Режим и баланс подземных вод

Под режимом подземных вод понимают закономерный процесс изменения гидродинамических характеристик (напоры, скорости, расходы), физических свойств (температура) и состава (химиче­ский, газовый, бактериологический) подземных вод, формирую­щийся во времени под действием различных естественных или искусственных факторов. Режим подземных вод, формирующийся главным образом под действием естественных режимообразующих факторов, называется ненарушенным, или естественным, режи­мом. В случае решающего воздействия искусственных режимооб­разующих факторов (в результате различных видов хозяйственной деятельности человека) режим подземных вод называется нару­

шенным, или антропогенным. При совместном воздействии указан­ных факторов может быть выделен слабонарушенный режим под­земных вод (естественно-антропогенный, или антропогенно-есте­ственным, в зависимости от того, какая именно группа факторов имеет решающее значение).

Под режимообразующими факторами понимают природные (искусственные) процессы, которые определяют основные измене­ния (во времени) указанных выше характеристик подземных вод (табл. 5.1.).

Таблица 5. /

Факторы формирования режима подземных вод

(по B.C. Ковалевскому)

Действие указанных факторов, помимо характера и масштабов проявления самих процессов, в решающей степени зависит от ре­жимообразующих условий. Под ними понимают (B.C. Ковалевский) ту природную обстановку (геологическая структура, рельеф, строе­ние гидрогеологического разреза, распределение емкостных и фильт­рационных свойств горных пород и др.), которая существенно не меняясь (в период наблюдений), определяет характер воздействия режимообразующих факторов и тем самым обусловливает особен­ности режима подземных вод.

Группа экзогенных факторов, в том числе искусственных (антро­погенных). наиболее существенно проявляется в режиме подзем­ных вод верхних водоносных горизонтов, однако в определенных условиях их воздействие может фиксироваться до глубин порядка 500 м и более. В то же время на площадях разведки и эксплуата­ции нефтяных и газовых месторождений, участках глубокого за­хоронения жидких промышленных отходов или сооружения под­земных газохранилищ интенсивное воздействие антропогенного фактора может проявляться до глубины несколько тысяч метров. В определенных условиях на режим подземных вод верхних водо­носных горизонтов весьма резко выраженное воздействие могут оказывать и факторы эндогенной группы (землетрясения, совре­менный вулканизм и др.).

По характеру изучаемых (наблюдаемых) показателей различают три основных типа режима подземных вод: I) гидродинамический режим, характеризуемый изменениями напоров (уровней), скорос­тей и расходов потоков подземных вод; 2) геотермический, харак­теризуемый изменением температуры подземных вод; 3) гидрогео­химический, отражающий изменения минерализации, химического и газового состава подземных вод.

Наблюдения за режимом подземных вод осуществляются на естественных водопроявлениях (при выходе подземных вод на поверхность земли) или в искусственных горных выработках, вскрывающих подземные воды. Наблюдения проводятся путем дискретного (во времени) опробования, выполняемого через опре­деленные интервалы времени или с использованием самозаписы­вающих устройств, обеспечивающих непрерывную регистрацию определенной характеристики режима подземных вод. Результаты наблюдений представляются в виде таблиц режимных характерис­тик или в виде хронологических графиков (рис. 5.4).

Данные режимных наблюдений широко используются при ис­следовании закономерностей формирования различных типов подземных вод, оценке фильтрационных и емкостных параметров горных пород, решении вопросов использования и охраны подзем­ных вод, разработке гидрогеологических прогнозов в естественных и нарушенных условиях и др.

Балансом подземных вод называется соотношение притока и оттока подземных вод любого (расчетного) элемента подземной гидросферы. Водный баланс любым образом ограниченного эле­мента подземной гидросферы, при условии сохранения объема эле­мента и емкостных характеристик слагающих его горных пород (в течение геологического времени возможны изменения этих ве­личин), выражается общим уравнением вида

X(£jAr)±AK = 0, (5.18)

1