Рекомендации по оценке прогнозных ресурсов категорий Р2 и Р3 питьевых, технических и минеральных подземных вод, выявленных в ходе регионального (стр. 9 )

, (7)

где  - модуль питания подземных вод, поступающих в грунтовый водоносный горизонт на рассматриваемой площади в естественных условиях.

Входящая в формулу (5) величина модуля питания за счет латерального потока  определяется, как частное от деления расхода, поступающего из области питания () на оцениваемую площадь водоносного горизонта (F):

= /F, (8)

Формула (8) является приближенной и дает достаточно надежные результаты, если  значительно меньше, чем , что выполняется в большинстве
случаев. Если эти величины соизмеримы, для расчета может быть использован метод математического моделирования.

3). Многослойные водоносные толщи. В пределах отдельных территорий могут быть развиты два или несколько водоносных горизонтов, разделенных слоями слабопроницаемых отложений.

При этом могут быть выделены два случая: а) все основные продуктивные водоносные горизонты являются напорными; б) верхний основной продуктивный водоносный горизонт - безнапорный, остальные напорные.

В случае а) основная сложность связана с тем, что вода, поступающая в систему напорных водоносных горизонтов путем перетекания через слабо проницаемый слой, лимитируется пропускной способностью этого слоя. Перераспределение этого питания между отдельными напорными пластами зависит от параметров этих пластов и разделяющих их слабопроницаемых отложений и принятых величин допустимых понижений уровня. Однако суммарный дебит водозаборов во всех водоносных напорных пластах не должен превышать величину перетекания из грунтового водоносного горизонта, суммированного с поступлением воды из области питания по всем напорным горизонтам. В связи с этим могут быть рекомендованы два расчетных приема для оценки прогнозных ресурсов подземных вод.

1. Вся система напорных водоносных горизонтов сводится к единому водоносному комплексу с суммарной водопроводимостью, получающему основное питание за счет перетекания и осуществляется приближенная оценка РППВ по зависимости (5), при этом используются суммарные значения водопроводимости оцениваемых напорных водоносных горизонтов и величины .

2. Используются методы математического моделирования с выделением основных водоносных горизонтов и слабопроницаемых слоев. При этом может быть проведено моделирование всей оцениваемой площади или отдельного блока, ограниченного непроницаемыми границами, в котором задаются все необходимые параметры водоносных и слабопроницаемых пластов, величины допустимых понижений и питание, приходящееся на каждый блок.

Для случая б), когда один из основных водоносных горизонтов - первый от поверхности безнапорный горизонт, основная сложность связана также с распределением общего питания, поступающего в водоносную систему, между безнапорным и напорным (напорными) водоносными пластами. Для этого случая также целесообразно использовать метод математического моделирования.

При использовании тестового моделирования выделяются блоки, различающиеся основными параметрами, определяющими величину возможного водоотбора из каждого блока (величиной водопроводимости, вертикальной проводимости, мощностью слабопроницаемых слоев, величиной допустимого понижения уровня, размерами блока, величиной питания). Создание для каждого типового блока схематической модели позволяет оперативно рассматривать широкий диапазон изменения гидрогеологических условий на оцениваемой площади.

2. Продуктивные водоносные горизонты (или "продуктивные площади" в пределах единого горизонта) имеют ограниченное площадное распространение. Основной РППВ сосредоточен в пределах этих площадей, где и возможно создание централизованных водозаборов. На остальной территории распространения водоносных горизонтов они мало водообильны, породы слабопроницаемы или безводны, либо ограниченное распространение водоносных горизонтов обусловлено структурно-тектоническими факторами. К этой группе относятся территории, где локализуются месторождения III и IV типов, а также зоны повышенной водообильности трещинно-карстовых карбонатных коллекторов в артезианских бассейнах.

Площади возможного размещения водозаборных сооружений меньше площадей питания в процессе эксплуатации, которые, как правило, превышают площади распространения продуктивных горизонтов (площадей) и поэтому модуль РППВ, отнесенный к последней, соответственно больше модуля питания. Площадь питания подземных вод может приниматься равной площади частного водосбора (водосборов). Однако следует учитывать, что часть разгрузки происходит за пределами структуры. Особенностью рассматриваемых структур является наличие достаточной регулирующей емкости, что позволяет часто рассматривать не минимальные, а среднемноголетние характеристики питания.

В рассматриваемых условиях основным методом оценки РППВ каждой структуры при наличии опыта эксплуатации является метод гидрогеологической аналогии, когда модуль при достигнутом понижении уровня определяется через расход эксплуатируемого водозабора и площадь структуры.

Если водоотбор явно меньше РППВ (при эксплуатации продолжается разгрузка подземных вод за пределы структуры или в ее пределах), в рассчитанный модуль вносятся соответствующие поправки, учитывающие соотношение питания подземных вод и существующего водоотбора).

При отсутствии данных эксплуатации РППВ может быть оценен через модуль питания подземных вод структуры следующим образом:

- Определяется величина питания подземных вод структуры как сумма площадного питания, поступающего непосредственно на территорию структуры, и питания, поступающего путем латерального подземного стока с окружающих структуру пород. Последняя величина может быть определена по формуле Дарси по величине расхода естественного потока.

- Определяется модуль суммарного питания подземных вод структуры () по формуле (9):

 = , (9)

где:  - модуль питания, поступающего непосредственно на площадь структуры за счет инфильтрации атмосферных осадков;

 - расход подземных вод, поступающих в структуру с окружающих пород.

- Полученная величина  пересчитываться в интенсивность питания  по формуле (10).

=  (10)

- Площадь оцениваемой структуры разбивается на блоки c разными параметрами. При небольших размерах структуры она вся может рассматриваться как один блок.

- Модуль РППВ рассчитывается так же как для территории группы А. Входящий в формулу коэффициент  определяется по таблице 3 при принятых значениях  и .

- Если модуль питания в соответствии с ранее приведенными рекомендациями определялся по среднемноголетнему меженному стоку в реки, для расчета модуля также может быть использована формула (1), в которой величину  рекомендуется принимать равной 1,0.

В тех случаях, когда оцениваемая структура пересекается реками, кроме рекомендуемой оценки площадного модуля РППВ, может быть дополнительно рассчитан линейный модуль применительно к эксплуатации инфильтрационных водозаборов. Методика расчета для указанных условий приведена ниже.

Общий РППВ и ПР подземных вод на оцениваемой площади определяются как сумма ресурсов отдельных структур.

3. Это территории, где водоносные горизонты имеют площадное распространение, но основной РППВ сосредоточен на локальных участках с повышенными фильтрационными свойствами водовмещающих пород и ограниченной площадью. Соответственно эксплуатация подземных вод в основном возможна только на этих участках. Такие гидрогеологические условия характерны для районов распространения трещиноватых кристаллических пород, сквозных таликов в зонах распространения многолетнемерзлых пород и некоторые другие. Площадь этих участков значительно меньше области питания, поэтому расчетные модули РППВ относятся не к локальным зонам равномерной трещиноватости, а к частному водосбору в целом.

В рассматриваемых условиях выделение перспективных участков очень затруднено. При съемках масштаба 1:200 000 основные закономерности и частично площади их развития могут быть выявлены с оценкой РППВ. При съемках масштаба 1:1000 000 оценку РППВ в основном рекомендуется проводить для частных водосборов. Достаточно высокая водообильность отдельных трещиноватых зон обуславливает разгрузку большей части подземных вод из них в речную сеть. При размещении водозаборных скважин в пределах этих зон может быть полностью перехвачен меженный приток в реки и ручьи в пределах рассматриваемого частного водосбора. Так как величина указанной разгрузки, как правило, невелика, при наличии коры выветривания, обладающей определенной регулирующей емкостью, в качестве величины прогнозных ресурсов может приниматься среднемноголетний меженный сток в реки. При наличии водозабора-аналога модуль оценивается как частное от деления расхода водозабора на площадь частного поверхностного водосбора.