- •Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе» мгри-рггру
- •Москва 2012
- •Глава 1. Проблемы и понятия, связанные с оценкой запасов месторождений подземных вод
- •1.1. Виды запасов и ресурсов подземных вод и их взаимоотношения
- •1.2. Общие принципы и способы оценки эксплуатационных запасов подземных вод
- •Глава 2. Методика оценки эксплуатационных запасов подземных вод
- •2.1. Понятие о методах оценки эксплуатационных запасов подземных вод
- •2.2. Основные ограничения, используемые при расчетах водозаборов
- •2.3.Схематизация и типизация гидрогеологических условий
- •2.4. Принципы схематизации и её критерии
- •2.5. Типовые расчетные схемы для оценки эксплуатационных запасов подземных вод
- •Глава 3. Обоснование схем водозаборных сооружений
- •3.1. Принципы размещения водозаборных скважин
- •3.2. Методы расчета взаимодействующих скважин
- •Глaba 4. Вопросы защиты подземных вод от загрязнений
- •4.1. Оценка качества подземной воды и прогноз его изменения
- •4.2. Определение границ поясов зон санитарной охраны (зсо)
- •4.2.1. Факторы, определяющие зсо
- •4.2.2. Определение границ поясов зсо подземного источника
- •Глава 5. Количественная оценка источников формирования эксплуатационных запасов п0дземных вод
- •Глава 6. Расчеты водозаборов в условиях месторождений подземных вод в речных долинах
- •6.1. Особенности эксплуатации месторождений
- •6.2. Месторождение подземных вод в долинах с постоянно действующим водотоком
- •6.3. Месторождения подземных вод в долинах с периодически действующим водотоком
- •6.4. Построение гидрографа эксплуатационных запасов подземных вод
- •6.5. Расчет параметров третьего пояса санитарной охраны (зоны ограничений)
- •Глава 7. Расчеты водозаборов в условиях месторождений подземных вод_ в артезианских бассейнах
- •7.1. Особенности эксплуатации месторождений
- •7.2. Месторождения, приуроченные к однопластовым изолированным гидрогеологическим структурам
- •7.3. Месторождения, приуроченные к многопластовым толщам, эксплуатирующиеся в условиях взаимосвязи между водоносными горизонтами
- •7.4. Месторождения в краевых частях артезианских бассейнов
- •Глава 8. Расчеты водозаборов подземных вод в условиях конусов выноса
- •8.I. Особенности эксплуатации месторождений
- •8.2. Схематизация гидрогеологических условий
- •8.3. Основные расчетные схемы
- •Глава 9. Расчеты водозаборов в условиях закрытых структур
- •9.1. Особенности эксплуатации месторождений
- •9.2.Схематизация гидрогеологических условий
- •9.3. Основные расчетные схемы
- •Приложения Варианты типовых задач
- •Задача №1
- •Варианты задачи 1.
- •Задача № 2
- •Варианты задачи 2.
- •Задача № 3
- •Варианты задачи 3.
- •Задача № 4
- •Варианты задачи 4.
- •Задача №5
- •Варианты задачи 5
- •Задача № 6
- •Варианты задачи 6
- •Задача №7
- •Задача № 8
- •Задача № 9
- •Варианты задачи 9
- •Задача № 10
- •Варианты задачи 10
- •Задача № 11
- •Варианты задачи 11
- •Задача №12
- •Варианты задачи 12
- •Литература
- •Глава 1. Проблемы и понятия, связанные с оценкой запасов
- •Глава 2. Методика оценки эксплуатационных запасов
- •Глава 3. Обоснование схем водозаборных сооружений 28
- •Глава 4. Вопросы защиты подземных вод от загрязнений 36
- •Глава 5. Количественная оценка источников формирования
- •Глава 7. Расчеты водозаборов в условиях месторождений
- •Глава 8. Расчеты водозаборов подземных вод в условиях
- •Глава 9. Расчеты водозаборов в условиях закрытых структур………. 78
Глава 5. Количественная оценка источников формирования эксплуатационных запасов п0дземных вод
В процессе решения задачи оценивается общая величина естественных запасов месторождения подземных вод, определяются величины естественных и дополнительных запасов участвующих в формировании эксплуатационного водоотбора, рассчитывается процент использования естественных запасов месторождения, ущерб речному стоку за счет перехвата подземного питания и привлечения поверхностного стока к водозабору и т.д. Все величины, формирующие эксплуатационные запасы, составляющие естественные и дополнительные запасы и их изменение во времени отображаются в графической форме. Такой график называется "гидрограф запасов подземных вод".
По оси абсцисс откладывается время эксплуатации, ординат величина расходов из разных источников (рис.5). Величина эксплуатационных запасов (водоотбора) Qэ может быть постоянной и тогда график Qэ будет горизонтальным, либо изменяющимся во времени. Значение составляющих на любое время эксплуатации в сумме должны быть равны величине эксплуатационных запасов Qэ:
,
где , Qдин и Qдоп – значение элементов статических, динамических и дополнительных запасов (ресурсов), отраженных на рис.1. Часть из них может отсутствовать, т.е. будет равна нулю.
Рис.5. Гидрограф эксплуатационных запасов для случая работы водозабора рядом с контуром постоянного напора
Предварительно следует определить, исходя из общих гидрогеологических условий, особенностей размещения, конструкции и эксплуатации водозабора, на основе принятой в обоснование эксплуатационных запасов подземных вод расчетной схемы, какие из указанных в разделе 1.2 составляющих принимают участие в формировании эксплуатационных запасов рассматриваемого водозабора в. разные периоды его работы, т.е. не равные нулю. Далее надо подобрать расчетные зависимости для оценки величины каждой из составляющих и изменения ее во времени эксплуатации. Эти зависимости приведены в главах 6, 7, 8, 9 для соответствующих расчетных схем эксплуатации водозабора. В том случае, если расчетная зависимость не найдена, для определения составляющих статических запасов можно использовать формулу:
, (16)
где tэк – расчетный период эксплуатации водозабора, обычно 25 лет или 10000 сут; Vcm – объем срабатываемых за этот период статических запасов, который приближенно определяется по зависимости:
При условии R > 5r
где a – уровне- или пьезопроводность пласта; R – радиус влияния в уравнении Дюпюи; r0 – приведенный радиус водозабора.
Для определения динамических и дополнительных запасов можно воспользоваться формулой Дюпюи для плоско-параллельной фильтрации [6, 11]:
Qд=(km)срIсрВср, (17)
где kmср, Iср, Вср – средние значения водопроводимости, напорного градиента и ширины фильтрационного потока, обеспечивающего восполнение эксплуатационных запасов подземных вод.
Например, для инфильтрационного водозабора величина притока со стороны реки приближенно может быть оценена зависимостью (17), причем
I .
где Нр и Н0 – уровни воды в реке и в пределах водозаборного ряда, как обобщенной системы; l – расстояние между водозабором и рекой.
В качестве Вср приближенно может быть взята длина водозаборного ряда.
Учитывая зависимость (15), часть составляющих эксплуатационных запасов может быть определена по разности Qэ и рассчитанными значениями. Пример построения гидрографа запасов подземных вод для водозабора, расположенного вблизи реки, показан на рис.5.