Підземні води є корисною копалиною, запаси якого на відміну від інших видів корисних копалин відновлюваних в процесі експлуатації. Площі водоносних горизонтів і їх комплексів, в межах яких є умови для відбору підземних вод певного складу, що відповідає встановленим кондиціям, в кількості, достатній для економічно доцільного їх використання, називається родовищами підземних вод. За характером використання підземні води поділяються на 4 види: питні та технічні, застосовувані для господарсько-питного і виробничо-технічного водопостачання, зрошення земель і обводнення пасовищ; лікувальні мінеральні води, що використовуються в бальнеологічних цілях і в якості столових напоїв; теплоенергетичні (включаючи пароводяні суміші) - для теплопостачання промислових, сільськогосподарських і цивільних об'єктів, а в окремих випадках - і для вироблення електроенергії; промислові води - для вилучення з них цінних компонентів. У ряді випадків підземні води одночасно є мінеральними і теплоенергетичними, промисловими і теплоенергетичними, в зв'язку з чим вони розглядаються як комплексне корисна копалина. Родовища прісних і солонуватих вод, використовуваних для господарсько-питного водопостачання і зрошування, підрозділяються на основні типи: родовища річкових долин, артезіанських басейнів, конусів виносу передгірських шлейфів і міжгірських западин, обмежених по площі структур або масивів тріщинних і тріщини-карстових порід, тектонічних порушень , піщаних масивів пустель і напівпустель, надморенних і межморенних водоледнікових відкладень, областей розвитку багаторічномерзлих порід.
Якщо забруднення, вода може заражати і нести отруйні хімікати. Загалом, підземні води менш забруднені, тому що вони захищені від забруднення поверхні грунту і гірської породи. Однак зростання населення, зміни в землекористуванні і прискорена індустріалізація загрожують резервам. Тому якість цієї води повинно контролюватися до, під час і після її використання.
У вологому кліматі дощі несуть великі обсяги води для проникнення в грунт і скелі, активно сприяючи харчуванню річок, джерел і водно-болотних угідь в періоди меншої кількості опадів. Уже в посушливому і напівпосушливими кліматі майже немає змін між поверхневою і підземною водою, так як зменшений обсяг дощу рідко проникає в густі сухі грунту. У цих районах перезарядка запасів мінімальна.
При оцінці можливості використання підземних вод проводиться підрахунок експлуатаційних запасів підземних вод. Ці дані використовуються при розробці схем розвитку народного господарства, складанні річних, п'ятирічних і довгострокових державних планів економічного і соціального розвитку, плануванні геологорозвідувальних робіт, а по родовищах - для проектування водозабірних споруд і підприємств, які видобувають і використовують підземні води. Розрізняють також прогнозні ресурси підземних вод, наявність яких передбачається на основі загальних гідрогеологічних уявлень, теоретичних передумов, результатів геологічного та гідрогеологічного картування, геофізичних, гідрохімічних, гідрологічних і воднобалансових досліджень. Вони оцінюються в межах артезіанських басейнів, гідрогеологічних масивів і районів і відображають їх потенційні експлуатаційні можливості.
Наявність підземних вод сильно варіюється в залежності від регіону. Кліматичні умови - особливо злива - визначають заряджає обсяг, який контролюється характеристиками порід пласта. Водні ресурси можуть використовуватися тільки стійко, якщо їх просторова протяжність і варіації в часі добре зрозумілі. Але ця інформація взагалі невідома навіть в розвинених країнах.
Близько 30% континентальної області мають відносно однорідні водоносні горизонти зі значними запасами. Близько 19% пов'язані з геологічно складними регіонами, добре забезпеченими підземними водами. Половина континентальної області містить, як правило, менш значні запаси, але часто достатні для підтримки малих і середніх міст.
Запаси підземних вод - кількість води, що міститься в водоносному горизонті в природних умовах або надходить в нього в результаті проведення водогосподарських заходів. Під терміном "запаси підземних вод" часто розуміють також ту кількість води, яке може бути використано. Існує ряд класифікацій запасів підземних вод для оцінки кількості підземних вод. У більшості з них розрізняють поняття "ресурси" і "запаси". Терміном "запаси" зазвичай позначають обсяг (масу) підземних вод у водоносному горизонті, терміном "ресурси" - витрата підземних вод в одиницю часу. Виділяють природні і пружні запаси. Природні (звані також статичними, геологічними, віковими або ємнісними) запаси підземних вод характеризують в об'ємних одиницях загальна кількість води у водоносному шарі, пружні запаси - кількість води, що вивільняється при розтині водоносного пласта і зниженні пластового тиску в ньому при відкачці або самовиливом за рахунок об'ємного розширення води і зменшення порового простору самого пласта.
П'ятнадцять відсотків землі планети отримують в середньому менше 200 мм опадів на рік. У цих регіонах зазвичай спостерігається дуже низька перезарядка підземних вод; тому що використовується сума не буде поповнюватися протягом сотень років. Таким чином, видобуток води в цих районах повинна розглядатися як експлуатація обмеженого ресурсу.
В даний час важливим питанням є оновлення існуючих запасів води. Поповнення підземних вод становить 10 тис. Км3 в рік, тобто дуже невелика частка від загального обсягу цих запасів поповнюється щороку. Народились в умовах дуже вологого клімату, деякі системи підземних вод, розташовані в посушливих зонах світу, не можуть відновлюватися в сучасних умовах, але все більш інтенсивно вивчаються. Однією з них є Нубийская піщана система водоносних горизонтів, чиє число більше 2 мільйонів квадратних кілометрів простягається на чадські, єгипетські, лівійські і суданські землі в Африці.
У практиці гідрогеологічних досліджень зазвичай виробляють оцінку природних і експлуатаційних ресурсів підземних вод. Природні ресурси (або динамічні запаси) характеризують величину харчування підземних вод за рахунок інфільтрації атмосферних опадів, поглинання річкового стоку і перетікання з інших водоносних горизонтів, сумарно виражену величиною витрати потоку або товщиною шару води, що надходить в підземні води. Середній багаторічний величина харчування підземних вод, за вирахуванням випаровування, дорівнює величині підземного стоку, тому при регіональних оцінках природні ресурси підземних вод часто виражаються cpеднегодовимі і мінімальними значеннями модулів підземного стоку.
Він буде містити приблизно в сто разів поточну річну вартість споживання води в світі. Водний цикл має відмінності в різних кліматичних зонах світу. Вище наведені приклади з Німеччини та Намібії. Грунтові води не зупиняються біля дверей політичних кордонів. Вивчення його в одній країні може різко вплинути на чужу воду. З цієї причини їх управління вимагає міжнародного співробітництва та відповідних державних і юридичних інститутів. коли грунтові води рухаються відповідно до фізичними законами, гідрогеологічні структури повинні бути досліджені, досліджені і управлятися в повному обсязі.
Експлуатаційні запаси підземних вод (ресурси) - кількість води, яке може добуватися в одиницю часу з водоносного горизонту раціональним в техніко-економічному відношенні водозабором при заданому режимі експлуатації і при якості води, що задовольняє вимогам протягом усього розрахункового періоду експлуатації. Експлуатаційні запаси (ресурси) є одним з основних критеріїв можливості і доцільності використання підземних вод для різних цілей. При цьому, за традицією, що склалася, при регіональних оцінках зазвичай користуються терміном "експлуатаційні ресурси", а при оцінках для водопостачання конкретних об'єктів - "експлуатаційних запаси". При оцінці експлуатаційних запасів (ресурсів) враховується можливість використання природних (у тому числі пружних) запасів, природних ресурсів, а також залучаються (додаткових) ресурсів, що утворюються безпосередньо внаслідок експлуатації водозаборів (залучення поверхневих вод, підземних вод "непродуктивних" горизонтів і т.п .).
Це означає, що дослідження також повинні перетинати національні кордони - дуже важливий факт в чутливих посушливих районах, де ділянки водозбору поверхневих вод можуть сильно відрізнятися від підземних вод, розташованих на більшій глибині. Необхідно отримати інформацію про таких аспектах, як вік, час сталості і потік води в надрах, геологічні і хімічні характеристики і пов'язані з цим процеси.
Попит на воду зростає в міру зростання населення, економічної активності та іригації. Але доступні світові запаси води скорочуються через їх надмірного використання і забруднення. Більше 30 країн страждають від серйозного і хронічної нестачі води і все частіше вдаються до підземних вод.
Важливим джерелом формування експлуатаційних запасів можуть служити штучні запаси і ресурси, що створюються за рахунок закачування поверхневих вод в природні підземні ємності за допомогою спеціальних споруд, фільтраційних втрат з водосховищ і каналів, інфільтрації поливних вод на зрошуваних масивах і т.п. Ресурси (запаси) прісних підземних вод визначають на локальних ділянках з метою водопостачання конкретних об'єктів (міст, підприємств) і великих території, для яких дається регіональна оцінка природних і експлуатаційних ресурсів з метою перспективного планування можливостей використання підземних вод. Оцінка експлуатаційних запасів підземних вод на локальних ділянках проводиться на підставі спеціальних розвідувальних гідрогеологічних робіт або даних експлуатації діючих водозаборів стосовно виділеним родовищ підземних вод або їх окремих дільницях.
Сільське господарство є найбільшим в світі споживачем води, за яким слідують промисловість і домашні господарства. Були зроблені значні зусилля для скорочення споживання в промисловості і домашніх господарствах, але ще багато що належить зробити для зрошення.
Частка води, використовуваної в цих секторах, варіюється від регіону до регіону, відповідно до економікою. У Європі та Північній Америці основним споживачем є галузь; в Азії та Африці, в сільському господарстві. У багатьох посушливих і напівпосушливих районах близько 30% підземних вод видобувається для зрошення, і ця тенденція зростає. Хоча вкрай важливо скоротити використання незаряджених водоносних горизонтів, багато країн в сухому кліматі субсидують його.
Експлуатаційні запаси підземних вод в залежності від ступеня разведанности родовищ, вивченості якості вод і умов експлуатації підрозділяються на 4 категорії - А, В, С1 і С2. До категорії А відносяться запаси, розвідані і вивчені з детальністю, що забезпечує повне з'ясування умов залягання, будови, величин напору і фільтраційних властивостей водоносних горизонтів, умов їх харчування, можливостей поповнення експлуатаційних запасів, встановлення зв'язку водоносних горизонтів між собою і з поверхневими водами, вивчення якості підземних вод з достовірністю, яка підтверджує можливість їх використання по заданому призначенням на розрахунковий термін водоспоживання. Експлуатаційні запаси підземних вод категорії А визначаються за даними експлуатації, дослідно-експлуатаційних або досвідчених відкачок стосовно наміченої схемою розташування каптажних споруд. У сучасній практиці при визначенні запасів категорії А допускається розрахункова екстраполяція результатів експлуатації і дослідних даних.
Повторне використання оброблених стоків забезпечує часткове вирішення проблеми. Хоча в останні десятиліття видобуток підземних вод зросла, мало відомо про цей ресурс і його стале використання, оскільки гідрогеологія - це молода наукова галузь. Підземні води будуть відігравати значну роль в цьому Десятилітті.
Заходи, що розробляються в рамках цієї програми. Скільки підземних вод існує і як його можна використовувати стійко? Це вимагає кращого розуміння загальної підзарядки. Як захистити вразливі запаси підземних вод від забруднення? Як можна відновити життєво важливі забруднені ресурси?
До категорії В відносяться запаси, розвідані і вивчені з детальністю, що забезпечує з'ясування основних особливостей умов залягання, будови та харчування водоносних горизонтів, встановлення зв'язку підземних вод (запаси яких оцінюються) з іншими водоносними горизонтами і з поверхневими водами, визначення приблизної кількості природних водних ресурсів як можливих джерел поповнення експлуатаційних запасів підземних вод. Якість підземних вод повинне бути вивчене з такою ж детальністю, як і для запасів категорії А. Експлуатаційні запаси категорії В визначають в межах детально вивченого ділянки за даними досвідчених відкачок або за розрахунковою екстраполяції стосовно наміченої схемою водозабору.
Ці запаси часто означають єдине водопостачання за справедливою ціною. Оскільки потоки підземних вод дуже повільні, наслідки надмірної експлуатації можуть бути видні тільки через кілька років або десятиліть. Таким чином, майбутні стратегії повинні включати добре спланований моніторинг видобутку і якості цієї рідини.
Підземні води є найбільш використовуваним природним ресурсом. Істотний характер цього ресурсу робить його навіть публічним надбанням в багатьох країнах. Однак для підтримки стійкого пропозиції витрати на розвідку, обробку та постачання повинні покриватися за рахунок оплати зборів.
Запаси категорії С1 вивчаються з детальністю, що забезпечує з'ясування в загальних рисах будови, умов залягання і поширення водоносних горизонтів. Якість підземних вод вивчається в тій мірі, щоб можна було попередньо вирішити питання про можливість їх використання по заданому призначенням. Запаси оцінюються за даними пробних відкачок з одиничних свердловин, а також за аналогією з подібними районами.
Стратегії сталого використання повинні враховувати характеристики всіх водосховищ та забезпечувати їх повне використання на науковій основі. Автори: Вільям Струкмейер, Йорам Рубін і Дж. Хоча на Землі, мабуть, є величезна кількість води, майже 97% заповнені в морях і океанах і близько 2% заморожені в полярних регіонах. Тільки 1% прісної води ефективно доступно для споживання людиною, сільськогосподарського та промислового використання. Він зустрічається в струмках, річках і озерах, що становлять поверхневі водні ресурси, А також в междоузлиях грунту і надр, що утворюють ресурси підземних вод.
До категорії С2 відносяться запаси, встановлені на підставі загальних геолого-гідрогеологічних даних, підтверджених випробуванням водоносного горизонту в окремих точках, або по аналогії. Якість підземних вод також визначається по пробах, взятих в окремих точках водоносного горизонту, або за аналогією. Експлуатаційні запаси категорії С2 оцінюються в межах водоносних комплексів і виявлених сприятливих структур
Останні становлять близько 97% всієї прісної води, яка існує на планеті Земля. Постійний рух води на Землі через рідкі, тверді і газоподібні стану, від океанів до атмосфери, до землі, до поверхні землі або під землею і до повернення в океани, називається гідрологічним циклом.
Цикл починається, коли сонце зігріває і випаровує воду з океанів, річок, озер і грунтів. Водний пар піднімається і з'єднується з утворенням хмар, які через певні атмосферних умов конденсуються і осідають у вигляді дощу, граду або снігу. Коли йде дощ на континентах, частина води зберігається рослинністю а потім знову випаровується в атмосферу. Інша частина тече безпосередньо в річки і озера, повертаючись в океани або просочуючись в грунт.
В нашій державі все корисні копалини належать народу, а користування ними можливо на підставі спеціальної ліцензії. Для того щоб отримати такий дозвіл, потрібно попередньо знайти ліцензію на видобуток корисних копалин. Цією процедурою передує постановка на облік, яка проводиться на підставі оцінки.
Частина просоченої води утримується корінням рослин і закінчується випаровуванням через капілярність ґрунту або через транспірацію цих рослин; інша частина води переміщається в більш глибокі шари під дією сили тяжіння, поки не досягне так званої зони насичення. У цій області надр все пори осадового шару, тріщини гірських порід, Нарешті, порожні простори заповнюються водою, складаючи так звану підземну воду.
Підземне водне господарство
Гідрологічний цикл закривається, тому що підземні води, підкоряючись морфології місцевості, дуже повільно окуня до річок, озер і океанів. Як і всі інші ресурси, грунтові води повинні бути належним чином збережені і використовуватися для забезпечення доступності в майбутньому. Ось чому планування, яке виконується фахівцями, завжди важливо.
Оцінка запасу підземних вод - комплексні роботи, які дозволяють оцінити кількість видобутої води, її придатність і якість. На цьому етапі також визначається можливий режим водозабору, який не матиме негативного впливу на стан підземних вод і навколишнє середовище.
хід робіт
Роботи складаються з певних заходів:
Існує кілька типів вод, які служать для використання людиною. Грунтові води продемонстрували свою значимість і крихкість, головним чином, її розмірами, часу поповнення і збільшення використання. Підземні води - це вся вода, яка зустрічається нижче поверхні землі, що походить з дощової води, яка заповнює переломи осадових порід, розломів і тріщин компактних порід, утворюючи водоносні шари і надають основну функцію в збереженні вологості грунту, річок і збереження артезіанських колодязів, озер, джерел, фонтанів, боліт і боліт.
- збір архівних даних, аналіз гідрогеологічних умов надр в конкретній місцевості;
- аналіз характеристик підземних вод і навколишнього середовища;
- геофізичні дослідження;
- дослідно-фільтраційні роботи;
- роботи по спостереженню за режимом вод.
Після збору всіх даних проводиться обробка отриманої інформації, польових робіт. Робляться гідрогеологічні розрахунки з моделюванням. На закінчення формується звіт з оцінки запасів підземних вод.
Коли ці підземні води стикаються з геологічним утворенням з великим об'ємом зберігання, він утворює водоносні горизонти. Ці водоносні горизонти утворені пористими і проникними породами, які завдяки диференціального гідростатичного тиску в кінцевому підсумку гарантують їх рухливість і процвітання в частинах більш низьку висоту.
Водоносні горизонти можуть бути розділені відповідно до тиску водосховища або пористістю сховища. Відносно пластового тиску отримані. Вільні або грунтові води, які утворені проникними породами, з низькою водонасиченому, водонепроникним або напівпроникну підставою і зверху з вільною поверхнею при атмосферному тиску. Дощі живлять ці водоносні горизонти і визначають їх рівні; і обмежені або артезіанські, як сама назва означає, мають водонепроникну основу і стелю і повністю насичені водою. Завдяки цим характеристикам вони мають гідростатичний тиск вище атмосферного тиску і з'являються при високому тиску при бурінні. З іншого боку, поділ по пористості зберігається породи, водоносні шари діляться на.
Категорії запасів підземних вод в залежності від ступеня їх вивченості
- А - підтверджує, що водозабір має підтверджений досвід експлуатації.
- В - підтверджує факт дослідної відкачки.
- С1 - свідчить про проведені гідрогеологічних дослідженнях і отриманих позитивних розрахункових даних.
- С2 - може присвоюватися величезним за площею місцевостях, без прив'язки до конкретного місця водозабору.
Оцінка запасів підземних вод з присвоєнням перших двох категорій дає право на водозабір в певних звітом обсягах з ліцензією на 25 років.
Пористі, утворені суцільними або неконсолідованими осадовими породами і піщаними ґрунтами. Це найважливіший тип, тому що водоносні горизонти цього типу представляють великі обсяги зберігання і появи на великих площах. З 37 найбільших водоносних горизонтів у світі тільки 8 відрізняються своєю транснаціональних або тому, що вони мають високу ємність, площа покриття і середню глибину, будучи.
Використання підземних вод для постачання населення, зрошення та сільського господарства існує з давніх часів, і його заміна залежить від індексу опадів в регіоні, проникності, типу ґрунтового покриву і часу перколяції. Зі зростанням чисельності населення і розвитком більш досконалих методів зрошення людство все частіше збільшує споживання підземних вод і, отже, забруднює їх.
Категорія С1 вигідна для перспективного водозабору. Мається на увазі, що при поетапному введенні виробництва категорію А або В можна розглядати як перший етап, а С1 - як заділ на майбутнє. Категорія також вигідна в тих випадках, коли в конкретній місцевості запаси води, яку можна отримувати без шкоди для навколишнього середовища, добігають кінця. Хоча ліцензії такої категорії не видаються на великі терміни (не більше ніж на 5 років), але за цей час можна провести всі проектні і будівельні роботи. Після закінчення будівництва водозабір підлягає переоцінці.
Методики розвідувальних робіт
Оцінка запасу підземних вод включає кілька заходів. Після того як отримано позитивний прогноз, ділянка переходить у категорію перспективних. Починаються розвідувальні роботи, що складаються з наведених нижче етапів.
попередня розвідка
На цьому етапі вивчаються особливості ділянки, його геологічну будову. Проводиться кількісна та якісна оцінка, вивчаються джерела формування запасів. Обґрунтовується сама раціональна схема зведення По суті, визначається загальне розташування, і з'ясовується, чи зможе воно забезпечити заявлену потужність.
Детальна розвідка
До другого етапу переходять тільки в тому випадку, якщо ділянка справді перспективний для промислового використання.
Детальна розвідка передбачає визначення категорії з максимальною точністю і підрахунок рівня запасів з перспективою на найближче майбутнє. Саме ці дані потрібні для проектування ВЗУ. Майданчик вивчається на предмет природних гідродинамічних явищ (мається на увазі, чи можуть бути на ділянці обвали і зсуви), вимірюється величина просідання грунтів і ступінь їх промерзання. Від цих показників залежить і категорія буримости.
експлуатаційна розвідка
Даний вид робіт передбачає вже стабільне промислове освоєння ділянки з паралельними дослідженнями:
- вивчають можливі умови для формування депрессионной воронки;
- проводиться стаціонарне спостереження на землі за рівнем зниження води;
- проводиться якісне дослідження води, наскільки вона змінюється за певний період (місяць, рік), робиться прогноз на майбутні періоди;
- намічаються необхідні заходи по поповненню запасів, щоб захистити водний пласт від виснаження, і ряд інших заходів.
Оцінка експлуатаційних запасів підземних вод - дуже важливий етап в процесі підземного водозабору. Якщо порівнювати тверді корисні копалини і підземні води, то останні мають динамічний характер, тобто вода змінюється за складом, якістю та кількістю постійно. Не існує можливості один раз порахувати кількість води і весь час розраховувати на певний обсяг водоспоживання. Величина відтоку і припливу залежить від безлічі факторів, які постійно слід вивчати і аналізувати.
Хто здійснює оцінку запасів підземних вод?
На законодавчому рівні обов'язок з проведення оцінки вод покладено на надрокористувача. Ясна річ, що звичайна людина не може провести самостійно такі роботи, тому звертається до організації, що займаються подібними роботами.
Надрокористувач зобов'язаний отримати дві ліцензії:
- на геологічне вивчення;
- на видобуток підземних вод.
Ліцензії повинні виходити послідовно. Спочатку вишукувальні роботи і тільки потім видобуток. Кожен користувач підземних вод повинен розуміти, що нормативні акти передбачають відповідальність за використання води без ліцензії. Надрокористувач не звільняється від обов'язку отримати дозвільні документи, навіть якщо свердловина сформована 100 років тому або перейшла у власність разом з земельною ділянкою. Хоча закон дозволяє використовувати без ліцензії свердловину, якщо вона всього лише покриває потреби конкретної сім'ї і не використовується в промислових масштабах. Свердловина не може служити джерелом водопостачання для декількох домоволодінь. В інших випадках обов'язково повинна бути проведена робота з оцінки запасів підземних вод і отримана ліцензія. Якщо ж цього не проводилося, дії підпадають під норми КоАП.
На що слід звернути увагу, підбираючи виконавця робіт?
На сьогоднішній день безліч компаній пропонують послуги з гідрогеологічними дослідженнями, не маючи навіть в своєму штаті таких сотрудіков. Оцінка запасу підземних вод повинна проводитися виключно профільним фахівцем, тому краще шукати професіонала, а не організацію. Найкраще, щоб за його плечима був не тільки диплом за спеціальністю «гідрогеологія», а й публікації в профільній літературі. У геолога повинні бути практично втілені проекти і затверджені звіти.
Існує ще великий ризик зв'язатися з непрофільної організацією і не отримати бажаний обсяг водоспоживання. Ця проблема, звичайно, усувається, коли роботи проводяться на вже готової свердловині і всі заходи спрямовані виключно на узаконення користування водою.
Навіщо потрібна переоцінка запасів водозабору?
Оцінка і переоцінка запасів підземних вод - це дуже складна геологічна процедура, основний напрямок якої - раціональне користування існуючими надрами. Прісна вода - це найцінніший ресурс, який потребує постійної охорони з боку людини.
Переоцінка підземних вод не завжди має тільки економічне підґрунтя. У деяких регіонах підземні води - єдине джерело водопостачання, тому ніякого питання про доцільність підходу не варто. Роботи по переоцінці припускають охоронні заходи водоносних горизонтів від деградації і виснаження. Проводиться постійний контроль над якістю води. Вивчається вплив природних і техногенних факторів на ступінь її забруднення.
підприємницькі ризики
Слід пам'ятати, що оцінка запасу підземних вод може бути негативною, але до отримання позитивного результату потрібно вкласти чималі фінансові кошти. Можливо, що згідно даних звіту буде доведено, що промисловий забір води недоцільний в економічному сенсі для промислової вироблення. Тому даний вид підприємницької діяльності є певною мірою ризикованим.
