5. Родовища підземних вод в артезіанських басейнах

Родовища цього типу, як і типу І, широко розповсюджені та інтен­сивно експлуатуються водозабірними спорудами. їхня продуктивність досягає десятків і сотень тисяч кубометрів за добу. Головною відмінною рисою цих родовищ є провідна роль процесів перетікання у формуванні ЕЗПВ.

Особливості умов формування ЕЗПВ визначаються: а) шарува­тою будовою розрізу, б) наявністю декількох продуктивних водонос­них горизонтів і ярусної системи їхньої експлуатації, в) гідравлічним взаємозв'язком водоносних горизонтів між собою через слабопроник-ні пласти, який визначає участь ґрунтових і поверхневих вод у фор­муванні експлуатаційних запасів, г) значними площами поширення продуктивних водоносних горизонтів, д) великими розмірами і гли­биною депресійних вирв.

За сукупністю основних факторів формування ЕЗПВ родовища в артезіанських басейнах поділяються на два підтипи:

а) родовища в артезіанських басейнах платформного типу (підтип ІІ-А);

б) родовища в артезіанських басейнах міжгірних западин і перед- гірних прогинів (підтип ІІ-Б).

Родовища цих підтипів, хоч і характеризуються принципово зага­льними умовами формування ЕЗПВ, відрізняються перш за все зако­номірностями мінливості деяких основних факторів їхнього форму­вання, які мають знаходити відображення в гідрогеологічних моде­лях, що використовуються для оцінки запасів.

Для родовищ в артезіанських басейнах платформного типу (підтип ІІ-А) характерні відносна витриманість розпо­всюдження основних водоносних горизонтів і слабопроникних пластів (багатопластові водоносні системи), невеликі нахили природного пото­ку і незначна роль так званих регіональних областей живлення в кра­йових частинах басейну у формуванні ЕЗПВ їхніх центральних частин;

у цілому невисокі фільтраційні властивості слабопроникних пластів, що визначають утруднений зв'язок напірних вод продуктивних гори­зонтів між собою, з ґрунтовими і поверхневими водами; схематизація розрізу обумовлена чергуванням водоносних і слабопроникних пластів.

Для родовищ II типу характерне погіршення умов живлення, зміна хімічного складу і мінералізації підземних вод із зануренням водоносних горизонтів, що обумовлює тут природну гідрохімічну зональність.

У зв'язку з цим у багатьох випадках при оцінці запасів потрібно враховувати можливості зміни якості води, що відбирається, за раху­нок підтягування некондиційних вод знизу або збоку.

У той же час в артезіанських басейнах продуктивні водоносні го­ризонти звичайно захищені від забруднення з поверхні.

Джерелами формування експлуатаційних запасів підземних вод родовищ в артезіанських басейнах можуть бути: 1) пружні запаси експлуатованого водоносного горизонту, 2) ємнісні запаси го­ризонтів, що залягають вище і нижче, 3) пружні запаси слабопроник­них пластів, які розділяють водоносні горизонти, 4) ємнісні запаси експлуатованого пласта в регіональній області живлення, де він є без­напірним, 5) ресурси, залучені з поверхневих водотоків і водоймищ, 6) динамічні запаси підземних вод родовища.

Наявні дані свідчать, що формування динамічних запасів родовищ підтипу ІІ-А відбувається по всій їхній площі за схемою Мятієва - Гі­ринського.

Інтенсивність процесів перетікання визначаються в основному геолого-гідрогеологічними факторами (склад і потужність роздільних пластів, наявність "гідрогеологічних вікон" тощо). У фор­муванні експлуатаційних запасів на початку експлуатації, а також у періоди різкого збільшення водовідбору істотну роль відіграють пру­жні запаси водоносних горизонтів, а також пружне віджимання води із слабопроникних пластів. В умовах, характерних для глибоких во­доносних горизонтів, перекритих водотривкими відкладами, пружні запаси є основним джерелом формування експлуатаційних запасів протягом усього періоду експлуатації (напр., горизонти підмерзлотних вод в артезіанських басейнах у зоні поширення багаторічної мерзло­ти). При експлуатації підземних вод у центральних частинах артезі­анських басейнів формуються великі (радіусом до 100 і більше км), і глибокі (зі зниженням до 100-200 м) депресійні вирви.

Для родовищ підземних вод в артезіанських басейнах характерно значне перевищення області впливу водовідбору над площею власне родовища.

При експлуатації порівняно неглибоких напірних водоносних го­ризонтів у деяких випадках відбувається зменшення річкового стоку та зниження рівня ґрунтових вод і пов'язані з цим процеси осушу­вання боліт, обміління озер, пригнічення рослинності. При відборі підземних вод з глибоких водоносних пластів за значних знижень рівня і піщано-глинистого геологічного розрізу можливе осідання денної поверхні.

Оцінка ЕЗПВ родовищ в артезіанських басейнах виконується гідродинамічними методами. Найефективнішим є застосування ма­тематичного моделювання з використанням багатошарових моделей, що дозволяє оцінювати не лише зниження рівня в експлуатованому горизонті, а й у взаємодіючих з ним горизонтах, включаючи ґрунто­вий. Особливо це стає важливим при розрахунках водозабірних спо­руд, які експлуатують систему розташованих один над одним водоно­сних горизонтів.

На математичних моделях повною мірою можуть бути враховані межі неоднорідності фільтраційних властивостей слабопроникних і водоносних пластів, умови взаємозв'язку підземних вод з поверхне­вими тощо.

У відносно простих гідрогеологічних умовах оцінка ЕЗПВ може бу­ти виконана аналітичними розрахунками.

Найбільш поширені схеми необмежених у плані пластів - у центра­льних частинах басейнів і напівобмежених - у крайових.

За граничними умовами у вертикальному розрізі найбільше поши­рені схеми: 1) одношарового пласта, практично ізольованого від су­міжних глинистими відкладами, 2) двошарового або тришарового пласта з постійним або змінним рівнем у верхньому пласті, який є джерелом живлення пласта, що залягає нижче.

При схематизації розрізу для аналітичних розрахунків, як зрештою і для моделювання, велике значення має коректне обґрунтування зменшення шаруватості розрізу в розрахунковій схемі (розд. 5).

Взаємозв'язок підземних і поверхневих вод, що є особливо харак­терним для продуктивних горизонтів у крайових частинах артезіан­ських басейнів, ураховується так само, як і при оцінці ЕЗПВ у річко­вих долинах.

За складністю гідрогеологічних умов родовища в центральних час­тинах артезіанських басейнів належать в основному до І групи, рідше - до II, у крайових частинах - до II групи.