Гидрогеодинамические исследования на участках береговых водозаборов вблизи водохранилища

• Автор: Ван Пин
• Шифр специальности: 25.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1 Гидрогеодинамический мониторинг на участках береговых водозаборов вблизи Воронежского водохранилища

1.1. Постановка гидрогеодинамического мониторинга подземных вод

1.2. Локальное геофильтрационное моделирование на участках береговых водозаборов у Воронежского водохранилища

1.3. Региональное геофильтрационное моделирование по территории.

Воронежа

' Выводы к главе

Глава 2 Мониторинг качества подземных вод на участках водозаборов г. Воронежа

2:1. Изучение качества подземных вод на участках береговых

водозаборов
2.2. Обоснование мониторинга техногенного загрязнения подземных вод на
участке водозабора водораздельного типа №9
Выводы к главе
Глава 3 Г идрогеодинамический мониторинг на участках берегового водозабора вблизи Куйбышевского водохранилища
3.1. Интерпретация данных гидрогеодинамического мониторинга на участке берегового водозабора вблизи Куйбышевского водохранилища
3.2. Обоснование ведения и интерпретации гидрогеодинамического мониторинга при нестационарном режиме уровня поверхностных вод
Выводы к главе
Глава 4 Модельное обоснование ведения и интерпретации опытных откачек в потоке грунтовых вод у реки с использованием численного моделирования
4.1. Гидрогеологические условия откачки у реки
4.2. Методика интерпретации данных опытных откачек у реки с использованием численного моделирования (ЧМ)
Выводы к главе
Выводы и защищаемые положения
Список литературы
Введение
Водозаборы подземных вод в долинах рек имеют наибольшее распространение, составляя более половины водозаборов централизованного водоснабжения. Для этих водозаборов характерна ведущая роль потока, поступающего из реки, так что береговые водозаборы рассматриваются, как альтернатива использования поверхностных вод. Достоинство такого решения обусловливается повышением качества отбираемой воды и использованием регулирующей емкости грунтовых вод при колебаниях расхода реки [59]. Тем не менее постепенное уменьшение производительности и ухудшение качества отбираемой воды в настоящее время становятся довольно актуальными проблемами при эксплуатации береговых водозаборов. Вместе с тем из-за непрерывного роста потребности в питьевой воде дефицит водоснабжения- с каждым днем оказывается более ощутимым и острым, в результате чего требуется рассмотрение возможности расширения существующих водозаборов, в частности, и на новых участках. При решении этих проблем следует, прежде всего, опираться на проведение гидрогеодинамических исследований как отдельно научастках береговых водозаборов, так и .целом в области влияния водоотбора.
Гидрогеодинамические исследования базируются в основном на проведении опытно-фильтрационных работ (ОФР), включающих опытно-фильтрационные опробования’ (ОФО) и опьггно-фильтрационные наблюдения (ОФН), на участках проектируемых и существующих береговых водозаборов. На участках проектируемых водозаборов ОФР в комплексе разведочных работ составляют опытные откачки, специфика которых заключается в необходимости определения кроме проводимости водоносного пласта параметров сопротивления ложа водоема. На участках существующих водозаборов для решения задачи оптимизации водоотбора и возможного ' расширения водозабора следует основываться на материалах гидрогеодинамического мониторинга, как одной из важнейших ОФР на стации эксплуатационной разведки. Заметим, что в последнее время усиливается значимость стадии эксплуатационной разведки, поскольку решение проблем хозяйственно-питьевого водоснабжения во все большей мере осуществляется путем развития существующих водозаборов [59].
Мониторинг подземных вод представляется как система режимных наблюдений за
элементами потока подземных вод в области влияния водоотбора, направленных на гидрогеодинамическое прогнозирование водоотбора и его последствий применительно к решению задач оптимального управления работой водозабора [59]. В связи с развитием экологических аспектов мониторинга подземных вод было предложено В.А. Мироненко называть его «гидрогеоэкологический мониторинг (ГЭМР)» [30]. Базируясь в основном на действующих системах мониторинга регионального и частично локального уровней, ГЭМР следует ориентировать в первую очередь на решение задач управления подземными водами, рассматриваемыми как компонент окружающей среды. В отношении контраргумента по поводу того, что любые наблюдения проводятся с теми или иными целями, В.А. Мироненко считает, что наблюдения «размытого» или многоцелевого назначения в конечном счете оказываются бесцельными и потому мало эффективными.
В продолжение развития МПВ с экологической позиции В.М. Шестаковым был предложен мониторинг ресурсов подземных вод (МРПВ), который направлен на гидрогеоэкологическое прогнозирование, осуществляемое в связи решением, задач изучения антропогенных (хозяйственных) воздействий [63].
В соответствии с развитием концепции мониторинга подземных вод ГИДЕКом разработаны методические рекомендации по мониторингу месторождений и участков питьевых подземных вод [34]. Однако в данных методических рекомендациях не было рассмотрено ведение мониторинга подземных вод для разных типов месторождений подземных вод, в том числе и месторождения подземных вод речных долин.
Гидрогеодинамический мониторинг на участках береговых водозаборов представляет собой частный случай геофизико-экологического мониторинга, как систему режимно-балансовых наблюдений за элементами гидрогеодинамических процессов, формирующихся в результате водоотбора, с направленностью таких наблюдений на прогнозирование изучаемых процессов в связи с решением задач оптимизации водоотбора [64].
При формулировке позиций такого мониторинга целесообразно исходить из следующих принципов, определяющих целенаправленность и оптимизацию его проведения [64]:
1. принципы целенаправленности, включающие принцип

Усманка, под которой идет перетекание поверхностных вод через экранирующий слой слабопроницаемых отложений, поэтому на контуре р. Усманка задаётся граничное условие третьего рода. Северная граница модели, которая захватывает слияние р. Воронеж и р. Усманка, определяется по линии тока и задается непроницаемой, южная граница также задается непроницаемой (см. рис. 1.13).
Основное питание береговых водозаборов, расположенных на берегу водохранилища, поступает со стороны водоёма, под которым происходит перетекание через экранирующий слой слабопроницаемых отложений, так что на внутренней границе потока — ложе водоёмов - задаётся перетекание по граничному условию третьего рода.
При существующих гидрогеологических условиях можно принять допущение о постоянстве проводимости водоносного горизонта при изменении уровня (T=const). Это допущение практически применимо в связи с небольшими изменения уровней воды в водоносном горизонте. Правомерность такого подхода была показана на тестовых примерах моделирования [54].
На участках потока вблизи водохранилища, которые включают само водохранилище и участки шириной 500 м вдоль берега водохранилища, было выделено четыре зоны по значению проводимости: участок водозабора №11 (Т_11), участок водозабора Ю.-Ч. (Т_ю), участок водозабора №8 (Т_8) и участок остальной части Воронежского водохранилища (Т_вв) (см. рис. 1.13). Значения проводимости этих зон принимаются по данным результатов локального моделирования (см. табл. 1.20). Значения проводимости зон вдоль р. Воронеж (Т_в) и р. Усманка задаются на территории рек и на участках шириной 100м вдоль берегов рек, их значения равны среднему значению в зоне водохранилища (2000 м2/сут).
Таблица 1.20 Значения проводимости водоносного горизонта в зоне водохранилища
Участок Водозабор №11 (Т 11) Водозабор Ю.-Ч. (Т ю) Водозабор №8 (Т 8). Средне - южная водоема (Т вв)
Т, 2/сут 2200 1200 2400 2000
Район вне водохранилища и долин рек по значению проводимости можно разбить на 4 блока: блок западной части палеодолины р. Воронеж, находящийся на правом берегу водохранилища (Т_1), блок восточной части палеодолины (Т_2), блок территории правого берега, находящейся вне палеодолины (Т_3) и блок территории левого берега, находящейся вне палеодолины (Т_4) (см. рис. 1.13). Значения проводимостей этих четырех блоков вычисляются далее при решении эпигнозной задачи.