Хозяйственно-питьевое водоснабжение (стр. 3 из 3)

- Эксплуатационные затраты (стоимость эксплуатации) включают:

1) энергозатраты на I подъем, поэтому важно количество скважин и глубина динамического (пониженного) уровня;

2) затраты на водоподготовку, зависящие от суммарного дебита и необходимых технологий водоподготовки;

3) энергозатраты на перегон воды по магистральному водоводу (II, III ... подъемы), зависят от длины водовода, рельефа по его трассе и суммарного дебита.

Видно, что рациональный водозабор должен быть расположен как можно ближе к водопотребителю и содержать минимальное количество эксплуатационных скважин.

Минимизация количества скважин достигается за счет максимальной нагрузки на каждую из них. От чего зависит возможный дебит скважин? Например, при квазистационарном режиме в неограниченном изолированном пласте

т.е. максимальный дебит достигается при расположении скважины в области с наиболее высокой проводимостью пласта

и, напротив, низкими величинами уровне(пьезо)проводности (т.е. при высокой водоотдаче). Кроме того, имеет значение и радиус фильтра скважины , поэтому в практике строительства водозаборных скважин применяют различные методы увеличения проницаемости прифильтровой зоны - простреливание, торпедирование, гидроразрыв, соляно-кислотная обработка и т.п., чтобы увеличить расчетный радиус .

Наконец, важно, чтобы строение гидрогеологического разреза позволяло при необходимости создавать достаточные понижения уровня в водозаборных скважинах. Однако, величина возможного понижения уровня имеет определенные ограничения.

ДОПУСТИМОЕ ПОНИЖЕНИЕ УРОВНЯ В ВОДОЗАБОРЕ

. Ограничение величины понижения уровня в водозаборных скважинах преследует две цели:

- Во-первых, при эксплуатации грунтовых водоносных горизонтов происходит уменьшение их мощности и, следовательно, уменьшение проводимости горизонта. Чтобы не допустить прогрессирующего, "обвального" перепонижения уровней, рекомендуется сохранять в зоне водозаборной скважины не менее 30-50% начальной проводимости.

- Во-вторых, в водозаборной скважине всегда должен оставаться столб воды, достаточный для размещения насоса и отстойника (обычно 3-10 м).

Для безнапорных горизонтов принимают расчетную величину допустимого понижения порядка

, где - начальная, ненарушенная мощность потока в зоне эксплуатационных скважин (рис.1.2, а). Однако, такой подход допустим только для однородных по вертикали горизонтов, когда кумулята проводимости имеет вид прямой линии (рис.1.2, б). Более вероятно, что водоносные пласты имеют неоднородное (и достаточно контрастное) строение по вертикали - слоистость в рыхлых четвертичных отложениях, карстовые коллекторы и др. В таких случаях величина допустимого понижения должна обосновываться на основе разведанной формы кумуляты проводимости - из условия, чтобы остаточная проводимость пласта в зоне скважины составляла не менее (0.3 ÷ 0.5) (рис.1.3 а,б).

Рис. 2. Допустимое понижение уровня (a) и форма кумуляты проводимости (б) в однородном по вертикали безнапорном пласте

Рис. 3. Допустимое понижение уровня (a) и форма кумуляты проводимости (б) в неоднородном по вертикали безнапорном пласте

Рис. 4. Допустимое понижение уровня для межпластовых водоносных горизонтов

Для напорных горизонтов гарантированной является величина допустимого понижения до кровли пласта (не вызывающая изменения проводимости эксплуатируемого пласта); если же эта величина недостаточна, то допускается переход к безнапорному режиму с использованием еще (0.5 ÷ 0.7)

(рис. 1.4).

РАСЧЕТНЫЙ СРОК ЭКСПЛУАТАЦИИ - это время, в течение которого водозабор должен работать непрерывно с дебитом

. Обычно (если не оговорено иное) используют так называемый амортизационный срок (27.4 года, что соответствует "круглой" расчетной величине 10 000 суток). Однако, могут быть заданы и особые варианты: временные водозаборы (например, строительные - 3÷5 лет), периодические водозаборы (оросительные - 3÷ 4 месяца в году; пиковые с внутригодовой, внутринедельной и даже внутрисуточной периодичностью).

Если при разведке доказана возможность стационарного режима фильтрации при эксплуатации, то такой водозабор может работать неограниченно долго.

СОХРАНЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ в пределах действующих нормативов в течение всего расчетного срока - вполне понятное требование, не требующее комментариев. Его содержание будем рассматривать подробнее позже.

Наконец, особенно в последние годы, пристальное внимание уделяется ограничениям по ВОЗДЕЙСТВИЮ ВОДООТБОРА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ. Формы и масштабы этого воздействия различны в разных условиях; назовем, например:

- нарушения геомеханического характера (просадка земной поверхности, возникновение суффозии, активизация карста),

- нарушение влажностного режима приповерхностных слоев земной коры (иссушение сельхозземель, развитие ветровой эрозии, "пыльные бури"),

- нарушение общего водного баланса территорий, особенно в районах массированного водоотбора (уменьшение водности рек, осушение озер, болот),

- сопутствующие изменения ландшафтов (растительные и животные сообщества),

- переформирование криогенной обстановки в районах развития многолетней мерзлоты

- и т.п.

Таким образом, собственно гидрогеологическое содержание проблемы оценки ЭЗ подземных вод может быть сведено к необходимости количественного обеспечения трех прогнозных положений:

1) обоснование связи между дебитом водозабора и понижениями уровней в нем;

2) обоснование тенденции изменения показателей качества извлекаемой воды за расчетный срок;

3) обоснование возможных изменений условий взаимосвязи эксплуатируемого водоносного горизонта со смежными элементами окружающей среды.