Введение к работе
Актуальность темы. Постоянное' расширение масштабов использования подземных вод в народном хозяйстве и интенсивная эксплуатация месторождений значительно обостряют проблемы прогнозирования изменения качества подземных вод. Несмотря на наличие широкого круга публикаций, посвященных этой.проблеме, большинство разработок относится к сравнительно простым гидродинамическим схемам или рассмотрению отдельных процессов миграции растворенного вещества. Практика гидрогеологических исследований и используемое программно-технологическое обеспечение в настоящее время находятся на уровне, позволяющем строить численные модели месторождений со сложной многопластовой структурой, множеством изменяющихся граничных условий и производить расчеты с необходимой точностью определения уровней и.баланса водоносных горизонтов. В то же время вопросам обоснования исходных данных для прогноза изменения качества воды часто не уделяется должного внимания, несмотря на увеличивающуюся в подобных.усло-ях "неопределенность расчетных моделей. Работы, направленные на обоснование данных для прогноза качества подземных вод на базе пространственно-временных миграционных моделей, проводятся еще в ограниченном объеме.
Целью работы является углубление и развитие методики гидрогеологического обоснования моделей месторождений подземных вод при прогнозе их качества на основе обобщения результатов исследования конкретных месторождений.
Задачи исследований: I. Анализ и систематизация комплекса факторов, влияющих на прогнозные характеристики качества подземных вод при их эксплуатации. 2. Анализ информативности схем опытно-миграционных опробований и их развитие. 3. "Гидрогеологическое обоснование моделей конкретных месторождений питьевых вод. В качестве примеров выбраны три месторождения с различными условиями формирования запасов и строения водовмещающей средн.
Научная новизна работы.
Систематизированы оеновнне факторы, определяющие формирование качества подземных вод при их эксплуатации, и на .эч'ой
-»4 -
основе с применением комплекса методов, направленных на .изучение генезиса подземных вод, структуры потоков и миграционных параметров среды, обоснованы модели месторождений для трех типов структуры водовмещащей среды: Кольчугинского Владимирской области - в трещиновато-пористых карбонатных отложениях, Ленинградского Краснодарского(края - в мощной песчано-глинистой тол--ще и Алма-Атинского - в валунно-галечных отложениях конуса выноса.
На основе решения вопроса о генезисе подземных вод различного качества при характеристике факторов, определяющих прогнозное качество подземных вод, доказана определяющая роль антропогенных факторов в Формировании линзы пресных вод Кольчугинского месторождения.
Показано значительное влияние упругого отжатия воды из
глинистих разностей мощной песчаной толщи водавмещающих отло
жений на формирование уровней и качества подземных вод Ленин
градского месторождения. *
На примере Алма-Атинского месторождения показано, что ва-лунно-галечные отложения существенно отличаются по дисперсионным свойствам от песчаных, что.требует изменения методики изучения их миграционных параметров и учета факторов рассеяния вещества при выделении зон санитарной охраны месторождения.
Обоснована существенность роли пространственной структуры потока в формировании прогнозного качества воды и доказано определяющее значениепрофильной анизотропии водовмещанцей среды в водоносных пластах большой мощности на результаты оценок прогнозного качества воды.
Разработана методика интерпретации опытно-миграционных работ с пространственной структурой потока с учетом анизотропности их свойств и влияния естественного потока.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
Разработаны и опробованы новые схемы опытно-миграционного опробования "разнодвбитный дупле?" и "двойной дуплет", которые позволяют сократить затраты на проведение гамчуадщиу видов исследований по опрёдалэяяп нигрециояянх ипраштрш повисать их информативность.
Разработаны программы интерпретации данных опытно-миграци-
онных опробований с пространственной структурой потока с учетом анизотропности свойств пород и естественного потока для ПЭВМ.
Обоснованы гидрогеологические модели трех различных месторождений пресных вод, результаты обоснования были использованы при подсчете их эксплуатационных запасов и прогнозе качества подземных вод на ЭВМ с использованием разработанных автором методик.
Реализация и апробация работы. Результаты проведенных исследований использовались при. разведке и оценке запасов подземных вод перечисленных месторождений и нашли отражение в трех научно-производственных отчетах, рассмотренных и утвержденных в ГКЗ СССР, а также двух научно-методических отчетах ВСЕГШГЕО и при чтении лекций в ИПК Мингео СССР.
Основные положения защищаемой диссертации докладывались и обсуждались на двух научных конференциях молодых ученых ВСЕГШГЕО (1985, 1986'гг.), Всесоюзной конференции "Изотопы в гидросфере" (Каменец-Подольский, 1985 г.), Всесоюзной школе передового опыта "Методика проведения и интерпретации опытно-фильтрационных и опытно-миграционных работ при разведке подземных вод" (ВСЕГШГЕО, 1989 г.), Всесоюзном совещании "Рациональное использование и охрана подземных вод в условиях интенсивно1 го освоения территорий" (Таллинн, 198*9 г.), заседаниях НТО ПТО "Пентргеология" (1985г.), "Севкавгеология"(Т988 г.), "Казруд-геология" (1989г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в шести работах, три из которых написаны в соавторстве.
Структура и объел работы. Диссертационная работа общим объемом 186 с. машинописного текста состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы из 94 наименований, включает 41 рис.
Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю - доктору геол.-мин. наук Б.В.Боревскому, а также канд. хим. наук В.А.Полякову, оказавшим значительное влиятю на формирование взглядов автора. Автор искренне благодарит исполнителей работ по разведке месторождении в производственных организациях - В.С.Беляева, С.В.Трегубова, Н.Джазылбекова и инженера I категории лаборатории ресурсов пресных подземных вод
- б -
ВСЕГИЇЇ ЕО С.Л.Шубина, выполнявшего значительную часть полевых и лабораторных измерений совместно с автором.