Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Исследование и разработка методов оценки эксплуатационных запасов подземных вод в условиях искусственного регулирования родникового стока

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Исследование и разработка методов оценки эксплуатационных запасов подземных вод в условиях искусственного регулирования родникового стока"

ГУ V

Министерство науки, высшей школы и технической политики Р£

Санкт-Петербургский, ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт имени Г.В.Плеханова

ягагвязЕавивязая^жягагж—яааяавяяяаазязввггавзгзгвггвяеияияахкшжяаваавжя

На правах рукописи

Садек Бассим

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАПАСОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В УСЛОВИЯХ ИСКУССТВЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РОД1МКОВОГО СТОКА

Специальность 04.00.06 - Гидрогеология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минерадогических наук

Санкт-Петербург 1992

Г. " л -М/Л Ч

Работа выполнена на кафедре гидрогеологии Санкт-Петербургского горного института имени Г.В.Плеханова

Научный руководитель - доцент, кандидат геолого-минералоги-

ческих наук АНТОНОВ В.В.

Официальные оппоненты:

- доктор геолого-минералогических наук, профессор НОРВАТОЕ Юлий Александрович

- кавдидат геолого-минералогических наук НИКОЛАЕВ Юрий Владимирович

Ведущее предприятие - Санкт-Петербургский государственный институт по проектированию водохозяйственного и мелиоративного строительства (ГИПР0В0ДХ03)

Защита диссертации состоится 7 октября 1992 года в 15 час.30 мин. на заседании специализированного совета Д 063.15.07 при Санкт-Петербургском горном институте ' имени Г.В.Плеханова по адресу: 199026, Санкт-Петербург, 21 линия, дом 2, ауд. 1158.

Автореферат разослан " сентября 1992 г.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке горного института

Ученый секретарь специализированного совета, доцент А.В.Кузьмин

Г" 1 ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. За последние годы в гидрогеологии отмечается усиление интереса к проблемам использования родникового стока для целей организации централизованного водоснабжения. Это презде всего касается достаточно крупных родников, расходы которых позволяют им конкурировать с традиционными скважинными водозаборами. Однако, неравномерность родникового стока в годовоы и многолетнем разрезе делают рассматриваемую проблему достаточно сложной, презде всего, в силу относительно слабой разработанности методов искусственного регулирования родникового стока с целью получения гарантированных расходов подземных вод в течение всего срока водопользования. Требуют также дополнительного исследования и разработки вопросы методики оценки эксплуатационных запасов подземных вод в условиях инженерного воздействия на родниковый сток при выполнении жестких экологических требований.

Цель работы заключается в исследовании методов искусственного регулирования родникового стока, проверке на численных моделях эффективности работы основных систем регулирования для различных гидрогеологических условий, а также разработке методов внутригодового перераспределения родникового стока при выполнении требований охраны подземных вод от истощения и сохранения самих родников как уникальных природных объектов.

Задачи исследований:!) анализ существующих методов искусственного регулирования родникового стока; 2) разработка основных требований и критериев (включая эколого-гидрогеологические) к возможности и целесообразным пределам регулирования родникового стока; 3) обоснование и выбор методов численного моделирования работы систем регулирования родникового стока; 4) исследование способов регулирования родникового стока на конкретных объектах: Ижорском месторождении подземных вод (Россия) и в доли.:з Забадани (Сирия).

Методика исследований включала в себя сбор, анализ и обобщение литературных данных, материалов по геологии и гидрогеологии Ижорсирго месторождения подземных вод (Россия) и района долины Забадани (Сирия), построение численных моделей фильтрами подземных вод указанных районов, выполнение прогнозных расчетов по функционированию систем искусственного регулирования родникового стока на ЭВМ.

Научные положения , выносимые на защиту:

1. Инженерное регулирование родникового стока должно вестись в направлении перераспределения внутригодового стока путей создания таких условий, когда объемы воды, накопленные в области формирования, вытекали как можно более равномерно. При этом должна быть гарантирована сохранность родника, а изменение уровней подземных вод в области его формирования не должно превышать естественные многолетние колебания.

2. Выбор оптимальных способов регулирования родникового стока- требует учета конкретных гидрогеологических условий и, соответственно, построения для этих целей численных математических моделей. Используемые методы моделирования и отвечающие им программные средства должны давать возможность учета природной неравномерности питания родникового стока.

3. Наиболее перспективными методами регулирования являются методы, использующие активное воздействие на родниковый сток и область его формирования (создание систем гидравлического барража и изменение уровенного режима в родниковой воронке). Применение этих активных приемов регулирования требует внесения дополнений в методику оценки эксплуатационных запасов подземных вод по величине родникового стока.

Научная новизна работы заключается:

I) в критериальной форме сформулирована целевая функция регулирования родникового стока; 2) разработана методика численного моделирования систем искусственного регулирования родникового стока; 3) предложены методы оценки эксплуатационных запасов подземных вод в условиях искусственного

регулирования родникового стока.

Практическая ценность работы заключается в том, что на основании выполненных исследований даны рекомендации по выбору оптимальных способов регулирования родникового стока на Ижорском месторождении подземных вод (Россия) и в долине Забадани (Сирия). Для этих районов проведена оценка эксплуатационных запасов подземных вод.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на саминарах кафедры гидрогеологии С.-Пб горного института (г.Санкт-Петербург, 1990, 1991, 1992 гг.), а также на Международных гидрогеологических курсах ХИЕСКО при МГУ (г.Москва, 1992 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Обший объем работы /3 £ страниц, в том числе рис., таблиц. Список использованной литературы включает/39 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность своему научному руководителю, кандидату геолого-минералогических наук, доценту В.Б.Антонову, за постоянное внимание, помощь и ценные советы в работы на диссертацией, автор также благодарит заведующего кафедрой гидрогеологии профессора В.А.Кирюхина, доцента С.-ИбГШ В.А.Бережного и коллектив кафедры гидрогеологии С.-ПбГИ за помощь, советы и замечания.

СОДЬРлАНЛа РАБОТЫ Глава I. ОСНОВНЫЙ кйТОДЫ Ийй'ССТВыМОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

роданового стона

В данной главе рассмотрены основные представления о родниковом стоке, методах его регулирования, а также даны основные критерии рациональных пределов - искусственного воздей-' стьия на родниковый сток. Особое внимание уделено вопросам экологической безопасности родников как уникальных природных объектоз.

Изучение родников и источников как гидрогеологических объектов посвящены исследования М.К.Альтовского, Г.Н.Каменского, Б.И.Куделина, А.М.Овчинникова, й.БуссинескаГ Р.Кампе, В.Принца и многих других ученых. Ь настоящее время отмечается рост интереса к изучению проблем формирования и регулирования родникового стока, что связано, прежде всего, с эко-к лого-экономически ии проблемами организации хозяйственно-питьевого водоснабжения.

В.своей практической деятельности человек может использовать родниковый сток не оказывая при этом воздействия на формирование подземного стока и на условия выхода его на поверхности земли. С подобным случаем мы сталкиваемся, например, если предполагается использование лишь тех объемов боды, которые ухе. вытекли на дневную поверхность. Эти объемы воды мы можем, тем или иным образом, распределить между потребителями. Проблема удовлетворения запросов многих водопользователей с помощью фиксированного объема водных ресурсов (другими словами, проблема наиболее правильного деления имеющихся запасов воды) понимается нами как проблема рационализации использования родникового стока.

Во многих случаях возможно целенаправленное инженерное воздействие как на сам родник, так и на' область формирования родникового стока. Инженерное воздействие, направленное на изменение характеристик родникового стока, понимается . как регулирование родникового стока. Регулирование возможно 1 как в пассивной, так и в активной форме. Под активной формой понимается регулирование с обратной связью, которое при задании целевой функции регулирования родникового стока переходит в его управление.

В диссертации рассматриваются проблемы обоснования критериев возможности и целесообразных пределов регулиро-• вания родникового стока. Подробно обсуждаются геолого-гидрогеологические, технические, экономические и экологические . критерии. Выдвигаемые дри этом требования довольно серьезны и возникает опасение, что не найдется надлежащего спсоо-ба регулирования. Для разрешения возникших трудностей в

. диссертационной работе предлагается следующий принципиальный подход. '

Представляется, что регулирование родников должно вестись в направлении перераспределения внутригодового стока. В эти* условиях, предлагается идти по линии создания таких условий, при которых объем воды, накопленный во влажный период в области формирования родникового стока, вытекал бы как можно более равномерно, с уменьшением расходов в паводковые периоды и возрастанием их в межень.

С учетом рассмотренных в работа критериев, в математическом плане, основная функция регулирования родникового стока монет быть представлена следующим образом:

V-

----(I)

при ограничениях вида

$ > ¿Рре*- , ^

>>

где & п^и. О -минимальный и максимальный рас-

' и»0* ¿/Ре*

ходы родника; /у лсАу - минимально-и максимально

допустимые величины напоров подземных вод в пределах области формирования родникового стока; рем. - минимально допустимая величина расхода родника после выполнения мероприятий по его регулированию.

В содержательном плане выполнение критериев (1)-(3) может быть обеспечено следующим образом.

В период максимальных расходов родника осуществляется сброс вытекшей воды без включения системы регулирования. Это необходимо для того, чтобы обеспечить положение уровней подземных вод не выше природных. Далее включается система регулирования родникового стока, работа которой

о;--/;:-/ в

. должка способствовать более плавному вытеканию оставшихся объемов подземных вод. При этом объем воды, идущий на регулирование, частично должен разгружаться в те периода, которые в естественных условиях характеризуются резким спадом величины родникового стока.

Далее в главе рассматривался инженерные методы регулирования родникового стока. Существующие методы регулирования предлагается подразделить на следующие группы:

1) методы, основанные на изменении условий выхода родника на дневную поверхность;

2) создание вблизи роднике, сквахиниого водозабора;

3) сооружения в районе выхода родника горизонтальных или слабо наклонных гад«рей (штолен);

4) комбкнирашшвде способы (комбинация методов первых трех групп)•

; Изменение условий выхода родника на дневную поверхность может'быть реализовано в самой родниковой воронке (выполни-кие специального каптажа родников) или в непосредственной близости от роддаха (различные виды барража: подъемные плотины, оротивофмдьтрахртомные завесы, гидравлический барраж и пр.).

В заключения главы дан предварительный анализ достоинств и недостатков различных методов регулирования родникового стока. Подчеркнуто, что врбор наиболее рационального метода определяется конкретный! геолого-ладрогеологичесюш* условиями области формирования родникового стока.

Гжава 2. йптаклойдник СПОРОЙ» ЛРВПОМЮЙЦИЯ рдюикпяот СЗШШ*^

В данной главе проведен» исследование раадоюк декодов ' к способов масусстмиаого регулирован»* родаикового стока применнтвтю к условиям Ижорского месторовдевмя поддевок вод (Россия). Выбор дянного обмята исследований диктовался, - ореаде всего, остротой пропиши водоснабжения (тошичесеого ' ихоаяйственно-лятьевого) городов и поселков, рааюаакешис » западной к юго-западаой пригородной зоне г-С. -Петербурга,

а также сложной экологической ситуацией, связанной о дефицитом качественных вод в этих районах.

Рассматривается территория,приуроченная к Ижорской возвышенности, имеющей вид плоской равнины, приподнятой над пригяинтовой низменность*). На ого и юго-востоке граница Ижорско'й возвышенности проводится по появление терригенных осадков среднедевонского возраста, перекрывающих толщу карбонатных пород. На востоке и севере границей возвьшеяности служит Балтийско-Ладожский уступ - глинт, являвшийся одновременно границей распространения карбонатных пород и зоной интенсивной родниковой разгрузки.

В гидрогеологическом плане Ижорское месторождение подземных вод включает водоносные комплексы и водоупоры, залегающие выше лонтоваского регионального водоупора'- синих глин. Местороадение представлено следующими водоносными горизонтами и комплексами:

1) старооскольский (¿Од ) и наровский водоносные горизонты, приуроченные к терригенным и карбонатным отложениям среднего девона;

2) ордовикский зодоносный комплекс / ) , связанный с карбонатными породами нижнего и среднего девона;

3) кембро-ордовикпкий водоносный комплекс (6, -€к ~

Оу Р ) » песчаных отложениях нижне-верхнего кембрия и нижнего ордовика.

Химический состав подземных вод ордовикского и кеыбро-ордовикского водоносных комплексов весьма однообразен и практически не изменяется по площада и в разрезе. Минерализация подземных вод в зонах родниковой разгрузки колеблется в пределах 450-520 мг/л, воды гидрокарбонатно-кальцевые, о общей жесткостьп Ь,7-7,5 мг-зкв.

Для изучения вопросов формирования родниковой разгрузки на северном склоне Ижорской возвышенности была построена оделенная математическая модель рассматриваемого,месторождения.

Прежде всего была решена региональная обратная задача для всего Ияорского месторождения. Решение обратной задачи

. было направлено на корректировку и увязку между собой отдельных элементов фильтрационной модели, а также общего балансового согласования всей модели (колибрация модели).

В результате решения обратной задачи были уточнены фильтрационные параметры модели. Значение водопроводиыости в центральной части модели оказалось равным 1500 м^/сут. Макси. мальные значения водопроводимости отмечаются в бассейнах,, рек Стрелки, Шингарки и Ижоры, где они достигают 10000 иг/сут. В районе вновь проектируемых водозаборов Витино и Клясино модельные значения проводимости оказались равными 8000м*"/сут. Подобранные на модели значения водоотдачи были равны 0,015. •Максимальное инфильтрационное питание выделялось в центральной части Ижорского плато. Здесь величина инфильтрации принята равной 5-10~® м3/с на I г или 160 мм/год, ото составляет примерно 31 % от суммарной величины атмосферных осадков 95 % обеспеченности. На остальной площади модели инфильтрационное питание составляло величину 4« 10*"® м3/с нч I м^ (примерно 125 мм/год).

Решение прогнозной задачи по изучению формирования родниковой разгрузки проводилось на модели применительно к бас ' сейну р.Стрелки. Выбор этого бассейна определялся, тем, что родниковый сток данного бассейна используется для водоснабжения фонтанов Петродворца.

На модели была решена обратная задача с учетом неравномерности инфильтрационного питания территории. Моделировалось среднемесячное инфильтрационное питание 95 % обеспеченности. Причем начало питания приходится на март месяц с резким возрастанием его в апреле и постепенны!.; уменьшением в последующие месяцы, в январе-феврале инфильтрация отсутствует .

В главе проведено исследование по выбору оптимального способа регулирования родников в долине р.Стрелки.

Задание на модели непроницаемой и полупроницаемой фильт-. рационных завес показало неэффективность данного способа регулирования родникового стока.

Регулирование методом создания гидравлического барража моделировалось в нескольких вариантах: вариант № I - нагнета-

нио осуществлялось через линейный ряд скважин в течение 224 суток с начала апреля до конца октября, расход нагнетания варьировал в пределах 0,009-0,017 м3/с; вариант № 2 - расход нагнетания составлял 0,193 мэ/с, продолжительность нагнетания была принята равной 80 суткам (с сентября по конец декабря); вариант № 3 - расход нагнетания был равен 0,105 м3/с, продолжительность - 147 суток (с октября по февраль).

Результаты моделирования по вариантам № I и № 3 представлены на рисунке I. В целом можно сказать, что увеличение расхода родника в меженный период при работе гидравлического барража достигало величин от примерно 4 % (вариант I) до 18,5 % (вариант № 3).

Примерно аналогичные результаты были получены в случае, когда в дополнение к работе нагнетательных скважин рассматривалась инфильтрация из бассейна, который служил регулировочной емкостью для сбора транзитных вод и подачей их в систему гидравлического барража (рис. 2).

Наилучшие результаты регулирования родникового стока в долине р.Стрелки были получены при изменении уровня воды в" самой родниковой воронке (см. рис. 2). При этом, каптаж источников моделирования способом изменения абсолютных отметок выходов на разные периоды прогнозируемого года. Максимальное увеличение расхода родникового стока в меженный период в -данном варианте достигло 33 %.

На основании полученных результатов, наиболее перспективными в условиях Ижорского месторождения подземных вод являются методы гидравлического барража и прямого воздействия на родниковую воронку. Окончательный выбор способа регулирования требует дополнительных технико-экономических расчетов.

изменение. родникоього стока ьассейнл р. стрелки при искусстее.нном рег.улир05ании миодом гидрашчегшт) ьа?ража

Гидрографы родкш: 1- по ьаыанту нагнЕтяния ККапрш-опяБРь)-, 2- с ыриактом нагнплния К'3{шяврь-- ОЕЬраль'); 3 - при рябеть ьа&,озаьороь; 4 - с ирмнцу. нагнтш (М и одвдрежнным создании* ЦЕМЕНТАЦИОННОЙ ¿лисы.

V / А - Регулируемые запасы

Рис. i.

Изменен Радкиксьст стока бассс.йкь р. СТР£ш при регулирош;« УРОВНЕЙ Ь родниковой ЫЗРОНКЕ.

[.УЛУ.) Регулируемые заглсы

Дополнительные регулируемые ыпасы (пвичястичий* ¡х-шем« ьздеяэиюгв гврюоит»)

Рис. 2.

Глава 3. ШЗВДОВАНИЕ ШПРОСОВ ВОЗМОЖНОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ • РОДНИКА БАРАМ (СИРИЯ)

В данной главе продолжено изучение вопросов о возможных схемах регулирования родникового стока. В качестве объекта исследований выбран родник Барада, находящийся з долине За-бадани Даыаского района Сирин.

В геологическом строении рассматриваемого района главное значение имеют отложения мезозойской и кайнозойской групп. Верхняя часть разреза на западе сложена эффузивно-кар-бонатной толщей юрского периода, а на востоке террнгенно-карбонатными породами мелового периода. Существенно меньшее распространение имоот отложения палеогенового и неогенового периодов, представленные преимущественно терригенно-карбонат-ными отложениями, а в самой верхней части разреза - эффузивными породами различного состава. Четвертичные отложения аллювиального, оьерно-аллювиального, проллювиального и делювиального происхождения имеют повсеместное распространение, слагая маломощный чехол на скальных и полускальных породах мезозойского и кайнозойского возрастов.

В пределах долины Забодали ввдсляются следующие основные водоносные горизонты: нгаснемеловой, представленный доапт-скими, аптекими и аяьбекими песчаниками; верхнеюрский, сложенный известняками оксфорц-титонского возраста. Подземные воды эТих водоносных горизонтов пресные, с минерализацией до 0,& г/л,ПО составу гидрокарбонатно-кальциевые.

Родник Барада выходит на дневную поверхность в долине Зобадани. Родник восходящего типа, абсолютная отметка выхода +109$ и. На месте выхода родника образовалось небольшое озеро, на дне которого отмечается несколько сосредоточенных очагов разгрузки подземных, вод. Водовмеодеющими породами являются трещиноватые й закарстованные верхнеюрские известняки. йлощадь поверхностного водосбора родника составляет 5,8 гаг, площадь подземного водосбора оценивается по различным источникам от 213 км^ до 270 юг. Среднемноголетний расход родника составляет 3,12 гР/с, минимальный замеренный

расход равен 0,9 м3/с, максимальный - 14,8 м3/о. Неженный расход родника составляет величину порядка 1,2-1,5 ы3/с. Драпируемая родником емкость оценивается величиной 4-6 км3. Среднее время водообмена составляет 40-60 лет.

Родник Барада является одним из возможных источников водоснабжения Г.Дамаска. В то же время, родник является началом реки аналогичного названия, поверхностные вода которой чрезвычайно широко используются в системах сельскохозяйственного орошения. В этих условиях весьма остро стоит вопрос о возможности искусственного регулирования стока родника Барада, о учетом всех перечисленных ранее критериев (особенно экологического плана).

Далее d главе проводится анализ формирования родникового стока и строится численная модель родника Барада. В гидродинамическом плана область формирования родникового стока может быть охарактеризована следующим образом: а) рассматривается единая для всей толщи зона активного водообмена; б) в плане принимается cxeia с непроницаемыми границами, проходящими по границам водосборного бассейна; в) в разрезе принята схема однослойного пласта с суммарной мощностью 300 м; г) питание подземных вод осуществляется по всей площади дифференцированно о учетом высотной зональности; д) по площади выделяется несколько зон повышенной проводимости, связанные с зонами дробления юрских пород вдоль региональных разломов.

Пут ил колибрации модели были подобраны модельные значения фильтрационных параметров. Проверка модели в ненарушеи-*ных условиях показала досточно хоропее совпадение с фактическими данными. Однако, степень изученности района не позволя- • ет говорить о высокой достоверности полученных рогультатов и нами модель рассматривается в основном как первое приближе- • ние для исследуемого района Сирии.

Для изучения возможности регулирования родника Барада были рассмотрены две схемы: а) создание противофильтрацион-ной завесы; б) создание гидравлического барража.

Непроницаемая проти вофильтрационная завеса моделировалась! в вида долукольца, расположенного на юго-западе области

фильтрации , Полученные по варианту * 3 результаты (см. рис.З), указывают на возможность сделать расход родника более равномерным, но со снижением суммарного годового расхода. Эти дан» ныв позволяют сделать вывод об относительной неперспективности данное системы регулирования стока р.Еарада,

Моделирование гидравлического барража проводилось в двух к модификациях. При этом линейный контур нагнетательных скважин располагался выше родника на расстоянии примерно трех километров от него в зонах с относительно низкой проводимостью (вариант № 2а) или же с высокой проводимостью (вариант № 26). Объем воды для нагнетания формируется аа счет использования части родникового отока. Б данном тесте объем использованной воды составлял примерно 12*10^ ыэ. Режим нагнетания начинался с апреля месяца и продолжался до конца моделируемого года (октябрь), т.е. с момента начала истощения и до окончания меженного периода родника.

Анализ полученных материалов (см. рис.3) показывает, что создание гидравлического барража приводит к возрастанию расхода родника. При этом к концу летней межени расход родника увеличивается от 20 % (вариант № 26) до 24 % (вариант № 2а). Дополнительные объемы воды могут быть получены в течение длительного периода времени.

Полученные в третьей главе результаты, свидетельствуют о возможности и перспективности регулирования родтка Барада путем создания гидравлического барража и аккумуляции допол-^нительных объемов воды.

с:

g: t

■JS

" 18 глава 4. особенности оценки эксплуатщонных запасов • подземных вод в условиях искусственного

регулирования роданового стока

В главе рассмотрены вопросы, связанные с возможным изменением традиционных методов оценки родникового стока в условиях его искусственного регулирования. Предложенная методика была апробирована на примере оценки родникового стока на северной границе йкорского месторождения подземных вод и родника Берада в долине Забадани.

В качестве величины эксплуатационных запасов подземных вод в условиях искусственного регулирования родникового стока предлагается рассматривать минимальный средний эа 30-су-точный период (или среднегодовой) расход родника 95 % обеспеченности, увеличенный на дол» дополнительного расхода в меженный период, полученного под влиянием функционирования системы регулирования.

В условиях, когда предполагается одновременная работа скважинных водозаборов, оказывающих влияние на родники, и систем регулирования родникового стока, эксплуатационные запасы можно оценивать как сумму скважинного водоотбора и родникового стока 95 % обеспеченности, уменьшенного на доля ущерба родниковому стоку с учетом дополнительного меженного расхода родника создаваемого системой для его регулирования.

Применительно к условиям Ижорского месторождения подземных 'вод оценка эксплуатационных запасов была проведена в три отапа: I) оценка запасов для работы скважинных водозаборов; 2) определение ущерба родникового стока под влиянием работы скважинных водозаборсз; 3) учет дополнительного влияния системы по регулированию родникового стока. Все расчеты выполнены на численной модели, описание которой было дано в гл. 2. Показано, что при регулировании родникового стока по методу воздействия на уровень подземных вод в родниковой воронке возможна компенсация ущерба стоку, вызванная работой ' ановь проектируемых водозаборов с суммарным дебитом, равным ПО тыс.м3/сутки.

*

Для оценки эксплуатационных запасов подземных вод з долине Забадани была предложена балансовая модель формирования стока родника Барада.

Положительными элементами баланса в данном водосборном бассейне являются: I) инфильтрация и инфлюа^я атмосферных осадков (суммарно достигают величин 54 % от выпадающих осадков); 2) поступление воды из систем орошения (потери достигают 41 % от подаваемой воды при поливе с помощью борозд и 25 % при орошении из скважин); 3) поступление воды из соседних водосборных бассейнов, которое может осущ^сТа-' ляться в виде восходящей фильтрации из глубокозалегающих водоносных комплексов или бокового привноса.

Подземные вбды расходуется на: I) испарение и тронспи-рацию; 2) родниковый сток; 3) отток подземных вод за пределы подземных водосборных бассейнов; 4) водоотбор подземных вод скважинами и колодцами; 5) подземное питание реки Барада. Расчеты с использованием численной и балансовой модели в условиях регулирования родникового стока позволяют оценить перспективные эксплуатационные запасы района в объено до 1,5 и3/а.

заключение

Таким образом, основные результаты диссертационной работы сводятся к следующему:

I. Детально исследованы принципы и методы искусственного регулирования родникового стока. С учетом эколого-гидрогеологических факторов предлагается регулирование родников вести в направлении перераспределения внутригодового стока. При этом в период максимальных расходов родника осуществляется сброс вытекшей воды без включения системы регулирования. Затем эта система включается и обеспечивает более плавное вытекание оставшихся объемов подземных вод, что должно способствовать возрастанию родникового стока в меженный период.

Предлагаемый подход к регулированию родникового стока обеспечивает минимальное воздействие на геологическую среду, при котором уровни и расходы подземных вод находятся в г.рв-

делах естественных среднеыноголетних колебаний. Перспективные с этих позиций системы регулирования родникового стока рассмотрены в работе применительно к двум основным гидрогеологическим районам: Ижорское месторождение подземных вод (Россия) и долина Забадана (Сирия).

2. Детально рассмотрены гидрогеологические условия Ижорского месторождения подземных вод. Для изучения вопросов формирования родниковой разгрузки на северном склоне Ижорской возвышенности (Балтийско-Ладожский уступ - глинт) были использованы методы численного моделирования и построена математическая модель рассматриваемого месторождения.

Решение обратной задачи выявило значительную фильтрационную неоднородность ордовикского водоносного комплекса - основного водоносного комплекса, определяющего обводненность Ижорского месторождения. Подобранные значения во-допроводимости в центральной части модели оказались равными 1500 м^/сутки. Максимальные значения водопроводимости отмечаются в бассейнах рек Стрелки, Шингарки и Ихоры, где они достигают 10000 ы^/сутки. В районе проектируемых во-

проводимости равны примерно

было равно 0,015. Максимальное инфильтрационное питание отмечается в центральной части Ижорской возвышенности. Здесь инфильтрация равна 160 мы/год, что составляет примерно 31 % от величины атмосферных осадков 95 То обоспеченно-4 сти. На остальной площади величина инфильтрации достигает значений 125 мм/год.

3. Решение задачи по выбору оптимального метода регулирования родникового стока на Ижорской возвышенности проводилось применительно к бассейну р.Стрелки. Ьсе расчеты проводились на полностью откалиброванной модели с учетом переменного по времени инфильтрационного питания.

Полученные результаты показали неэффективность регулирования родникового стока методами создания непроницаемой и слабопроницаемой противофильтрационной завесы, ил-илучаше результаты были полусны при регулировании мето-

модели значение водоотдачи

дом создания гидравлического барража и прямого воздействия на родниковую воронку. При этом в методе гидравлического барража было получено увеличение меженного расхода до 18,5 %, а изменение уровней воды в самой родниковой воронке на 1-2 м может увеличить минимальный меженный расход на 33,3 %.

4. Рассмотрены возможности и целесообразные пределы регулирования стока родника Баррада,приуроченного к верхнеюрским карбонатным отложениям долины Забадани (Сирия). Выполненные на численной модели региона расчеты также подтвердили эффективность регулирования родникового стока методом создания гидравлического барража и воздействия на уровень воды в родниковой воронке. Показано, что возможно увеличение мекенного расхода, до 24 %.

5. При оценке эксплуатационных запасов подземных вод в условиях искусственного регулирования родникового стока предложено использовать минимальный средний за 30 суток (или среднегодовой) расход родника 95 % обеспеченности увеличенный на долю дополнительного расхода в меженный период, получаемого под влиянием функционирования системы регулирования. Предложенная методика была апробировала на материалах Ижорского месторождения подземных вод и родника Барада в долине Забадани.

Заканчивая изложение основных результатов диссертационной работы, отметим некоторые возможные направления дальнейших исследований по затрагиваемым проблемам.

Прежде всего, требует специального глубокого исследования проблема питания родникового стока через зону аэрации. Требует также специального исследования проблема информационного обеспечения (мониторинг подземных вод) создаваемых постоянно-действующих моделей регионов с искусственным регулированием родникового стока.