Запасы и ресурсы пв. Их классификации и категории

Перечисленные особенности ПВ предопределили необходимость выделения понятий, характеризующих:

• а) количество воды, находящейся в водоносном пласте;
• б) количество воды, поступающей в водоносный пласт за определенный промежуток времени в:
  • — естественных условиях;
  • — при проведении водохозяйственных мероприятий;
  • — в связи с эксплуатацией подземных вод;
• в) количество воды, которое может быть отобрано водозаборными сооружениями.

Т. е., результатом подвижности и возобновляемости ПВ является необходимость учета не только их объемного содержания в недрах, но и питания в естественных и нарушенных техногенных условиях.

Общепринятой классификации запасов ПВ нет. Не существует и единого мнения в употреблении терминов «запасы» — «ресурсы».

Термин «ресурсы ПВ» в гидрогеологии был введен в 30-е г. ХХ ст. акад. Ф. П. Саваренским, который указывал, что ПВ не обладают постоянными запасами, как прочие полезные ископаемые, т. к., они возобновляются в процессе круговорота, и поэтому правильнее говорить не о «запасах» ПВ, а о «ресурсах», понимая под этим термином поступление ПВ. «Запасы» — это определенное количество воды, которое находится в данном слое независимо от поступления и расхода, а в зависимости от его емкости. Общность понятия «запас» для твердых полезных ископаемых и воды заключается, по Н. Н. Биндеману, в следующем:

• — объем (масса) гравитационной воды, как и масса твердого ПИ, выражает их запасы;
• — объем водоносного пласта аналогичен объему рудосодержащих пород;
• — коэффициент водоотдачи — содержанию руды в породе;
• — состав подземных вод — составу руды.

В практике гидрогеологических исследований в настоящее время наибольшее применение получила классификация Н. Н. Биндемана (1963г.). Исходя из сущности терминов «запасы» и «ресурсы» (по Ф.П. Саваренскому), выделяются по генезису:

• — естественные запасы;
• — естественные ресурсы;
• — искусственные запасы;
• — искусственные ресурсы;
• — привлекаемые ресурсы;
• — эксплуатационные запасы.

Естественные запасы — это объем гравитационной воды в пласте в естественных условиях. Т. к., в напорных пластах давление больше атмосферного, то часть этих запасов содержится здесь за счет упругих свойств и пласта и воды. Эксплуатационные запасы (ресурсы) по возможному сроку их использования могут быть обеспеченными на неограниченное время и обеспеченными только на определенный срок эксплуатации, принимаемый обычно равным сроку амортизации водозабора (25−30 лет), а при опенке прогнозных ресурсов в региональном плане — порядка 50−100 лет. Относительное значение компонентов балансового уравнения изменяется в зависимости от времени эксплуатации подземных вод и сопутствующих технических мероприятий.

Участки МПВ, обеспечивающие рациональные в технико-экономическом отношении условия эксплуатации размещаемых в их пределах водозаборных сооружений, называются эксплуатационными. ЭЗПВ обеспечиваются за счет:

• а) сработки естественных и искусственно создаваемых запасов;
• б) поступления естественных и искусственно обеспечиваемых ресурсов;
• в) использования привлекаемых в процессе эксплуатации ресурсов.

В условиях, когда величина привлекаемых в процессе эксплуатации водных ресурсов оказывается близкой к расходу водозабора, движение подземных вод стабилизируется и ЭЗПВ оказываются обеспеченными на неограниченный по времени срок.

При разведке МПВ важно установить источники формирования ЭЗ и оценить степень и активность их влияния на условия работы инженерных сооружений. Модуль прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод — количество воды в л/с, которое можно получить водозаборными сооружениями с км. кв. площади распространения оцениваемого водоносного горизонта (горизонтов) при соблюдении заданных гидрогеологических, природоохранных и других ограничений.

Месторождение подземных вод (МПВ) — это такая часть площади распространения водоносных горизонтов и комплексов, в пределах которой под влиянием естественных и искусственных факторов создаются благоприятные условия по сравнению с окружающими площадями для отбора подземных вод, в количественном и качественном отношении, обеспечивающие экономически целесообразное их использование в народном хозяйстве. Определение справедливо для любых типов подземных вод (пресных, минеральных, промышленных и термальных).

Поиски месторождений подземных вод — стадия геологоразведочных работ на подземные воды с целью выявления МПВ и определения их перспективности для дальнейших исследований.

Оценка месторождений подземных вод — стадия геологоразведочных работ на подземные воды, целью которых является оценка промышленной ценности выявленных месторождений подземных вод.

Питьевые подземные воды — подземные воды по своему качеству в естественном состоянии или после обработки отвечающие нормативным требованиям и предназначенные для питьевых и бытовых нужд человека либо для производства пищевой продукции.

К питьевым подземным водам относятся также минеральные природные столовые воды, используемые для разлива.

Технические подземные воды (в т. ч., подземные рассолы) — по своему качеству и физическим свойствам используются или могут быть использованы для производственно-технического водоснабжения.

Участок водозабора с неоцененными и неутвержденными запасами — участок недр, на котором осуществляется отбор подземных вод, эксплуатационные запасы которых не оценены и не прошли государственную экспертизу в установленном порядке.

Участок месторождения подземных вод — участок недр (отдельный блок) в пределах площади месторождения, по которому оценены и подтверждены государственной экспертизой эксплуатационные запасы подземных вод. Участок месторождения может эксплуатироваться или быть предназначенным для эксплуатации как крупным групповым водозабором, так и одиночным водозабором.

Участок недр нераспределенного фонда — участок недр с ранее оцененными, утвержденными и включенными в государственный учет ЭЗПВ, но не предоставленный в пользование для добычи подземных вод.

По степени освоенности и изученности выделяются разрабатываемые, разведанные, предварительно оцененные и выявленные месторождения.

Добыча подземных вод — изъятие из недр воды как самостоятельного материального продукта для ее дальнейшего использования в заданных целях.

Мониторинг месторождений подземных вод — система наблюдений и сбора информации, оценки и прогнозирования пространственно-временных изменений состояния месторождения под воздействием антропогенных и природных естественных факторов.

Недропользователь — юридическое лицо или гражданин, которому предоставлено право пользования недрами в определенных целях, в т. ч., для геологического изучения недр и добычи подземных вод.

Недропользователь, которому предоставлено право добычи подземных вод одновременно является водопользователем (по Водному Кодексу).

Одиночный водозабор — одиночная скважина или малый групповой водозабор, состоящий из нескольких (2−3) скважин, влияние эксплуатации которых локализуется в ближайшей окрестности водозабора и не приводит к заметному изменению гидродинамического и гидрохимического режима подземных вод на окружающей территории.

«Утвержденные эксплуатационные запасы подземных вод» — запасы, прошедшие государственную экспертизу в установленном порядке и принятые по целевому назначению, количеству и категориям изученности для постановки на государственный учет.

МПВ могут быть естественными (формирование их происходит под влиянием естественных природных факторов) и искусственными (накопление подземных вод происходит под влиянием искусственных мероприятий).

Исскуственные МПВ могут быть созданы в благоприятных геолого-структурных и литологических условиях за счет искусственного перевода части поверхностного стока в подземный или же при условии за счет утечек и фильтрационных потерь их систем водоснабжения, каналов, водохранилищ и т. д.

Понятия месторождение пресных вод, и тем более месторождение промышленного типа имеют большое научно-методическое и практическое значение, объединяют комплекс гидрогеологических признаков и условия формирования и масштабы использования пресных подземных вод при решении проблем централизованного водоснабжения крупных объектов.

В разрезе месторождения пресных подземных вод могут залегать несколько водоносных горизонтов, а нередко и водоносный комплекс. Однако в числе распространенных на месторождении водоносных горизонтов могут быть такие, в пределах которых по комплексу признаков формируются основные естественные ресурсы и запасы месторождения, а также складываются условия, благоприятные для их отбора. К таким признакам можно отнести:

• а) мощность водоносного горизонта и литологический состав водовмещающих пород;
• б) высокие фильтрационные показатели водоносных пород и их относительно слабую изменчивость в плане и разрезе;
• в) постоянно действующие источники питания, а также гидравлическую связь водоносных горизонтов с поверхностными водами и т. д.

Водоносные горизонты, которые по ряду гидрогеологических признаков могут быть основными поставщиками ЭЗ пресных подземных вод на данном объекте при разрешении конкретных проблем централизованного водоснабжения называют продуктивными.

Выбор под разведку продуктивного водоносного горизонта на месторождении может производиться по результатам анализа материалов ранее проведенных исследований, по опыту эксплуатации действующих водозаборных сооружений или по результатам поисковых работ. К факторам, определяющим закономерности формирования промышленного типа МПВ, относятся геолого-структурные, гидрогеологические, геоморфологические, климатические, гидрологические и технические.

Геолого-структурные факторы являются основными, определяющими условия образования и залегания водовмещающих структур, литологический состав водосодержащих и разделяющих горных пород, закономерности формирования фильтрационных и емкостных свойств пород и их пространственную изменчивость, условия взаимосвязи подземных вод различных горизонтов и т. д.

Гидрогеологические факторы обусловливают гидродинамический режим и структуру фильтрационного потока подземных вод, режим отбора (безнапорный, упруговодонапорный), условия питания, естественной разгрузки, формирования химического состава, а также влияние отбора подземных вод на состояние окружающей среды и др.

Геоморфологические факторы определяют для некоторых типов месторождений условия формирования продуктивного водоносного горизонта в плане и разрезе, а также фильтрационных свойств водовмещающих и разделяющих слоев (например, водоносных песчано-галечниковых толщ в речных долинах и конусах выноса).

Гидрологические факторы наиболее существенно определяют условия питания подземных вод в результате инфильтрации поверхностных вод, взаимосвязь поверхностных и подземных вод.

А также возможность привлечения поверхностных вод на водозаборном участке. Климатические факторы определяют естественные условия питания подземных вод за счет инфильтрации атмосферных осадков, естественной разгрузки подземных вод путем испарения, транспирации растительности и т. д.

Технические факторы определяют возможность:

• — применения рациональной в технико-экономическом отношении системы эксплуатации пресных подземных вод;
• — учитывающей глубину отбора подземных вод, оптимальный дебит эксплуатационных скважин, конструктивные особенности каптажного сооружения и др.

Т. обр., формирование промышленных типов месторождений пресных подземных вод является многофакторным процессом, что и учитывается при их классификации.

Учитывая различное сочетание перечисленных факторов, можно выделить несколько типов крупных месторождений подземных вод, отличающихся методикой проведения поисково-разведочных работ и оценки эксплуатационных запасов.

Классификация месторождений подземных вод промышленного типа принята за основу их типизации, приведенной в Инструкции ГКЗ.

Типизация МПВ отражает основные гидрогеологические особенности условий их формирования и распространения:

• 1) в пределах современных и погребенных речных долин;
• 2) в артезианских бассейнах;
• 3) в конусах выноса предгорных шлейфов и межгорных впадин;
• 4) в структурах и массивах трещинно-карстовых пород и зонах тектонических нарушений;
• 5) в песчаных массивах пустынь и полупустынь;
• 6) в надморенных и межморенных водно-ледниковых отложениях;
• 7) в таликовых зонах области распространения многолетнемерзлых пород.

По условиям распространения многолетнемерзлых пород и формирования пресных подземных вод можно выделить две подобласти:

• а) распространения сплошной многолетней мерзлоты, где мощность мерзлых пород весьма значительна (до 500 м и более, мах до 1500 м.);
• б) островного распространения мерзлых горных пород, на площади которых мощность вечной мерзлоты незначительная (менее 100 м.).

Для первой подобласти закономерно формирование таликовых водоносных зон, распространенных под крупными речными долинами, озерами и по зонам крупных тектонических нарушений глубокого заложения. На площади второй подобласти мерзлые породы не оказывают существенного влияния на формирование водоносных горизонтов и естественных ресурсов подземных вод, поэтому в пределах ее могут быть распространены некоторые из описанных выше типов подземных вод.

В хозяйственно-питьевом и промышленном водоснабжении используются пресные (сухой остаток до 1 г/дм. куб.) и солоноватые (1−5 г/дм. куб.) подземные воды.

Для производственного водоснабжения применение пресных подземных вод допускается с разрешения органов по регулированию использования и охране вод только в районах, где отсутствуют необходимые поверхностные водные источники и имеются достаточные запасы подземных вод питьевого качества.

Требования к качеству подземных вод для производственного водоснабжения устанавливаются водопотребляющими или проектными организациями для каждого конкретного случая с учетом специфических особенностей применения вод по данному назначению.

В хозяйственно-питьевом водоснабжении используются только пресные подземные воды, но в отдельных случаях по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы допускается использование подземных вод с минерализацией до 1,5 г/дм. куб.

Требования к качеству питьевой подземной воды, подаваемой централизованными хозяйственно-питьевыми системами водоснабжения, а также используемой одновременно для питьевых, хозяйственных, технических и коммунально-бытовых целей, регламентируются государственным стандартом ГОСТ 2874–82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством».

В случае несоответствия качества подземной воды требованиям этого ГОСТа должны быть проведены мероприятия по улучшению ее качества (умягчение, обезжелезивание, обеззараживание, обесфторивание и др.) согласно СНиП 2.04.02−84. Качество воды хозяйственно-питьевого назначения должно удовлетворять гигиеническим нормам, предусматривающим безопасность воды в эпидемическом отношении, безвредность химического состава и благоприятные органолептические свойства. Соответственно этому государственным стандартом установлены показатели качества воды:

• 1) микробиологические;
• 2) содержания токсических химических веществ;
• 3) органолептические.

Безопасная в эпидемическом отношении вода не должна содержать болезнетворных бактерий и вирусов.

Обычно используются косвенные микробиологические показатели безвредности воды, характеризующие степень общего загрязнения воды микроорганизмами и содержание микроорганизмов группы кишечной палочки.

Общее число микроорганизмов в 1 дм. куб. неразбавленной воды не должно превышать 100, а число санитарно-показательных микроорганизмов группы кишечной палочки не должно превышать трех в 1 дм. куб. воды (коли-индекс).

Соответственно этому объем воды, в котором обнаружен один микроорганизм группы кишечной палочки, должен быть не менее 300 см. куб. (коли-титр не менее 300).

В отдельных случаях, когда имеются опасения в отношении бактериального загрязнения подземных вод, кроме указанных косвенных микробиологических показателей, дополнительно определяют содержание болезнетворных бактерий, кишечных вирусов, яиц гельминтов.

Токсические химические вещества и вещества, ухудшающие органолептические свойства (запах, привкус, цветность), встречаются в природных подземных водах, но, кроме того, могут появиться в воде при обработке ее реагентами или поступить в водоносный горизонт в результате загрязнения сточными водами и отходами.