Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Конкретные вопросы, которые требуют для своего решения проведения воднобалансовых исследований, в частности изучения баланса подземных вод, сводятся к следующим. В области водоснабжения балансовый метод позволяет:
1) рассчитать ресурсы подземных вод (определить величину питания, подземного стока, а также изменение расхода потока);
2) дать прогноз величины подземного стока для заданных условий эксплуатации пресных грунтовых вод, например в условиях контакта с минерализованными или морскими водами;
3) составить прогноз максимальных и минимальных уровней воды в условиях эксплуатации и т. д.
Для решения первой из этих задач по данным воднобалансовых исследований определяют величины питания грунтовых вод из зоны аэрации, а также путем перетекания снизу из напорных вод. Вторая задача решается по данным питания подземных вод с учетом расхода на испарение, а также законов движения пестрых по минерализации вод, например, для морских побережий (Гиринский, 1951). Наконец, для решения третьей задачи помимо перечисленных данных необходимо найти корреляционные связи между режимом грунтовых вод, их балансом и периодически изменяющимися гидрометеорологическими факторами. В числе последних могут учитываться атмосферные осадки, суммарное испарение, а также режим поверхностных водотоков и водоемов.
В областях орошения для засушливых зон с помощью балансового метода решаются следующие задачи:
1) районирование территории по условиям инфильтрации осадков и поливных вод, испарению грунтовых вод и подземному стоку, которые в основном предопределяют мелиоративное состояние земель;
2) обоснование режимов орошения;
3) обоснование мелиоративных мероприятий по борьбе с вторичным засолением почв (проектирование дренажа, промывки почв);
4) прогноз изменения режима грунтовых вод в условиях реконструкции существующих и вновь проектируемых оросительных систем на освоенных и вновь осваиваемых землях и т. д.
В области осушения почв гумидных зон воднобалансовые исследования также являются необходимыми при обосновании методов дренажа, прогноза влияния его на прилежащие территории, при разработке мелиораций двойного регулирования (осушения и орошения) и т. п.
Важная роль в исследованиях отводится балансовой гидрометрии поверхностного стока, оценке режима проектируемого орошения и оценке водного и солевого режимов почвогрунтов зоны аэрации.
При крупных гидротехнических строительствах (каналов, водохранилищ) воднобалансовые исследования позволяют решать следующие вопросы: 1) прогноз возможного подтопления территорий в зоне влияния строительства;
2) определение фильтрационных потерь; 3) обоснование защитйых мероприятий (систематический дренаж) по управлению режимом грунтовых вод и т. п.
При проведении лесомелиоративных мероприятий, направленных на борьбу с эрозией почв, на сохранение благотворного влияния лесов на водный режим засушливых зон и т. п., воднобалансовые исследования позволяют дать оценку гидрологической роли лесов.
Балансовый метод необходим при определении существующего и прогнозируемого питания грунтовых вод, которое может быть положительным и отрицательным в зависимости от соотношения в годовом цикле инфильтрации и испарения с уровня грунтовых вод. Эти элементы баланса грунтовых вод претерпевают существенные изменения под влиянием искусственных факторов. Важность знания этих элементов баланса грунтовых вод связана с тем, что большинство из них входит в расчетные зависимости динамики подземных вод, на которых базируется прогноз режима вод. Немаловажную роль балансовые исследования играют и в горном деле. При разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых большое значение имеют прогнозы водо-притоков в горные выработки, обоснование мероприятий по борьбе с подземными водами в условиях эксплуатации месторождений и т. п.
Подземный сток, его питание сверху (включая приток поверхностных вод) определяются различными методами. Среди них воднобалансовый метод играет ведущую роль, так как позволяет всесторонне учесть природную и горно-эксплуатационную обстановки. Тщательное изучение количественных связей указанных элементов водного баланса с горно-геологическими, гидрологическими и искусственными факторами значительно облегчит решение задач по прогнозу режима вод в условиях эксплуатации месторождений.
К конкретным методологическим задачам изучения баланса грунтовых вод, имеющим самостоятельное и универсальное значение для разных целей, можно отнести следующие:
1. Количественное определение отдельных элементов баланса этих вод, в частности — инфильтрации атмосферных осадков (размерность скорости фильтрации), суммарного испарения грунтовых вод или, точнее, восходящего тока от них влаги в зону аэрации и (размерность та же), притока Qx (м3/сут) и оттока Qo (размерность та же) грунтовых вод, соответственно поступающих на расчетную площадь и удаляющихся с нее, перетекания грунтовых вод в подстилающие водоносные пласты пород е (размерность скорости фильтрации).
