Введение к работе
Актуальность темы. Подземные воды являются полезным ископаемым, добыча которого обеспечивает хозяйственно-питьевое и производственно-техническое водоснабжение (пресные воды), санаторно-курортное лечение (минеральные воды), извлечение ценных компонентов (промышленные воды) и использование его, как теплоэнергетического сырья (термальные воды). Пресные подземные воды относятся к стратегическим видам полезных ископаемых, поскольку являются как приоритетными источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения населения, так и единственным источником питьевого водоснабжения на период чрезвычайных ситуаций.
В соответствии с действующими законодательными актами Российской Федерации (закон «О недрах», Водный кодекс и др.) добыча подземных вод допускается только при оценке их эксплуатационных запасов (ЭЗПВ), которые должны пройти государственную геологическую экспертизу, а также наличии лицензии. Поэтому выявление и изучение месторождений подземных вод (МПВ) и оценка в их пределах эксплуатационных запасов является непременным условием использования подземных вод как полезного ископаемого. В этой связи весьма актуальна проблема повышения экономической эффективности поисково-разведочных работ, основанной на методологии изучения месторождений и оценке запасов подземных вод с использованием системного подхода, обеспечивающего позитивный характер взаимоотношений человека с окружающей средой.
Объект исследований – перспективные участки недр для выявления и разведки месторождений подземных вод.
Предмет исследований – принципы и критерии использования методических приемов системного подхода при изучении месторождений подземных вод.
Цель работы – разработка методологии изучения месторождений подземных вод, принципов стадийности поисково-разведочных работ и категорийности запасов подземных вод.
Основные задачи исследований:
– обосновать необходимость рассмотрения изучаемых месторождений подземных вод, стадийности поисково-разведочных работ и категоризации эксплуатационных запасов подземных вод как систем;
– установить цели системных исследований, состав, свойства и структуру систем, алгоритм их изучения;
– разработать классификацию месторождений подземных вод, исходя из классических подходов к изучению систем;
– разработать и обосновать оптимальность методологических принципов изучения месторождений подземных вод.
Фактический материал и методы исследований. В основу работы положены результаты практической деятельности автора (поисково-разведочные и тематические работы на подземные воды) в различных регионах страны (Прибайкалье, Западная Украина, Центрально-черноземный район, Прикамье) в качестве ответственного исполнителя, руководителя (главного гидрогеолога партии, экспедиции, директора предприятия) и эксперта (заместителя председателя ТКЗ при Пермгеолкоме) за период 1961-2008 гг. За это время автором разведано 6 месторождений подземных вод, запасы которых успешно прошли государственную экспертизу; оценены запасы по 7 действующим водозаборам; при его методическом руководстве было разведано 8 месторождений подземных вод; в ТКЗ прошли экспертизу более 15 отчетов по поисково-разведочным работам с оценкой запасов подземных вод.
Научная новизна работы заключается в том, что в ней на современном уровне:
– обосновано использование методологии системных исследований в разведочной гидрогеологии;
– рассматриваются и исследуются как взаимосвязанные системы месторождения подземных вод, поисково-разведочные работы и категорийность эксплуатационных запасов подземных вод, где в роли объектов выступают месторождения подземных вод, в роли целей – эксплуатационные запасы подземных вод, а в роли средства достижения цели – поисково-разведочные работы; дана характеристика цели, состава, свойств и структуры этих систем и алгоритм их изучения;
– разработана классификация месторождений подземных вод, как альтернатива «Типизации месторождений подземных вод» Н.И. Плотникова (1959);
– разработаны методологические принципы изучения месторождений подземных вод.
Практическая значимость работы определяется возможностью оптимизировать методы разведочной гидрогеологии, сократить сроки и стоимость работ посредством:
– конкретизации целей и задач на всех уровнях изучения месторождений подземных вод;
– сокращения стадийности методов поисково-разведочных работ в результате обоснованного исключения или совмещения стадий.
Защищаемые положения:
1. Месторождения подземных вод являющиеся сложными динамическими системами, объективно изучаются только с учетом подвижности и возобновляемости запасов подземных вод.
2. Классификация месторождений подземных вод являющаяся основой подбора наиболее оптимальных и эффективных методов поисково-разведочных работ.
3. Методология изучения месторождений подземных вод, основанная на системном анализе, повышает теоретическую обоснованность и практическую рациональность комплекса методов разведочной гидрогеологии.
Апробация работы и публикации. Несмотря на новизну подходов к решению данных проблем и дискуссионность предлагаемых решений, к настоящему времени часть научных разработок автора в том или ином виде нашла отражение в действующих нормативно-методических документах МПР РФ, регламентирующих процесс поисково-разведочных работ и категоризацию запасов подземных вод:
1. Из «Классификации эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод» исключена «Типизация месторождений подземных вод» Н.И. Плотникова после ее критики в статье автора (1987).
2. Во «Временное положение о порядке проведения геологоразведочных работ по этапам и стадиям (подземные воды)» (1998):
– введен принцип адекватности стадийности поисково-разведочных работ и категорийности эксплуатационных запасов, реализуемый варьированием структурой поисково-разведочных работ, т.е. количеством стадий, предложенный автором (1990);
– включено совмещение разведки и эксплуатационной разведки (опытно-промышленная эксплуатация) в качестве самостоятельного вида поисково-разведочных работ, предложенное автором (1990).
По теме диссертации автором опубликовано 8 работ, из них 4 в журналах, поименованных в списке ВАК и рекомендованных экспертным советом по наукам о Земле. Результаты диссертационного исследования докладывались на научно-практических конференциях «Геология и полезные ископаемые Западного Урала» (1997, 2007, 2009).
Достоверность результатов исследований. Разработанные автором принципы системного подхода применительно к методологии разведочной гидрогеологии были использованы при проведении поисково-разведочных работ на подземные воды для водоснабжения гг. Осы и Соликамска, ОАО «Пермнефтеоргсинтез», ОАО «АВИСМА», ОАО «Сильвинит», а также при экспертизе отчетов с подсчетом запасов подземных вод в Пермском филиале государственной комиссии по запасам полезных ископаемых МПР России. Их применение при поисково-разведочных работах позволило существенно сократить стоимость работ и сроки их выполнения, а при экспертизе – указать на методические недоработки, связанные с некорректным использованием существующей методики работ и оценки эксплуатационных запасов подземных вод.
Использование принципов системного подхода подтверждает необходимость корректировки существующей методологии поисково-разведочных работ посредством конкретизации целей и задач каждого уровня изучения месторождений подземных вод, осмысленной разработки алгоритма их стадийности.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения и библиографического списка, включающего 24 наименования. Объем диссертации 98 страниц машинописного текста, содержащего 3 рисунка и 7 таблиц.
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю профессору В.Н. Катаеву; благодарит за полезные советы, критические замечания и практическую помощь преподавателей и сотрудников кафедры динамической геологии и гидрогеологии Пермского государственного университета.
