Оценка естественных ресурсов (стр. 2 из 3)
 |
| Рис. 5. Расчет поправки на отток по кривой истощенияпри среднем значении напора в период питания |
По опыту применения, различия в оценке инфильтрации по экстраполяции темпа меженного спада и по кривой истощения могут быть вполне значимыми (25-50% и более).
Этот метод оценки инфильтрации (с разными способами расчета
) широко используется в практике разведочных работ, так как прост в организации и исполнении:одна скважина с произвольным расположением (но все же в водораздельной области питания),
не требуется нивелировка скважины,
не требуется оценка фильтрационных свойств; из параметров участвует только водоотдача
(но со всеми проблемами достоверности ее оценки).В известном студентам-гидрогеологам МГУ и МГРУ программном пакете VBRegim существуют модули оценки инфильтрации по данным режимных наблюдений всеми рассмотренными методами.
Еще один возможный вариант оценки расхода питания горизонта: если оно происходит за счет ПЕРЕТЕКАНИЯ из смежного в разрезе горизонта (с напором
) на определенной площади 
с модулем перетекания 
. Общий расход питания в этом случае 
. При этом, скорее всего, придется разделить область перетекания на частные зоны с осредненными показателями 
и затем суммировать частные расходы перетекания.б) Оценка ЕР по расходу потока
Смысл такой оценки: аналитический расчет расхода потока через поперечное сечение горизонта. Важно понимать, что:
такой расчет характеризует только область, лежащую выше расчетного сечения;
при этом в величину оцениваемых естественных ресурсов не войдет расход разгрузки выше по потоку.
Расчет производится по карте гидроизогипс, построенной по данным измерения уровней в скважинах, в местах выхода родников, по отметкам уреза воды в дренирующих горизонт водотоках и водоемах (рис. 6). Эти замеры должны быть по возможности единовременными.
 |
| Рис. 6. Аналитический расчет расхода потока |
Если для выделенной расчетной ленты тока можно допустить относительное постоянство значений коэффициента фильтрации K и глубин потока h, то расход через сечение В равен:
.Однако, обычно расчетное сечение достаточно большое (км, десятки км) и вполне вероятна "поперечная" неоднородность расчетных величин; тогда полную ленту тока разбивают на n лент шириной
, для которых расчетные показатели можно считать относительно постоянными. Рассчитываются частные расходы 
, которые затем суммируются.Понятно, что точность таких расчетов очень зависит от качества и количества фактического материала, в первую очередь - по фильтрационным свойствам оцениваемого водоносного горизонта.
в) Оценка ЕР по расходу разгрузки
Эта группа методов применяется обычно для районов с родниковым и русловым типами дренирования потока, т.е. когда можно инструментально измерить расходы разгрузки. Не поддаются этому методу случаи, когда разгрузка происходит путем испарения (как физического, так и растительностью); когда разгрузка осуществляется в бессточные (или со скрытым стоком) водоемы - озера, болота, моря.
1. Измерение СУММАРНОГО ДЕБИТА РОДНИКОВ - идея очевидна; однако результат характеризует только родниковую составляющую разгрузки и может быть сильно занижен - всего 10-30% (остальное уходит на сток в реки, эвапотранспирацию и другие формы разгрузки).
Для применения этого метода родники должны быть каптированы и оборудованы водосливными рамками, временными лотками (земляные, деревянные, металлические) для надежного измерения дебита в разные сезоны года.
2. Оценка по МЕЖЕННОМУ СТОКУ РЕК - этот метод эффективен для условий, когда преобладает русловое дренирование подземных вод и речной сток в периоды межени (особенно глубокой, основной) формируется исключительно за счет подземного питания.
2а. С использованием замыкающего створа речного бассейна площадью F (рис. 7). Естественные ресурсы для этой площади равны измеренному меженному расходу реки Р, а средний модуль подземного стока с этой площади (с определенным приближением его можно рассматривать как модуль питания):
.2б. С использованием частных водосборов (рис. 8). Естественные ресурсы для площадей частных водосборов равны разности меженных расходов реки, а частные модули подземного стока:
 | |
| Рис. 7. Метод замыкающего створа | Рис. 8. Метод частных водосборов |
При использовании этих методов есть свои проблемы:
- конечно же, не учитывается разгрузка через испарительные механизмы,
- если река дренирует несколько горизонтов, то как выделить долю каждого? (считают, что это можно сделать пропорционально проводимостям дренируемых горизонтов),
- нередко большой проблемой является точность гидрометрических оценок расходов водотоков - особенно при использовании метода частных водосборов, когда изменение расхода водотока между соседними створами должно заведомо и значительно превышать возможную погрешность гидрометрии,
- наконец, априорно принимается, что площади поверхностных и подземных водосборов совпадают, что не факт, особенно в областях развития трещинно-карстовых вод.
3. Оценка с помощью расчленения ГИДРОГРАФА РЕЧНОГО СТОКА (идея достаточно подробно рассматривалась в курсе "Геогидрология").
Гидрограф (гидрограмма) - хронологический график расхода реки в конкретном створе. Выделяя на нем (тем или иным способом) подземную составляющую
в общей величине речного стока, можно для каждого наблюденного года оценить среднегодовой расход подземного стока с вышележащей водосборной площади и соответственно рассчитать осредненный по времени и площади модуль подземного стока по принципу замыкающего створа: 
.Таким образом, существует ряд методически разнообразных приемов оценки естественных ресурсов. Однако, при разведке месторождений подземных вод неизбежно возникают вопросы: для какой водосборной площади оценивать величину ЕР и какая их часть может быть включена в балансовую структуру будущего водозабора ?
Самый сложный вопрос - как оценить область потенциальной инверсии естественной разгрузки при работе водозабора? Ведь только эту часть ЕР от их общей величины можно принимать как будущую составляющую ЭЗ ! Если поток в области депрессии от водозабора является транзитным, т.е. не разгружается в зоне месторождения, то в балансовом уравнении не будет члена
- следовательно, воронка будет непрерывно углубляться и расширяться, срабатывая запасы пласта 
и не обращая внимания на то, что эта вода куда-то двигается. Так будет до тех пор, пока воронка не дойдет до границ дренирования или ... не начнется перепонижение уровней в водозаборе, что потребует уменьшения его производительности вплоть до полного прекращения водоотбора.Итак, для реального учета возможного количества ЕР при использовании балансового метода оценки эксплуатационных запасов необходимо принять (на основе гидрогеодинамических соображений) какой-то реальный размер ожидаемой депрессионной воронки и уже только для этой площади оценить, какие очаги разгрузки потока в нее попадают.
Вспомнить - могут существовать только при работе водозабора.
Это увеличение естественного питания ("сверхъестественные" ресурсы) в связи с интенсификацией "старых" процессов и возникновением "новых". При балансовой оценке должны быть "вычислены" такие возможности; далее можно оценить лишь их предельную возможную интенсивность, исходя из природы процессов, обеспечивающих привлекаемые ресурсы.
Наиболее ясный пример: формирование привлекаемых ресурсов за счет вызванного притока из реки (после полной инверсии естественной русловой разгрузки). К балансовой оценке возможной величины привлекаемых ресурсов в этом случае особенно щепетильно следует относиться в бассейнах малых рек, расход которых сопоставим с будущим водоотбором подземных вод.
Рассмотрим два варианта.