ГЛАВА V. ИЗУЧЕНИЕ РЕЖИМА И БАЛАНСА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Изучению режима и баланса подземных вод отводится весьма существенная роль и значение в общем комплексе гидрогеологических исследований, выполняемых при решении самых разнообразных народнохозяйственных задач.
Стационарные гидрогеологические наблюдения с целью изучения режима и баланса подземных вод позволяют дать количественную характеристику процессов формирования подземных вод, выявить основные закономерности пространственно-временного изменения их количества, качества и свойств и использовать эти закономерности для обоснования путей наиболее рационального освоения и охраны подземных вод, состава мероприятий по борьбе с их вредным воздействием и способов управления их режимом.
Роль и значение этих исследований будут увеличиваться в дальнейшем по мере роста гидрогеологической изученности территории, развития сети режимных наблюдений и совершенствования методов использования результатов стационарных, наблюдений для выполнения различного рода гидрогеологических прогнозов. Со временем изучение режима подземных вод в естественных и нарушенных условиях будет главным, а нередко и единственным видом полевых гидрогеологических исследований.
Данные наблюдений за режимом и балансом подземных вод будут обеспечивать не только высокую достоверность и обоснованность выполняемых инженерных прогнозов, но и значительное повышение экономической эффективности гидрогеологических исследований и изысканий.
§ 1. Режим и баланс подземных вод, цели и задачи их изучения
Под режимом подземных вод понимают изменения в пространстве и во времени ресурсов, свойств и состава их (включая уровни, расходы, скорости, температуру, химический, газовый и бактериологический составы), отражающие процесс формирования подземных вод. Цель наблюдений за режимом — установление объективных законов явлений, имеющих место при формировании подземных вод, их объяснение и использование для обоснования различного рода гидрогеологических прогнозов.
Режим подземных вод в зависимости от характера определяющих его явлений и факторов может быть естественным (формируется под действием комплекса естественных факторов — геологических, климатических, гидрогеологических, биолого-почвенных, космогенных и др.), нарушенным (создается главным образом под влиянием инженерно-хозяйственной деятельности человека) и смешанным, формирующимся под влиянием комплексного воздействия природных и искусственных факторов.
На большей части территории СССР имеют место естественный и смешанный режимы подземных вод. Нарушенный режим характерен для отдельных участков, где решающим фактором в создании режима подземных вод является инженерная деятельность человека (орошение, осушение, гидротехническое строительство, действие водозаборных и дренажных сооружений и т. п.). В этой связи исследования режима подземных вод могут быть подразделены на региональные, направленные на выявление общих региональных закономерностей формирования режима подземных вод (главным образом, под действием естественных режимообразующих факторов), и локальные (специальные), направленные на изучение особенностей режима подземных вод, образующегося под влиянием местных факторов (литологических особенностей пород, гидрологического режима рек и водоемов, дренированности территории и инженерной деятельности человека).
Изучение режима подземных вод позволяет определять: 1) необходимые для прогнозов естественного или нарушенного режимов связи и зависимости элементов режима, от природных и искусственных факторов (или их совокупности); 2) отдельные элементы водного баланса, используемые при обосновании водохозяйственных мероприятий и воднобалансовых расчетах; 3) характер и степень влияния инженерной деятельности человека на подземные воды и связанные с изменением их режима явления и процессы (для обоснования наиболее рациональных путей управления режимом подземных вод, их народнохозяйственного использования и охраны).
Под балансом подземных вод понимается соотношение между их поступлением (приходная часть) и расходованием (расходная часть) в количественном выражении (мм или м3/га) на той или иной площади за определенный период.
Режим и баланс подземных вод тесно взаимосвязаны. Водный баланс, обусловленный влиянием естественных (осадки, испарение, транспирация, конденсация, подземный и поверхностный сток) и искусственных (орошение, потери воды из каналов и систем водоснабжения, подпор, дренаж, агромелиоративные мероприятия и др.) факторов, предопределяет направленность и характер режима подземных вод. Поэтому изучение элементов водного баланса и выявление основных ведущих его показателей создает основу для научного познания и управления режимом подземных вод. В свою очередь анализ режима подземных вод позволяет проводить количественное определение отдельных элементов водного баланса (инфильтрации, испарения, подземного стока) и дает возможность выполнять более обоснованно водно-балансовые расчеты.
Задачи изучения режима и баланса подземных вод чрезвычайно многообразны. Так, изучение естественного режима подземных вод осуществляется в целях обеспечения решения следующих задач: 1) выявления условий формирования подземных вод (оценка питания, разгрузки и роли отдельных режимообразующих факторов и процессов, определение элементов водного баланса); 2) изучения закономерностей изменения во времени естественного питания подземных вод; 3) установления закономерностей формирования водного, солевого и теплового балансов подземных вод и использования их для прогнозов режима подземных вод; 4) регионального изучения, естественного режима подземных вод как фона для анализа и прогноза нарушенного режима подземных вод на локальных участках; 5) оценки фильтрационных свойств и граничных условий водоносных горизонтов и комплексов.
Прогнозы естественного режима используются при планировании и осуществлении различных видов строительства (гражданского, промышленного, транспортного, гидроэнергетического, мелиоративного и др.), водоснабжения, сельскохозяйственного производства и решении других народнохозяйственных задач (1—4, 9—11).
Изучение смешанного и нарушенного режимов подземных вод, их прогнозы и анализ проводятся при решении следующих практических задач: 1) при разведке месторождений подземных вод, оценке их запасов, составлении прогнозов их режима при эксплуатации и обосновании мероприятий по рациональному использованию и охране подземных вод от истощения и загрязнения; 2) при разведке и разработке месторождений твердых полезных ископаемых, нефти и газа (прогнозы водопритоков, влияния водоотлива и устойчивости выработок, обоснование наиболее рациональных путей и методов эксплуатации месторождений и т. д.); 3) при обосновании оросительных, обводнительных и осушительных мелиорации и методов управления режимом подземных вод в районах их проведения; 4) при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации различных инженерных сооружений и прогнозах возможных изменений гидрогеологических, гидрогеохимических, мерзлотных, мелиоративных, инженерно-геологических и других условий в связи с водоснабжением, орошением, осушением, гидротехническим, промышленным и гражданским строительством и другими видами инженерной деятельности человека и т. д.
В будущем роль и значение исследований режима и баланса подземных вод будут непрерывно возрастать, и они окажутся основными источниками гидрогеологической информации, необходимой для решения разнообразных народнохозяйственных задач.
§ 2. Методы изучения режима подземных вод
Анализ многолетних наблюдений за режимом подземных вод свидетельствует о том, что под влиянием режимообразующих факторов, (гидрометеорологических, космогенных, биогенных, эндогенных и искусственных) и природных условий (геологическое строение, литология, рельеф, почвы, наличие мерзлоты и т. п.) происходят закономерные изменения физических свойств, состава и количества подземных вод, проявляющиеся в изменении уровня и качества подземных вод. Изучение этих изменений и выявление их связей с режимообразующими факторами и природными условиями является основной целью стационарных наблюдений. Следует отметить, что наблюдения за режимом проводятся при изучении как грунтовых, так и напорных вод, хотя режим последних, если он не нарушен инженерной деятельностью человека, характеризуется сравнительным постоянством его основных элементов (пьезометрического уровня, состава и свойств).
Существенно более значительными и многообразными являются изменения режима грунтовых и. неглубоко залегающих напорных вод, испытывающих заметное влияние разнообразных естественных и искусственных факторов. Эти изменения представляют наибольший научный и практический интерес в связи с необходимостью решения широкого круга народнохозяйственных задач. Для эффективного их решения в результате наблюдений за режимом должны быть получены данные о характере внутригодовых (сезонных) и многолетних колебаний основных элементов режима подземных вод (их уровней, температуры и химического состава) в различной природной обстановке и об основных факторах, определяющих характер режима подземных вод. Только на основе выявления региональных закономерностей режима подземных вод и их генетических связей с факторами и условиями, его определяющими, можно подойти к правильному выбору и обоснованию методов прогнозов режима подземных вод, к обоснованной экстраполяции результатов стационарных наблюдений, полученных в точке, на обширные пространства, к картированию режима подземных вод и его достоверным прогнозам.
Изучение режима подземных вод осуществляется путем стационарных гидрогеологических наблюдений за изменением основных элементов режима (уровней, расходов, температуры, химического и бактериологического составов) по специально оборудуемой сети наблюдательных пунктов (скважин, источников, шурфов, колодцев). Наиболее предпочтительны для наблюдений за режимом подземных вод скважины и источники. В районах нарушенного режима для наблюдений используются водозаборные и дренажные сооружения, горные выработки и т. п. При неглубоком залегании подземных вод (до
В конструктивном отношении наблюдательные водопункты должны отвечать всем требованиям, предъявляемым к режимным пунктам (исключение загрязнений и прямого попадания атмосферных осадков, изоляция точки наблюдений от влияния других объектов, возможность отбора проб воды, замеров уровня и температуры, ремонта и т. д.). Эти требования находят отражение в специфике сооружения и оборудования наблюдательных пунктов (2, 5, 6, 11).
Вопросы проходки и изоляции водоносных горизонтов, конструктивных особенностей и оборудования наблюдательных скважин рассмотрены в гл. III(см. §1,2).
Некоторой спецификой отличается оборудование скважин режимной сети в многолетнемерзлых породах. Она обусловлена возможностью образования ледяных пробок. Одним из эффективных приемов их устранения является заливка верхней части наблюдательных скважин дизельным топливом (рис. 40). Замеры уровня воды осуществляются через колонну замерных трубок 9, обычно закрытую герметической крышкой 10 и погруженную в скважину. Для проведения замеров колонну поднимают до устья (нижний ее конец должен всегда оставаться под уровнем воды) и открывают крышку 10. После замеров закрытую колонну снова опускают на забой. Практикуется также прогревание скважин, разбуривание пробок и другие приемы ликвидации ледяных пробок.
Рис. 40. Схема оборудования замерзающих скважин для наблюдений за режимом подземных вод: 1 — лебедка; 2 — крышка на устье обсадных труб; 3 —подкладная вилка; 4 — бачок для дизельного топлива; 5 — обсадные трубы; 6 — статический уровень подземных вод; 7 — столб залитого в скважину дизельного топлива; 8 — нижняя граница многолетнемерзлых пород; 9 — колонна замерных трубок; 10 — герметическая крышка колонны замерной трубки.
В связи с большим значением региональных и локальных исследований режима подземных вод в нашей стране действует Государственная опорная сеть гидрогеологических наблюдательных пунктов, включающая около 100 режимных станций и свыше 25 тыс. наблюдательных пунктов. В ближайшем будущем количество наблюдательных пунктов, будет доведено до 35—40 тыс. Это обеспечит разветвленную информационную базу службы регулярных прогнозов режима грунтовых вод, действующей в системе Министерства геологии СССР с
Таким образом, изучение региональных закономерностей режима подземных вод осуществляется на базе государственной опорной сети гидрогеологических наблюдательных пунктов специальными комплексными гидрогеологическими и инженерно-геологическими партиями (на многих из них проводится и изучение баланса подземных вод). Кроме того, стационарные наблюдения осуществляются многими ведомствами и организациями на массивах орошения и осушения, в районах интенсивной эксплуатации месторождений минеральных вод, нефти и газа, твердых полезных ископаемых, на действующих водозаборах и т. д. По многим пунктам имеются ряды наблюдений за режимом подземных вод 20-летней и большей продолжительности. Выполненные исследования позволили выявить основные региональные закономерности в пределах значительных площадей территории страны, разработать научные основы методов изучения режима подземных вод, анализа исходных данных, осуществления различных прогнозов режима подземных вод и его картирования. Детальное изложение этих вопросов дано в работах М. Е. Альтовского, Г. Н. Каменского, А. А. Коноплянцева, Д. М. Каца, В. С. Ковалевского, А. В. Лебедева, С. М. Семенова и других исследователей (1—11).
Методика и особенности изучения режима подземных вод зависят от целевого назначения выполняемых исследований, содержания предполагаемых к решению задач, установленных закономерностей зональности режима, природных условий района, характера влияния режимообразующих факторов и других показателей.
Изучение естественного режима подземных вод. Изучение закономерностей естественного режима грунтовых вод должно охватывать первые от поверхности водоносные горизонты и проводиться во всех районах, где эти горизонты представляют интерес для народного хозяйства в настоящее время или в перспективе. В результате таких исследований должны быть изучены ход сезонных и многолетних колебаний уровня и других элементов режима в различных гидрогеологических условиях, основные факторы режима, амплитуды сезонных и многолетних колебаний уровня и т. д.
Размещение наблюдательной сети осуществляется на основе районирования исследуемой территории по условиям формирования режима грунтовых вод; с использованием крупномасштабных гидрогеологических карт и учетом степени изученности каждого яз районов. При районировании территории учитывается влияние основных режимообразующих факторов, свойственных выделяемым гидрогеологическим районам (по климатическим условиям выделяются провинции, по степени увлажненности — зоны, по степени дренированности — области, по особенностям геолого-гидрогеологических условий — районы, по геоморфологическим условиям — участки, по мощности зоны аэрации — площади), и тем самым определяется направленность исследований по изучению режима и баланса подземных вод (11).
Наблюдательная сеть размещается в пределах каждого из гидрогеологических районов (основная единица районирования) в виде створов, ориентированных от водоразделов к дренам таким образом, чтобы наблюдениями были охвачены все характерные для данного района комплексы водовмещающих пород и геоморфологические элементы (рис. 41). Створ скважин следует располагать в направлении максимального изменения гидрогеологических показателей. В сложных по геоморфологическим и лито-логическим условиям районах наблюдательная сеть сгущается (скважины располагаются на типовых участках, нередко вне створов)
При однородном строении водоразделов или террас в бассейнах крупных рек рекомендуется расположить по кусту скважин (поперечник из 3 скважин или конверт из 5 скважин) в пределах водораздела, на склоне от водораздела к террасе, на террасах и три скважины в зоне гидрогеологического воздействия основной дрены. При дренировании речной долиной напорных вод следует дополнительно заложить скважины на напорный водоносный горизонт, как на водоразделе, так и в долине. В бассейнах малых рек кусты скважин на склонах и террасах можно не закладывать (11).
В районах, где грунтовые воды подпитываются напорными водами, целесообразно оборудование пьезометров, опущенных на различную глубину. В засушливых районах при наличии гидрохимической зональности грунтовых вод по вертикали также необходимо закладывать кусты скважин на различную глубину. Глубины установки фильтров выбираются с учетом особенностей состава водосодержащих пород, литологии и изменения минерализации грунтовых вод с глубиной, выясняемых в процессе предварительных разведочных работ.
Размещение наблюдательной сети для изучения естественного режима напорных вод также осуществляется на основе районирования территории, проводимого с учетом влияния основных режимообразующих факторов (геологического, тектонического и орографического строения, степени дренированности и глубины залегания подземных вод, условий их питания и разгрузки, литологии водоносных порода взаимосвязи подземных и поверхностных вод и т. д.). Основной единицей такого районирования должен быть бассейн подземных вод, выделяемый по геоструктурным условиям. В пределах каждого из бассейнов схемы расположения точек наблюдательной сети для изучения режима и баланса грунтовых и напорных вод должны быть взаимоувязаны. Изучению подвергаются лишь основные по значимости водоносные комплексы и горизонты. Особенности артезианских бассейнов платформенного типа и артезианских бассейнов горноскладчатых областей предопределяют некоторую специфику размещения наблюдательных сетей при изучении режима подземных вод.
В артезианских бассейнах платформенного типа наблюдательная сеть размещается по створам, заданным от областей питания изучаемых водоносных горизонтов к областям их разгрузки. Для малых артезианских бассейнов с однородным строением горизонтов необходимо закладывать не менее трех скважин на каждый горизонт (по одной скважине в областях питания, напора и разгрузки). При наличии нескольких областей питания и разгрузки, фациальной изменчивости горизонтов, а также в крупных артезианских бассейнах число скважин в створах увеличивается (11). При изучении в пределах бассейна нескольких водоносных горизонтов или их взаимосвязи скважины располагаются «кустами» с ярусно расположенными фильтрами в пределах изучаемых горизонтов (рис. 42).
В районах переуглубленных речных долин необходимо закладывать скважины на аллювий современной и переуглубленной долин, в пределах высоких террас и водоразделов, а также на расположенный ниже горизонт минерализованных вод (рис. 42). В пределах переуглубленных долин горных областей помимо поперечных створов следует предусматривать и продольные створы (для выявления картины снижения напоров вдоль долины).
Рис. 41. Схема расположения наблюдательных скважин в гидрогеологическом районе: 1 — участок с приречным типом режима подземных вод; 2 — участок со склоновым типом режима подземных вод; 3 — участок с междуречным типом режима подземных вод; 4 — границы террас; 5 — створ наблюдательных скважин.
Рис. 42. Размещение наблюдательных скважин (1—5) в переуглубленной долине
При изучении режима подземных вод предгорных артезианских бассейнов (конусов выноса и пролювиальных шлейфов) наблюдательную сеть следует закладывать створами из 3—5 скважин по направлению от гор к долине или впадине. По мере выявления новых водоносных горизонтов необходимо закладывать дополнительные скважины на эти горизонты. Для изучения влияния фильтрационной неоднородности в предгорных бассейнах целесообразно иметь поперечный створ скважин, перпендикулярный основному. В области разгрузки организуются наблюдения за источниками.
Рис. 43. Схема размещения кустов и поперечников наблюдательных скважин в межгорном артезианском бассейне; I—IVномера створов
Для изучения естественного режима межгорных артезианских бассейнов наблюдательную сеть целесообразно размещать двумя-тремя створами поперек межгорных долин или впадин в зависимости от их протяженности, дополняя эти створы единичными скважинами между ними и образуя, таким образом, один продольный створ с поперечниками (рис. 43). Поперечные створы следует размещать в верхней, средней и нижней частях долины, охватывая области питания, распространения и разгрузки напорных вод. Скважины обычно располагают кустами, чтобы охватить наблюдениями основные горизонты. В мелких межгорных бассейнах продольный створ можно не закладывать.
Наблюдения за режимом подземных вод должны быть комплексными, т. е. включать изучение изменений их уровня, температуры и химического состава, а в засушливых районах — и солевого состава почв и пород зоны аэрации. Частота наблюдений зависит от целевого назначения выполняемых исследований, характера и степени влияния естественных и искусственных факторов, особенностей режима, длительности цикла наблюдений и других факторов (1—3, 6—11). В среднем наблюдения за естественным режимом подземных вод проводятся 10 раз в месяц. В периоды интенсивного воздействия режимообразующих факторов (паводки, осадки и др.) частота наблюдений за режимом подземных вод (особенно грунтовых) увеличивается в 2—3 раза. Наблюдения за изменением химического и бактериологического состава подземных вод и их температуры выполняются реже, чем наблюдения за их уровнем (от 2—3 раз в месяц до 4—6 раз в год). Частота измерений элементов режима напорных вод обычно в 2—3 раза меньше, чем грунтовых.
Для первого периода исследований естественного режима подземных вод продолжительностью 2—3 года может быть рекомендована более широкая сеть наблюдательных точек, а затем на основе тщательного анализа полученных данных по режиму эта сеть может быть несколько сокращена. В пределах каждого гидрогеологического района (участка) сохраняются те пункты, по которым полученные параметры режима близки к средним для данного района, установленным по широкой сети точек. Следует отметить, что изучение региональных закономерностей режима грунтовых вод проводится также и в районах, где природный режим на больших площадях нарушен искусственными факторами, а влияние последних приобретает региональный характер.
Детально принципы размещения наблюдательной сети и методика изучения естественного и нарушенного режима подземных вод изложены в специальных методических, руководствах (1, 2, 5—8, 10, 11).
Особенности изучения нарушенного режима подземных вод. Изучение нарушенного режима подземных вод имеет исключительно важное значение при решении многих практических задач, связанных с использованием подземных вод или их регулированием. При организации такого изучения особое значение приобретают наблюдения за влиянием искусственных факторов, а выявленные количественные связи между отдельными элементами режима подземных вод (уровнем, температурой, химическим или бактериологическим составом) и искусственными факторами являются основой для выполнения прогнозов и обоснования мероприятий по рациональному использованию и регулированию подземных вод.
Принципы размещения наблюдательной сети и методика проведения наблюдений за нарушенным режимом устанавливаются с учетом природных особенностей района, его изученности, возможной степени влияния различных режимообразующих факторов, целевого назначения и задач планируемых исследований (2, 6—11). Размещение наблюдательной сети и выполняемые наблюдения должны обеспечивать изучение особенностей нарушенного режима подземных вод, количественную оценку влияния искусственных факторов (водоотбора, дренажа, орошения и др.) на отдельные элементы их режима (уровень, температуру, качество), уточнение природных условий изучаемых объектов, их расчетных параметров и схем, выполнение инженерных прогнозов и т. д.
В каждом конкретном случае схема размещения наблюдательных скважин устанавливается с учетом распространения изучаемых водоносных горизонтов, их гидравлической взаимосвязи, граничных условий, гидрогеохимической обстановки, литологии водоносных пород, особенностей влияния инженерных сооружений и характера поставленных перед наблюдателями задач (6—8, 11). Она должна обеспечивать также изучение и естественного режима подземных вод как фона, на котором формируется нарушенный их режим.
Частота наблюдений за элементами режима подземных вод должна обеспечивать выявление основных закономерностей их изменения с учетом характера поставленных задач и предполагаемых методов их решения. Так, если данные наблюдений за режимом подземных вод предполагается использовать для определения гидрогеологических параметров, целесообразно иметь непрерывную запись изменения уровня и расхода (применение самописцев, расходомеров и т. п.). Для выявления общих закономерностей режима подземных вод наблюдения достаточно проводить 5—10 раз в месяц и реже. На участках гидравлической взаимосвязи подземных вод с поверхностными в периоды паводков и интенсивного выпадения атмосферных осадков уровень следует замерять ежедневно (в одно и то же время суток с точностью замера ±
Наблюдения за изменением температуры воды необходимо осуществлять по выборочной сети режимных скважин через определенные интервалы глубин. Частота измерений определяется целевым назначением наблюдений. При общих исследованиях режима температура измеряется 1—3 раза в месяц (в неглубоких скважинах до 10 раз в месяц), при специальных термометрических исследованиях шаг и частота замеров детализируются.
Состав и методика наблюдений за режимом химического состава подземных вод также зависят от целевого назначения. Основным типом химических анализов является сокращенный анализ (см. гл. VI, § 2). Полный химический анализ воды выполняется один раз в 1—2 года. При специальных исследованиях закономерностей изменения химического состава вод в разрезе вследствие подтягивания некондиционных вод целесообразно иметь несколько скважин с ярусно расположенными фильтрами. Состав анализов может быть ограничен определением компонентой или показателей, изменение которых ожидается при подтягивании некондиционных вод. Частота отбора проб для анализов зависит от ели исследований, но всегда увеличивается при активизации действия факторов, изменяющих состав вод (паводки, поливные периоды, интенсификация водоотбора и др.). При изучении взаимосвязи подземных вод с поверхностными проводят синхронные отборы их проб.
Ниже остановимся на некоторых особенностях изучения режима подземных вод при решении важнейших практических задач (в районах эксплуатации подземных вод, орошения, осушения, строительства).
Районы, водозаборов. Наблюдения за режимом подземных вод в районах водозаборов проводятся как в процессе поисково-разведочных работ (в основном, за естественным режимом), так и при эксплуатации водозаборов.
В процессе поисково-разведочных работ проводятся: 1) определение расчетных параметров и характеристик, используемых при геолрго-промышленной оценке источников водоснабжения и прогнозах условий работы водозаборов (расчетные значения мощностей и напоров, минимально и максимально допустимые понижения уровня, коэффициенты упругоемкости, водопроводимости, уровне- и пьезопроводности, недостаток насыщения и водоотдача); 2) уточнение граничных условий области фильтрации (степень гидравлической связи подземных вод с рекой и другими горизонтами, зависимость их режима от осадков и испарения); 3) оценка размеров и возможных изменений естественного восполнения запасов; 4) оценка качества подземных вод и возможных его изменений.
Для решения указанных задач обычно осуществляется цикл наблюдений в течение 1—3 лет (минимум годичный), при возможности привлекаются данные стационарных наблюдений ближайших наблюдательных водопунктов опорной сети. В дальнейшем при развитии государственной опорной сети наблюдательных пунктов для решения перечисленных выше задач, возможно, будет ограничиться разовыми замерами элементов режима на участке разведки с привлечением и соответствующей корректировкой всей необходимой для прогнозов информации по наблюдательным пунктам опорной сети, находящимися в аналогичных с изучаемыми природных условиях.
Стационарные наблюдения в процессе эксплуатации водозаборов Должны обеспечить решение задач по уточнению расчетной схемы и гидрогеологических параметров, корректировку ранее выполненных прогнозов по условиям эксплуатации водозабора и месторождения в целом, разработку мероприятий по оптимизации условий работы водозабора и охране подземных вод от загрязнений и истощения. В соответствии с этими задачами наблюдательные пункты на водозаборах должны размещаться с учетом типа месторождения подземных вод, его граничных условий, геолого-гидрогеологических особенностей и других факторов (2,9-11).
Обычно наблюдательные пункты располагают по двум взаимнопересекающимся створам, проходящим через центр водозабора. На каждом из створов задается не менее 3—5 скважин (двух-трех в пределах воронки депрессии, одной-двух — за ее пределами). Створы ориентируют нормально к границам водоносного пласта. На рис. 44 приведены схемы размещения наблюдательных пунктов на водозаборах, расположенных вдали от границ пласта и вблизи реки. Наблюдательный створ, ориентированный к реке (не менее трех скважин, одна на урезе реки), должен обеспечить количественную оценку взаимосвязи подземных и поверхностных вод и особенностей их режима.
В сложных гидрохимических и санитарных условиях наблюдательная сеть должна обеспечивать и информацию о продвижении контуров некондиционных вод, о тенденциях в изменении качества воды (питьевого, лечебного, промышленного). В районах строительства и интенсивной эксплуатации напорных вод песчано-глинистых отложений необходимы также наблюдения за возможными осадками поверхности Земли. Наблюдения за режимом на действующих водозаборах дополняются наблюдениями за соответствующими элементами режима (уровнями, дебитами, качеством воды) по всем эксплуатируемым скважинам, а при необходимости и гидрологическими исследованиями поверхностных водотоков. Частота замеров элементов режима на водозаборах хозяйственно-питьевого назначения принимается обычно не менее 10 раз в месяц, на других водозаборах реже. На инфильтрационных водозаборах, работающих при установившемся режиме, наблюдения сокращаются до одного раза в месяц.
Районы, орошения и осушения. Изучение режима подземных вод (как естественного, так и нарушенного) является в таких районах одним из наиболее важных видов гидрогеологических исследований, без проведения которого невозможны научно обоснованное планирование мелиоративного строительства и эффективная эксплуатация систем орошения и осушения.
Рис. 44. Схемы размещения наблюдательной сети на действующих водозаборах: А — в удалении от границ, Б — в долине реки:
1 — эксплуатационные скважины; 2 — наблюдательные скважины; R— радиус «большого» колодца.
В районах орошения такие исследования проводятся для оценки мелиоративного состояния земель, проектирования систем орошения и дренажа, обоснования режима орошения и эффективности работы дренажных сооружений, необходимости проведения промывных поливов, агромелиоративных и других мероприятий. Для выявления основных закономерностей режима и обоснования мелиоративных мероприятий здесь чрезвычайно важным является также изучение водного и солевого балансов орошаемых массивов.
Режим и баланс подземных вод в районах орошения изучаются на основе наблюдений в пределах внутрихозяйственной и временной наблюдательных сетей (создаются специально на массивах орошения) с привлечением данных по опорной региональной сети (находится в ведении режимных гидрогеологических партий) и результатов воднобалансовых исследований, выполняемых на типовых балансовых участках.
Размещение наблюдательной сети осуществляется на основе карт гидрогеолого-мелиоративного районирования с учетом специфики решаемых задач и особенностей мелиоративного основе территории. При этом необходимо предусмотреть изучение режима подземных вод (грунтовых и связанных с ними напорных) основных горизонтов вплоть до регионального водоупора. Для этого размещаются одиночные скважины и кусты пьезометров (рис. 45). Спецификой выполняемых исследований является необходимость полного учета всего комплекса ирригационно-хозяйственных условий и факторов, оказывающих решающее влияние на формирование режима грунтовых вод.
Для решения специальных задач (определение гидрогеологических параметров, оценка влияния на режим подземных вод мелиоративных систем и др.) следует предусматривать размещение скважин по створам, пересекающим крупные каналы, дрены
Рис. 45. Типовые разрезы и схемы размещения наблюдательных скважин
в районах орошения: 1 — суглинки, супеси; 2 — суглинки, глины; 3 — пески; 4 — водоупор; 5 — хорошо водопроницаемый слой; 6 — уровень грунтовых вод; 7 — скважина с фильтром
поливные и осушительные участки. К числу элементов наблюдений при изучении режима относятся уровень, температура и химический состав подземных вод, расходы скважин, каналов и дрен, составные элементы водного и солевого балансов.
В районах осушения исследования режима проводятся для обоснования проектирования осушительных систем, оценки эффективности их действия во времени и по площади, осуществления контроля и регулирования водного режима почв, определения параметров осушаемых пород и осушительных систем, оценки влияния систем осушения на прилегающие территории и решения других задач. Так же, как и на массивах орошения, здесь важная роль отводится воднобалансовым исследованиям, во многом определяющим направленность мелиоративных мероприятий, большое значение придается региональным исследованиям режима. Вопросы изучения режима и баланса подземных вод в районах орошения и осушения рассмотрены в гл. XIIи XIII.
Районы разработки месторождений полезных ископаемых. Основным режимообразующим фактором в таких условиях является рудничный водоотлив. Создаваемая для наблюдений за режимом сеть должна обеспечить определение эффекта водоотлива, изменение этого эффекта во времени в зависимости от влияния естественных (атмосферные осадки, поверхностный сток) и искусственных (расширение и углубление фронта горных работ, система отработки) факторов, изучение изменения состава и качества рудничных вод, наблюдения за развитием депрессионной воронки и оценку влияния водоотлива на гидрогеологические и мелиоративные условия прилегающих территорий, уточнение схемы и параметров водоотлива и разработку мероприятий по рациональному использованию и охране водных, земельных и других природных ресурсов.
С учетом необходимости решения перечисленных задач наблюдательная сеть обычно устраивается в виде двух пересекающихся створов, лучи которых ориентируются от центра разрабатываемого рудного поля (участка) к ближайшим границам водоносных пластов (горизонтов), обводняющих месторождение. При изучении режима нескольких в разрезе горизонтов наблюдательные пункты в створах устраиваются в виде кустов скважин. К элементам наблюдений относятся уровни, температура и качество подземных вод, величины водопритока и водоотлива. Частота замеров обычно составляет 3—5 раз в месяц. Она увеличивается при интенсивном проявлении основных режимообразующих факторов (до 10 и более раз в месяц).
Более глубокое и дифференцированное рассмотрение задач и методики изучения режима и баланса подземных вод в районах разработки месторождений полезных ископаемых содержится в специальных работах (6, 8, 11).
Районы промышленного и гражданского строительства. Изучение и прогноз режима грунтовых (а иногда и напорных) вод являются при проектировании инженерного строительства обязательными в силу определяющего их влияния на инженерно-геологические условия и экономическую эффективность строительства. Наблюдения за режимом подземных вод начинаются еще в процессе изысканий под строительство (естественный режим) и продолжаются в дальнейшем уже с учетом возможного проявления разнообразных искусственных факторов (утечек из различных трубопроводных систем, сброса сточных вод, нагрузки от зданий и сооружений, действия дренажей, регулирования поверхностного стока и т. д.). Задачи таких наблюдений чрезвычайно разнообразны, но, в общем они сводятся к выявлению особенностей естественного и нарушенного режимов, прогнозам и оценке влияния различных искусственных и естественных факторов на режим подземных вод освоенной территории и условий ее дальнейшего использования (3,5,6, 11).
§ 3. Методы изучения баланса подземных вод
Изучение баланса подземных вод проводится в связи с необходимостью выявления и оценки ведущих факторов формирования режима подземных вод, определения путей прогноза и управления режимом в связи с эксплуатацией инженерных сооружений и отдельных территорий, при гидрогеологическом обосновании проектов систем орошения и осушения, оценке естественных и эксплуатационных ресурсов подземных вод (источники восполнения), величины подземного питания рек и решения других практических и теоретических задач (1, 5—7, 10).
В гидрогеологической практике для изучения водного баланса широко применяются две группы методов: 1) гидродинамического анализа режима подземных вод (с использованием аналитических и конечноразностных решений дифференциальных уравнений) и 2) экспериментальные (воднобалансовый и лизиметрический).
Метод гидродинамического анализа режима подземных вод. Он основан на применении теории неустановившегося движения грунтовых вод к расчету основных элементов их баланса и по данным наблюдений за режимом подземных вод. Метод всесторонне учитывает гидрогеологическую обстановку, позволяет количественно оценить инфильтрацию осадков, оросительных вод, достигающих уровня грунтовых вод, расход последних на суммарное испарение и подземный сток, а также оценить необходимые гидрогеологические параметры. Все эти данные непосредственно используются при составлении прогнозов изменения режима подземных вод под влиянием хозяйственной деятельности человека. Метод особенно эффективен и экономичен в практике гидрогеологических исследований, поскольку главным исходным материалом служат данные наблюдений за режимом уровня воды, получаемые по специальным створам наблюдательных скважин, закладываемых на типичных балансовых участках (элементах потока).
В обобщенном виде баланс грунтовых вод для элемента потока площадью Fза время Δt выражается уравнением
(V.1)
где μ — водоотдача или недостаток насыщения пород; Q1и Q2— соответственно приток и отток грунтовых вод в элементе потока; W— интенсивность инфильтрационного питания горизонта за счет атмосферных осадков и орошения; Wгл— глубинное перетекание воды в грунтовый поток из залегающего в его подошве напорного горизонта.
Сущность метода состоит в том, что все входящие в уравнение (V. 1) элементы водного баланса Q1, Q2, Wи Wглопределяются с использованием данных о положении уровня воды в скважинах, выделяющих элементы потока, по соответствующим формулам динамики подземных вод (аналитические или конечно-разностные решения). При этом необходимо предварительно оценить используемые при расчетах гидрогеологические параметры (коэффициенты водопроводимости, уровнепроводности, коэффициент фильтрации раздельных слоев и др.). Для этого в принципе можно использовать данные стационарных наблюдений (если эти параметры не определены в результате опытно-фильтрационных работ). Методика применения уравнения (V. 1) к определению отдельных элементов водного баланса и анализу баланса в годовом разрезе детально рассматривается в курсе «Динамика подземных вод» и в специальных руководствах (5, 7, 10).
Вычислив элементы баланса грунтовых вод по каждому участку потока в годовом разрезе, выявляют корреляционные связи этих элементов с главнейшими факторами, например, с мощностью зоны аэрации или другими определяющими условиями. Используя выявленные корреляционные связи, экстраполируют результаты на всю изучаемую площадь.
Рис. 46. Схема устройства лизиметров; А — лизиметр с ненарушенным монолитом (с постоянным уровнем грунтовых вод); Б — то же, с непрерывным регулированием уровня грунтовых вод: 1 — доливная трубка; 2 — наблюдательная трубка; 3 — песчано-гравийный фильтр; 4 — сосуд Мариотта; 5 —сливной бачок; 6 — сосуд для измерения инфильтрации до уровня грунтовых вод
Экспериментальные методы. Определение элементов водного баланса по этим методам осуществляется экспериментально на типичных по гидрогеологическим условиям балансовых участках. Это дает возможность последующего переноса получаемых данных на всю изучаемую или аналогичную по гидрогеологическим условиям территорию. При воднобалансовом методе все элементы водного баланса, входящие в балансовое уравнение типа (V. 1), определяются экспериментально с помощью различных приборов и опытных установок независимо один от другого. При лизиметрическом методе экспериментальное определение элементов водного баланса осуществляется с помощью специальных лизиметрических установок различных конструкций (5).
Лизиметры с постоянным уровнем грунтовых вод позволяют непосредственными измерениями определять инфильтрационное питание или суммарное испарение, обусловленное совокупным влиянием всех действующих факторов за расчетный промежуток времени Δt(рис. 46, А).
Для получения зависимостей величин этих элементов баланса от мощности зоны аэрации устанавливается серия подобных лизиметров с монолитами почвы на площадках, различающихся лишь глубиной до воды (от 1 до 3—4,5 м).
Лизиметры с переменным во времени уровнем грунтовых вод, автоматически поддерживаемым на высоте естественного уровня, позволяют определять величину притока и оттока подземных вод (рис. 46, Б).
Комбинированная установка обоих типов лизиметров с постоянным и переменным уровнями воды и наблюдательной скважины на грунтовые воды, по которой определяют величину изменения уровня воды ΔН, позволяет рассчитывать весьма важный параметр водоотдачи или недостатка насыщения пород μ по формуле
(V.2)
где все величины определяются экспериментально. Установленные в результате лизиметрических наблюдений зависимости изменения величин инфильтрации, конденсации и испарения от мощности зоны аэрации и других факторов дают основания для обоснованной экстраполяции установленных закономерностей и особенностей водного баланса на всю изучаемую территорию.
Вопросы применения воднобалансовых исследований для решения отдельных практических задач рассмотрены в последующих главах учебника (см. гл. IXи XII), а обоснование методов изучения водного баланса применительно к решению различных гидрогеологических задач содержится в специальной литературе (2, 5—10).
§ 4. Прогноз и картирование режима подземных вод
Важнейшими задачами изучения режима и баланса подземных вод являются обоснованный прогноз, и картирование их режима во времени и в пространстве. Под прогнозом режима подземных вод понимается предвидение развития гидрогеологических процессов и явлений во времени и в пространстве, т. е. изменений уровня, температуры, химического состава, ресурсов или запасов подземных вод, происходящих под воздействием различных естественных и искусственных факторов. Теоретической предпосылкой прогнозов является выявление основных закономерностей и связей в формировании режима подземных вод под влиянием воздействия и изменения режимообразующих факторов (естественных и искусственных).
Многолетний опыт режимных наблюдений и анализ закономерностей и особенностей формирования режима подземных вод в широком диапазоне действия режимообразующих факторов (1, 3, 4—6) подтверждают наличие определенных причинно-следственных связей между ними и возможность использования этих связей с той или иной степенью достоверности для прогнозов. Чрезвычайное многообразие, сложность и комплексность влияния режимообразующих факторов в различных природных условиях делают задачу прогноза режима подземных вод достаточно сложной. При прогнозах естественного и нарушенного режима подземных вод пока устанавливаются и используются корреляционные связи элементов режима только с наиболее динамичными режимообразующими факторами, в основном климатическими (осадки, испарение, температура и др.) и искусственными (водозабор, водоотлив, орошение, дренаж и др.), а сами прогнозы выполняются применительно к отдельным элементам режима (уровня, дебитов, химического состава, температуры). Необходимость, важность и задачи, решаемые на основе прогнозов, проиллюстрированы выше (см. гл. V, § 1).
Виды прогнозов. В зависимости от преобладающего действия режимообразующих факторов и целевого назначения выделяют прогнозы естественного и нарушенного режимов подземных вод. Прогноз естественного режима служит фоном, на основе которого даются прогнозы нарушенного режима. Прогноз естественного режима является прогнозом общего пользования, а прогнозы нарушенного режима — специализированными. По заблаговременности осуществления прогнозы подразделяются на экстренные (за 1—15 сут), краткосрочные, долгосрочные (сезонные и многолетние) и сверхдолгосрочные (за 3 года и более). Экстренные прогнозы выдаются с целью предупреждения о возможных опасных проявлениях изменения режима подземных вод, остальные используются для планирования водохозяйственных мероприятий (3, 4).
Методы прогнозов. Для прогнозов режима подземных вод применяются следующие группы методов: 1) гидродинамические; 2) вероятностно-статистические; 3) на основе гармонического анализа рядов наблюдений; 4) балансовые; 5) гидрогеологической аналогии.
Гидродинамические методы основаны на использовании соответствующих формул динамики подземных вод и обычно, применяются в условиях, когда режим предопределяется действием одного-двух факторов. В эту группу входят методы, основанные на использовании уравнений Буссинеска–Майе, Форхгеймера, аналитические решения для прогноза подпора, условий работы водозаборных, дренажных и других сооружений, конечно-разностные решения и моделирование. Все эти методы в основном позволяют прогнозировать изменения уровня и дебита и требуют предварительного определения расчетных параметров и фильтрационной схемы области фильтрации. Детальное их рассмотрение дается в курсе «Динамика подземных вод» и в специальной литературе (1, 3, 4, 9—10).
Вероятностно-статистические методы и методы гармонического анализа рядов наблюдений базируются на выявлении и использовании при прогнозах причинно-следственных связей между элементами режима подземных вод и определяющими их факторами (одним, двумя или совокупностью многих). Установленные на основе корреляционного или гармонического анализа прогностические связи позволяют прогнозировать элементы режима подземных вод с указанием достоверности их прогноза.
Балансовые методы прогноза основаны на использовании соответствующих уравнений водного баланса и прогнозе поведения уровня или других элементов режима в зависимости от соотношения отдельных элементов водного баланса, определяемых экспериментально или аналитически.
Прогнозы методом гидрогеологической аналогии заключаются в экстраполяции отдельных установленных особенностей и закономерностей режима подземных вод на аналогичные по гидрогеологическим условиям с изученным участки.
Картирование режима подземных вод. Существенные изменения уровня, запасов и качества подземных вод во времени и в пространстве определяют необходимость картирования установленного и прогнозируемого режимов подземных вод. В зависимости от назначения, картируемых или прогнозируемых элементов и других показателей содержание карт может быть самым разнообразным. Условно они подразделяются на синтетические, аналитические и комплексные (3, 4).
Синтетические карты дают обобщенное представление о закономерностях режима и чертах его сезонных и многолетних изменений. К ним относятся карты районирования территорий по особенностям и типам режима подземных вод (по масштабам они подразделяются на обзорные, мелко-, средне- и крупномасштабные), на которых приводятся обобщенные характеристики всех выделяемых разновидностей режима подземных вод.
Аналитические карты дают представление о площадном изменении отдельных элементов режима. Сюда относятся карты глубин залегания подземных вод (на определенную дату), различной обеспеченности уровней грунтовых вод (например, 1, 3, 5, 50, 95, 97 и 99%), режима уровней подземных вод, амплитуд колебаний уровней подземных вод и др.
На комплексных картах отражается одновременно несколько различных характеристик режима подземных вод. Например, на картах баланса подземных вод могут быть отражены инфильтрационное питание (цветом), испарение (штриховкой) и подземный сток (изолиниями). Возможно комплексирование и других типов карт. Детальное изложение вопросов прогноза и картирования режима подземных вод содержится в работах В. С. Ковалевского, А. А. Коноплянцева и С. М. Семенова (3, 4).
В качестве примера составления карт прогнозов режима можно привести карты прогноза уровней грунтовых вод, выпускаемые службой регулярных прогнозов, функционирующей в системе Министерства, геологии СССР с
Заблаговременность составляемых прогнозов колеблется от 1,5 до 4 месяцев в зависимости от приуроченности того или иного района к соответствующей ландшафтно-климатической зоне.
Прогноз режима грунтовых вод выдается в виде карты распределения предсказываемых уровней и пояснительного текста к ней. На карте величины прогнозных уровней грунтовых вод представляются в виде коэффициентов относительного положения λh. Коэффициенты относительного положения характеризуют величину отклонения уровня от среднемноголетних значений, выраженную в процентах или долях многолетней амплитуды А.
Данный метод картирования режима уровня грунтовых вод позволяет преодолеть ограничения, связанные с значительной фильтрационной неоднородностью зоны аэрации и литологических особенностей водовмещающих пород, а также с разнообразием в геоморфологии местности. Коэффициент относительного положения уровня λhвычисляется по формуле
λh = hмакс– hр/ hмакс– hмин (V.3)
в соответствии, с которой расчетная глубина до уровня грунтовых вод hр(в метрах от поверхности земли) определяется выражением
hр = hмакс –λh(hмак– hмин) = hмакс– λhA= hмин+ λhA (V.4)
В формулах (V.3) и (V.4) hмакси hмин— максимальная и минимальная глубины уровня грунтовых вод за весь период наблюдений (иногда вместо hмакси hминпринимают глубины 1-и 99%-ной обеспеченности).
Существующая синхронность в ходе колебаний дает возможность распространять результаты прогноза, полученные в репрезентативной наблюдательной точке, на значительное расстояние.
Дополнительную информацию можно получать из прилагаемой карты распределения фактических уровней предшествующего года, также составленной в относительных показателях. Наличие двух карт позволяет более наглядно представить степень и направленность изменений прогнозируемых уровней в многолетнем разрезе.
Карта распределения прогнозных уровней дает возможность принимать оперативные решения по планированию и проведению различных водохозяйственных мероприятий и использовать эту информацию при решении любых гидрогеологических задач.
§ 5. Определение гидрогеологических параметров
Данные стационарных наблюдений за изменением уровня подземных вод под влиянием естественных или искусственных факторов — необыкновенно ценная информация, на основе которой возможно определение гидрогеологических параметров водоносных горизонтов и уточнение граничных условий области фильтрации без специальных опытно-фильтрационных работ. Определение гидрогеологических параметров является обратной задачей, при которой соответствующие изучаемым природным условиям уравнения и расчетные зависимости решаются относительно входящих в них параметров с использованием данных о поведении уровней и расходов потока, получаемых в процессе наблюдений за режимом подземных вод.
Таким образом, успешное использование данных наблюдений за режимом подземных вод для определения гидрогеологических параметров возможно лишь в тех случаях, когда достаточно хорошо установлены природные условия и факторы, определяющие изменение (или распределение) уровней подземных вод в пределах изучаемой территории, и, следовательно, правильно и обоснованно могут быть выбраны исходные уравнения или расчетные зависимости, описывающие закономерности этих изменений. В зависимости от сложности природных условий области фильтрации и действия, обусловливающих закономерности поведения уровня факторов для 'определения гидрогеологических параметров решением обратной задачи используются аналитические зависимости (обычно при однородном строении области фильтрации и простых природных условиях) или уравнения в конечных разностях (в сложной природной обстановке).
В очень сложных природных условиях обратная задача решается с помощью моделирования или ЭЦВМ.
На основе стационарных наблюдений определяются минимальные и средние значения мощностей и напоров водоносных горизонтов и комплексов, коэффициенты уровне и пьезопроводности, недостаток насыщения и водоотдача горных пород в зоне колебания уровня подземных вод, упругая водоотдача, интенсивность инфильтрационного питания Wили обобщенный параметр W/K, степень гидравлической связи водоносных горизонтов с рекой (обобщенный показатель ΔL, учитывающий степень заиленности и закольматированность русла реки и подрусловых пород, несовершенство вреза реки, сопротивление ее ложа и другие факторы). Соответствующие расчетные зависимости и приемы определения указанных гидрогеологических параметров рассматриваются в курсе «Динамика подземных вод» и в специальной литературе (1,7,9, 10).
Наиболее достоверно гидрогеологические параметры определяются по данным наблюдений за изменением уровня подземных вод в районах действующих водозаборных и дренажных сооружений, в прибрежных зонах рек, каналов и водоемов, где основными факторами изменения уровня подземных вод являются их водоотбор или изменения горизонта поверхностных вод, а амплитуды и зоны проявления таких изменений весьма значительны. Приемы и методы определения параметров по данным эксплуатации водозаборных и дренажных сооружений аналогичны изложенным в гл. IV«Полевые опытно-фильтрационные работы» (водозаборные и дренажные сооружения обычно рассматриваются при этом как большие колодцы).
Гидрогеологические параметры по данным об изменении уровня в прибрежных зонах водотоков (при их наполнении или сработке) определяются с использованием соответствующих решений, описывающих закономерности их поведения под влиянием возмущающих факторов. Так, если в наблюдательных скважинах 1 и 2 створа, расположенного вдоль линейного в плане потока, за время tотмечены изменения уровня ΔН1 и ΔН2 (рис. 47) и скорость изменения уровня в граничном пьезометре (скв. 1) была постоянной, используется решение ΔН(х, t)=ΔH0R(λ), которое характеризует изменение уровня в полуограниченном однородном потоке. Принимая изменение уровня в граничном пьезометре равным ΔН0=ΔН R(λ), а в наблюдательном (скв. 2) ΔН(х, t) =ΔH2, получаем соотношение
(V.5)
где R(λ)—специальная функция, определяемая из специальных таблиц по значению аргумента λ2=x2/4at.
Рис. 47. Схема к определению коэффициента уровнепроводимости по стационарным наблюдениям
При определенном по величине R(λ) значении аргумента λ (находится из таблиц), можно рассчитать величину коэффициента уровнепроводности (пьезопроводности) по формуле a=x2/4λ2t.
Оценку сопротивления ложа водных границ (рек, водохранилищ, каналов, дрен) целесообразнее выполнять по данным наблюдений за стационарным режимом подземных вод (при W=О) по створу скважин, заложенных на основной водоносный горизонт по нормали к урезу водоема (рис. 48). Значение обобщенного показателя ΔL определяется из условия постоянства расхода потока на участке створа наблюдательных скважин по формуле (обозначения см. на рис. 48):
(V.6)
Величину инфильтрационного питания Wили параметр W/Kможно определить по данным о положении уровня в трех наблюдательных скважинах (например, в скв. 1, 2 и 3 при условии W= const, рис. 48) из выражения
(V.7)
Приемы определения других гидрогеологических параметров по данным наблюдений за режимом подземных вод изложены в специальной литературе (1, 7, 9—10).
В последние годы для определения некоторых гидрогеологических параметров, в частности упругой водоотдачи пласта и коэффициентов упругоемкости и пьезопроводности напорных водоносных горизонтов и комплексов, используются данные стационарных наблюдений за изменением уровня подземных вод под влиянием изменения атмосферного давления (10).
Рис. 48. схема к определению параметров по данным наблюдений за режимом подземных вод.
В заключение главы следует отметить, что использование данных стационарных наблюдений повышает эффективность комплекса выполняемых гидрогеологических исследований и способствует более обоснованному и правильному решению многих практических и теоретических задач гидрогеологии.
ЛИТЕРАТУРА
1.Каменский Г. Н., Гавич И. К., Мясникова Н. А., Семенова С. М. Гидрогеологические основы изучения режима грунтовых вод и его изменение под влиянием искусственных факторов. Тр. ЛГГП, т. XXVI. М., Изд-во АН СССР, 1960.
2.Ковалевский В. С. Методическое руководство по изучению режима подземных вод в районах водозаборов. М., Изд-во ВСЕГИНГЕО, 1968, 197 с.
3.Ковалевский В. С. Условия формирования и прогнозы естественного режима подземных вод. М., «Недра», 1973, 152 с.
4.Коноплянцев А. А., Семенов С. М. Прогноз и картирование режима грунтовых вод. М., «Недра», 1974, 214 с.
5.Лебедев А. В. Методы изучения баланса грунтовых вод. Изд. 2-е. М., «Недра», 1976, 223 с.
6.Методическое руководство по изучению режима подземных вод. Под ред. М. Е. Альтовского и А. А. Коноплянцева. М., Госгеолтехиздат, 1954, 196 с.
7.Методическое руководство по гидрогеологическим и инженерно-геологическим исследованиям для мелиоративного строительства. Вып.
8.Пересунько Д. И. Изучение режима шахтных (рудничных) и подземных вод на месторождениях твердых полезных ископаемых. Методические указания. М., «Недра», 1968, 80 с.
9. Плотников Н. И. Эксплуатационная разведка подземных вод. М., «Недра», 1973, 293 с.
10.Поиски и разведка подземных вод для крупного водоснабжения. Под ред. Н. Н. Биндемана. М., «Недра», 1969, 328 с.
11.Принципы размещения сети гидрогеологических наблюдательных пунктов в естественных и нарушенных условиях (методические рекомендации). М., «Недра», 1974, 87 с.