det også ut flere grupper av grunnvannsreserver.

Naturreservater er massen av gravitasjonsvann i et reservoar under naturlige forhold. Den delen av denne massen som kan utvinnes fra den innestengte akviferen på grunn av de elastiske egenskapene til vann og bergarter uten å drenere formasjonen kalles elastiske reserver. Når du vurderer grunnvannsreserver for vannforsyning (ferskvann), er det mer praktisk å uttrykke reserver ikke etter masse, men etter volum av vann, siden de numeriske verdiene for enhetsmassen og volumet av vann i dette tilfellet er ganske nærme. I denne omtrentlige tolkningen er naturreservene lik summen av vannvolumet i formasjonen (disse reservene kalles noen ganger "kapasitive reserver") og volumet av vann som trekkes ut under trykkforhold uten å drenere formasjonen ("elastiske reserver" ). Verdien av sistnevnte sammenlignet med de kapasitive reservene er vanligvis en brøkdel av en propet.

Kunstige grunnvannsreserver er deres volum i et reservoar, dannet som et resultat av vanning, backup av reservoarer og kunstig oversvømmelse av reservoaret.

Driftsgrunnvannsreserver er mengden grunnvann som kan oppnås ved teknisk og økonomisk rasjonelle vanninntakskonstruksjoner under en gitt driftsform og med vannkvalitet som oppfyller kravene gjennom hele den beregnede perioden med vannforbruk. Det anbefales å uttrykke mengden vann referert til i definisjonen ovenfor som vannforbruk. Derfor snakker vi strengt tatt ikke om driftsreserver, men om driftsressursene til akviferen. Vi kan være enige med begrepet operasjonelle reserver fra et praktisk synspunkt - Statens reservekomité godkjenner mineralreserver (de aller fleste av dem er faste mineraler, der begrepet "reserver" er presist), og ikke ressurser.

Begrepet «driftsressurser» brukes i prognosevurderinger i en regional plan, som et kjennetegn på potensialet for utnyttelse av grunnvann i en bestemt storregion.

Tatt i betraktning deres etterfylling, skilles fornybare reserver (med forbehold om mottak av ressurser) og ikke-fornybare (i fravær av kilder til deres dannelse). Sistnevnte inkluderer de såkalte geologiske reservene av grunnvann, lik volumet av vann i horisonten.

I likhet med ressurser er reserver, med tanke på distribusjonsområdet, delt inn i regionale og lokale, og basert på genetiske egenskaper - i naturlige og kunstige (akkumulert med deltakelse av menneskeskapt påvirkning). Hvis reservene til en viss horisont delvis fylles opp på grunn av tilstrømningen av vann fra andre akviferer, blir mengden vann som kommer fra dem klassifisert som tiltrukket reserver.

En spesiell gruppe består av driftsreserver som kan utvinnes eller utvinnes fra utnyttede akviferer, primært fra grunnvannsforekomster i samsvar med miljøtiltak (7). Driftsreservene er som regel begrenset til grunnvannsforekomster som sikrer økonomisk forsvarlig utvinning. Graden av kompleksitet av disse forekomstene (eller deres seksjoner) varierer. I denne forbindelse er de delt inn i tre grupper.

Den første av dem inkluderer driftsreserver av grunnvannsforekomster med enkle forhold. I området for deres distribusjon er akviferer (underavdelinger) konsistente i areal og struktur, ensartede i filtreringsegenskaper, forsynt med næring (ressurser) og preget av en stabil standard kjemisk sammensetning.

Den andre gruppen av grunnvannsforekomster er preget av en kompleks struktur, samt komplekse hydrogeokjemiske og geotermiske forhold. Samtidig ser det imidlertid ut til at det er mulig å vurdere endringer i ulike komponenter i naturmiljøet ved å bruke spesielle teknologier i begrenset grad under leting og utbygging av reservater.

Den tredje gruppen inkluderer operasjonelle reserver av felt med svært vanskelige forhold, preget av en ustabil geologisk struktur, ekstrem variasjon i tykkelse og filtreringsegenskaper til vannførende bergarter, samt komplekse hydrogeokjemiske og geotermiske forhold. Å utføre letearbeid på slike forekomster krever bruk av spesielle kostbare teknologier, hvis implementering på letestadiet kan være teknisk umulig eller økonomisk umulig.

Utnyttbare reserver er delt inn i kategorier (A, B, C1, C2) etter grad av kunnskap om dannelsesforholdene, mengde og kvalitet på grunnvann, samt driftsforhold og beredskap av grunnvannsforekomster for videre utredning eller utbygging.

I henhold til utviklingsbetingelsene, økonomisk og økonomisk betydning, er operasjonelle reserver delt inn i reserver på og utenfor balanse. Den første av disse gruppene inkluderer reserver, gjennomførbarheten av bruken er etablert på grunnlag av alle geologiske, økonomiske og sanitære og hygieniske faktorer tatt i betraktning av gjeldende instruksjoner. Muligheten for bruk må bekreftes av de relevante føderale eller territorielle myndighetene. Utenfor balanseførte reserver inkluderer reserver hvis bruk i vurderingsperioden ikke kan anses hensiktsmessig av en rekke årsaker (tekniske, økonomiske, teknologiske, miljømessige).

Geologisk aktivitet av grunnvann

Grunnvann dannes hovedsakelig fra nedbørsvann som faller på jordoverflaten og siver (infiltrerer) ned i bakken til en viss dybde, fra vann, sumper, elver, innsjøer og reservoarer som også siver ned i bakken...

Grunnvannsforurensning og beskyttelse

underjordisk vannforurensning bakteriell Beskyttelse av grunnvann som et komplekst problem har to hovedretninger: beskyttelse av grunnvann som et mineral i utnyttede eller utforskede grunnvannsforekomster og...

Alt vann som finnes i porene og sprekker i bergarter under jordoverflaten er klassifisert som grunnvann. Noe av dette vannet beveger seg fritt i den øvre delen jordskorpen under påvirkning av gravitasjonskrefter...

Ingeniørgeologi for konstruksjon

Darcys lov er loven om filtrering av væsker og gasser i et porøst medium. Innhentet eksperimentelt. Uttrykker avhengigheten av væskefiltreringshastigheten på trykkgradienten: hvor: - filtreringshastighet, K - filtreringskoeffisient, - trykkgradient...

Optimalisering av driften av elektriske sentrifugalpumpeinstallasjoner ved oljefeltet Pervomaiskoye

Oljereservene til feltene i Vasyugan-regionen, i henhold til graden av leting, tilhører kategoriene B, C1 og C2...

Funksjoner ved strukturen og beregningen av reservene til gruvefeltet i den kullførende regionen South Donbass i Donetsk-bassenget

Resultatene av beregning av reserver per 1956 er gitt i tabell. Beregningen ovenfor var kun basert på utforskende etterretningsdata og prediktiv regional vurdering...

Vurdering av hydrogeologiske og ingeniørgeologiske forhold ved Stoilenskoye-feltet

4.3.1 Bevegelse av grunnvann i et trykkreservoar La oss beregne tilstrømningen av NVG-vann inn i en underjordisk arbeider med en bredde på B = 100 m, plassert mellom brønnene og avslører akviferen av oppsprukket kalkstein i hele dens tykkelse...

Vurdering av operative grunnvannsreserver i nærvær av tiltrukket naturressurser

Praktisk betydning og beskyttelse av grunnvann

Grunnvannsvern er et tiltakssystem som tar sikte på å forebygge og eliminere konsekvensene av vannforurensning og uttømming; Samtidig er målet å opprettholde en slik kvalitet og mengde vann...

Anvendelse av saltsyrebehandlingsteknologi for ESP-enheter på Mishkinskoye-feltet

Beregningen av oljereservene ble utført av Udmurtnefterazvedka-trusten fra 15. oktober 1969. Resultatene av beregningen ble godkjent av USSR State Reserve Committee (protokoll nr. 5942 av 10. april 1970)...

Prognose indikatorer for feltutvikling

Reserver av horisontene VII og VIIa ble godkjent av Statens reservekomité i 1970 (horisont VII - 1647 millioner m3 og horisont VIIa - 1023 millioner m3 kategori C1) og har ikke blitt revidert siden den gang. Senere borede brønner...

Beregning av grunnvannsdynamikk

For å bestemme bevegelsesretningen til grunnvann, brukes hydroisohypsum-kart, hvor "relieffet" av grunnvannsbordet vises i form av isoliner. Perpendikulærer til hydroisohypser, rettet mot lavere høyder...

Sammenlignende egenskaper for grunnvann i Podporozhsky og Ostashkovsky akviferene som en potensiell kilde til vannforsyning for den nordlige regionen av byen Polyarnye Zori

Reguleringskrav til kvaliteten på drikkevannet som leveres til befolkningen er bestemt av SanPiN 2.1.4.1074-01 (sentralisert vannforsyning) og SanPiN 2.1.4.1175-02 (ikke-sentralisert vannforsyning). I følge GOST 2761-84...

Strukturen til den underjordiske hydrosfæren

For tiden er følgende typer grunnvann skilt etter opprinnelse: 1) infiltrasjon, dannet fra siving av atmosfærisk vann og overflatevann til bergarter; 2) kondens...

Shtokman-feltet

Når det gjelder påviste naturgassreserver, er Shtokman-feltet i dag et av de største i verden. Geologiske reserver på feltet utgjør 3,9 billioner m3 gass og rundt 56 millioner tonn gasskondensat Shishlov E.V., Murzin R...

KLASSIFISERING AV GRUNNVANSRESURSER OG -RESSERVER OG GRUNNLEGGENDE BESTEMMELSER FOR METODENE FOR DERES EVALUERING KONSEPT AV TYPER GRUNNVANSRESSERVER OG -RESSURSER OG DERES KLASSIFISERING

Grunnvannet, egnet for bruk i den nasjonale økonomien, bør betraktes som en mineralressurs. Men i motsetning til andre mineraler (fast stoff, olje og gass) har grunnvann en rekke spesifikke egenskaper som må tas i betraktning når man vurderer utsiktene for bruk i den nasjonale økonomien.

Særpreget og hovedfunksjon Grunnvannsreserver sammenlignet med reserver av andre mineraler er deres fornybarhet. Grunnvann er den eneste mineralressursen, under utnyttelsen av hvilken i mange tilfeller ikke bare forbruket skjer, men også ytterligere dannelse forårsaket av økt etterfylling av grunnvann. Kildene til slik tilleggspåfylling kan være både overflatevann og grunnvann fra akviferer ved siden av den utnyttede, og en reduksjon i fordampning av grunnvann når nivået synker. Dannelsen av grunnvannsreserver kan også skje som et resultat av ulike vannforvaltningsaktiviteter (hydraulisk konstruksjon, vanning), og opprettelsen av spesielle grunnvanns-"fabrikker"*.

Et annet viktig trekk ved grunnvann er knyttet til dets mobilitet og nære forhold til miljøet. Dette forholdet gjenspeiles i randbetingelsene (forholdet mellom grunnvann og overflatevann, forhold for gjenfylling og utslipp av grunnvann). Grenseforhold viser seg under drift av vanninntak og bestemmer i stor grad muligheten for å bruke grunnvann, mens påvirkningen fra det ytre miljø på faste mineralforekomster viser seg over geologisk tid.

En ting til bør bemerkes viktig funksjon grunnvann knyttet til vurderingen av utsiktene for bruken av dem. Det ligger i det faktum at det rasjonelle utvalget av grunnvann under visse forhold ikke så mye avhenger av mengden vann som ligger i formasjonen, og av mengden vann som kommer inn i formasjonen under naturlige forhold, men av filtreringsegenskapene til vannet. bærende bergarter, som bestemmer motstanden mot bevegelse av grunnvann til vanninntaksstrukturer.

De oppførte hovedtrekkene til grunnvann, som skiller det fra andre mineraler, forhåndsbestemte behovet for å identifisere flere konsepter som karakteriserer: a) mengden vann som ligger i akviferen; b) mengden vann som kommer inn i akviferen under naturlige forhold under vannforvaltningsaktiviteter, så vel som i forbindelse med drift; c) mengden vann som kan velges ved rasjonelle vanninntak for samfunnsøkonomien.

Med andre ord, hvis man vurderer utsiktene for bruk av faste mineraler, olje og gass, er ett konsept nok - "mineralreserver", så for grunnvann kan dette konseptet alene ikke fullt ut karakterisere muligheten for deres rasjonelle utnyttelse.

La oss huske at med reserver av et mineral mener vi dets vekt, mengden som finnes i jordens tarmer.

For grunnvann, i tillegg til reserver, som nevnt ovenfor, bør deres ernæring tas i betraktning. Dette ble påpekt av en av grunnleggerne av russisk hydrogeologi, F.P. Savarensky, på begynnelsen av 1930-tallet, som foreslo å skille mellom "reserver" av grunnvann og deres "ressurser", som med sistnevnte betyr "tilførsel av grunnvannstilførsel i vannbalansen i et gitt område.» Omfattende hydrogeologisk litteratur er viet klassifiseringen av grunnvannsreserver og -ressurser. Den mest fullstendige informasjonen om disse spørsmålene finnes i verkene til F. M. Bochever (1957, 1961), B. I. Kudelin (1960).

I dette arbeidet vil vi ikke diskutere klassifiseringene som er foreslått av forskjellige forfattere, spesielt siden forskjellen mellom mange av dem hovedsakelig er terminologisk. La oss bare dvele ved egenskapene til de viktigste konseptene, og ta utgangspunkt i terminologien foreslått av N.N. Bindeman (1963) og brukt til å kompilere individuelle bind av monografien "Hydrogeology of the USSR".

Grunnvannsreserver og ressurser kan deles inn i: 1) naturreservater og ressurser;

2) kunstige reserver og ressurser;

3) tiltrukket ressurser;

4) operasjonelle reserver og ressurser*.

NATURLIG FORSYN -. masse gravitasjonsvann i formasjonen under naturlige forhold. Den delen av denne massen som kan trekkes ut av formasjonen når trykket avtar på grunn av den elastiske utvidelsen av vann og kompresjon av bergarten (reduserende porøsitet) kalles vanligvis elastiske reserver.

Ved vurdering av grunnvannsreserver for vannforsyning, er det tilrådelig å uttrykke naturreserver i volumenheter.

NATURLESSURSER - mengden vann som kommer inn i akviferen under naturlige forhold som følge av infiltrasjon av atmosfærisk nedbør, filtrering fra elver og innsjøer, overløp fra overliggende og underliggende horisonter, tilsig fra tilstøtende territorier. Naturressursene til en akvifer er lik summen av alle innkommende elementer i balansen til en gitt horisont. De uttrykkes i strømningsenheter og kan også bestemmes av summen av alle strømningselementer i balansen (fordampning, transpirasjon av vegetasjon, vårstrøm, filtrering i elver, innsjøer og strømning inn i tilstøtende horisonter).

* Begrepene som brukes i dette arbeidet er ikke akseptert av alle hydrogeologer. Ofte tilsvarer begrepet "naturreservater" i litteraturen begrepene "statiske", "sekulære", "geologiske", "reservater" og "naturressurser" - "dynamiske reserver", "underjordisk strømningshastighet".

Kunstige reserver er volumet av grunnvann i et reservoar akkumulert som et resultat av vanning, backup av reservoarer eller filtrering fra dem, kunstig påfyll av grunnvann (lagring).

Og med Til s u c t a l r e s o u r s - mengden vann som kommer inn i akviferen som følge av filtrering fra kanaler og reservoarer, vanning, samt tiltak for kunstig oppfylling av grunnvann.

P r i v l e Til A m e n t r e s o u r s - en økning i grunnvannstilførsel under drift av vanninntak på grunn av forekomst eller intensivering av filtrering fra elver, innsjøer og overløp fra tilstøtende "vanligvis høyereliggende akviferer."

Begrepene "utnyttbare reserver" og "utnyttbare ressurser" av grunnvann er i hovedsak synonyme. De betyr "mengden grunnvann som kan oppnås ved vanninntaksstrukturer som er rasjonelle i teknisk og økonomisk termer under en gitt driftsmåte og vannkvalitet som oppfyller kravene gjennom hele den beregnede forbruksperioden" ("Instruksjoner..." , 1962). Denne verdien representerer derfor produktiviteten til vanninntaket og uttrykkes i strømningsenheter (vanligvis i m "/dag). Derfor ville det være mer logisk å bruke bare begrepet "driftsressurser". Men siden begrepet "reserver" ” er akseptert for alle andre mineraler , og de er godkjent av Statens kommisjon for mineralreserver (GKZ), når man vurderer mulighetene for å bruke grunnvann i den nasjonale økonomien, brukes vanligvis begrepet “operative reserver”. Det er vedtatt i offisiell dokumenter (klassifisering av utnyttbare reserver og GKZ-instruksjonene for bruken) Samtidig, i en regional vurdering av grunnvannsreserver og -ressurser, er begrepet "driftsressurser" mer nøyaktig, siden grunnvannsressurser i dette tilfellet anses som en del av generelle vannressurser.

De operasjonelle ressursene til grunnvann i en bestemt region bestemmes ikke bare av hydrogeologiske forhold, men også av driftsskjemaet (plassering av vanninntak, avstander mellom dem, strømningshastigheter for individuelle vanninntak). I denne forbindelse foreslo N.N. Bindeman (1972) å skille mellom to konsepter: "potensielle operasjonelle ressurser" og "prognoser for operasjonelle ressurser". Potensielle operasjonelle ressurser skal forstås som grunnvannsressurser som kan oppnås ved å plassere vanninntak i hele akviferens distribusjonsområde og i avstander mellom vanninntak som sikrer full bruk av naturlige, tiltrukket og kunstige grunnvannsreserver og -ressurser, hensyn til en gitt nedgang i nivå og akseptert varighet drift. I motsetning til potensielle, tilsvarer predikerte driftsressurser en viss utforming av vanninntaksstrukturer. Potensielle ressurser karakteriserer den maksimale mengden vann som kan trekkes ut fra en akvifer. Siden vannførende bergarter har filtreringsmotstand, er de predikerte ressursene som tilsvarer en viss utforming av vanninntak vanligvis mindre enn de potensielle, og bare i noen tilfeller kan de predikerte ressursene nå den potensielle verdien. N. N. Bindeman (1973) foreslo å kalle andelen av mulig bruk av potensielle ressurser med en bestemt utforming av vanninntak for den forutsagte koeffisienten for bruk av grunnvann.

Selvfølgelig, under forskjellige hydrogeologiske forhold, vil visse typer reserver eller ressurser råde i dannelsen av operasjonelle ressurser (reserver) av grunnvann, som vil bli diskutert i detalj i neste avsnitt.

Utnyttbare ressurser (reserver) av grunnvann kan leveres av kilder til formasjon enten for en viss begrenset driftsperiode eller for en ubegrenset tid. I sistnevnte tilfelle er kilden til dannelsen av operasjonelle ressurser naturlige og kunstige ressurser, så vel som tiltrukket ressurser (hvis de i sin tur er gitt for en ubegrenset driftsperiode), siden da t~oo andre og fjerde ledd på høyre side av ligningen har en tendens til null.

Det er ingen tvil om at ved løsning av ulike økonomiske problemer knyttet til bruk av grunnvann er vurdering av driftsressurser (reserver) av grunnvann av største betydning. Bare mengden driftsressurser (reserver) lar oss bedømme muligheten og gjennomførbarheten for å bruke grunnvann. Beregningen av andre typer grunnvannsreserver og -ressurser er imidlertid av en viss interesse. Dette er nødvendig både for vurdering av individuelle kilder til dannelse av operative grunnvannsressurser, og for de kvantitative egenskapene til akviferer og strukturer under naturlige forhold.

Det føderale byrået for utdanning i den russiske føderasjonen

Astrakhan State University

Naturinstituttet

Fakultet for geologi og geografi

Graduate arbeid

Om dette emnet : "Vurdering av operative grunnvannsreserver i nærvær av tiltrukket naturressurser"

Jeg har gjort jobben:

Kunst. 5. årgang ZIG-51

Bashlaev S.P.

Vitenskapelig rådgiver:

Seniorforeleser

Solovyova A.V.

ASTRAKHAN 2013

Introduksjon

Kapittel I. Ressurser og reserver av grunnvann

1.1 Generelt begrep om ressurser og reserver

1.2 Ressurstyper

1.3 Grunnvannsreserver

Kapittel II. Grunnvannsressursvurdering

2.1 Arbeidstyper og metoder for fastsettelse av regionale ressurser

2.2 Sonering av territorier i forbindelse med regional vurdering av prosjekterte driftsressurser

2.3 Typer arbeid utført i forbindelse med regional vurdering av driftsressurser

2.4 Metodikk for vurdering av anslåtte regionale driftsressurser

2.4.1 Hydrodynamisk beregning av prognostiserte regionale ressurser

2.4.2 Vurdering av anslåtte regionale driftsressurser når vann renner fra den overliggende akviferen

2.4.3 Vurdering av naturlige (geologiske) grunnvannsreserver

2.4.4 Vurdering av tiltrukket ressurser

Kapittel III. Vurdering av operative grunnvannsreserver

3.1 Metoder for fastsettelse av operasjonelle reserver

3.1.1 Hydrodynamisk metode

3.1.1.1 Ubegrenset akviferområde

3.1.1.2 Halvbegrenset reservoar

3.1.1.3 Lagremse med to avgrensninger

3.1.1.4 Formasjoner med sirkulær matekrets

3.1.2 Hydraulisk metode

3.1.3 Kombinert bruk av hydrodynamiske og hydrauliske metoder

3.1.4 Balansemetode

Kapittel IV. Bruk av datamaskiner ved vurdering av grunnvannsreserver

4.1 Programvare

4.2 Bestemmelse av filtreringskapasitive egenskaper til akviferer

4.3 Numerisk modellering av hydrodynamiske og hydrogeokjemiske prosesser

Konklusjon

Bibliografi

Introduksjon

Grunnvann spiller en betydelig rolle i utviklingen av ulike sektorer av nasjonaløkonomien i landet vårt. Avhengig av behovene til sektorer i den nasjonale økonomien, kan alle typer grunnvann distribuert i hydrosfæren deles inn i fire grupper: fersk, termisk, mineralsk og industriell.

For disse typer grunnvann er det nå utviklet generelle prinsipper og metoder for deres utforskning. For eksempel er en generell vitenskapelig og metodisk teknikk trinnvis utforskning av grunnvannsforekomster, som gjør det mulig, ved hjelp av suksessive tilnærminger, å identifisere forekomster basert på resultatene av detaljerte søk, studere betingelsene for dannelsen av operasjonelle ressurser basert på foreløpige letedata, og forberede den for industriell utvikling basert på resultatene av detaljert utforskning av objektet. Generelle prinsipper bør også omfatte prinsippet om økonomisk gjennomførbarhet av feltleting mv.

Samtidig har studien av hver identifisert type grunnvann spesifikke funksjoner, hvorav den viktigste er bestemmelsen av hovedparametrene som er nødvendige for å vurdere utnyttbare reserver. Derfor, for mineralgrunnvann, i tillegg til å identifisere mengden i forekomsten (driftsreserver), er det nødvendig, basert på leteresultatene, å kvalitativt og kvantitativt evaluere gasssammensetningen, samt stabiliteten under drift av visse kjemiske komponenter nyttig for balneologi.

Når du utforsker termiske grunnvannsforekomster, er det nødvendig å evaluere en slik parameter som varmekapasiteten til grunnvann, og når du utforsker industrielt grunnvann, innholdet (reservene) av en eller annen nyttig komponent, hvis utvinning er planlagt under drift. Det er en viss spesifisitet i letemetodikken for ferskt, termisk, mineralsk og industrielt grunnvann, som består i prinsippene for plassering av letebrønner, gjennomføring av eksperimentelt filtreringsarbeid, samt i bruk av leteverktøy. Med tanke på disse omstendighetene er det helt legitimt å uavhengig vurdere metodikken for prospektering, leting og vurdering av operasjonelle reserver forskjellige typer under jorden.

Siden ferskt grunnvann hovedsakelig brukes til husholdnings- og drikkevannsforsyning til byer, tettsteder og landbruksanlegg, bør systematisk tilførsel av dette vannet til den nasjonale økonomien, tatt i betraktning økende vannforbruk, betraktes som det viktigste sosiale problemet i samfunnet vårt. .

Andelen grunnvann i vannforsyningen til tettsteder er ca 35-40 %; for landlige bosetninger- ca 85 %. Samtidig, jo større byen er, desto mindre er som regel andelen grunnvannsbruk: for store byer (mer enn 100 tusen) er den allerede bare rundt 29%, og i de fleste store byer(med en befolkning på mer enn 250 tusen mennesker) i halvparten av tilfellene brukes bare overflatevann (Moskva, St. Petersburg, N. Novgorod, Jekaterinburg, Omsk, Rostov-on-Don, Vladivostok, etc.).

Denne situasjonen er typisk for de fleste store byer i verden og forklares av helt prosaiske økonomiske årsaker. For å oppnå det nødvendige volumet med grunnvann av drikkekvalitet (flere millioner kubikkmeter per dag for vannforsyning til en stor by), er det nødvendig å bruke en hel gruppe store forekomster over store områder. De må være tilstrekkelig langt fra byområdet til at det kan organiseres en effektiv sanitær beskyttelse av vanninntaksstrukturer. Opprettelsen av lange (ti titalls kilometer) hovedvannledninger med stort tverrsnitt for å transportere produsert vann til byen krever enorme kapital- og driftskostnader; I slike tilfeller blir spørsmål om arealdisponering for slike store lineære konstruksjonskonstruksjoner også viktige.

Formålet med dette arbeidet er å vurdere de operative reservene av grunnvann i nærvær av tiltrukket naturressurser. For å nå dette målet ble følgende oppgaver satt:

1) Studieinformasjon om operative grunnvannsreserver fra litterære kilder;

2) Studere informasjon om tiltrukket naturressurser;

3) Studiemetoder for fastsettelse av operasjonelle reserver.

Kapittel I. Ressurser og reserver av grunnvann

1.1 Generelt begrep om ressurser og reserver

Konseptet med grunnvannsressurser og -reserver inkluderer deres forskjellige kategorier, som er forskjellige både i dannelsesforholdene og i egenskapene til hydrogeologiske studier som gir begrunnelse for en eller annen kategori.

Forskjellene mellom disse konseptene ble formulert veldig tydelig av N.N. Bindeman. (1970): "Det er mer riktig å ikke snakke om "reserver" av grunnvann, men om "ressurser" av grunnvann, som med dette begrepet betyr tilførsel av grunnvann i vannbalansen til et gitt område, og etterlater begrepet " reserver" bare definisjonen av de mengdene vann som er i et gitt basseng eller lag, uavhengig av vanntilførsel og strømning, men avhengig av kapasiteten." I motsetning til andre mineraler, blir grunnvannsreserver og -ressurser vanligvis målt i strømningsenheter.

Forskjeller i grunnvannsreserver og -ressurser gjenspeiles i deres fundamentalt forskjellige endringer under utnyttelse. Naturreserver av grunnvann reduseres nødvendigvis under utnyttelse, siden pumping alltid forårsaker en reduksjon i vannstanden og følgelig en viss reduksjon i massen i akviferen. Tvert imot, naturressursene til grunnvann under utnyttelse reduseres ikke bare, men øker i noen tilfeller. En reduksjon i trykket av grunnvann i formasjonen under pumping kan forårsake innstrømning av vann fra elver, redusere fordampning fra overflaten av grunnvann, forårsake eller øke vannstrømmen ovenfra og under lokaliserte akviferer gjennom relativt dårlig permeable lag og vinduer. Under drift av vanninntak reduseres således grunnvannsreservene og ressursene øker.

Grunnvannsreserver og -ressurser kan deles inn i henhold til deres opprinnelse følgende typer: 1) naturreservater og ressurser; 2) kunstige reserver og ressurser; 3) tiltrukket ressurser.

1.2 Ressurstyper

Basert på en rekke kjennetegn deles ressursene inn i bestemte grupper. Først av alt blir deres opprinnelse tatt i betraktning, med tanke på hvilke naturlige og kunstige som skiller seg ut (dannes under menneskeskapt påvirkning) ressurser.

Naturressurser er den totale mengden påfylling av akviferen under naturlige forhold (derav mengden naturlig utslipp). Dannelsen av naturressurser bestemmes av naturlige faktorer (nedbør, overflatevann, tilstøtende akviferer). Disse ressursene gir strømmen av underjordiske strømmer, som varierer under påvirkning av slike faktorer.

Kunstige ressurser tilveiebringes av menneskeskapt påvirkning gjennom opprettelsen av spesielle reservoarer i ladeområdet til akviferer eller injeksjon (lagring) av vann gjennom brønner inn i akviferer.

Med tanke på distribusjonsområdet tildeles regionale og lokale ressurser. Sammen med disse gruppene er det en variasjon som operasjonelle ressurser, gjennom hvilke grunnvannsreserver sikres under utnyttelse av akviferer.

Kunstige grunnvannsressurser - mating av akviferer under filtrering fra kanaler og reservoarer, i vanningsområder, med målrettede tiltak for å forbedre deres ernæring. Kunstige ressurser, som naturlige, har en forbruksdimensjon.

Tiltrukket ressurser - økt oppladning av grunnvann forårsaket av dannelsen av depresjonskjegler under drift av vanninntak (fremveksten eller intensiveringen av filtrering fra elver, økt oppladning av grunnvann ved nedbør på grunn av en reduksjon i fordampning fra overflaten av grunnvann som overflaten beveger seg bort fra jordens overflate).

Ved utnyttelse av grunnvann brukes alle de ovennevnte typer grunnvannsressurser i en eller annen grad.

1.3 Grunnvannsreserver

Flere grupper av grunnvannsreserver skilles i dag ut basert på ulike egenskaper.

Kunstige grunnvannsreserver er deres volum i et reservoar, dannet som et resultat av vanning, backup av reservoarer og kunstig oversvømmelse av reservoaret.

Begrepet «driftsressurser» brukes i prognosevurderinger i en regional plan, som et kjennetegn på potensialet for utnyttelse av grunnvann i en bestemt storregion.

Kapittel II. Grunnvannsressursvurdering

2.1 Arbeidstyper og metoder for fastsettelse av regionale ressurser

Identifisering og vurdering av regionale grunnvannsressurser utføres uavhengig av forekomstene av disse vannene på grunn av det faktum at slike ressurser er en nødvendig komponent av de hydrogeologiske egenskapene til enhver region. Grunnlaget for deres vurdering er resultatene av hydrogeologiske undersøkelser, oftest av middels skala (1:200 000), inkludert statlige undersøkelser. De oppnådde resultatene gjør det mulig å bestemme modulene for underjordisk avrenning og deres endringer i årssykluser. Slike moduler er svært informative for dissekerte fjellområder.

Ved vurdering av regionale (natur)ressurser er en av hovedmetodene inndeling av elvehydrografer , hvorav opptil 20-30 %, og noen ganger mer, står for underjordisk avrenning. Metoder for å dele denne grafen, som gjenspeiler endringer i elveføring gjennom året, har flere modifikasjoner. Bruken av hver av dem gjør det mulig å estimere underjordisk strømning med varierende nøyaktighet (10). Elveløp i lavvannsperioder karakteriserer minimumsverdien av naturlige regionale grunnvannsressurser. For å bringe det nærmere den sanne verdien, brukes ulike teknikker basert på innføring av korreksjoner, inkludert å ta hensyn til resultatene av rutinemessige observasjoner av kildestrømmen (11).

Balansemetoden lar en også vurdere regionale naturressurser. . I dette tilfellet antas grunnvannsressursene å være lik forskjellen i vannmengder ved maksimums- og minimumsposisjoner av nivåer i horisonten som studeres. Sistnevnte er registrert under rutinemessige hydrogeologiske observasjoner i minst tre seksjoner (brønner). Tidspunktet for måling av nivåer under rutineobservasjoner velges for å identifisere minimums- og maksimumsposisjonene i minst én syklus med stigning - fall - stigning av nivået. Behandling av de innhentede dataene (for eksempel ved bruk av den endelige forskjellsmetoden) gjør det mulig å estimere mengden av oppladning av akviferen, som karakteriserer dens naturressurser.

2.2 Sonering av territorier i forbindelse med regional vurdering av prosjekterte driftsressurser

Spørsmål om territoriell sonering knyttet til vurdering av forutsagte grunnvannsressurser er dekket i arbeidet til N.N. Bindeman (1), B.I. Kudelina et al (12). Ved vurdering av grunnvannsressurser veldig viktig har sitt forhold til overflatevann. I denne forbindelse har B.V. Borevsky og L.S. Yazvin foreslo en tilnærming til sonering av den øvre hydrodynamiske sonen som tar hensyn til dette forholdet. I tillegg tas det hensyn til forholdet mellom arealene der grunnvannsressursene tilføres og områdene hvor det er mulig å utnytte dem. På dette grunnlaget identifiseres grupper av distrikter.

Territorier av gruppe A er preget av en bred arealfordeling av akviferer som inneholder ferskt grunnvann. Gjennom hele deres område er utnyttelse av akviferer mulig. Områdene med sannsynlig plassering av vanninntak faller sammen med områdene for gjenfylling av akviferer.

Regioner i gruppe B er preget av en begrenset fordeling av ferske grunnvannshorisonter, og utnyttelse av sistnevnte er mulig i hele deres område. Plasseringene av vanninntak faller ikke sammen med områdene for grunnvannsoppfylling (lukkede eller stripelignende oversvømmede strukturer i forsenkninger). Oppladningsområdet overstiger oftest området for distribusjon av akviferer.

Gruppe B omfatter områder hvor det er hyppig veksling av områder med ferskvann og brakkvann. Plassering av vanninntak er kun mulig der filtreringsegenskapene til bergarter og sammensetningen av grunnvann tillater det. Grunnvannstilførselsområder tilsvarer i hovedsak private nedbørfelt til elver og bekker.

Gruppe D inkluderer territorier der de viktigste produktive (ferske) akviferene er begrenset til elvedaler og har et hydraulisk forhold til overflatevann.

I tillegg til den beskrevne tilnærmingen, er det mulig å sonere adartesiske bassenger på geostrukturell basis, der man, sammen med store hydrogeologiske blokkstrukturer, også skiller ut mindre strukturer av plikativ type. En lignende tilnærming ble implementert, spesielt innenfor Minusinsk Adartesian-bassenget (13), der de forutsagte regionale driftsressursene ble vurdert i forhold til lavordens hydrogeologiske strukturer.

2.3 Typer arbeid utført i forbindelse med regional vurdering av driftsressurser

For å skaffe materialer som brukes til å vurdere de forutsagte regionale driftsressursene til grunnvann, utføres regionale hydrogeologiske studier på grunnlag av generelle ideer om forholdene for deres dannelse i hydrogeologiske regioner, elvebassenger og territorielle administrative inndelinger. Disse ressursene er grunnlaget for å drive prospekterings- eller prospekteringsarbeid på enkeltområder. En regional ressursvurdering er en del av første fase av et slikt arbeid (8). Disse ressursene vurderes også i områder hvor det er utført undersøkende hydrogeologisk arbeid. De kan vurderes med mindre nøyaktighet for områder hvor det er utført hydrogeologiske undersøkelser i målestokk 1:500 000 og større. Vurdering av regionale prognosedriftsressurser krever løsning av følgende problemer:

¦ identifisere den totale mengden grunnvannsressurser i studieområdet og begrunne mønstrene for deres dannelse (fordeling, ernæringsforhold, avrenning osv.);

¦ etablere overflatevannets rolle i mulig påfyll av ressurser;

¦ identifisere lovende områder for videre forskning.

2.4 Metodikk for vurdering av anslåtte regionale driftsressurser

For å vurdere predikerte driftsressurser brukes hydrodynamiske beregninger, analyse av vannbalansen til territorier og matematiske modelleringsmetoder (11). En svært vanlig tilnærming ved bruk av hydrodynamiske ligninger er VSEGINGEO-metoden (1), hvor det også tas hensyn til naturlige grunnvannsreserver. Imidlertid, som B.V. med rette påpeker. Borevsky og L.S. Yazvin (2), sistnevnte spiller en svært ubetydelig rolle under langsiktig utnyttelse av akviferer og kan derfor ikke tas i betraktning. Derfor er komponentene i prognoseressursene hovedsakelig naturressurser og tiltrukket ressurser.

2.4.1 Hydrodynamisk beregning av prognostiserte regionale ressurser

Oftest beregnes predikerte driftsressurser ved hjelp av metoden foreslått av N.N. Bindeman og F.A. Bochever (1). Den består i et omtrentlig estimat av strømningshastigheten til betingede forstørrede vanninntak, jevnt fordelt over studieområdet. Disse vanninntakene kan være av følgende typer: I - grunnvann og II - interstratalt (trykk)vann. Blant vanninntak av den første typen skilles det ut undertyper: 1a, plassert på vannskiller, og 1b - i elvedaler.

Det er åpenbart at i tillegg til mulige overløp fra underliggende trykkakviferer, kan vanninntak av type 1a kun mates av nedbør, og type 1b - av nedbør og elver.

Ved hjelp av denne metoden deles studieområdet inn i celler (fig. 1).

Hver celle har et område lik et sirkulært område med radius R - innflytelsesradius. Det betingede vanninntaket som tilsvarer cellen regnes som en "stor brønn" med radius r. Vanligvis tas r lik 10 m eller mer.

Ris. 1. Oppsett av betingede vanninntak

Ved fastsettelse av ressursene som vurderes, innføres følgende tilleggsbetingelser:

¦ akviferer anses som homogene;

¦ grensene til de valgte cellene anses som ugjennomtrengelige;

¦ interaksjon av celler med hverandre er utelukket.

I tillegg er det akseptert at i forskjellige celler kan tykkelsen på akviferen være forskjellig. For å evaluere denne typen ressurs i celle 1a, brukes følgende ligning:

hvor Re - regional prognose driftsressurser, m3/dag; K - filtreringskoeffisient, m/dag; Нср - gjennomsnittlig tykkelse av akviferen, m; Sm - verdien av den maksimalt tillatte reduksjonen i horisontnivået (vanligvis ikke mer enn 0,6 - 0,7 Нср), m; W er lademodulen til akviferen på grunn av nedbør (nedbør minus fordampning), m/dag; fe - driftsperiode for det betingede vanninntaket, dager; µ - gravitasjonsvæsketap, enheter; R - celleradius oppnådd ved å konvertere et kvadrat til en sirkel, m (påvirkningsradius av betinget vanninntak R = 0,564- l, Hvor l- cellesidestørrelse); r- radius for betinget vanninntak, m; ау - nivå konduktivitetskoeffisient, m2/dag.

Etter en viss tid (flere år) vil første ledd i nevneren i ligningen bli betydelig mindre enn andre ledd og kan neglisjeres. Da vil denne formelen ta formen

La oss introdusere følgende notasjon: рR2 =F- celleareal, m2; WF=QW - strømningshastighet gitt ved infiltrasjon av atmosfærisk nedbør, m3/døgn. I dette tilfellet får vi

derfor tar det endelige uttrykket formen

Ligningen bestemmer den totale mengden vann som kan oppnås innenfor en celle ved drenering av akviferen med verdien Sm, tatt i betraktning infiltrasjon av atmosfærisk nedbør.

Over hele territoriet, d.v.s. fra alle n celler, får vi.

Strømmen av vann til type Ib-celler vil skje på grunn av infiltrasjon fra elver som renner gjennom disse cellene. Verdien kan beregnes ved å bruke ligningen for innstrømning til et avløp som har en grense med konstant trykk (14).

2.4.2 Vurdering av anslåtte regionale driftsressurser når vann renner fra den overliggende akviferen

Det er ikke uvanlig innenfor hydrogeologiske seksjoner å finne en situasjon der grunnakviferen (lag A, fig. 2) er atskilt med et semipermeabelt lag (lag B) fra den underliggende avgrensede akviferen (C).

(A, B) og semipermeabel tykkelse (B)

Med betydelige reduksjoner i vannstanden i lag B, er det mulig for vann å strømme inn i det fra lag A gjennom det semipermeable laget B. Dets strømning inn i det i dette tilfellet vil være identisk med infiltrasjon fra luftingssonen, og derfor, for å vurdere slikt overløp, kan ligningen diskutert ovenfor brukes, hvor µ bør erstattes med µ**:

I dette tilfellet er Sм=Н0-Н og µ** = µ* + µ, hvor µ* og µ er koeffisientene for gravitasjonsfluidstap i formasjon A og elastisk væskegjenvinning av formasjon B; Qw er mengden (total strømningshastighet) av vann som strømmer fra lag A til lag B på et konstant nivå i lag A.

2.4.3 Vurdering av naturlige (geologiske) grunnvannsreserver

Naturlige (geologiske) grunnvannsreserver bestemmes av en rekke faktorer: volumet av formasjonen, dens vannutbytte, gassmetning, temperatur, komprimerbarheten til vann-gassblandingen, mengden trykk på formasjonen og noen andre. I denne forbindelse skilles naturlige vannreserver Ve og elastiske reserver Vpr, sistnevnte dannes på grunn av en reduksjon i trykk og utgjør en liten del av de naturlige.

For å bestemme naturreserver brukes vanligvis ligningen Ve=Vµ (frittflytende vann) eller Ve =Vµ* (trykkvann), der V er volumet til den drenerte delen av formasjonen, µ er gravitasjonsvæsken (tyngdekraften). formasjonens utbytte, og µ* er det elastiske fluidutbyttet til trykkformasjonen.

Geologiske reserver omfatter hele vannvolumet i reservoaret, d.v.s. de overskrider naturreservatene på grunn av det faktum at sistnevnte bare er karakteristiske for den delen av reservoaret som vil bli drenert under driften.

I gjennomsnitt antas det at µ for grus- og rullesteinsforekomster kan tas lik ca. 0,2; middels grovkornet sand - 0,15; fin-middelkornet sand - 0,125; mellomlag av sand og siltstein - 0,05; mellomlag av sand, siltstein og leire - 0,03 (15).

Verdien av µ er også ofte funnet ved å bruke formelen µ=, og µ* ved å bruke en lignende likhet µ* =, der Km er vannledningsevne, aw- nivåkonduktivitetskoeffisient, og en- piezoelektrisk konduktivitetskoeffisient (alle tre parametere i m2/dag).

2.4.4 Vurdering av tiltrukket ressurser

Tiltrukket ressurser er en spesifikk balansekategori som kun oppstår under drift av et vanninntak. Dette er det totale forbruket av tilleggsnæring i den utnyttede horisonten i tillegg til den naturlige intensiteten av ernæringen. To muligheter for fremveksten av tiltrukket ressurser:

I områder med naturlig ernæring kan det øke når driftsnivået reduseres;

I områder med naturlig lossing er det først en inversjon, og etter en fullstendig inversjon oppstår et omvendt trykkforhold og en strømning i motsatt retning ved grensen, som ikke fantes under naturlige forhold.

Det viktigste punktet: strukturen til vanninntaksbalansen er i stand til betydelig transformasjon over tid, og den mulige retningen av disse transformasjonene avhenger i stor grad av vanninntakets posisjon i forhold til de nåværende balanse-hydrogeodynamiske grensene til formasjonen.

En typisk illustrasjon (fig. 3): hvis vanninntaket er plassert nær elven (eller til en annen dreneringsgrense), så dukker det ganske raskt opp, med selv små forsenkninger, allerede først, og deretter og. Derfor kan et sykehus raskt etableres. Hvis vanninntaket er langt fra dreneringsgrensen, vil trakten nå det etter en meget betydelig tid, eller vil i prinsippet ikke være i stand til å nå det innenfor grensene for tillatte reduksjoner i vanninntaket. Størrelsen på den naturlige strømmen under disse forholdene har ingen betydning for dannelsen av vannuttaksbalansen; hovedkilden til dannelse av driftsreserver vil bare være reservoarets naturlige reserver, og utviklingshastigheten til trakten vil være den samme som under forholdene i grunnvannsbassenget; følgelig er det ikke et permanent sykehus.

Ris. 3. Arten av utviklingen av depresjonstrakter når vanninntaket er lokalisert på avstand og nær elven

La oss i denne forbindelse huske den hydrogeologiske (hydrodynamiske) rasjonaliteten vanninntak Det viser seg at det er steder hvor det er mer lønnsomt å lokalisere et vanninntak enn et sted i nærheten: parametrene er bedre, den gunstige balanseeffekten av grenseforhold manifesteres lettere. Slike områder kan først og fremst betraktes som «grunnvannsforekomster».

Vurderingen av tiltrukket ressurser er en økning i naturlig ernæring på grunn av intensiveringen av "gamle" prosesser og fremveksten av "nye". Balansevurderingen skal «beregne» slike muligheter; videre kan vi bare estimere deres maksimale intensitet, basert på naturen til prosessene som gir ressursene involvert.

Det klareste eksemplet: dannelsen av tiltrukket ressurser på grunn av den forårsakede tilstrømningen fra elven. I dette tilfellet bør balansevurderingen av den mulige mengden tiltrukket ressurser være spesielt nøye i bassengene til små elver, hvis strømning er sammenlignbar med fremtidig grunnvannsuttak.

La oss vurdere to alternativer.

1 . Elva er en gjennomgangselv for forekomsten, d.v.s. forsenkningstrakten dekker ikke helt oppstrøms del av elvebassenget (fig. 4. 1). Hvordan vurdere den potensielle mengden elvestrømattraksjon? Det ser ut til at ut fra «innkommende» elveføring pr øvre grense forventet område med depresjon? Nei, du må forstå at fullstendig avskjæring av elvestrømmen i feltområdet ikke alltid er akseptabelt; Som regel må mengden "sanitær" reststrøm (minimum som er nødvendig for å opprettholde landskapet og andre funksjoner i elven) avtales med bassengtilsynsmyndighetene. Følgelig balansevurderingen av tiltrukket ressurser

2 . Elva er "virkelig liten", dvs. forsenkningen fra vanninntaket dekker fullstendig nedslagsfeltet oppstrøms (fig. 4. 2). Tilsynelatende er det i en slik situasjon mer riktig å anta at det ikke er balansemessige attraksjonsmuligheter (), siden etter en fullstendig mulig fullstendig inversjon av grunnvannsutslipp vil elveføringen innenfor feltsonen være null. Du trenger bare å forstå at en slik modell bare kan brukes til balanseberegninger, siden i reell vannuttak er inversjonen av utslipp på flankene delvis, og derfor kan den gjenværende delen av elvestrømmen fortsatt danne en tilstrømning fra elven i området nærmest vanninntaket.

Som allerede understreket, tar balansevurderingen ikke hensyn til vanninntakssystemet (dvs. plassering, utforming og utforming av vanninntaksstrukturen). Ved vurdering av driftsreserver for et reelt oppgitt behov skal det imidlertid fastsettes (begrunnes, beregnes).

Derfor utføres faktiske EZ-beregninger ved å bruke en av to hovedmetoder: hydrodynamisk eller hydraulisk (hver av dem har modifikasjoner).

ressursreserve underjordisk vann

Kapittel III. Vurdering av operative grunnvannsreserver

3.1 Metoder for fastsettelse av operasjonelle reserver

Som allerede nevnt omfatter driftsreserver grunnvannsreserver som er eller på et bestemt tidspunkt kan være involvert i utnyttelse. Det er åpenbart at operative reserver, studert i detalj tilsvarende kategoriene P, C, B eller A, først og fremst er av praktisk interesse. Hver kategori er underlagt visse krav, for eksempel de som er utviklet av State Reserves Commission (GKZ).

Det skal også bemerkes at metodikken for å bestemme reserver i betydelig grad påvirker begrunnelsen og valg av metoder for søk og utforskning av grunnvannsforekomster, spesielt sistnevnte. I denne forbindelse er valget av metodikk for å vurdere grunnvannsreserver i henhold til ulike kategorier av kunnskap svært ansvarlig.

Som bemerket av N.I. Plotnikov (16), for en rimelig vurdering av grunnvannsreservene, er det tilrådelig å dele dem inn i to grupper. Den første av dem inkluderer forekomster innenfor hvilke vanninntak er lokalisert i områder med grunnvannsoppfylling (elvedaler, etc.). Dette er hovedsakelig avsetninger av infiltrasjonstype.

Den andre gruppen inkluderer forekomster begrenset til dreneringsområder. Slike forekomster utnyttes ofte under forhold med ustabile strømninger, spesielt med en høyere vanninntakshastighet enn ressursmengden som brukes (filtreringsforekomster).

Ved vurdering av utnyttbare reserver av grunnvann, spesielt høye kategorier, er det nødvendig å ta hensyn til grenseforholdene i plan (uavgrenset eller halvavgrenset reservoar, reservoarstripe med ulike grenser, sirkulær kontur, etc.) og i snitt (fri- strømningsreservoar med infiltrasjonsmating, trykk når det strømmer ovenfra eller under, etc.), samt startforhold (med en svak nivåsvingning, en betydelig nivåfluktuasjon, etc.).

Ved beregning av reserver blir det opprinnelige nivåmerket vanligvis ansett som minimumsverdien, avslørt under rutineobservasjoner.

3.1.1 Hydrodynamisk metode

Denne metoden brukes for skjematisert naturlige forhold tar hensyn til samspillet mellom brønner, deres driftstid, samt grenseforhold i plan og seksjon (dvs. beregningen utføres i forhold til standard designskjemaer). De største ulempene er manglende evne til å ta tilstrekkelig hensyn til designfunksjonene til brønner og horisontens heterogenitet. Ved bruk av metoden anses formasjonen som homogen, det vil si gjennomsnittsverdien av hovedparametrene (Km, EN og så videre.). I hovedsak kommer beregning av reserver ved hjelp av den hydrodynamiske metoden ned på å bestemme produktiviteten til det beregnede vanninntaket for den nødvendige perioden (oftest - 10 000 dager, dvs. 27 år).

Mengden nivåreduksjon i den utnyttede akviferen bør ikke overstige verdien av maksimalt tillatt reduksjon (Sm). Sistnevnte for en ikke-avgrenset formasjon bør ikke overstige 0,5 - 0,6 m, hvor m er tykkelsen på horisonten. Hvis formasjonen er veldig tykk (ca. 50 m eller mer), kan den økes til 2/3 av verdien m. Lavtrykksformasjoner, med en fallhøyde på ca. 5 m eller mindre, anses vanligvis som uavgrensede. For trykkformasjoner overstiger Sm vanligvis ikke trykkverdien, unntatt tykke formasjoner som kan utnyttes i trykkfri modus (dvs. med drenering med 2/3 av m).

Den hydrodynamiske metoden for å beregne grunnvannsreserver er anvendelig i mange tilfeller, men i en rekke hydrogeologiske situasjoner er bruken uhensiktsmessig, spesielt i tilfeller der det ikke er mulig å nøyaktig skjematisere naturlige forhold eller ta hensyn til den betydelige heterogeniteten til akviferen ved hjelp av hydrodynamiske formler. Mulighetene til den hydrodynamiske metoden utvides betydelig når det gjelder å ta hensyn til kompleksiteten og heterogeniteten til akviferer, hvis den ikke brukes som en tradisjonell analytisk løsning, som krever en veldig streng skjematisering av naturlige forhold, men i versjonen av rutenettmodellering av driften av et designvanninntak ved bruk av endelige forskjeller eller elementmetoder ved bruk av spesielle dataprogrammer.

Ved estimering av reserver ved hjelp av den hydrodynamiske metoden beregnes vanligvis mengden av nedgang i akvifernivået på det mest ugunstig plasserte punktet (for eksempel i sentrum av vanninntaket, hvor det vil være størst) ved slutten av levetiden . Verdien av reduksjonen i nivået S oppnådd ved beregning sammenlignes med verdien av Sm If S ? Sm, reserver ved en gitt vanninntakskapasitet anses som sikre. Dette regnestykket avgjør totale reserver, vanligvis i kategori C. Deres mer nøyaktige indeksering avhenger hovedsakelig av typen brønn (dens diameter, etc.), antall pumpebrønner, størrelsen og varigheten av nivånedgangen, etc. For å løse dette problemet brukes først og fremst kravene i GKZ-instruksjonene.

3.1.1.1 Ubegrenset akviferområde

Den mest kjente bruken for å løse dette problemet er "big well"-metoden, som er basert på ligningen:

S = SВН + Sс,

hvor S er den fullstendige reduksjonen i vannstanden i brønnen som ligger i sentrum av designvanninntaksområdet, redusert til den "store brønnen"; SВН - reduksjon i nivået av akviferen på grunn av driften av alle brønner som påvirker den sentrale (eksterne); Sc er en ytterligere reduksjon i nivået i den sentrale brønnen, som følge av sin egen drift, tar hensyn til perfeksjon og plassering i systemet med samvirkende brønner (egne).

Den eksterne reduksjonen i SВН er funnet ved likhet (her og nedenfor for trykkvann):

hvor er Q? - total strømningshastighet for systemet med konstruerte brønner, m3/dag; R0 er radiusen til den "store brønnen", og Rп er den reduserte påvirkningsradiusen til vanninntaket, m (system av samvirkende brønner; bestemt av likheten:

R p = 1,5uvaf - her er f driftstiden for vanninntaket, dager; f tas vanligvis lik 10 000 dager).

Denne ligningen er anvendelig i tilfeller der betingelsen er oppfylt: for en lineær serie av brønner eller for et ringsystem av brønner.

Mengden nivåreduksjon i den sentrale brønnen på grunn av eget arbeid er funnet ved ligningen:

hvor Q er brønnstrømningshastigheten, m3/dag; rп - redusert radius av brønnens innflytelsesområde og rc - radius av brønnen, m; O , - filtreringsmotstand, tatt i betraktning ufullkommenheten til brønnen, ikke-dimensjonal (dimensjonsløs finnes i referansetabellen).

For lineært vanninntak rп = и R0 = 0,2 L, hvor b er avstanden mellom brønnene i den lineære raden, og L er lengden på raden med vanninntaksbrønner, m.

Ris. 5 Layout av lineære brønner i et ubegrenset reservoar

Dermed vil vannreservene til et lineært vanninntak innenfor et område med en tilførselsradius Rп i et ubegrenset reservoar bestemmes av strømningshastigheten QU, noe som sikrer en reduksjon i S, som finnes av ligningen:

3.1.1.2 Halvbegrenset reservoar

Halvbundne akviferer anses å være de som har en fjern grense på en eller flere sider som ikke nås av en forsenkningstrakt som dannes under driften av vanninntaket.

De gjenværende grensene (eller grensen) har ofte enten et konstant trykk (elv, reservoar) eller en konstant - opp til null verdier - strømning. I det første tilfellet vil tilstrømningen av vann til vannbrønnene strømme i større mengder sammenlignet med det andre alternativet.

Den innledende relasjonen for å beregne reserver har samme form som den første ligningen. Den numeriske verdien av Sin avhenger i stor grad av grensebetingelsene. Spesielt for en grense med konstant trykk kan den bestemmes av avhengigheten:

Hvor l- avstand fra vanninntaksledningen til kretsen med konstant trykk, m (andre betegnelser er de samme).

Verdien av Sc er funnet ved å bruke ligningen:

brukes til å bestemme reserver i et uavgrenset reservoar. Hvis det er en grense med en ugjennomtrengelig kontur (strømningshastigheten over grensen er 0), brukes ligningen

Hvor l- avstand til den ugjennomtrengelige konturen, m. Fordypninger i den sentrale brønnen finnes også ved likheten S = SВН + Sс.

3.1.1.3 Lagremse med to avgrensninger

Akviferer av denne typen (i henhold til grenseforhold) har forskjellige konturer, hvis mangfold ofte kan reduseres til to typer - med konstant trykk og med konstant strømning - og deres kombinasjon (3 alternativer). I dette tilfellet vil grensebetingelsene i hovedsak bare påvirke verdien av Sin.

1. alternativ - begge grenser med konstant trykk. I forhold til dette alternativet

hvor z er bredden av stripen (dvs. akviferen), m; z1 - avstand fra vanninntaket til nærmeste krets, m.

Andre alternativ - begge kretsene er vanntette. I dette tilfellet brukes ligningen

der z2 er avstanden til en mer fjern kontur, m.

Tredje alternativ - en krets med konstant trykk, den andre - ugjennomtrengelig. I dette tilfellet bestemmes reduksjonen av likestillingen

og i dette tilfellet z 1 - avstand til kretsen med konstant trykk.

3.1.1.4 Formasjoner med sirkulær matekrets

De mest typiske tilfellene er en ugjennomtrengelig krets og en krets som strøm oppstår overalt. Ligningen S = SВН + Sс brukes også for beregningen. For å bestemme Sin for et trykkreservoar med en sirkulær ugjennomtrengelig kontur, brukes likheten:

hvor Rк er radiusen til den sirkulære konturen, m. Bruken av denne ligningen er mulig hvis driftstiden til vanninntaket (f) er mer enn 360 dager.

Når det gjelder en krets med sirkulær strømforsyning, har denne ligningen formen

Hovedbetingelsen for anvendelse av de fleste formlene som er gitt når man fremhever den hydrodynamiske metoden for å vurdere reserver, er avstanden til de ytterste brønnene i vanninntaksraden fra nærmeste reservoargrense. For et lineært arrangement av brønner må det overstige 2,5 R0, og for en ringrekke - 1,6 R0.

Det skal også bemerkes at hvis de utnyttede akviferene ikke er begrenset, er det i formlene ovenfor nødvendig å erstatte uttrykket 2mS med H2-h2, der H er tykkelsen på den ubegrensede horisonten, og h er høyden på restvannet. kolonne i brønnene etter at vannstanden i dem synker, m .

3.1.2 Hydraulisk metode

Grunnlaget for den hydrauliske metoden for å bestemme grunnvannsreserver er data (empiriske avhengigheter) innhentet som et resultat av eksperimentell og eksperimentell pumping, eller pilotutnyttelse av akviferen.

I tillegg til strømningshastighetene oppnådd i prosessen med disse arbeidene, brukes også interpolering av strømningshastighetskurver (avhengighet av Q på S), konstruert basert på resultatene av eksperimentelt arbeid. De mest pålitelige resultatene oppnås ved minst tredobling av nivået ved forskjellige strømningshastigheter. Denne metoden gjør det mulig å ta hensyn til designfunksjonene til brønner, deres relative plassering og strukturen til vannførende sedimenter. Dens ulemper er manglende evne til å ta hensyn til endringer i strømningshastigheten til vanninntak over tid, og i tillegg manglende evne til å forutsi påvirkningen av grenseforhold for formasjoner på produktiviteten til vanninntak.

Det er også nødvendig å ta hensyn til at mer nøyaktige resultater kan oppnås fra enkeltopererende brønner under steady-state filtreringsforhold. Men for å tilnærmet løse problemer kan metoden også brukes ved bruk av data fra samvirkende brønner. Dessuten er det i dette tilfellet nødvendig å oppnå stabilisering av nivået (eller kvasi-stasjonært regime) i hele innflytelsessonen til pilotarbeidet. I slike tilfeller kan nivåreduksjonen på grunn av driften av samvirkende brønner (S) bestemmes av ligningen

hvor S0 er reduksjonen i nivået i den sentrale brønnen til gruppevanninntaket når det opererer med den dimensjonerte strømningshastigheten, ofte bestemt fra strømningshastighetskurven innenfor grensene for tillatt interpolasjon; DSi - nivåkutt i denne brønnen på grunn av driften av hver brønn i av n andre designbrønner (bestemt under enkelt-, par- eller gruppepumping); Qi er strømningshastighetene til de tilsvarende brønnene under pilotarbeid, som forårsaket kutting av DSi-nivåer i den sentrale brønnen; Qi er designstrømningshastighetene til de samme brønnene.

De mest nøyaktige resultatene av å bestemme S ved hjelp av ligningen oppnås for infiltrasjonsfelt med konstant fôring. Den resulterende verdien av S sammenlignes med Sm. I tillegg til den vurderte metodikken inkluderer den hydrauliske metoden for å estimere driftsreserver også metoden for depresjonstrakter, foreslått av N.I. Plotnikov (17).

3.1.3 Kombinert bruk av hydrodynamiske og hydrauliske metoder

Fordelene og ulempene ved de hydrauliske og hydrodynamiske metodene for å vurdere driftsreservene til grunnvannsforekomster, notert i de foregående avsnittene, viser at det i mange tilfeller er tilrådelig å bruke dem sammen. I dette tilfellet er det mulig å ta hensyn til designfunksjonene til vanninntaksbrønner, deres interaksjon og heterogeniteten til hydrogeologiske seksjoner, samt driftstiden til brønnene og egenskapene til grenseforholdene til formasjonene.

En av hovedbetingelsene for vellykket bruk av denne metoden er at i prosessen med å bestemme reserver bevares de samme grensene for akviferer, primært i plan, som var tilgjengelige i perioden med eksperimentelt arbeid utført i forbindelse med vurdering av de hydrogeologiske parametrene til disse horisontene. Derfor er den først og fremst anvendelig i forhold med uavgrensede akviferer eller strata-striper med ugjennomtrengelige grenser.

Beregning av reserver ved bruk av denne teknikken, så vel som andre metoder, handler om å finne mengden nivåreduksjon S i den mest ugunstig plasserte brønnen (vanligvis sentral i et system av samvirkende brønner) og sammenligne den med Sm.

I det første trinnet av beregningene bestemmes en ytterligere reduksjon (kutt) i nivået i en ugunstig plassert brønn i designvanninntaket når den fungerer som en enkelt brønn ved slutten av levetiden:

hvor S0 er reduksjonen i nivået i brønnen ved den dimensjonerte strømningshastigheten (bestemt fra kurven for avhengigheten av strømningshastigheten på reduksjonen, konstruert i henhold til eksperimentelle pumpedata), m; Qop er brønnstrømningshastigheten under prøvepumping og Qe er brønndesignstrømningshastigheten, m3/dag; z1 - reduksjon i nivået i brønnen for tid f1 fra starten av eksperimentell pumping; z2 - reduksjon i nivået i brønnen etter tid f2 (oftest ved slutten av den eksperimentelle pumpingen); f e - levetid for vanninntaket.

I det andre trinnet av beregningene bestemmes nivåavskjæringen i samme designbrønn når den samhandler med andre brønner ved slutten av vanninntakets levetid (i henhold til gruppepumpedata):

hvor Dz1, er nivåkuttet i designbrønnen under gruppeeksperimentell pumping etter tid f, fra begynnelsen; Dz2 - kutte av nivået i samme brønn etter tid f 2 fra starten av pumpingen (oftest ved slutten av pumpingen).

Den totale reduksjonen S finnes som vanlig ved å bruke ligningen og sammenlignes med maksimalt tillatt reduksjon (Sm).

Hvis gruppepumping ikke ble utført fra nabobrønner, men enkeltpumpinger ble utført vekselvis fra hver og på grunn av dem, ble det oppnådd nivåkutt, omregnet ved slutten av levetiden til vanninntaket: DS1, DS2, ..., DSn , da er den generelle nedgangen i den ugunstig plasserte brønnen lokalisert som

Avskjæringsverdiene DSi ved slutten av vanninntakets levetid er funnet (for hver av dem separat) basert på enkeltpumpedata ved å bruke ligningen gitt ovenfor. På samme måte kan nivåreduksjonen i en hvilken som helst av de samvirkende brønnene til et gitt vanninntakssystem beregnes om nødvendig.

3.1.4 Balansemetode

Ved bruk av balansemetoden for vurdering av reserver tas det hensyn til inngående og utgående komponenter i balansen av grunnvannsforekomster. Den innkommende delen er infiltrasjon av atmosfærisk nedbør, overflatevann, samt tilstrømning av vann fra naboakviferer. Forbruksdelen er fordampning (for grunnvann), utløp til overflatemagasiner, vassdrag og andre utslippssteder på dagoverflaten, overløp til naboakviferer.

Balansemetoden bestemmer først og fremst de generelle mulighetene for å utnytte grunnvann i forekomstområdene. De må tilfredsstille ligningen

der Qр - regionale naturlige grunnvannsressurser, numerisk lik strømningshastigheten til grunnvannstrømmen; Ve - naturlige grunnvannsreserver; b - koeffisient for praktisk utvinning av naturlige grunnvannsreserver (vanligvis fra 0,3 til 0,6).

Balanseberegninger brukes som regel kun i kombinasjon med hydrauliske og hydrodynamiske metoder for vurdering av driftsreserver, siden de ikke gjør det mulig å beregne nedgang i vanninntaksbrønner og er regionale.

Den viktigste ved bruk av denne metoden er inntektsdelen av balansen, som består av mengden naturreserver og regionale naturressurser.

Ved bestemmelse av naturreservater oppstår de største vanskelighetene i prosessen med å oppnå vannavkastningsverdien µ. Det er mest hensiktsmessig å bestemme sistnevnte for grunnvannsakviferer, ifølge N.N. Bindeman, basert på eksperimentell pumping fra brønner i henhold til ligningen:

hvor b er koeffisienten funnet fra grafen gitt i arbeid (1), avhengig av S1 og S2 for et gitt forhold; Q - strømningshastighet for den sentrale brønnen, m3/dag; f er tidspunktet for eksperimentell pumping, dager; r1 - avstand til nær og r2 - til fjern observasjonsbrønner, m; S1 - nedgang i nivå under pumping i nær (mot sentral) og S2 - i fjern observasjonsbrønner, m.

Det er mulig å bestemme vannutbytte basert på resultatene av rutinemessige observasjoner, men med mindre nøyaktighet. I dette tilfellet kan du for eksempel bruke ligningen til G.N. Kamensky i endelige forskjeller (18).

Å finne regionale naturressurser i prosessen med å bruke balansemetoden bør gjennomføres, i henhold til anbefaling fra N.N. Bindeman, basert på en vurdering av mengden påfylling av akviferen ved nedbør i henhold til ligningen:

der W er infiltrasjonen av atmosfærisk nedbør per arealenhet av vannoverflaten til akviferen, m/dag; F er arealet av akviferens ladeområde, bestemt fra det hydrogeologiske kartet, m2.

Ganske arbeidskrevende studier må utføres for å bestemme mengden av nedbørinfiltrasjon. For denne N.N. Bindeman anbefaler spesielt ligningen til G.N. Kamensky i begrensede forskjeller med ustø bevegelse av grunnvann. Ved å bruke denne teknikken kan den gjennomsnittlige årlige infiltrasjonshastigheten beregnes ved hjelp av ligningen

Lignende dokumenter

Klassifisering av innskuddsreserver i henhold til graden av leting. On-balanse og off-balance reserver av faste mineraler. Stadier for å identifisere ressursene deres. Kategorier av operasjonelle, prospektive og prognoserte ressurser for grunnvann, olje og gass.

presentasjon, lagt til 19.12.2013

Administrativ og fysisk-geografisk plassering av vanninntaket. Hydrogeologiske forhold i arbeidsområdet. Vurdering av forutsagte driftsressurser av grunnvann Kirov-regionen og deres forsyning av husholdnings- og drikkevannsforsyningsbehov.

kursarbeid, lagt til 27.10.2014

Geologisk struktur og hydrogeologiske forhold i arbeidsområdet, grunnleggende sikkerhetstiltak under gjennomføringen. Begrunnelse for hydrogeologiske parametere vedtatt for vurdering av operative grunnvannsreserver. Vurdering av kvaliteten på mineralvann.

kursarbeid, lagt til 20.05.2014

Metode for geologiske blokker og parallelle seksjoner for beregning av fossile reserver. Fordeler og ulemper med metodene som vurderes. Anvendelse av ulike metoder for vurdering av operative grunnvannsreserver. Bestemmelse av underjordisk strømningshastighet.

presentasjon, lagt til 19.12.2013

Generell forståelse av olje- og gassressurser og reserver. Økonomiske kriterier i ny klassifisering reserver og anslåtte ressurser. Et eksempel på revaluering av innskuddsreserver i områder av det ikke-allokerte undergrunnsfondet til den sibirske plattformen i henhold til den nye klassifiseringen.

sammendrag, lagt til 19.04.2011

Fysiografisk plassering, tektonikk, stratigrafi, geomorfologi og hydrogeologi i området. Analyse av driften av vanninntak. Vurdering og revurdering av operative grunnvannsreserver ved bruk av modelleringsmetoden, reduserer nivåer i vanninntaksbrønner.

avhandling, lagt til 15.06.2014

Hoved og tilhørende mineraler og komponenter. Konseptet med reserver og ressurser av olje, brennbare gasser og kondensater. Deres kategorier, grupper og formål. Metoder for beregning av innskudd, vurdering av predikerte ressurser. Beredskap for utforskede forekomster.

jukseark, lagt til 13.08.2013

Geologiske og hydrogeologiske forhold i territoriet. Krav til grunnvannsreserver brukt til sentralisert vannforsyning. Klassifisering av industrielle kategorier av reserver. Grunnvannskvalitet og eksempel på beregning av sanitær vernesone.

kursarbeid, lagt til 12.02.2014

Konseptet med grunnvann som naturlig vann som er under jordens overflate i en mobil tilstand. Grunnvannets rolle i løpet av den geologiske utviklingen av jordskorpen. Geologisk arbeid av grunnvann. Deltagelse av grunnvann i dannelsen av skred.

presentasjon, lagt til 10.11.2013

Telling og omberegning av varelager ved hjelp av ulike metoder. Plassering av olje- og gassfelt i verden. Ukonvensjonelle ressurser og muligheter for implementering. De viktigste økonomiske kriteriene i den nye klassifiseringen av reserver og spådde ressurser av olje og brennbare gasser.

I følge synet økonomisk bruk alt grunnvann er delt inn i fersk (lavmineralisert), brukt til å organisere husholdnings- og drikkevannsforsyning og landbruksvanning (drikking, teknisk, vanning); mineralmedisinsk vann brukt til organisering av sanatorium-resortbehandling eller som kantiner og terapeutisk vann; industrielle mineraler, som er råvarer for produksjon av industrielt verdifulle komponenter (hydrominerale råvarer); termisk, eller termisk energi, brukt som en kilde til termisk energi.

Grunnvannsressurser I analogi med andre typer mineraler er begrepet "grunnvannsforekomst" mye brukt i hydrogeologi, som skal forstås som et balanse-hydrodynamisk element i den underjordiske hydrosfæren, innenfor hvilket det er mulig å skaffe (utvalgt) grunnvann av en viss sammensetning og kvalitet i tilstrekkelig mengde for deres økonomisk gjennomførbare bruk. I dette tilfellet betraktes ethvert begrenset element i den underjordiske hydrosfæren som et balanse-hydrodynamisk element, dvs. Grensene for en forekomst, i motsetning til en hydrogeologisk region, kan ikke bare være naturlige grenser av en eller annen type, men også betingede (kalkulerte) balanse-hydrodynamiske grenser.

Grunnvannsressurser og -reserver Ved vurdering og karakterisering av grunnvannsmengdene i hydrogeologisk litteratur brukes begrepene "reserver" og "ressurser". Noen ganger regnes de som synonymer, men dette er ikke sant. Begrepet grunnvannsressurser ble introdusert på 1930-tallet. F.P. Savarensky spesielt for å understreke de unike egenskapene til mineralet "grunnvann" - deres fornybarhet. I samsvar med ideene til F.P. Savarensky (1934), B.I. Kudelin (1960) og andre forskere, begrepet "reserver" skal forstås som mengden vann (volum, masse) som finnes i elementet av hydrosfæren som vurderes (akvifer, horisontseksjon, forekomst, etc.); under begrepet "ressurser" - mengden av deres fornyelse (påfylling) under naturlige forhold eller under driftsforhold over en viss tidsperiode (forbruk).

Naturreservater Naturreservater representerer massen (volumet) av grunnvann som finnes i elementet av den underjordiske hydrosfæren som vurderes (formasjon, formasjonsområde, formasjonssystem, etc.). I sin tur er de delt inn i såkalte kapasitive reserver, bestemt av mengden vann som trekkes ut under drenering av formasjonen, og elastiske reserver, som dannes når det piezometriske nivået (formasjonstrykket) av trykksatt grunnvann synker pga. utvidelse av vann og komprimering av mineralskjelettet i formasjonen.

Naturressurser Naturressurser (natur-antropogen under påvirkning Økonomisk aktivitet), ifølge F.P. Savarensky, B.I. Kudelin og andre representerer en næret tilstrømning (påfylling) av grunnvann av elementet som vurderes, lik mengden vann som kommer inn i det per tidsenhet (strømning) under naturlige forhold på grunn av infiltrasjon av atmosfærisk nedbør, filtrering fra elver og innsjøer, overløp fra over- og underliggende horisonter, tilsig fra tilstøtende områder. Dermed kan de defineres som summen av de innkommende elementene i vannbalansen til en akvifer (forekomst, etc.) under naturlige forhold. De strengeste naturressursene kan karakteriseres ved den gjennomsnittlige årlige verdien av etterfylling (fornyelse) av grunnvannsreserver over en langsiktig periode (norm), som kan uttrykkes ved strømningshastighet (m3/år), den gjennomsnittlige årlige verdien av påfyllingsmodul (l/s km2), etc. Det som er viktig er at den gjennomsnittlige langsiktige karakteren til disse verdiene gjør det mulig å uttrykke dem i verdier med ulik sikkerhet (50, 95 %, etc.) .

Ressurser og reserver av grunnvann Tiltrukne ressurser bestemmes av en økning i grunnvannstilførselen til det aktuelle elementet under driftsforhold på grunn av forekomst eller intensivering av filtrering fra elver og innsjøer, strømning fra tilstøtende horisonter osv. Spesielle kategorier, kun karakteristiske. for mineralet "grunnvann", er kunstige reserver og ressurser. Med kunstige reserver menes massen (volumet) av grunnvann i et reservoar, dannet på grunn av kunstig vanning av permeable (men umettede) bergarter, såkalt lagring av grunnvann. Kunstige ressurser bestemmes av mengden vann (påfyll) som kommer inn i akviferen (felt, etc.) som følge av spesielle tiltak for kunstig etterfylling av grunnvann.

Grunnvannsressurser og -reserver Begrepene "utnyttbare reserver" og "utnyttbare ressurser" anses ofte som synonyme. Driftsreserver - mengden vann (strømningshastighet, m3/døgn) som kan oppnås på feltet ved bruk av en teknisk og økonomisk rasjonell vanninntaksstruktur under en gitt driftsmåte og med vannkvalitet som oppfyller kravene til tiltenkt bruk under estimert periode med vannforbruk, forutsatt at det ikke er økologisk negative konsekvenser drift (uakseptabel skade på elvestrømmen, overtørking av landskap, etc.). For vanninntak for ferskvann som brukes til å organisere husholdnings- og drikkevannsforsyning til befolkede områder og nasjonale økonomiske anlegg, er den estimerte perioden med vannforbruk vanligvis 25–50 år. I noen tilfeller, for spesielt viktige objekter, kan denne perioden være ubegrenset. For midlertidige vanninntak settes fristene i henhold til prosjekteringsspesifikasjonene.

Generelt er driftsreservene til en grunnvannsforekomst knyttet til andre kategorier av reserver og ressurser ved følgende balanseligning: der Q E – operasjonelle reserver av grunnvann, Q Z – naturreserver (kapasitive eller elastiske), Q E – naturressurser, Q P – tiltrukket ressurser , Q И – kunstige ressurser, α 1, 2... – såkalte utnyttelsesfaktorer, t – levetid.

Kilder for dannelse av operasjonelle reserver av ferskt grunnvann Analyse av balanseligningen ovenfor viser at i fravær av fornyelse (Q E, Q P, Q I), er de operasjonelle reservene av grunnvann i et felt alltid begrensede, siden verdien som karakteriserer naturreservater (Q 3) har en tendens til 0 ved t. Og omvendt, hvis de er tilgjengelige, i samsvar med definisjonen av F.P. Savarensky, grunnvannsreserver er uuttømmelige innenfor grensene for deres fornyelse. Utnyttelsesfaktorer (α 1.2...) er svært kontroversielle og vanskelig å fastsette verdier. I denne forbindelse er balansen ("deltabalansen") ligningen for operativt vannuttak (R.S. Shtengelov) mer praktisk: der V er den brukte verdien av naturreservater, Q p er endringen i strømningsdreneringshastigheten (totalt for alle typer av naturlig utslipp) i området med påvirkning av vannuttak, Q P – endring i verdien av grunnvannspåfylling (totalt for alle typer påfyll) i samme område.

Kilder til dannelse av operasjonelle reserver av ferskt grunnvann Forholdet mellom ulike kategorier av "reserver" og "ressurser" av grunnvann og deres rolle i dannelsen av hovedkategorien "operative reserver" er for tiden preget av konseptet balansestruktur (kilder). av dannelse) av driftsreserver av grunnvann. Typen balansestruktur for reserver bestemmes hovedsakelig av typen grunnvannsforekomst og betingelsene for tilkobling av den utnyttede akviferen med områder med infiltrasjonsladning, overflatevann og tilstøtende (direkte uutnyttede) akviferer. I tillegg, for mange typer grunnvannsforekomster, endres balansestrukturen til driftsreserver (vanninntak) betydelig under drift, noe som bestemmer betydelige vanskeligheter i prognosen for hele levetiden til vanninntak.

Hovedtyper av ferske grunnvannsforekomster Ferskt (med en mineralisering på mindre enn 1,0 g/l) og i visse tilfeller lett mineralisert (opptil 2,0 – 3,0 g/l eller mer) grunnvann kan betraktes som grunnvann til husholdnings- og drikkeformål ., brukes til drikkevann og kommunal vannforsyning til befolkede områder, industribedrifter og landbruksanlegg, samt til vanning (drikke-, teknisk- og vanningsvann). Hovedforutsetningene for eksistensen av en forekomst av grunnvann til husholdnings- og drikkeformål anses vanligvis å være tilstedeværelsen av: ferskt eller lett brakk grunnvann som oppfyller kvalitetsstandardene til GOSTs for drikkevann eller spesifikke standarder for vann til husholdningsformål; vannførende (vannførende) bergarter med relativt (sammenlignet med nærliggende områder) høye verdier av kapasitive og filtreringsegenskaper, noe som sikrer dannelsen av et visst volum av grunnvannsreserver og muligheten for valg av dem på en rasjonell måte teknisk og økonomisk angående vanninntaksstrukturer ( forskjellige typer) i mengder tilstrekkelig til å tilfredsstille eksisterende behov; gunstige forhold for dannelse av infiltrasjonspåfylling av grunnvann i en produktiv akvifer, mulig tilsig fra tilstøtende lag eller områder av territoriet, filtrering fra elver og andre faktorer, som bestemmer gunstige forhold for dannelse av påfyll av reserver under naturlige forhold og under driftsforhold ; forbruker (oppgitt behov) på en avstand som sikrer økonomisk rasjonell utnyttelse av feltet.

Hovedtyper av ferske grunnvannsforekomster For tiden regnes følgende forekomster vanligvis som hovedtyper av grunnvannsforekomster for husholdnings- og drikkeformål: 1) grunnvann i elvedaler; 2) artesiske bassenger av plattformtype; 3) artesiske bassenger med forsenkninger mellom fjell og alluviale vifter; 4) strukturer og massiver med begrenset areal av oppsprukket eller karstbergarter og strømmer av vann med sprekker i soner med tektoniske forstyrrelser; 5) grunnvann av sandmasser; 6) intermorene avsetninger; 7) grunnvann i området der permafrost forekommer.

Grunnvannsforekomst i en elvedal a – hydrogeologisk del av forekomsten: 1 – løse alluviale avsetninger; 2 – berggrunn; 3 - grunnvannsnivå under naturlige forhold; 4 - det samme under drift; 5 – kilder; 6 - naturlig strøm av grunnvann, "invertert" av vanninntaksstrukturen; 7 - tilsig fra elven; 8 - utslipp av grunnvann til elven, som fortsetter under drift av vanninntaket; 9 - vanninntaksbrønner; b – typisk struktur for operativt vanninntak: 1 – naturreservater; 2 - inversjon av naturlig lossing (naturressurser); 3 – tiltrukket ressurser

Grunnvannsforekomst i et artesisk basseng av plattformtype a – hydrogeologisk del av forekomsten: 1 – alluviale avsetninger; 2 - kiselgur (diatoméleire); 3 - brukket opoki (produktiv horisont); 4 - leire; 5 - mergel; 6 - sandsteiner, siltsteiner; b – forutsagt balansestruktur for operativ vannuttak: 1 – naturlige (elastiske) reserver i den nedre eocene horisonten; 2 - naturreservater i den alluviale horisonten; 3 – tilsig fra elven gjennom den alluviale akviferen (tiltrukket ressurser).

Grunnvannsforekomst i en intradalvifte a – hydrogeologisk del av forekomsten: 1 – prekvartære sedimenter; 2 - loams; 3 - sand med stein-steinformasjoner; 4 - sand; 5–7 – grunnvannsnivåer (5 – fri, 6 – trykk i øvre lag, 7 – trykk i mellomlag); 8 - trykk i brønnen; 9 - kilder og utslipp i elveleiet; 10 - retninger for bevegelse av grunnvann; b – forutsagt balansestruktur for operativt vannuttak: 1 – naturressurser, 2–3 – reserver av henholdsvis øvre og nedre akviferer

Avsetninger av strukturer og massiver av sprukne bergarter og karstbergarter begrenset i areal og strømmer av vann med spalteårer fra soner med tektoniske forstyrrelser Som en uavhengig type avsetninger er de hovedsakelig karakteristiske for territoriet til foldede regioner (Urals, Altai-Sayan-regionen, etc.). Frakturerte bergarter av enhver sammensetning kan være vannførende, men nesten alltid de mest lovende er områder (strukturer) som består av intense karstbergarter. På grunn av de relativt lave kapasitive egenskapene til oppsprukket bergarter og de begrensede størrelsene på strukturer og bruddsoner, er dannelsen av operasjonelle reserver i forekomster av denne typen assosiert med bruken av naturlige eller tiltrukket ressurser. Driftsreserver av innskudd overstiger som regel ikke 10–20 tusen m3/dag. For store strukturer sammensatt av intense karstbergarter eller svært permeable bergarter av en annen type (intensivt oppsprukkede sandsteiner, neogen-kvartære vulkanogene eller vulkansk-sedimentære bergarter, etc.), under gunstige forhold for dannelse av naturlige eller tiltrukket ressurser, vil de utnyttbare reservene av innskudd her kan nå 100 000. m3/dag eller mer.

Grunnvannsforekomster av sandmasser De er delt inn i to vesentlig forskjellige undertyper: 1) forekomster av sandmasser av ørkener og halvørkener 2) avsetninger av sandmasser av utvaskede sletter. Den første undertypen av forekomster er spesifikke, hovedsakelig assosiert med linser og begrensede områder med distribusjon av ferskvann blant vann med relativt høy mineralisering. Forekomster av denne typen kjennetegnes som regel av små mengder naturressurser og i fravær av naturlig-antropogene kilder til påfyll (vanning, filtrering fra kanaler, etc.) eller tiltrukket ressurser, dannes strukturen til operativt vanninntak her på grunn av bruk av naturlige ferskvannsreserver. Driftsreserver av forekomster overstiger vanligvis ikke 10 tusen m3/år, under forhold med intensiv naturlig-antropogen påfylling (stort elveleie og kanallinser av ferskvann) - opptil 50 tusen m3/dag. Avsetninger av sandmasser av utvaskingssletter og forekomster av grunnvann i intermoreneavsetninger, sammen med forekomster av elvedaler, er hovedtypene av forekomster av kvartære avsetninger i området med breakkumulering. Avhengig av tykkelsen og filtreringsegenskapene til vannførende bergarter, forhold for forekomst av akviferer, forbindelse med overflatevann og andre faktorer, struktur og størrelse (opptil 10–50 tusen m3/dag, i utdypet isbredaler - opptil 100 tusen m3/døgn eller mer ) driftsreserver av grunnvann i forekomster av denne typen kan være forskjellige.

Ferskt grunnvann på territoriet til Hviterussland På territoriet til Hviterussland er ferskt grunnvann assosiert med tre allestedsnærværende akviferkomplekser (øvre proterozoiske avsetninger og den øvre frakturerte sonen i den krystallinske kjelleren, devoniske avsetninger, avsetninger fra det kvartære systemet), samt akvifer komplekser av kambro-silur, silur-ordovicium, karbon, perm-trias, jura-kritt og paleogen-neogen formasjoner med fragmentarisk distribusjon. Av de ovennevnte er bare akviferkomplekset av kvartære forekomster fullstendig representert av ferskvann i drikkeregisteret; i sammenheng med eldre forekomster er ferskvann begrenset til de øvre, godt vaskede delene akviferkomplekser og med dybde erstattes de av mineralisert vann og saltlake.

Kartskjema over tykkelsen av laget av ferskt grunnvann på territoriet til Hviterussland 1 – isoliner av dypet av bunnen av laget av ferskt grunnvann, m. Utviklingsområder av laget av ferskvann med en tykkelse på mer enn : 2 – 450 m, 3 – 1000 m; 4 - feil av forskjellige rekkefølger; 5 – North Pripyat-feil; 6 - karakteristiske hydrogeokjemiske anomalier; 7 – sone for å knipe ut av det sulfat-dolomitt-mergelgipsbærende medlemmet av Nara-horisonten; 8 – de største utslippssonene for dypt mineralisert vann: I – Nord Pripyatskaya, II – Berezinskaya, III – Ubort-Ptichskaya, IV – Western Dvinskaya

40036 544.0017.6014 617.602192.64–2923.5" title=" Volum av fersk grunnvann på territoriet til Hviterussland Utbredelsesområde Volum, km 3 Tykkelse av relativt ferskvannslag, µm 2 territorier som inneholder vann ( koeffisient for Hviterussland, % bergarter 0 ,15–0,20) >40036 544,0017,6014 617,602192,64–2923,5" class="link_thumb"> 23 !} Volum av forekomsten av ferskt grunnvann på territoriet til Hviterussland Distribusjonsområde Volum, km 3 Tykkelse av det relativt ferskvannslaget, µm 2 Akkommoderende territorier (vannutbyttekoeffisient for Hviterussland, % bergarter 0,15–0,20) > .0017.602 192.64 –2923.52 350–.928, 125903.07835.46–1180.61 300– .4817.901589.23–2118.98 250– .9615.407995.207995.207915.207.529 .8119. 6.24926.50–1235.34 150 – .0814.834617.91692.69–923.58 100– .2811.432372.13355.82 –474,43 40036 544.0017.6014 617.602192.64–2923.5"> 40036 544.0017.6014 617.602192.64–2923.52 350–4005.52 350–40059 8.016 8.017 8.619 8.016 8.15. ,61 300–35035 316 ,4817.0210 594.901589.23–2118.98 250–30031 980.9615.407995.241199. 28–1599.05 200–25030 883.5214.886176.24926.50–1235.34 150 –20030 786, 0814.834617.91692.69–923.018.203.725 301.725 13355.82–474.43 "> 40036 544.0017.6014 617.602192.64–2923.5" title="(! LANG: Volum av forekomsten av ferskt grunnvann på territoriet til Hviterussland Utbredelsesområde Volum, km 3 Tykkelse av relativt ferskvannslag, µm 2 territorier som inneholder vann (vannutbyttekoeffisient for Hviterussland, % bergarter 0,15–0,20) >40036 544.0017.6014 617.602192.64–2923 ,5"> title="Volum av forekomsten av ferskt grunnvann på territoriet til Hviterussland Distribusjonsområde Volum, km 3 Tykkelse av relativt ferskvannslag, µm 2 Akkommoderende territorier (vannutbyttekoeffisient for Hviterussland, % bergarter 0,15–0,20) >40036 544.0017.6014 617.602192.64–2923.5"> !}

Grunnvannsressurser etter deler av verden og land i verden Langsiktig gjennomsnittlig elvestrøm i verden på begynnelsen av det 21. århundre. er km3/år. Den totale mengden naturlige grunnvannsressurser, d.v.s. grunnvannstilførsel i hele landområdet (unntatt Antarktis og Grønland) er ca km3/år. Fordelt på kontinent øker de fra 312 for Australia og Oceania til km3/år i Sør-Amerika (tabell). Globalt er naturlige grunnvannsressurser i gjennomsnitt 25-30 % av de totale vannressursene (total elvestrøm). Arid Australia har det minste forholdet mellom grunnvann og overflatevannressurser, Asia har et relativt lavt forhold, og Europa har det maksimale. De tørre (ørken) regionene i Australia, Afrika og Asia er mest sårbare for moderne langsiktige og intra-årlige endringer i de ressursdannende elementene i vannbalansen [Dzhamalov R.G. Grunnvannsressurser i deler av verden og land i verden /R.G. Dzhamalov, T.I. Safronova//Izvestia RAS. Geografisk serie. – – 5. – C].

Nåværende forsyning av vannressurser i deler av verden Del av verden Areal millioner km 2 Befolkning, millioner mennesker Ressurser, km3/årVanntilgjengelighet, tusen m3/år overvann (elveføring) grunnvannsforhold av grunnvannsressurser og total elveføring, % overvannsressurser grunnvannsressurser per 1 km2 per 1 person. per 1 km 2 per 1 person. Europa Asia Afrika Nord-Amerika Sør-Amerika Australia og Oseania Alt land* Inkludert Russland

Vannressurser i de seks største landene i verden etter territorium Land Areal, tusen km 2 Befolkning, millioner mennesker Overflatevannressurser (elvestrøm), km"/år Grunnvannsressurser, km"/år Forholdet mellom underjordiske vannressurser og total elvestrøm , % Vanntilgjengelighet for landet overflate grunnvannsressurser, tusen m 3 /år 1 km 2 1 innbygger Brasil / /14.0 India / /0.4 Canada / /33.0 Kina / /0.4 Russland / /6.3 USA / /3.2 All land / /1.9

Grunnvannsressurser i Hviterussland I republikken Hviterussland er sentralisert vannforsyning til byer, urbane og landlige bosetninger, industribedrifter basert på bruk av ferskt grunnvann med godkjente driftsreserver, begrenset til akviferer og komplekser av kvartære og pre-kvartære sedimenter av aktiv vannutvekslingssone og utføres gjennom utnyttelse som gruppevanninntak og enkeltbrønner. De anslåtte driftsressursene for ferskt grunnvann for hele republikken er estimert til tusen m3/døgn. Foreløpig er bare 13 % av antatte ressurser blitt utforsket. Den potensielle bruken av grunnvann er preget av dets naturressurser, som utgjør tusenvis av m3/døgn.

Grunnvannsressurser i Hviterussland Statens balanse av ferske grunnvannsreserver i Republikken Hviterussland per 1. januar 2010 tar hensyn til balansereservene av ferskt grunnvann til drikke- og husholdningsformål på 282 steder (vanninntak) av ferske grunnvannsforekomster: hvorav 278 lokaliteter (vanninntak) Grunnvannsreserver er delt og godkjent for drikkeformål og i 4 områder (vanninntak) for tekniske formål. De totale balansereservene av ferskt grunnvann i summen av kategoriene A+B+C 1 utgjør 6598.5923 tusen m3/dag, inkludert kategori A – 3299.6706 tusen m3/døgn, B – 2392.88343 tusen. m3/dag, C 1 – 906.03827 tusen m3/dag. Off-balanse reserver utgjør 29,3 tusen m3/dag.

Fordeling av balansereserver av ferskt grunnvann etter administrative regioner i Republikken Hviterussland fra og med byen Region Antall forekomster Driftsreserver, tusen m 3 /dag. АВС1С1 С2С2 А+В+С 1 А+В+С 1 +С Brestskaya41425,95357,64682,441865,996906,996 Vitebskaya32440,78254,2198,552 Gomel Grono 30315,743 30,26135,9 - 781,9 Minsk 79996.56848.64239.8415.52085.02500.5 Mogilev 43530.006 Totalt for republikken Hviterussland 56598.0923

Plan for hydrogeologisk sonering av Hviterussland a) Hydrogeologiske bassenger I – Pripyat (Dnepr-Donetsk) II – Orsha (Moskva) III – Baltikum IV – Brest (Mazovia-Lublin) V – Volyn-Podolsk b) A – Hydrogeologiske massiver: 1. Belorussky , 2 Voronezhsky, 14. ukrainsk; B – Hydrogeologiske bassenger: 3. Orsha, 4. Brest, 5. Pripyat, 6. Dnepr-Donets, 11. Baltic, 15. Volyn; B - Hydrogeologiske regioner: 7. Polessky, 8. Zhlobinsky, 9. Braginsko-Loevsky, 10. Latvian, 12. Mikashevichi-Zhitkovichsky, 13. Lukovsko-Ratnovsky, 16. Bobruisk, 17. Gorodok-Khatetsky.

Fordeling av predikerte ressurser og driftsreserver av grunnvann etter artesiske bassenger (per by) Administrative regioner, artesiske bassenger og elvebasseng Prognostiserte ressurser av grunnvann, tusen m 3 /dag Antall avsetningsområder Operative reserver av grunnvann etter kategori, tusen m 3 /dag Forholdet mellom utnyttbare reserver for å forutse ressurser, % АВС1С1 С2С2 Totalt ARTESISKE BASINNER Pribaltiysky8366.926285.7302.4115.9-704.08.4 Moskovsky23435.961083.44445.622at Pribaltiysky 3.622at Pribaltiysky8366.622at 37445.122at 37435.961083.44445. 9, 01937.776314.2 Brestsky4153.829349.49255.30651.4-656.19615.8 Totalt: 49596.57065. 092314.2

Fordeling av balansereserver av ferskt grunnvann etter grad av industriutvikling av summen av kategoriene A+B+C1+C2 i 2009. Region Antall forekomster Driftsreserver, tusen m 3 /døgn. АВС1С1 С2С2 Totalt Operert: 2 Brestskaya 29372.05304.4572.8-749.3 3 Vitebskaya 20352.08165.7140.12-657.9 4 Gomelskaya 42504.826,162.826,626,826,626,626,626,626. .8 -573, 1 6 Minskaya 45797,66621,54122,810,01552,0 7 Mogilevskaya 25412, 472845,446 8Totalt,9363 9Ikke drevet: 10 Brestskaya 1253,953,1969,641157, Vitebskaya 1288,788,558,4-23 5,6 12 Gomelskaya 4153,485,481,485,485,485,485, 472845. .168.686.1-208.8 14 Minsk 34198.9227.1117.0405 .5948.5 15 Mogilevskaya 18118.7179.5568.3-266.56 16Totalt 99599.7167 0.746374, 2446.52091, Totalt for republikken Hviterussland, 570365.092

Mineralgrunnvann Mineral, i motsetning til husholdnings- og drikkevann, er naturlig vann, hvis sammensetning og egenskaper (radioaktivitet, økte konsentrasjoner konvensjonelle og (eller) tilstedeværelsen av spesifikke komponenter, etc.) gjør at de kan brukes som medisinske eller industrielle. Det totale saltinnholdet (mineralisering) i vann varierer fra 1 til 35 g vannoppløste stoffer per 1 dm3. Naturlig vandige løsninger med et saltinnhold på mer enn 35 g/dm3 kalles saltlake og nesten alle deres kjemiske varianter brukes eller kan brukes i balneoterapi. Det maksimale saltinnholdet i naturlig saltlake kan nå g/dm3 eller mer (Moinak-elvemunningen på Krim, 180 g/dm3; Uzboy-elveleiet i området til Mola-Kara-sanatoriet i Turkmenistan, mer enn 300 g/dm3: Dødehavet , opptil g/dm3, underjordiske saltlake av Pripyat-trauet, opptil g/dm3 og mer).

Mineralgrunnvann Hovedtrekket i den kjemiske sammensetningen av mineralvann er tilstedeværelsen av vanlige eller spesifikke komponenter (CO 2, H 2 S, N 2, Br, I, B, H 4 SiO 4, Rn, Fe, As, organisk materiale og mange andre) i konsentrasjoner som overstiger spesialutviklede kriterier. Elementer av den hydrogeologiske delen som inneholder mineralvann (akviferkomplekser, horisonter, soner, områder, etc.), analogt med faste mineraler, kalles produktive. Elementer av både fjellfoldede og lagdelte hydrogeologiske systemer i ulike aldre og strukturer kan være produktive, og derfor er mineralvann preget av et bredt utvalg av mineralisering, ionisk, gasssammensetning og egenskaper.

Mineral underjordisk vann Medisinsk mineralvann er vann som har balneologiske egenskaper på grunn av tilstedeværelsen i sammensetningen av ulike mineralske, organiske eller radioaktive stoffer, inkludert gasser, i terapeutisk aktive konsentrasjoner. Hovedkomponentene i sammensetningen av grunnvann som er av interesse for balneologi inkluderer CO 2sv, H 2 S, Fe, As, Br, I, H 4 SiO 4, Rn og organiske stoffer. Den alkaliske syretilstanden, temperaturen, det totale innholdet av oppløste komponenter, og også, på grunn av toksisitet, økte konsentrasjoner av enkelte ioner, spesielt en rekke metaller, er av vesentlig betydning.

Hovedindikatorer og standarder for vurdering av medisinske mineralvann IndikatorerKriterium (ikke mindre) Mineralisering, g/l2,0 Gassmetning, ml/dm 3 50 CO 2, g/dm 3 1,4 (svømming) 0,5 (drikker) H2SH2S10 As0,7 Fe 4 O 3 20 Br25 I5 H 2 SiO 3 + HSiO 3, mg/dm 3 50 Rn, nCi/dm 3 5

Maksimalt tillatte konsentrasjoner (MPC) av noen giftige og skadelige stoffer for drikkevann Komponent MPC, mg/dm 3 medisinske bordvann medisinske vann As1.53.0 F5.08.0 V0.4 Hg0.02 Pb0.3 Sc0.05 Cr0, 5 Ra U0,5 NO 2 2,0 NO 3 50,0 NH 4 2,0 Organiske stoffer (totalt) 10,030,0 Fenoler 0,001

Mineralgrunnvann Virkningen på menneskekroppen av vann med forskjellig mineralisering og sammensetning er spesielt basert på osmotiske og diffusjonsfenomener, siden blodplasma er en natriumkloridløsning som inneholder proteiner og andre organiske stoffer, med formelen for ionisk sammensetning: Totalkonsentrasjon av disse ionene i blodet er omtrent 300 mmol/dm3, så hvert vann, avhengig av sammensetningen, kan være "hypo-", "iso" eller "hypertonisk" i forhold til blodplasmaet, som bestemmer retningen til osmotisk og diffusjonsprosesser. Avhengig av sammensetningen kan vann med mineralisering fra 8,4 til 13,0 g/dm3 være isotonisk. Vann med denne mineraliseringen og mindre brukes i resorter for å drikke, med en mineralisering på 2–8 g/dm3 – som medisinsk bordvann, med en mineralisering på 10–140 g/dm3 – som badevann. Hvis disse standardene overskrides, må vannet fortynnes med betingelsen om å opprettholde tilstanden til de terapeutisk aktive komponentene.

Mineralsk grunnvann Avhengig av sammensetningen farmakologisk aktive ingredienser og gasser, mineralvann er delt inn i åtte balneologiske hovedgrupper med undergrupper i henhold til gasssammensetning: 1) karbonholdige vann; 2) sulfid (CH 4, N 2 eller CO 2); 3) jernholdig, arsen, etc. (N 2, CO 2); 4) brom, jodid-brom og jod (N2, CH4)2-; 5) med høyt innhold av organiske stoffer (N 2, CH 4); 6) radon (N 2, CO 2); 7) termisk silisiumholdig (N 2, CH 4, CO 2); 8) uten spesifikke komponenter og egenskaper - inkluderer medisinsk mineralvann, hvis balneologiske effekt bestemmes av sammensetningen av makrokomponenter og mengden mineralisering.

Industrivann Industrivann er vann som inneholder nyttige komponenter (brom, jod, bor, etc.) i mengder som sikrer kostnadseffektiv utvinning og prosessering ved bruk av moderne teknologi som råmateriale for kjemisk industri. I tillegg til disse elementene, litium, rubidium, cesium, kalium, magnesium, bordsalt, natriumsulfat, radium, strontium, helium osv. Definisjonen av industrivann understreker for det første behovet for en spesiell vurdering og begrunnelse av minimumskonsentrasjoner av nyttige komponenter som gjør det mulig å kvalifisere visse vann som industrielle råvarer for hvert spesifikt område eller sted, i forbindelse med hvordan ulike absolutte verdier av disse indikatorene er etablert for områder med ulike geologiske, hydrogeologiske og økonomisk-geografiske forhold; for det andre, behovet for å revidere disse indikatorene avhengig av utviklingsnivået av tekniske midler, produksjonsteknologi, etterspørsel etter denne typen mineralske råvarer etc.

Termisk energivann Termisk energivann er vann med en temperatur på over 85°C. Men i noen tilfeller brukes vann med en temperatur på 20–35°C også til oppvarming. Termisk grunnvann er en ukonvensjonell, selvpåfyllende og miljøvennlig energikilde. De brukes til elektrisitetsproduksjon (100–180 °C), fjernvarme og varmtvannsforsyning til bolig- og industrikomplekser (70–100 °C), i drivhusoppdrett, husdyroppdrett, fiskeoppdrett, for tining av permafrost og til balneologisk formål (mindre enn 70°C). Underveis utvinnes i noen tilfeller verdifulle komponenter fra termalvann: Li, B, Br, I, sjeldne metaller osv. Det er utviklet ulike teknologiske ordninger for å lage "underjordiske kjeler" (injisere kaldt vann i dypet og utvinne varmt vann), ved bruk av "varmevekslere" for "overføring" av grunnvannsvarme til kunstige kjølevæsker, etc.

Termisk energivann I følge V.I. Kononov, hydrotermiske ressurser kan deles inn i to store grupper: 1) de som er dannet i det regionale termiske feltet (dannet vann i artesiske bassenger); 2) dannet under unormale geotermiske forhold under påvirkning av magmatiske og vulkanske prosesser (fissur- og fissur-årevann i foldede fjellområder). Betydelige ressurser av damp-hydrotermer med høyt termisk energipotensial (100–180 °C) er bare tilgjengelig i den andre gruppen - i områdene med moderne vulkanisme, kenozoisk folding og sjelden i de dype sonene til de hercyniske plattformene. I Russland, for eksempel, inkluderer disse områdene sørøst i Kamchatka, Kuriløyene og Vest-Sibir, der meso-kenozoiske sedimenter på dyp på over 1,5–3,0 km inneholder enorme vannreserver med temperaturer opp til 150 °C. Mesteparten av ressursene i termalvann med en temperatur på 70–90°C er konsentrert i dypet av fjellfoldregioner, mellomfjellsdepresjoner og fotbunner. Store reserver av vann med lavt og middels potensial (35–70 °C) er tilgjengelig i de dype delene av de artesiske bassengene på den russiske plattformen, vestsibirske og skytiske plater, hvor det er store forekomster (Omsk, Tomsk, Makhachkala, etc.).

Termisk energivann En forekomst av termisk energivann er et balanse-hydrodynamisk element i den underjordiske hydrosfæren med termisk vann, hvis termiske potensial, sammensetning, kvalitet og reserver tilfredsstiller de tekniske og økonomiske kravene til energisektoren på det nåværende stadiet av dens utvikling. Siden mineraliseringen av termisk vann kan variere fra 0,3 til 200 g/dm3 eller mer med svært forskjellige ioniske sammensetninger, er bruken av ulike teknologiske ordninger ved bruk av termisk energivann til elektrisitetsproduksjon eller til andre formål i stor grad bestemt av deres kjemiske sammensetning og temperatur. . Det mest økonomiske er vann med lav mineralisering og fravær av aggressive komponenter (H 2 S, CO 2, NH 4, etc.). De kan sendes direkte til turbiner (i form av damp eller damp-vannblanding), til oppvarming, vannforsyningsnett, etc. På høyt innhold salter og (eller) tilstedeværelsen av aggressive komponenter, er det nødvendig med en mellomliggende dampomformer, der varmen fra vannet overføres til en sekundær kjølevæske som sirkulerer i en lukket syklus. Dette er dyrere, men noen ganger mer kostnadseffektive installasjoner som gir mulighet for tilhørende uttak av verdifulle komponenter fra grunnvann.

hydrogeologi kretsløp overflatevann

For en regional vurdering av naturlige ferske grunnvannsressurser benyttes en hydrologisk-hydrogeologisk metode for å dele elvestrømshydrografen etter fôringskilder, utviklet av B.I.. Kudelin (se fig. 7.8). Ved å bruke denne metoden, på 60-tallet, ble den gjennomsnittlige langsiktige underjordiske strømmen til elver, eller naturressursene til ferskt grunnvann i en sone med intensiv vannutveksling, bestemt. Deres totale verdi for Sovjetunionens territorium er estimert til 32 924 m 3 /s, som er omtrent 22% av den totale elvestrømmen. Dette tallet ble ikke spesifisert i de påfølgende årene.

Mønstrene for distribusjon av naturressurser på territoriet til Sovjetunionen er vist i diagrammet (se fig. 7.9), som viser gjennomsnittlige langsiktige moduler av underjordisk strømning. Verdiene deres, som allerede nevnt (kapittel 7), gjenspeiler påvirkningen av klimatiske forhold - geografisk sonering. Således når de i de nordlige regionene (avrenningsbassengene til Hvitehavet og Barentshavet) 1,5 - 3,0 l/(s-km2), og i sør (avrenningsbassengene til Svartehavet og Det kaspiske hav) overstiger de ikke 0,5-0 ,1 l/(s-km2).

Fordelingen av underjordisk avrenning påvirkes også av påvirkningen av relieffet, og fremfor alt høydesonen, som regulerer endringer i landskap og klimatiske forhold og graden av disseksjon av relieffet i ulike høydesoner. Med høyde øker underjordisk avrenning vanligvis etter en økning i nedbørsmengden og graden av drenering av akviferkomplekser. Således, i foten av Kaukasus, overstiger verdiene til den underjordiske avrenningsmodulen som regel ikke 1 l/(s-km2), i midt- og høyfjellsregionene øker de til 10- 20 l/(s-km2). På Valdai- og Volga-høylandet er modulen for underjordisk avrenning litt høyere enn på de tilstøtende slettene - henholdsvis 2-3 og 1,0-1,5 l/(s X km2).

Betydelige naturlige grunnvannsressurser dannes i områder med karstutvikling. På Ufa-platået, sammensatt av karstbergarter fra Nedre Perm, når modulen med underjordisk avrenning 4 l/(s-km2). I nærliggende områder hvor karst ikke har dukket opp, er verdiene 1,5-2,0 l/(s-km2). Underjordisk flyt er spesielt intensivert i karstfjellområder (Ural, Krim, Kaukasus).

Svært gunstige forhold utvikles også i områder som består av svært permeable sand- og rullesteinsforekomster, for eksempel i fjellstøter, der underjordiske avrenningsmoduler når flere titalls liter per sekund per 1 km 2. Betydelige grunnvannsressurser dannes i områdene hvor de fylles opp i utkanten av artesiske bassenger i den fuktige klimasonen. De underjordiske strømningsmodulene i disse områdene er 3-4 l/(s-km2).

Naturlige grunnvannsressurser er betydelig redusert i områder med permafrostutvikling, hvor infiltrasjonstilførsel av grunnvann er vanskelig. I den nordlige delen av den østsibirske plattformen overstiger ikke den underjordiske strømningsmodulen 0,5 l/(s-km2). Områder der permafrost utvikler seg er preget av dannelsen av isdammer som samler opp underjordisk avrenning om vinteren. Smelting av isavsetninger øker lavvannføringen av elver om sommeren.

I kap. 10 indikerte forskjellen mellom begrepene naturressurser og naturlige grunnvannsreserver. Den første karakteriserer strømningshastigheten, og den andre karakteriserer volumet av grunnvann i horisonten, kompleks struktur. La oss nå vurdere fordelingsmønstrene til naturlige grunnvannsreserver.

De naturlige reservene av grunnvann på planeten vår er svært betydelige, men deres vurdering er en vanskelig oppgave, siden de beregnede parametrene er tatt for omtrentlig. La oss huske at når vi beregner volumet til den underjordiske hydrosfæren, oppstår det også store vanskeligheter - tilnærmingen til regnskap er annerledes forskjellige typer og fasetilstander av vann. Dybden som vannmengdene i litosfæren beregnes for varierer også sterkt. For eksempel A. Polderwart og V.F. Derp-golts bestemte volumet av den underjordiske hydrosfæren til å være henholdsvis 840 og 1050 millioner km3. Tilsynelatende vil disse tallene bli finpusset i fremtiden, men det er viktig for oss å ta hensyn til rekkefølgen på tallene.

Totale reserver av ferskt grunnvann på planeten M.I. Lvovich er estimert til omtrent 4 millioner km3. Som vi ser er denne verdien bare 0,4-0,5 % av det totale volumet av den underjordiske hydrosfæren, som er dominert av saltvann og saltvann. Naturreservater av ferskt grunnvann på Sovjetunionens territorium er omtrent 0,6-0,7 millioner km3. Denne figuren trenger ytterligere avklaring, siden gjennomsnittlig tykkelse av ferskvannssonen antas å være betinget lik 200 m.

Fordelingen av naturreserver av ferskt grunnvann i hele landet vårt er svært ujevn. Deres største volumer har samlet seg i artesiske bassenger med svært permeable sedimenter som har en betydelig tykkelse på ferskvannssonen. Denne situasjonen utvikler seg i Baikal-depresjonene, nord i Sakhalin, sørøst i Vest-Sibir. For en sammenlignende vurdering av naturreservater introduseres konseptet med modulen deres - mengden vann (millioner m3) som kan oppnås fra 1 km 2 av arealet til akviferen når den er drenert. De største modulene av naturreserver av ferskt grunnvann (opptil 20 millioner m3/km2) er observert i foten Sentral Asia, Sør-Kasakhstan, Ciscaucasia. Dermed når verdien av denne modulen i Buchak-akviferen i Dnepr-Donets-depresjonen 5 millioner m3/km2.

Mange områder er preget av svært små reserver av ferskt grunnvann. Disse inkluderer for det første områder med permafrostutvikling, hvor ferskvannssonen er frosset. Deres reserver er også små i områder med utvikling av kontinentale saliniseringsprosesser (Sentral-Kasakhstan, Aralsjøen-regionen, det kaspiske bassenget), i områder med distribusjon av bergarter med svak permeabilitet (Baltic Shield).

I kap. 10 ble utformingen av operative grunnvannsreserver gitt, dvs. mengden vann som kan trekkes ut fra undergrunnen, og overholde visse krav til driftsmodus. Regional vurdering av operative grunnvannsreserver gjøres som en prognose ved bruk av en spesiell teknikk ved bruk av modellering, inkludert på en datamaskin. Denne vurderingen ble gjort for 25 artesiske bassenger; deres driftsreserver er 4050 m 3 /s. Disse bassengene inkluderte Moskva, Azov-Kuban, Dnepr-Donets, Vest-Sibir, Irkutsk, Svartehavet, Østersjøen, Terek-Kuma, Fergana, etc. Samtidig ble det gjort en omtrentlig vurdering av operative grunnvannsreserver for hele territoriet av USSR. Dette arbeidet ble utført av produksjonsgeologiske foreninger under vitenskapelig og metodisk veiledning av VSEGINGEO.

Forutsagte driftsreserver av ferskt grunnvann er vurdert for territoriet Sovjetunionen tallet er 10300 m 3 /s. De utgjør omtrent 90 % av naturressursene. Mønstrene for fordeling av driftsreserver av grunnvann under ulike strukturelle og hydrogeologiske forhold er omtrent det samme som for naturressurser. De største utnyttbare ferskvannsreservene er konsentrert i artesiske bassenger av plattformtypen (Moskva, Volga-Kama, Dnepr-Donets, Kulundino-Barnaul, etc.) og i artesiske bassenger av typen intermountain og foothill (Kaukasus, Tien Shan, Altai). , sør for Fjernøsten).

En sammenligning av vanninnholdet i territoriet utføres når det gjelder driftsreserver. De største modulene av utnyttbare reserver er preget av fjellbassenger og alluviale vifter. I artesiske bassengene Ararat, Chui, Issyk-Kul, Fergana, alluviale vifter av Kaukasus og Tien Shan når de 210 l/(s-km2). Produktiviteten til individuelle vanninntak når flere kubikkmeter per sekund. Slike vanninntak er i stand til å møte behovene til store byer, industribedrifter og vanningssystemer.

Forutsagte reserver verifiseres ved hydrogeologisk undersøkelse av grunnvannsforekomster. Det utføres årlig leting på mer enn 1000 lokaliteter. Leteresultatene er godkjent, som det fremgår av kapittel. 10, i GKZ eller TKZ. Sammenligner vi de godkjente reservene med de prognosene, er det klart at det er betydelige muligheter for å utvide vannforsyningen ved bruk av grunnvann. For territoriet til USSR har hydrogeologisk leting utviklet bare omtrent 12 % av de totale forutsagte reservene (eller omtrent 1200 m 3 /s). Av dette går 320-350 til vannforsyning til byer, 180-200 til landlige anlegg, og 200 m 3 /s til vanning av land. Til sammen utgjør dette 700-750 m 3 /s, eller 7 % av prognosereservene. Dette indikerer et betydelig potensial for å utvide bruken av ferskt grunnvann til ulike praktiske formål. Men det bør tas i betraktning at en lav utnyttelsesgrad observeres innenfor godt vannede områder, og i områder med tørt klima og lav vanntilgjengelighet nærmer den seg maksimum og overstiger vanligvis 50-60%.

Moduler med operasjonelle reserver opp til 2-5 l/(s-km2) er observert i mange artesiske bassenger av plattformtype - Moskva, Dnepr-Donetsk, Baltikum, Chulym-Jenisei, etc. Deres høyeste verdier er etablert i elvedaler , områder med utvikling av bergarter med økt vanninnhold (karstkalksteiner, grus-sandavsetninger). Under driften av noen vanninntak skjer det en økning i produktiviteten deres på grunn av tilstrømningen av overflatevann og grunnvann fra andre horisonter. I noen tilfeller bidrar dette til å forbedre kvaliteten på utnyttet vann (reduserer hardhet og mineralisering, deferrisering osv.), men det motsatte bildet observeres ofte, spesielt når saltvann trekkes opp fra de øvre horisontene. dybder.

Moduler av operasjonelle reserver av ferskt grunnvann i områder med ugunstige forhold for deres dannelse overstiger vanligvis ikke 0,1 l/(s-km2). Denne situasjonen er observert i Sør-Ural, Sentral-Kasakhstan, Donbass, Kaspiske regionen, etc., men selv under disse forholdene kan du finne områder med høyt vanninnhold av bergarter. Dette er soner med tektoniske forstyrrelser, områder med karstbergarter og daler med store elver.

Vurdering av grunnvannsressurser og -reserver utføres ikke bare for vannforsyningsformål. Det utføres også for å identifisere mønstre for distribusjon av ansamlinger av mineralmedisinsk, industrielt verdifullt og termisk energivann, samt for å bestemme potensialet for utnyttelse av dem.

Blant medisinske vann er karbondioksid, hydrogensulfid, jodid, bromid og radonvann av størst betydning. De brukes til behandling direkte på feriesteder og i balneo-sykehus, og i en rekke felt for tapping av vann og bruk av dette vannet som medisinsk bordvann. Mer enn 500 mineralvannforekomster utnyttes på Sovjetunionens territorium. Nettverket deres utvides stadig. Hvert år blir reserver av mineralvann i 10-15 utnyttede forekomster utforsket og beregnet, nye manifestasjoner og forekomster av mineralvann oppdages.

De operasjonelle reservene av karbonholdig vann i vårt land er omtrent 100 tusen m3/dag. Karbondioksidvann trekker seg mot områder med moderne og ung vulkanisme (Karpatene, Kaukasus, Tien Shan, Sayan-fjellene, Transbaikalia, Primorye, Kamchatka). De mest kjente blant de store forekomstene av karbondioksid ligger i Kaukasus (Kislovodskoye, Essentukskoye, Borzhomskoye).

Driftsreserver av hydrogensulfidvann overstiger 35 tusen m3/dag. Deres største reserver er dannet i gips-anhydritt og olje- og gassførende forekomster av forsenkninger mellom fjellene, marginale trau og tilhørende plattformområder. Dette er for det første Pre-Karpatene, Transkarpatene, Indolo-Kuban, Terek-Caspian, Amudarya, Pre-Kopet Dag, Pre-Ural trau, mange mellomfjellsdepresjoner (Kura, Rion, Fergana, etc.), Volga -Ural-regionen, noen områder av den skytiske platen. De største reservene av hydrogensulfidvann finnes i feltene Ma-tsesta (Sotsji-regionen) og Kemeri (baltiske).

Jod- og bromidvann dannes i de dype horisontene til artesiske bassenger av plattformtype. Deres operasjonelle reserver er estimert til omtrent 11 tusen m3/dag [I] En av de store forekomstene av bromidvann er Starorusskoye, som ligger sør for innsjøen. Ilmen.

Driftsreservene av radonvann er ca. 7 tusen m3/døgn. I de fleste tilfeller oppstår radonvann i områder med utvikling av sure påtrengende bergarter og deres årederivater.

Blant andre typer medisinske mineralvann som brukes i vårt land, bør det også bemerkes at de er jernholdige og arsen. Deres operasjonelle reserver er betydelig dårligere enn de som er diskutert ovenfor.

Bruken av grunnvann som kjemiske råvarer er begrenset. Eksempler på forekomster av brom saltlake er Krasnokamskoye, jod saltvann - Semi-gorskoye og Chartakskoye, jod-brom saltlake - Chelekenskoye. De fleste vann av denne typen har høy mineralisering og er vanlig i dype akviferer av artesiske bassenger. Det skal bemerkes at naturreservene av industrielt verdifulle saltlake i vårt land er betydelige. For eksempel, bare for den sentrale delen av Moskvas artesiske basseng er de estimert til 37,8 - 1015 m 3. Derfor utgjør de påviste reservene av slike vann en svært liten andel av det som kan tas fra bakken. Det samme kan sies om vann, som er kjemiske råvarer for bor, kalium, rubidium, cesium, strontium.

Integrert bruk av grunnvann er et viktig, men ennå ikke effektivt løst nasjonalt økonomisk problem. Ytterligere forbedring av teknologien for utvinning av nyttige komponenter fra grunnvann vil i betydelig grad utvide mulighetene for praktisk bruk av hydrominerale råvarer. Som en av kildene til slike råvarer er det nødvendig å involvere teknogene farvann (oljefelt, saltproduksjon, gruver, etc.), siden deres prosessering ikke bare vil produsere industrielt verdifulle komponenter, men også bidra til miljøvern.

Grunnvannsressurser til varme- og kraftformål er ikke tilstrekkelig utredet. Det er bare prognoseberegninger for termisk farvann for territoriet til USSR laget av B.F. Mavritsky Således, for foldede områder, anslår han de forutsagte ressursene til termalvann til 6,6 m 3 / s, og for damp-vannblandingen - til 5 t / s. De mest gunstige forholdene for å bruke underjordisk varme er i Kamchatka-Kuril-regionen, der Pauzhetskaya geotermiske kraftverk opererer med en kapasitet på rundt 11 MW og en rekke termiske vannavsetninger undersøkes (Mutnovskoye, Koshelevskoye, etc.)

Artesiske bassenger har betydelig større ressurser. Innenfor plattformområdene er de derfor bestemt til å være omtrent 220 m 3 /s. Nesten 78 % av dem ligger i den vestsibirske artesiske regionen

Til tross for at hovedressursene til termalvann er begrenset til artesiske områder, er deres praktiske bruk vanskelig på grunn av den høye mineraliseringen av vann og mangelen på nødvendige geologiske og økonomiske indikatorer for lønnsomheten til integrert utnyttelse av forekomster av hundrevis av termiske farvann (Fig. 12 4) Men det er selvfølgelig utsikter. For eksempel kan innføring av intensive metoder for å utvikle termiske vannforekomster med opprettholdelse av reservoartrykk, som åpner for reinjeksjon av mineralisert vann, spare 130-140 millioner tonn standard drivstoff. Dette vil gjøre det mulig for hydrogeologer å gi et betydelig bidrag til implementeringen av USSRs energiprogram

Materialet som presenteres i dette kapittelet lar oss konkludere med at landet vårt er usedvanlig rikt på vannressurser, og denne rikdommen bestemmes ikke bare av overflod av ressurser, men også av variasjonen av vanntyper til forskjellige formål. I vårt land, som ingen andre land i verden finnes det alle hovedtyper av mineralmedisinske, industrielt verdifulle og termiske energivann. Søk, leting og utnyttelse av forekomster av ulike typer grunnvann utføres i vårt land i en skala som utvides hvert år. . Med videre studier av den underjordiske hydrosfæren vil hydrogeologer møte mange tidligere ukjente og uventede fenomener.Dette vil primært være assosiert med både utviklingen av kunstig påfyll av grunnvannsreserver og den økte teknogene påvirkningen på den underjordiske hydrosfæren.