Влияние отбора ПВ на изменения гидрогеологических условий и окружающую природную среду для различных типов МПВ.

Интенсивная эксплуатация подземных вод системой сосредо­точенных крупных водозаборов всегда формирует в той или иной степени целый комплекс техногенных процессов, влияние которых и приводит к значительному изменению гидрогеологи­ческих и инженерно-геологических условий в сфере влияния во­дозаборного сооружения.

Под техногенными процессами следует понимать тесно связанные между собой гидрогеологические, инженерно-геологические, геокриологические, биогидрогеохимические про­цессы, формирующиеся под влиянием инженерной деятельности человека и влияющие на свойства основных компонентов геоло­гической среды и нередко на окружающую среду в целом.

Для прогнозной оценки этих техногенных процессов в настоящее время раз­работаны приближенные гидродинамические методы: а) анали­тических расчетов; б) методы моделирования процессов на современных АВМ и ЭЦВМ.

При разведке подземных вод очень важно заблаговременно прогнозировать масштабы возможного негативного влияния тех­ногенных процессов на изменение основных компонентов окру­жающей среды. В этом отношении целесообразно все известные крупные водозаборные сооружения подразделить на три основ­ные группы: 1)расположенные в долинах рек или вблизи во­доемов (озер или водохранилищ), дебит которых формируется преимущественно за счет привлекаемых ресурсов (береговая инфильтрация поверхностных вод); 2) на площади бассейнов безнапорных трещинно-карстовых вод карбонатных пород; 3) на площади изолированных от поверхности артезианских горизон­тов, где дебит водозаборов формируется преимущественно за счет отбора упругих запасов напорных вод.

При эксплуатации первой группы во­дозаборных сооружений обычно наблюдаются незначительные изменения окружающей среды. На участках инфильтрационных водозаборов, как правило, очень быстро устанавливается ста­ционарный режим фильтрационного потока; размеры воронки депрессии (сферы влияния) составляют единицы или первые десятки квадратных километров. В таких гидрогеологических условиях техногенные процессы наиболее существенное влияние могут оказать на изменение свойств собственно геологической среды. При эксплуатации водозаборных сооружений второй группы весьма интенсивно развиваются суффозионно-карстовые процессы — образование на поверхности воронки обрушения и, как, следствие, деформация поверхностных сооружений и подземных коммуникаций. Наиболее интенсивного изменения окружающей среды можно ожидать при эксплуатации водозаборных сооружений третьей группы. В период сработки упругих запасов четко выражается тенденция постоянного снижения пьезометрических уровней напорных вод; при этом депрессионная воронка нередко достигает по площади нескольких сот квадратных километров, оказывая существенное влияние на формирование таких техногенных процессов, как депрессионное уплотнение песчано-глинистых пород, перекрывающих продуктивные водоносные горизонты напорных вод, процессов взаимодействия между водоносными горизонтами и др.

Под влиянием интенсивного водозабора из верхних водоносных горизонтов происходит нарушение режима подземных вод, в результате чего отмечается изменение водного и солевого баланса водоносных горизонтов, сокращение речного стока, и угнетение растительности. Последствия интенсивной эксплуатации подземных валов проявляются в районах сосредоточенных водозаборов со значительным снижением уровней подземных вод.

Особенности поисково-разведочных работ на месторождениях пресных подземных вод, определяемые потребностью объекта в воде и методами оценки эксплуатационных запасов, возможности совмещения стадий.

В зависимости от потребности в воде, сложности гидрогеологических условий и степени их изученности отдельные стадии исследований могут быть совмещены или полностью исключены.

При незначительном водопотреблении (1-2 экспл.скв.) гидрогеологические исследования по установленным стадиям обычно не проводят. На основе анализа фактическим материалам и исходных данных задания по району проектируемого водоснабжения составляется проект разведочно-эксплуатационных скважин, который включает рассмотрение геолого-гидрогеологических условий участка водоснабжения, выбор источника водоснабжения, обоснование места заложения скважины и проект по ее сооружению и опробованию. Скважина должна выполнить разведочные функции.

При значительной потребности объектов в воде для обоснования проектов водоснабжения, необходимы поисково-разведочные работы для обоснования выбора источника водо­снабжения и эксплуатационного участка, качественной и количест­венной оценки и прогноза условий эксплуатации подземных вод с учетом удовлетворения заявленной потребности в воде и перспек­тив дальнейшего расширения водозабора, рационального использо­вания и охраны водных ресурсов района и т. д. Основными зада­чами выполняемых исследований, определяющими их направлен­ность, эффективность и в конечном счете возможность организации водоснабжения того или иного объекта, являются выявление и оценка прогнозных ресурсов и эксплуатационных запасов подзем­ных вод в количестве, обеспечивающем заявленную потребность в воде.

Дан­ные о прогнозных ресурсах используются для планирования поиско­вых работ на подземные воды, а также учитываются при составле­нии схем комплексного использования и охраны вод. Под эксплуатационными запасами понимается количество подземных вод, которое может быть получено рациональными в технико-экономическом отношении водозаборными сооружениями при заданном режиме эксплуатации и качестве воды, удовлетворяющем требованиям целевого использования ее в народном хозяйстве в течение расчетного срока водопотребления. Они оцениваются по результатам выполненных на месторождении разведочных работ (как правило, детальной разведки) и по данным эксплуатации подзем­ных вод.

Метод оценки эксплуатационных запасов предопределяется гидрогеологическими особенностями объекта.

Гидродинамический метод оценки ЭЗ, когда соответствующие оценки, прогнозы и обоснования даются на основе расчетов по формулам динамики ПВ. В сложных природных условиях оценка ЭЗ осуществляется с применением моделирования.

Гидравлические методы, основанные на широком использовании и экстраполяции эмпирических зависимостей, получаемых в процессе длительных опытных работ, применяется при сложных гидрогеологических условиях (резкая и неравномерная трещиноватость и закарстованность, сложная тектоника, высокая фильтрационная неоднородность пород), где затруднительно использование других методов, а также в районах действующих водозаборов с использованием данных эксплуатации.

Балансовые методы, позволяющие на основе анализа водного баланса изучаемой территории обеспеченность восполнения ЭЗ, применяются обычно совместно с др.методами (гидравлическим, гидродинамическим), особенно в условиях ограниченных размеров области фильтрации, когда одной из важнейших задач выполняемых исследований является выявление и количественная оценка источников формирования ЭЗ подземных вод (месторождения ПВ ограниченных по площади геологических структур и массивов трещинных и трещинно-карстовых пород, зоны тектонических нарушений).

Метод аналогий основан на доказательстве и соответствующем использовании сходства между изучаемым объектом и его природными аналогом. Основное условие применения - сходство сравниваемых объектов по типу основных источников формирования ЭЗ.