Оценка естественных ресурсов
Оценка естественных ресурсовР.С. Штенгелов Вспомнить: это - суммарная величина питания горизонта в ненарушенных (точнее - сложившихся к началу эксплуатации) условиях, определяющая расход потока по пласту и расходы разгрузки через все дренирующие границы. Размерность - расход, куб.м/сут. • Природные формы (механизмы) питания подземных вод: инфильтрация (естественная и техногенная), перетекание, фильтрация из рек ... • Формы дренирования водоносных горизонтов: родники, рассредоточенная русловая разгрузка в реки (озера, болота, моря...), испарение с поверхности грунтовых вод, транспирация растениями, перетекание. Естественные ресурсы всегда оцениваются применительно к определенной расчетной площади, являющейся балансово-замкнутым элементом подземного стока, т.е. включающей области питания, стока и разгрузки (водосборный бассейн или система бассейнов). Методы оценки: а) по РАСХОДУ ПИТАНИЯ, б) по РАСХОДУ ПОТОКА, в) по РАСХОДУ РАЗГРУЗКИ.a) Оценка ЕР по расходам питания Оценивается интенсивность (модуль) питания . Это расход питания на единицу площади в плане, т.е. скорость или слой за расчетный промежуток времени. Размерность: для гидрогеодинамических расчетов - м/сут; в балансовых расчетах обычно - мм/год (для удобства сопоставления с другими элементами водного баланса - например, с интенсивностью атмосферных осадков); в ряде случаев удобной является специфическая размерность л/с на кв.км. При среднем модуле питания естественные ресурсы, формирующиеся на расчетной площади питания , составляют . Далее будем говорить об инфильтрации - основном процессе питания для первых от поверхности водоносных горизонтов.Методы оценки интенсивности инфильтрации 1. Экспериментальные: с помощью специальных полевых приборов - лизиметров (идея и техника измерений кратко рассматривалась в курсе "Гидрогеология"). Для нас важно, что при разведке месторождений они практически неприменимы и используются обычно только на научно-исследовательских балансовых стационарных площадках. Почему?- непредставительные результаты - практически они характеризуют точку, в то время как площади месторождений составляют десятки и сотни кв.км;- сложно технически в обслуживании и наблюдении; требуется практически непрерывное присутствие обслуживающего персонала, что нереально в экспедиционных условиях разведки месторождений;- ненадежно при больших глубинах залегания уровня подземных вод;- неприменимо в условиях, когда зона аэрации сложена скальными породами (не такая уж редкость).2. По данным опытно-фильтрационных наблюдений. Существует несколько существенно различных способов использования уровенных режимных наблюдений для оценки питания грунтовых вод. Используется та же методика Г.Н.Каменского (как для оценки водоотдачи - рис. 1), но для ПЕРИОДА ПИТАНИЯ, т.е. на восходящей фазе режима.БАЛАНС БЛОКА 2 (рис. 2) (накопление в емкости) Очевидно, что при подъеме уровней в противном случае (спад уровней на фоне питания) ("зависимый спад"). Определение возможно, если известна водоотдача: Применение этой методики содержит те же потенциальные погрешности, что и для оценки водоотдачи; дополнительная погрешность образуется за счет параметра водоотдачи. Нередко после подъема фиксируется период стационарного режима уровней, хотя питание продолжается; это свидетельствует о наступившем равновесии расхода притока к блоку и оттока к дрене:Такая ситуация выгодна, т.к. оценка инфильтрации может быть выполнена без параметра водоотдачи. • Другой вариант использования данных режимных наблюдений для оценки инфильтрации - по ОДНОЙ СКВАЖИНЕ, располагающейся в водораздельной области питания. - фактический подъем уровня в скважине за период питания (рис. 3). Если в вышерассмотренном конечно-разностном уравнении для линейного потока представить (чисто теоретически), что (т.е. все питание накапливается в расчетном блоке, а не уходит частично к дрене), то подъем уровня составил бы некоторую величину, а график подъема уровня представлял бы собой прямую линию. Оценка величины в этой гипотетической ситуации не составила бы труда: Однако, фактически происходит отток части поступающего питания к дрене (), поэтому реально меньше, чем :,т.е. для определения нужно каким-то образом оценить "невидимую" величину .Тогда Есть разные предложения по оценке величины. 1-й СПОСОБ. Предполагается, что:перед подъемом уровня существовал квазилинейный независимый спад уровня, отвечающий некоторой интенсивности оттока к дрене; темп этого спада (т.е. интенсивность оттока) сохраняется и в период подъема уровней за счет питания. При таких допущениях величина может быть вычислена по линейной экстраполяции темпа спада на период питания