Реферат: Оценка естественных ресурсов

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.

Оценка привлекаемых ресурсов

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.

1. Река является транзитной для месторождения, т.е. депрессионная воронка не охватывает полностью верхнюю по течению часть речного бассейна (рис. 9, 1). Как оценить потенциально возможную величину привлечения речного стока? Вроде бы, по "входящему" расходу реки на верхней границе ожидаемой области депрессии ? Нет, нужно понимать, что полный перехват стока реки в зоне месторождения не всегда допустим; как правило, с органами бассейнового надзора должна быть согласована величина остаточного "санитарного" расхода (минимально необходимого для поддержания ландшафтных и других функций реки). Соответственно балансовая оценка привлекаемых ресурсов .

2. Река является "истинно малой", т.е. депрессия от водозабора полностью накрывает ее водосборную площадь выше по течению (рис. 9, 2). По-видимому, в такой ситуации правильнее считать, что балансовые возможности привлечения отсутствуют (), так как после вполне возможной полной инверсии разгрузки подземных вод расход реки в пределах зоны месторождения будет равен нулю. Надо только понимать, что такую модель можно использовать лишь для балансовых расчетов, так как при реальном водоотборе инверсия разгрузки на флангах имеет частичный характер и, следовательно, сохранившаяся часть речного стока может все же формировать приток из реки на ближайшем к водозабору участке.

Рис. 9.

Как уже подчеркивалось, при балансовой оценке система водоотбора (т.е. местоположение, схема и конструкция водозаборного сооружения) не рассматривается. Однако, при оценке эксплуатационных запасов под реальную заявленную потребность ее нужно определять (обосновывать, рассчитывать) обязательно.