Глава 1.
КЛАСИФІКАЦІЯ РЕСУРСІВ І ЗАПАСІВ ПІДЗЕМНИХ ВОД ТА ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ МЕТОДИКИ ЇХ ОЦІНКИ ПОНЯТТЯ Про ВИДАХ запасів І РЕСУРСІВ ПІДЗЕМНИХ ВОД ТА ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ
Підземні води. придатні для використання в народному господарстві, слід розглядати як корисна копалина. Однак на відміну від інших корисних копалин (твердих, нафти і газу) підземні води мають-ряд специфічних особливостей, які необхідно враховувати при оцінці перспектив їх використання в народному господарстві.
Відмінною і головною особливістю запасів підземних вод в порівнянні з запасами інших корисних копалин є їх поновлювані. Підземні води - єдине корисна копалина, в процесі експлуатації якого в багатьох випадках відбувається не тільки його витрачання, а й додаткове формування, викликане посиленням харчування підземних вод. Джерелами такого додаткового харчування можуть служити і поверхневі води, і підземні води суміжних з експлуатованим водоносних горизонтів, і зменшення випаровування підземних вод при зниженні їх рівня. Формування запасів підземних вод може відбуватися також в результаті проведення різних водогосподарських заходів (гідротехнічного будівництва, зрошення), при створенні спеціальних «фабрик» підземних вод *.
Інша суттєва особливість підземних вод пов'язана з їх рухливістю і тісним взаємозв'язком з навколишнім середовищем. Цей взаємозв'язок знаходить відображення в граничних умовах (взаємозв'язок підземних і поверхневих вод, умови харчування і розвантаження підземних вод). Граничні умови проявляються в процесі експлуатації водо.заборов і багато в чому визначають можливість використання підземних вод, в той час як вплив зовнішнього середовища на родовища твердих корисних копалин проявляється протягом геологічного часу.
Слід зазначити ще одну важливу особливість підземних вод, пов'язану з оцінкою перспектив їх використання. Вона полягає в тому, що раціональний відбір підземних вод в певних умовах залежить не стільки від кількості води, що знаходиться в шарі, і від кількості води, що надходить в пласт в природних умовах, скільки від фільтраційних властивостей водовмісних порід, що визначають опір руху підземних вод до водозабірних спорудам.
Перераховані основні особливості підземних вод, що відрізняють їх від інших корисних копалин, визначили необхідність виділення декількох понять, які характеризують: а) кількість води, що знаходиться у водоносному горизонті; б) кількість води, що надходить в водоносний горизонт в природних умовах при проведенні водогосподарських заходів, а також у зв'язку з експлуатацією; в) кількість води, яке може бути відібрано раціональними водозаборами для народного господарства.
Іншими словами, якщо при оцінці перспектив використання твердих корисних копалин, нафти і газу досить одного поняття - «запаси корисних копалин», то для підземних вод одне це поняття не може повністю охарактеризувати можливість їх раціональної експлуатації.
Нагадаємо, що під з а п а с а м і корисної копалини розуміється вагове його, кількість, укладену в зем н и х надр а х.
Для підземних вод крім запасів, як зазначено вище, слід враховувати їх харчування. На це еше на початку 30-х років вказував один з основоположників вітчизняної гідрогеології Ф. П. Саваренський, який запропонував розрізняти «запаси» підземних вод і їх «ресурси», розуміючи під останніми «забезпечення у водному" балансі даного району надходження підземних вод » . питанням класифікації запасів і ресурсів підземних вод присвячена велика гідрогеологічна література. Найбільш повні відомості з цих питань містяться в роботах Ф. М. Бочевер (1957, 1961), Б. І. Куделіна (1960).
Запаси і ресурси підземних вод можна розподілити на: 1) природні запаси і ресурси;
2) штучні запаси і ресурси;
3) залучені ресурси;
4) експлуатаційні запаси і ресурси *.
Е з т е з тонн на е зв зв и е з а п а с и -. м аса rpавітаціонной води в пласті в природних умовах. Ту частину цієї маси, яку можна витягти з пласта при зниженні тиску за рахунок пружного розширення води і стиснення породи (зменшення пористості), прийнято називати пружними запасами.
При оцінці запасів підземних вод для водопостачання природні запаси доцільно виражати в одиницях об'єму.
Е з т е з тонн на е зв зв и е ресурси - кількість води, що надходить в водоносний горизонт в природних умовах в результаті інфільтрації атмосферних опадів, фільтрації з річок та озер, перетікання з вище-і нижчих горизонтів, притоку із суміжних територій. Природні ресурси водоносного горизонту дорівнюють сумі всіх прибуткових елементів балансу даного горизонту. Вони виражаються в одиницях витрати і можуть бути також визначені за сумою всіх видаткових елементів балансу (випаровування, транспірація рослинністю, джерельний стік, фільтрація в річки, озера і перетікання в суміжні горизонти).
* Використані в цій публікації терміни не приймаються всіма гідрогеологами. Часто терміну «природні запаси» відповідають в літературі терміни «статичні», «вікові», «геологічні», «запаси», а «природним ресурсам» - «динамічні запаси», «витрата підземного потоку».
Штучні запаси - це обсяг підземних вод в пласті, що накопичилися в результаті зрошення, підпору водосховищами або фільтрації з них, штучного поповнення підземних вод (магазінірованіє).
І з к у с з т в е н н и е р е з у р з и - кількість води, що надходить в водоносний горизонт в результаті фільтрації з каналів і водосховищ, зрошення, а також проведення заходів по штучному харчуванню підземних вод.
П р и в л е к а м и е р е з у р з и - збільшення харчування підземних вод при експлуатації водозаборів в зв'язку з виникненням або посиленням фільтрації з річок, озер, перетіканням з суміжних "зазвичай вишер розташованих водоносних горизонтів.
Поняття «експлуатаційні запаси» і «екс п луат ац і о н н и е р е з у р з и» підземних вод є по суті синонімами. Під ними розуміється то «кількість підземних вод, яке може бути отримано раціональними в техніко-економічному відношенні водозабірних споруд при заданому режимі експлуатації і якості води, що задовольняє вимогам протягом усього розрахункового терміну споживання» ( «Інструкція.», 1962). Ця величина, таким чином, являє собою продуктивність водозабору і виражається в одиницях витрати (зазвичай в м '/ добу). Тому більш логічним було б використання тільки терміна «експлуатаційні ресурси». Але так як для всіх інших корисних копалин прийнято термін «запаси», і вони затверджуються Державною комісією по запасах корисних копалин (ДКЗ), при розгляді можливостей використання підземних вод в народному господарстві зазвичай застосовується термін «експлуатаційні запаси». Він прийнятий в офіційних документах (класифікація експлуатаційних запасів і інструкція ДКЗ по її застосуванню). У той же час при регіональній оцінці запасів і ресурсів підземних вод більш точний термін «експлуатаційні ресурси», так як в цьому випадку ресурси підземних вод розглядаються як частина загальних водних ресурсів.
Експлуатаційні ресурси підземних вод того чи іншого регіону визначаються не тільки гідрогеологічними умовами, а й схемою експлуатації (розміщенням водозаборів, відстанями між ними, витратами окремих водозаборів). У зв'язку з цим Н. Н. Біндеман (1972) запропонував виділити два поняття: «потенційні експлуатаційні ресурси» і «прогнозні експлуатаційні ресурси». Під потенційними експлуатаційними ресурсами слід розуміти ресурси підземних вод, які можуть бути отримані при розміщенні водозаборів по всій площі поширення водоносного горизонту і при відстанях між водозаборами, що забезпечують повне використання природних, що залучаються і штучних запасів і ресурсів підземних вод з урахуванням заданого зниження рівня і прийнятої тривалості експлуатації. На відміну від потенційних прогнозні експлуатаційні ресурси відповідають певною схемою розміщення водозабірних споруд. Потенційні ресурси характеризують максимальну кількість води, яке може бути відібрано з, водоносного горизонту. Так як водовмещающіе породи мають фільтраційними опорами, прогнозні ресурси, відповідні певною схемою розташування водозаборів, зазвичай менше потенційних, і тільки в окремих випадках прогнозні ресурси можуть досягати величини потенційних. Частку можливого використання потенційних ресурсів при тій чи іншій схемі розташування водозаборів Н. Н. Біндеман (1973) запропонував називати прогнозними коефіцієнтом використання підземних вод.
Безумовно, що при різних гідрогеологічних умовах у формуванні експлуатаційних ресурсів (запасів) підземних вод будуть превалювати ті чи інші види запасів або ресурсів, що детально буде розглянуто в наступному розділі,
Експлуатаційні ресурси (запаси) підземних вод можуть бути забезпечені джерелами формування або на певний обмежений термін експлуатації, або на необмежений час. В останньому випадку джерелом формування експлуатаційних ресурсів є природні і штучні ресурси, а також залучені ресурси (якщо вони в свою чергу забезпечені на необмежений термін експлуатації), так як при t
oo другий і четвертий члени в правій частині рівняння 'прагнуть до нуля.
Безсумнівно, що при вирішенні різних народногосподарських проблем, пов'язаних з використанням підземних вод, першорядне значення має оцінка експлуатаційних ресурсів (запасів) підземних вод. Тільки величина експлуатаційних ресурсів (запасів) дозволяє судити про можливості і доцільності використання підземних вод. Однак певний інтерес представляє підрахунок і інших видів запасів і ресурсів підземних вод. Це необхідно і для оцінки окремих джерел формування експлуатаційних ресурсів підземних вод, і для кількісної характеристики водоносних горизонтів і структур в природних умовах.