ПРИМЕНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Стационарные наблюдения за режимом подземных вод, как указано выше, проводятся для изучения формирования запасов этих вод в природных и нарушенных условиях для познания закономерностей образования весьма важных для водоснабжения пресных вод, оценки их ресурсов и обоснования водохозяйственных мероприятий по управлению режимом этих вод, а также строительства и эксплуатации водозаборных сооружений и гидромелиоративных систем для мелиорации земель в сельском хозяйстве. Эксплуатация месторождений полезных
Ископаемых, а также урбанизация территорий также нуждаются в знаниях режима подземных вод и в прогнозах его изменений на будущее.
Большие задачи изучения режима подземных вод возникли в связи с охраной окружающей среды, в частности — охраной ценных пресных вод. подверженных возможности их загрязнения и истощения.
Изучение баланса подземных вод неотъемлемо от изучения их режима, так как при этом совместном изучении вскрывается изучаемый процесс образования естественного и искусственного изменения этих вод во времени и в пространстве. Это важно также для искусственного восполнения вод.
Служба изучения режима подземных вод в нашей стране включает изучение баланса подземных вод, прежде всего в региональном аспекте, осуществляет стационарные гидрометеорологические наблюдения за режимом и балансом атмосферы и поверхностных вод территории СССР, выдает информацию о ресурсах этих вод и составляет регулярные прогнозы режима поверхностных вод.
При организации службы изучения режима и баланса подземных вод в системе Мингео СССР в 40-е годы текущего века поставлены задачи как регионального, так и специального (детального) исследования подземных вод в стационарных условиях. Это изучение обычно начинается на различных стадиях поисков, разведки и эксплуатации типовых водозаборов с целью выявления различных типов запасов подземных вод и прогнозов их изменения.
Аналогичные задачи по балансу и режиму вод выполняются ведомственной службой Минводхоза СССР для оценки и контроля гидромелиоративного состояния земель в сельскохозяйственных районах с целью обоснования гидромелиоративных мероприятий по поднятию плодородия почв и мелиорации земель путем орошения или осушения.
Учитывая сказанное, можно сделать вывод о том, что организация изучения баланса подземных вод имеет два аспекта: 1) региональный (государственный); 2) специальный (ведомственный).
В довоенный период Геологический комитет СССР начал систематическое изучение режима подземных вод в стране в соответствии с указанными выше направлениями.
Реализация такого изучения производилась и производится теперь через территориальные геологические управления и входящие в их состав гидрогеологические станции и партии. Работы в региональном направлении проводятся на опорной наблюдательной сети, а во втором — на специальной сети.
Опорная наблюдательная сеть проектируется с учетом многолетних целевых программ и планов развития народного 168 хозяйства страны и плана развития научных знаний по гидрогеологии, гидрологии и инженерной геологии. Специальная сеть имеет более узкое назначение, связанное с той или иной народнохозяйственной проблемой и сроками ее решения. Поэтому развитие этих сетей планируется заранее и основывается на уровне существующих научных методов исследования, которые также непрерывно развиваются.
Очень важное значение имеет различное изучение режима и баланса подземных вод на разных стадиях выполнения плановых гидрогеологических работ: при поисках, разведке и эксплуатации месторождений вод. Такое изучение режима и баланса подземных вод тесно связано с производственными проектами геологоразведочных работ, входит в состав этих проектов и непосредственно используется для обоснования оценок запасов подземных вод, прогнозов их ресурсов, условий эксплуатации вод и т. п.
Поэтому при рассмотрении рекомендаций по выбору методов оценки баланса подземных вод большое внимание будет обращено на различие наблюдательных сетей по их назначению и на различие стадий общих гидрогеологических исследований.
На стадии поисков подземных вод для водоснабжения, сопровождаемых Государственной гидрогеологической средне - масштабной съемкой (1:200 000—1:100 000), большое внимание обращают на изучение и оценку режима и баланса подземных вод, необходимых для предварительных оценок ресурсов и условий эксплуатации пресных вод.
С этой целью проводятся режимные наблюдения в опорных типовых районах продолжительностью 1 — 2 года и более, которые по окончании съемки поручаются для продолжения ближайшей гидрогеологической станции или стационарной партии. В Методических указаниях по гидрогеологической съемке на закрытых территориях предусмотрены методика и производство оценок режима и баланса грунтовых вод, которые рекомендованы для реализации в процессе выполнения съемок. Аналогичные указания действительны и при гидрогеологических съемках территорий, намеченных для мелиорации земель (под орошение или осушение).
Главным является определение параметра р. Расчеты величин питания грунтовых вод сверху на первой стадии выполняются с помощью приближенных методов. Теоретически более обоснован метод приведения грунтового потока к неограниченному потоку в плане (см. гл. 2). При наличии групп наблюдательных скважин, расположенных на сравнительно однородной территории, при разных глубинах до воды пригоден метод уравнений связи (см. гл. 2). Условия для применения этого метода рассмотрены выше.
Указанные здесь приближенные методы требуют оценки их достоверности, рекомендуются как на первой стадии исследований, составляющих содержание поисков, так и в случаях обработки многочисленных (массовых) результатов наблюдений за режимом подземных вод для выдачи предварительной информации о балансе вод по бассейнам рек и областям в системе Государственного водного кадастра [7].
На стадии разведки, выполняемой для оценки ресурсов и эксплуатационных запасов подземных вод, а также на аналогичных стадиях детальных гидрогеологических работ для целей мелиорации земель применяются крупномасштабные съемки (1:50 ООО и 1:25 ООО) и точные методы оценок питания и баланса грунтовых вод (см. табл. 7).
Для исследований баланса подземных вод (см. гл. 1) используются режимные наблюдения, организованные на региональных (опорных) и специальных (локальных) сетях наблюдательных скважин и ключевых балансовых участках.
Методы конечных разностей и аналитических решений уравнений неустановившегося движения используются в зависимости от сложности природных и техногенных условий, которые встречаются на конкретной местности. Для неоднородных в фильтрационном отношении водоносных толщ пород должен доминировать первый из этих методов. А для сравнительно однородных гидрогеологических условий и менее развитой сети скважин рекомендуется второй метод.
На стадии эксплуатации подземных вод или эксплуатации мелиоративных систем в первую очередь применяются все точные методы оценки баланса подземных вод, дополняемые комплексным методом, 2L - также методом общего водного баланса. Возможно применение и лизиметрического метода для определения элементов баланса грунтовых вод при весьма неглубоком залегании.
В связи с прогнозом предстоящего изменения режима и баланса подземных вод в условиях дальнейшей эксплуатации или обводнительно-осушительных мелиораций земель важно составление балансов воды и водорастворимых солей, начиная с дневной поверхности, в зоне аэрации и в зоне полного насыщения. Поэтому большая роль отводится комплексному методу и проведению экспериментальных водно-балансовых исследований всей почвенной призмы на опытных балансовых участках. Такие исследования должны проводиться по специальным программам; применяемые методы используются для выяснения всех возможных деталей водо-соле - и теплообмена — переноса масс и энергии в типовых природных и водохозяйственных условиях, а также для контроля получаемых результатов. 170
