Искусственные запасы: - искусственные ресурсы

Важнейшее положение: СТРУКТУРА БАЛАНСА ВОДООТБОРА СПОСОБНА К СУЩЕСТВЕННОМУ ПРЕОБРАЗОВАНИЮ ВО ВРЕМЕНИ

Зависит от:

· - реальных гидрогеологических условий (характер залегания горизонта, его взаимодействие с другими ВГ и с поверхностными водами) – т.е. ТИП МПВ (потом)

· - от расположения водозабора относительно природных и искусственных (техногенных) гидродинамических границ

· - от длительности эксплуатации

· - от производительности водозабора

· - от сезона года

В этой связи вспомним о гидрогеологической/гидродинамической рациональности водозабора. Выходит, что существуют такие места, где водозабор располагать выгоднее, чем где-то рядом: лучше параметры, легче проявляется благоприятное балансовое действие граничных условий. Такие участки прежде всего можно рассматривать как "МЕСТОРОЖДЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД".

2. Методы оценки эксплуатационных запасов месторождений подземных вод (балансовый, гидродинамический, гидравлический).

количественная оценка запасов. Несколько разных методов: выбор того или иного зависит от: степени сложности гидрогеологических условий МПВ; от стадии разведки; могут сочетаться. Важно, что сама методика поисково-разведочных зависит от того, какой метод будет использоваться для подсчета ЭЗ, т.к. каждый требует каких-то специфических параметров. Поэтому уже на оценочной стадии надо решить этот вопрос. Принципиально три метода подхода к постановке работ: БАЛАНСОВЫЙ, ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ, ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ.

Балансовый метод: сущность заключ в оцен Vов под вод, кот м б привлеч к обеспеч экспл водоотбора за счет тех или иных балансовых составляющих.

· Может применяться как самостоятельный, но только для предварительных расчетов - обычно на стадии Оценки МПВ и как дополнительный (обязательный) при окончательных расчетах.

· Раздельно оцениваются все компоненты общего балансового уравнения – в первую очередь, ЕЗ и ЕР; в отдельных случаях возможна и приблизительная оценка ПР

ЕЗ: ; емкостные (б\н ВГ) водоотдача 10^-2-10^-1; упругие (напВГ) 10^-5-10^-4 . Основной параметр – водоотдача. ЕР: по сути это суммарное питание ВГ за счёт всех механизмов (естественных и техногенных – поэтому лучше говорить СЛОЖИВШИЕСЯ ресурсы.

Важно: ЕР существуют ВНЕ эксплуатации

ЕР оцениваются:1) по величине площадного питания _.;

- W может быть инфильтрационное: его определяют с помощью лизиметров, режимных наблюдений или аналитическими расчётами по параметрам влагопереноса в зоне аэрации

- Или перетекание из смежных горизонтов – для его оценки выделяются площади, где напоры в смежных горизонтах выше, чем в основном; аналитически рассчитывается средняя скорость перетекания ;2) по величине латерального расхода потока в основном горизонте ;

3) по величине разгрузки по разным формам разгрузки (измерение суммарного родникового стока, оценка речного стока в меженные периоды, расчеты испарения, перетекания в смежные горизонты) .

· Гидродинамический.Расчет самого водозаборного сооружения и сопутствующие расчеты выполняются с использованием гидродинамической теории притока к скважинам. Абсолютно необходимой основой получения решения является составление Фильтрационной Схемы месторождения – это основная забота гидрогеолога; именно для ее составления и предпринимаются все разведочные работы и опробования. Содержание: обоснование режима потока во времени при работе водозабора; пространственная структура потока; пространственное распределение необходимых гидродинамических параметров; граничные условия (внешние и внутренние); характеристики водозахватных устройств (диаметр фильтров, их длина, положение в разрезе – совершенные, несовершенные)

· В простых случаях строения ФС расчёт водозабора может быть выполнен в аналитическом виде, по формулам.В более сложных случаях строения ФС МПВ для получения решения используют математическое моделирование (численное решение систем дифференциальных уравнений фильтрации).

· В случае сложного строения МПВ – гидравлический метод (или Опытно-Эксплуатационное Опробование) – к примеру, сложная хаотическая неоднородность фильтрационных свойств (карст?), трудноизучаемые или малопонятные ГУ.

· нереально разведать хорошую ФС (дорого, долго и нет методик!)

· тогда уже на стадии разведки применяют ОЭО – дебит как можно больше (но почти всегда заметно меньше нужного Q_э ) + продолжительность несколько месяцев (до года)

· обычно несколько (не менее 3-х) ступеней с разными дебитами до стационарного режима

Дальше прогноз на значение Q_э → Если ОЭО окончено при нестационаре и можно предполагать дальнейшее развитие деперессии, то экстраполяция по времени

Также используют математическое моделирование – строится модель работы водозабора (полная ФС, учет неоднородности строения пласта),

И метод аналогий, использующий МПВ со схожими условиями и характеристиками.

3. Стадийность поисково-разведочных работ на месторождениях подземных вод. Цели и методы исследований на поисково-оценочной стадии.

МПР России, 1998 г. - Временное положение о порядке проведения геологоразведочных работ по этапам и стадиям (подземные воды).

Стадийность геологоразведочных работ на подземные воды определяет последовательность ихпроведения в процессе поисков, разведки и эксплуатации месторождений подземных вод;

Стадийность устанавливает общие требования к содержанию и составу, к результатам работ.

Процесс геологического изучения недр по цели, содержанию исследований и результату подразделяется на 3 этапа и 5 стадий

Этап I. Региональное изучение недр для оценки прогнозных ресурсов подземных вод.

Стадия 1. Региональная оценка прогнозных ресурсов подземных вод.

Этап II. Геологическое изучение недр - поиски и оценка месторождений.

Стадия 2. Поисковые работы.

Стадия 3. Оценка месторождений.

Этап III. Разведка и освоение месторождений.

Стадия 4. Разведка месторождений.

Стадия 5. Эксплуатационная разведка

Результатом геологоразведочных работ на каждой стадии является оценка прогнозных ресурсов и (или) эксплуатационных запасов подземных вод определенной категории в соответствии с«Классификацией эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод»

Результаты работ каждой стадии являются также основанием для лицензированияпользования недрами, используются в качестве исходных данных отдельных стадий проектирования.

В зависимости от конкретных условий, и от степени изученности объекта, сложности природных гидрогеологических и экологических условий, потребности в воде, отдельные этапы (стадии) могут исключаться из общего поисково-разведочного процесса или совмещаться с другими этапами и стадиями. (Например, оценка месторождения по результатам поисковых работ).

Критерием постановки и проведения работ отдельных этапов и стадий, исключением или совмещением стадий является степень достаточности материалов для решения целевой задачи- разведка и оценка запасов месторождения в рамках заявленной потребности..

Этап I. Региональное изучение недр для оценки прогнозных ресурсов подземных вод.

Стадия 1.Региональная оценка прогнозных ресурсов подземных вод.

1. Объекты изучения и региональной, оценки прогнозных ресурсов подземных вод отдельные гидрогеологические бассейны и массивы, гидрогеологические районы, речные бассейны, наиболее перспективные водоносные горизонты в их пределах.

2. Основная задача - выявление условий и региональных закономерностей распространения и формирования ресурсов подземных вод и их прогнозная оценка

3. Работы, как правило, тематические и камеральные - обобщение материалов всех видов гидрогеологических исследований, выполненных ранее (гидрогеологических съемок различного масштаба, поисково-разведочных работ, эколого-гидрогеологических исследований и т.д). Не исключаются определенные объемы полевых исследований, -обследование территории и действующих водозаборов, дистанционные аэрокосмические, гидрометрические (меженные съемки) работами, гидрохимическим опробованием и пр.

4. Особо важное место в составе работ по региональной оценке прогнозных ресурсов подземных вод занимает математическое моделирование, составление и ведение баз картографических и фактографических.

5. Результат работ - оценка запасов подземных вод по категории Р – прогнозные, выделение перспективных участков. На основе выполненных работ могут быть также выявлены новые месторождения подземных вод (без проведения поисковых работ). Составляются карты прогнозных ресурсов подземных вод. Результаты работ – отчет с подсчетом прогнозных ресурсов категории Р, который предоставляется на государственную экспертизу.

Этап II. Геологическое изучение недр - поиски и оценка месторождений.

Стадия 2 «Поисковые работы» - поиски на новых или недостаточно изученных площадях с целью выявления МПВ и определения их перспективности для дальнейшего изучения, когда они не могут, быть выявлены по региональным исследованиям

1. Цель- выявление в пределах перспективных площадей, установленных по результатам региональных работ, водоносных горизонтов и месторождений с благоприятными условиями (для постановки дальнейших оценочных и разведочных работ)

2. Основная задача - получение необходимой информации, позволяющей выявить МПВ )иногда несколько МПВ), определить границы в плане и разрезе, выполнить предварительную оценку их эксплуатационных запасов категории С₂ (в отдельных случаях –С₂ и С1) и наметить объект для первоочередного промышленного освоения.

3. Работы на стадии «Поиски» (в зависимости от сложности геологического строения и гидрогеологических условий и типов МПВ) могут включать: маршрутное и (или) площадное изучение гидрогеологических условий масштабов 1:100000-1:50000 при необходимости, комплекса геофизических, гидрометрических, гидрогеохимических, ландшафтных, геоботанических, дистанционных аэро- и космических методов, бурение и опробование поисковых скважин, геофизические исследования в скважинах, обследования действующих водозаборов, наблюдения за режимом подземных вод, топографо-геодезические, гидрогеохимические, лабораторные работы, математическое моделирование и другие, в т.ч. специальные, исследования

4. Результат работ - геологическое обоснование перспектив площади и выявление МПВ, на которых целесообразна постановка дальнейших оценочных работ. В простых гидрогеологических и экологических условиях по результатам поисковых работ могут быть оценены эксплуатационные запасы подземных вод по низким категориям обеспеченности. Результаты - отчет с подсчетом эксплуатационных запасов подземных вод низким категориям С₂.

5. Если задачи поисковых работ были решены при проведенных ранее исследованиях (при региональной оценке прогнозных ресурсов) стадия поисков не проводится.

Стадия 3 «Оценка месторождений» - оценочные работы на МПВ (по результатам региональных исследований или поисковых работ).

1. Цель - изучение выявленного месторождения (или нескольких месторождений) подземных вод требуемого назначения и состава и предварительная оценка их эксплуатационных запасов применительно к условной схеме водозабора.

2. Задачи–

· установление факторов и закономерностей формирования эксплуатационных запасов подземных вод (их количества и качества):

· предварительное обоснование природной гидрогеологической модели;

· гидрогеологическое и, в необходимых случаях, технико-экономическое обоснование схемы водозабора;

· принципиальная оценка возможного влияния на природную среду (поверхностные водные объекты, оседание поверхности, активизацию карстово-суффозионных и других экзогенных процессов, угнетение ландшафтов и т.д.);

· определение соответствия качества воды ее назначению и оценка его возможных изменений в процессе эксплуатации;

3. Виды исследований: изучение и сбор материалов предыдущих исследований; рекогносцировочное аэровизуальное и маршрутное обследования месторождения; бурение поисковых, разведочных, картировочных и наблюдательных скважин; пробные и опытные (кустовые и одиночные) откачки и нагнетания; опытно-миграционные работы; площадные геофизические исследования; геофизические исследования в скважинах; гидрометрические работы; (гидрогеохимические, изотопные, ядерно-физические, водно-гелиевые и др.); отбор проб воды и пород; лабораторные работы; наблюдения за режимом (мониторинг) подземных и поверхностных вод; топогеодезические работы; санитарное обследование участков (для питьевых и минеральных вод); специальные геоэкологические, ландшафтные и геоботанические исследования; обследование действующих водозаборов, математическое моделирование и компьютерная обработка информации. В процессе- математического моделирования проводится решение серии обратных и прогнозных задач с целью оценки роли различных факторов в формировании эксплуатационных запасов подземных вод и предварительной оценки величины этих запасов.

4. Результаты –

· оконтурено МПВ,

· выделены участки и водоносные горизонты, перспективные для водозаборов,

· обоснована экономическая целесообразность и очередность их освоения

· определены, охарактеризованы и предварительно оценены источники формирования запасов

· оценены расчетные гидрогеологические параметры,

· установлено соответствие качества воды заданному назначению

· даны рекомендации по организации зоны санитарной охраны,

· намечены варианты рациональной схемы водозабора

Основной результат - предварительная оценка запасов подземных вод применительно к условным схемам водозабора.

Результаты оценочных работ являются основанием для составления технико-экономических инвестиций в строительство водозаборных сооружений.

4. Стадийность поисково-разведочных работ на месторождениях подземных вод. Цели и методы исследований на разведочной стадии.

МПР России, 1998 г. - Временное положение о порядке проведения геологоразведочных работ по этапам и стадиям (подземные воды).

Стадийность геологоразведочных работ на подземные воды определяет последовательность ихпроведения в процессе поисков, разведки и эксплуатации месторождений подземных вод;

Стадийность устанавливает общие требования к содержанию и составу, к результатам работ.

Процесс геологического изучения недр по цели, содержанию исследований и результату подразделяется на 3 этапа и 5 стадий

Этап I. Региональное изучение недр для оценки прогнозных ресурсов подземных вод.

Стадия 1. Региональная оценка прогнозных ресурсов подземных вод.

Этап II. Геологическое изучение недр - поиски и оценка месторождений.

Стадия 2. Поисковые работы.

Стадия 3. Оценка месторождений.

Этап III. Разведка и освоение месторождений.

Стадия 4. Разведка месторождений.

Стадия 5. Эксплуатационная разведка

Результатом геологоразведочных работ на каждой стадии является оценка прогнозных ресурсов и (или) эксплуатационных запасов подземных вод определенной категории в соответствии с«Классификацией эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод»

Результаты работ каждой стадии являются также основанием для лицензированияпользования недрами, используются в качестве исходных данных отдельных стадий проектирования.

В зависимости от конкретных условий, и от степени изученности объекта, сложности природных гидрогеологических и экологических условий, потребности в воде, отдельные этапы (стадии) могут исключаться из общего поисково-разведочного процесса или совмещаться с другими этапами и стадиями. (Например, оценка месторождения по результатам поисковых работ).

Критерием постановки и проведения работ отдельных этапов и стадий, исключением или совмещением стадий является степень достаточности материалов для решения целевой задачи- разведка и оценка запасов месторождения в рамках заявленной потребности..

ЭТАП III. РАЗВЕДКА И ОСВОЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ.

Цель- получение исходных данных для гидрогеологического и экологического обоснования проекта строительства нового, реконструкции или расширения существующего водозабора и оценки запасов в заданном количестве на весь срок эксплуатации.

Изученность- позволяет приступить к промышленному освоению месторождения.

На эксплуатируемых, месторождениях в результате дополнительных разведочных работ должны быть получены.материалы для оценки соответствия режима эксплуатации ранее выполненным прогнозам.

Разведочные работы проводятся преимущественно на участке недр, где проектируется строительство водозаборного сооружения.

На этапе III выделяются стадии:

Стадия 4. Разведка месторождения три модификации:

1. Разведка нового месторождения осуществляется, на тех участках недр, эксплуатационные запасы подземных вод которых прошли государственную экспертизу по результатам ранее выполненных поисково-оценочных или региональных работ.

Разведочные работы проводятся применительно кустановленной лицензией потребности в подземных водах, требований к качеству воды, условиям эксплуатации и природоохранных ограничений.

Выбор участка разведки должен быть согласован администрацией, землепользователями, органами Госсанэпиднадзора.

Цель - обоснование режима эксплуатации и рациональной схемы водозабора, получение материалов для проектирования водозабора и оценка, влияния эксплуатации подземных вод на окружающую природную среду.

Задачи:

· Уточнение и детализация условий формирования эксплуатационных, запасов подземных вод (включая количественную оценку источников формирования),

· Изучение качества подземных вод и основных гидрогеологических параметров до степени, позволяющей обосновать рациональную схему водозабора - тип водозаборных сооружений, количество скважин, их конструкцию и глубину, расстояния между ними, проектные дебиты и динамические, уровни, мероприятия по водоподготовке;

· Оценка разведанных эксплуатационных запасов подземных вод, прогноз возможных изменений качества подземных вод;

· Обоснование границ поясов и зон санитарной охраны и уточнение границ горного отвода;

· Оценка возможного влияния планируемого водоотбора на различные компоненты природной среды

· Обоснование системы мониторинга месторождения

Виды работ - бурение картировочных разведочных, разведочно-эксплуатационных и наблюдательных скважин и геофизические работы в них. проведение пробных, опытных и опытно-эксплуатационных откачек (выпусков) и нагнетаний; гидрогеохим.ическое опробование и химико-аналитические исследования качества подземных вод и поверхностных вод; геоэкологические исследования и оценка санитарного состояния территории. Могут входить также опытно-миграционные работы, наблюдения за режимом поверхностных и подземных вод, гидрометрические работы, отбор и лабораторные исследования проб грунта, лабораторные работы, топогеодезические работы, математическое моделирование, подготовка и создание компьютерных баз данных (фактографических и картографических).

Отчет с подсчетом эксплуатационных запасов и, предоставляется на Государственную экспертизу.

2. Разведка месторождения, эксплуатируемого на неутвержденных запасах подземных цель - оценка запасов и государственная экспертиза подсчета запасов; обоснование наиболее рациональной схемы водозабора и способа эксплуатации.

Разведка подземных вод на месторождении, эксплуатируемом на неутвержденных запасах включает следующие виды работ:

· наблюдения за расходом водозаборов,

· уровнем подземных вод, их качеством

· температурой

(как на водозаборе, так и прилегающих территориях) в течение времени, достаточного для установления основных закономерностей формирования запасов подземных вод.

При необходимости, бурение наблюдательных и разведочных скважин, их опробование, опробование отдельных эксплуатационных скважин, отбор проб воды, лабораторные работы, специальные исследования по изучению условий формирования запасов подземных

· математическое моделирование.

Результат-уточняются условия и закономерности формирования запасов подземных вод, составляется природная гидрогеологическая модель месторождения, обосновывает-

ся выбор метода оценки эксплуатационных запасов и проводится их оценка.

По результатам, работ составляется отчет по оценке эксплуатационных запасов подземных вод, который представляется на государственную экспертизу

5. Стадийность поисково-разведочных работ на месторождениях подземных вод. Цели и методы исследований на стадии освоения месторождений.

МПР России, 1998 г. - Временное положение о порядке проведения геологоразведочных работ по этапам и стадиям (подземные воды).

Стадийность геологоразведочных работ на подземные воды определяет последовательность ихпроведения в процессе поисков, разведки и эксплуатации месторождений подземных вод;

Стадийность устанавливает общие требования к содержанию и составу, к результатам работ.

Процесс геологического изучения недр по цели, содержанию исследований и результату подразделяется на 3 этапа и 5 стадий

Этап I. Региональное изучение недр для оценки прогнозных ресурсов подземных вод.

Стадия 1. Региональная оценка прогнозных ресурсов подземных вод.

Этап II. Геологическое изучение недр - поиски и оценка месторождений.

Стадия 2. Поисковые работы.

Стадия 3. Оценка месторождений.

Этап III. Разведка и освоение месторождений.

Стадия 4. Разведка месторождений.

Стадия 5. Эксплуатационная разведка

Результатом геологоразведочных работ на каждой стадии является оценка прогнозных ресурсов и (или) эксплуатационных запасов подземных вод определенной категории в соответствии с«Классификацией эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод»

Результаты работ каждой стадии являются также основанием для лицензированияпользования недрами, используются в качестве исходных данных отдельных стадий проектирования.

В зависимости от конкретных условий, и от степени изученности объекта, сложности природных гидрогеологических и экологических условий, потребности в воде, отдельные этапы (стадии) могут исключаться из общего поисково-разведочного процесса или совмещаться с другими этапами и стадиями. (Например, оценка месторождения по результатам поисковых работ).

Критерием постановки и проведения работ отдельных этапов и стадий, исключением или совмещением стадий является степень достаточности материалов для решения целевой задачи- разведка и оценка запасов месторождения в рамках заявленной потребности..