Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние разработки проблемы, изученность территории 8
1.1 Совместное использование подземных и поверхностных вод 8
1.1.1 Анализ опыта эксплуатации 8
1.1.2 Типизация систем совместного использования 11
1.2 Проблема водоснабжения г.Владивосток и перспективы совместного использования поверхностных и подземных вод для ее решения 19
2. Природные условия раздольненского участка пушкинского месторождения подземных вод 28
2.1 Административное и географическое положение 28
2. 2 Климат 30
2.3 Рельеф и геоморфология 31
2.4 Гидрография 32
2.5 Геологическое строение и гидрогеологические условия 35
2.6 Режим подземных вод 44
2.7 Характеристика качества поверхностных и подземных вод
2.7.1 Поверхностные воды 51
2.7.2 Водоносный горизонт аллювиальных отложений 52
2.7.3 Продуктивный миоценовый водоносный комплекс 52
3. Геофилбтрационная модель раздольненского участка 57
3.1 Обоснование геофильтрационной модели Раздольненского участка 57
3.2 Схематизация геолого-гидрогеологических условий 63
3.3 Обратные задачи по воспроизведению групповых откачек и естественных условий 72
4. Обоснование форсированного водоотбора на модели раздольненского участка 80
4.1 Обоснование и варианты прогнозных задач 80
4.2 Анализ воспроизведения на модели работы водозабора в равномерном, форсированном и восстановительном режиме 86
4.3 Применение форсированного водоотбора на практике 103
Заключение 107
Список использованной литературы 1
- Типизация систем совместного использования
- Геологическое строение и гидрогеологические условия
- Схематизация геолого-гидрогеологических условий
- Анализ воспроизведения на модели работы водозабора в равномерном, форсированном и восстановительном режиме
Типизация систем совместного использования
Совместное использование подземных и поверхностных вод применяется с древних времен. Концепция совместного использования базируется на том, что поверхностный сток и подземные воды образуют единый комплекс природных водных ресурсов. В то же время, на практике в нашей стране поверхностные и подземные воды довольно часто рассматриваются как альтернативные источники водоснабжения. Совместное использование поверхностных и подземных вод позволяет более рационально и полно использовать водные ресурсы.
Вопрос повышения надежности водоснабжения за счет использования подземных вод для покрытия дефицита поверхностных водных ресурсов рассматривался в работах В.И. Данилов-Данильяна, КС. Зекцера А.Л.Великанова, М.Г.Хубларяна, Г.П. Кумсиашвили, и др. [21,33,38].
И.Л.Храновичем были разработаны потоковые математические модели для оптимального управления водохозяйственными системами, в том числе и системами совместно использующими подземные и поверхностные воды [87].
Одним из наиболее важных вопросов при обосновании совместного использования подземных и поверхностных вод является вопрос об условиях и количественных показателях их взаимосвязи с поверхностными, оценке уменьшения поверхностного стока под влиянием водоотбора подземных вод. Последняя задача особенно актуальна при оценке запасов подземных вод в пределах частных водосборов, дренируемых местной гидрографической сетью, а также для береговых инфильтрационных водозаборов. Эта проблема много десятилетий рассматривается в научной и методической гидрогеологической литературе. Не останавливаясь подробно на анализе многочисленных комбинаций по этой проблеме, отметим пионерную работу Е.Л.Минкина - по существу основоположника научного обоснования методики расчетов «ущерба» поверхностному стоку, а также исследования М.М. Черепанского посвященные региональным оценкам влияния отбора подземных вод на речной сток и обобщенные в последнее десятилетие [66,91].
Можно констатировать, что совместное использование поверхностных и подземных вод не является новой проблемой. Относительно новым является подход к оценке величины располагаемых водных ресурсов, которые могут быть использованы для целей хозяйственно-питьевого и производственно-технического водоснабжения, за счет изменения соотношения отбора подземных и поверхностных вод в периоды разной водности во внутригодовом и многолетнем разрезе за счет учета цикличности этих периодов.
В работах Ковалевского B.C. впервые было дано научное обоснование комбинированного использования поверхностных и подземных вод в периоды разной водности [51] с учетом ранее сформулированной концепции их совместного использования [52]. В монографической работе [51] выделяются три следующих основных варианта проектируемого совместного использования этих видов водных ресурсов: - создание водозаборов инфильтрационного типа; - водозаборы, работающие в режиме полной или частичной обеспеченности в маловодные периоды года за счет сработки емкостных запасов подземных вод и их последующего восполнения в многоводные периоды за счет поглощения поверхностного стока; - периодическая эксплуатация подземных вод для погашения дефицита поверхностного стока (непосредственно используемого для водоснабжения) в отдельные маловодные годы или маловодные периоды внутри года.
Автором отмечалось, что последний случай является наиболее эффективным и перспективным в современных условиях и активно используется в последнее время в ряде индустриально развитых стран с ограниченными водными ресурсами. При этом варианте основным источником водоснабжения являются поверхностные воды, отбираемые речным водозабором. Подземные воды эксплуатируются только в маловодные периоды, когда воды в реке не хватает для обеспечения требуемой производительности водозабора. Вода из скважин сбрасывается чаще всего непосредственно в реку. Отмечено также, что имеются случаи заложения «водозаборов-доноров» в соседних долинах для снижения ущерба поверхностному стоку, обеспечивающему основной водозабор.
На основе анализа существующего опыта, в том числе зарубежного (Downing R.A. Kemp J.B. Wright C.E.) B.C. Ковалевским было выдвинуто концептуальное положение [51] о том, что в отличие от существующего зарубежного опыта [105,106], наиболее перспективным представляется создание систем совместного использования поверхностных и подземных вод, основанных на сооружении двух водозаборов - основного и компенсационного, эксплуатирующего только подземные воды. Основной водозабор может быть поверхностным или инфильтрационным. Компенсационный водозабор на подземные воды работает только в маловодные периоды. Основное требование к компенсационному водозабору - минимизация ущерба поверхностному стоку, отбираемому основным водозабором.
Поэтому типизация компенсационных водозаборов была проведена только по условиям взаимосвязи подземных и поверхностных вод при предположении, что основной и компенсационный водозаборы расположены в одном речном бассейне. В.С.Ковалевским были выделены следующие типы условий работы компенсационных водозаборов:
В зависимости от условий взаимосвязи и ее количественных характеристик решалась задача по оценке необходимого удаления компенсационного водозабора от реки, на которой функционирует основной водозабор.
Обоснованием условий организации компенсационных водозаборных систем при их расположении непосредственно в долине реки, из которой осуществляется поверхностный водоотбор посвящены работы Штенгелова Р.С и его коллег [98,99].
Под комбинированным использованием и В.С.Ковалевским и Р.С. Штенгеловым подразумевается технологически и оперативно сопряженный процесс добычи воды заданного назначения из поверхностных и/или подземных источников, обеспечивающий нужную производительность независимо от временных критических изменений количественного или качественного состояний какого либо из этих источников.
М.М. Черепанским было исследовано влияние на сокращение речного стока работы основного и компенсационного водозабора применительно к схемам однослойного полуограниченного пласта и трехслойного полуограниченного [92]. Ряд исследователей рассматривали комбинированное использование поверхностных и подземных вод на конкретных примерах: использование Конаковского месторождения подземных вод для покрытия дефицита поверхностных вод Верхневолжского источника водоснабжения Москвы {А.Л.Великанов, Ю.Фулян), использование Удомельского месторождения подземных вод для покрытия дефицита поверхностных вод при охлаждении реакторов Калининской АЭС (Б.В.Боревский, И.Б.Колотов, М.В.Беляков и Р.С.Штенгелов, Е.А. Филимонова) и др.
На сегодняшний день коллективом специалистов МГУ им.М.В.Ломоносова под руководством Р.С.Штенгелова ведется разработка научно-методических основ прогнозных компенсационных водозаборов в речных бассейнах с дефицитным поверхностным стоком.
Таким образом, в настоящее время чаще всего, опираясь на научные работы B.C. Ковалевского, под системой совместного использования подземных и поверхностных вод (СИ1111В подразумевают комбинированное использование, при котором основной водозабор (подземный) обеспечивает наилучшие условия перехвата поверхностного стока, а компенсационный водозабор эксплуатирует подземные воды с минимизацией ущерба поверхностному стоку. В итоге наиболее пристальное внимание уделяется компенсационным водозаборам, причем определенного типа. Исследователями подробно рассмотрены вопросы влияния расположения водозаборов относительно реки, влияния сопротивления подрусловых отложений, влияния коэффициента перетекания разделяющего слоя, влияния водопроводимости и водоотдачи водоносного горизонта, влияния продолжительности и режима работы водозаборов. В то же время компенсационные водозаборы являются очень важным, но лишь одним из типов комбинированных водозаборных систем и приведенные типизации далеко не исчерпывают все разнообразие не только комбинированных водозаборных систем, но и компенсационных. А разнообразие условий совместного использования поверхностных и подземных вод охватывает еще более широкий спектр.
Геологическое строение и гидрогеологические условия
Водоносный горизонт развит в долинах рек и приурочен к аллювиальным отложениям, слагающим фрагменты первой и второй надпойменных террас. Исключение, по размерам, составляет обширная средне-верхнечетвертичная аллювиальная равнина на левом берегу р. Раздольной между с.Покровка и г.Уссурийском, где рассматриваемый водоносный горизонт имеет широкое площадное развитие. Мощность горизонта, представленного галечниками с песком и мелкими валунами, в среднем не превышает 10 м.
Глубина залегания подземных вод чаще всего не превышает первых двух метров, иногда увеличиваясь до 6-10 м. Подземные воды гидравлически связаны с реками. Воды горизонта обычно безнапорные, иногда слабонапорные (до 4 м) за счет перекрывающих глинистых отложений.
Уровенный режим вод горизонта определяется, в основном, режимом поверхностных вод, количеством и интенсивностью выпадающих осадков.
Водообильность горизонта зависит от гранулометрического состава и мощности обводненных пород. Коэффициенты фильтрации чаще всего имеют значения 3-6 м/сут, а дебиты скважин изменяются от 0.1 до 5.8 л/с при понижении 1.4-9.3 м. По химическому составу воды горизонта гидрокарбонатные смешанные по катионам с минерализацией до 0.3 г/л. Содержание железа изменяется в широких пределах от 0.1 до 84 мг/л, жесткость до 2.4 мг/экв, реже до 3.6 мг/экв.
Аллювиальный водоносный горизонт следует рассматривать, в основном, как источник восполнения запасов водоносных горизонтов и комплексов, залегающих ниже.
К базальтам и андезито-базальтам плиоцена, образующим обширное базальтовое плато, приурочены межпластовые воды. Глубина их залегания изменяется от 2-25 м, где базальты слагают пониженные формы рельефа, до 100 и более метров - на водоразделах. На многих участках базальты прорезаны эрозионной сетью до основания и сдренированы.
Водообильность горизонта весьма пестрая: от 0.03 л/с до 5.8 л/с. Дебиты многочисленных источников, разгружающих воды базальтов на различных гипсометрических уровнях, изменяются от 0.1 л/с до 5.0 л/с. Режим их непостоянен и тесно связан с атмосферными осадками. Наличие разделяющих водонепроницаемых слоев (кор выветривания) между отдельными потоками базальтов не способствует скоплению подземных вод в значительных количествах, а наклон потоков базальтов в сторону долины р. Раздольной и расчленение их эрозионной сетью позволяет быстро разгружаться межпластовым водам многочисленными родниками.
К погребенным миоценовым базальтам приурочены трещинно-жильные воды. В отличие от покровных плиоценовых разностей, миоценовые - обводнены на всю мощность, так как залегают ниже современного базиса эрозии. Если базальты вскрываются среди грубообломочных фаций усть-суйфунской свиты или расположены вблизи рек под аллювиальными отложениями, то их водообильность весьма значительная. Скважины, оборудованные на такие базальты, в долинах р. Р.Клепочной и Борисовки дали, соответственно, 35 л/с при понижении 1.34 м и 29 л/с при понижении 1.03 м.
Комплекс имеет широкое распространение в районе исследований, где слагает верхние части наложенных кайнозойских депрессий. Подземные воды приурочены к сходным по литологическому составу водовмещающим отложениям усть-давыдовской, усть-суйфунской и суйфунской свит.
Водообильность усть-давыдовской и усть-суйфунской свит крайне неравномерная по площади и в разрезе. Состав водовмещающих отложений усть-давыдовской свиты преимущественно глинистый, среди которого встречаются небольшие линзы и прослои песков. Этот, наиболее распространенный тип разреза известен в центральной наиболее глубокой части Воздвиженской депрессии, большей части Глуховской, Верхнее-Ананьевской и Артемо-Тавричанской депрессий, центральной и восточной частях Пушкинской депрессии. Водообильность такого разреза усть-давыдовской свиты весьма различна. Удельные дебиты скважин варьируют в пределах 0.014-4.8 л/с. На фоне такой пестрой и, в общем, низкой водообильности встречаются участки, где усть-давыдовская свита представлена, преимущественно, грубообломочным материалом.
Качество вод усть-давыдовского водоносного горизонта по площади и в разрезе различно. Во всех депрессиях воды горизонта гидрокарбонатные, пресные, с минерализацией до 0.5-0.7 г/л. Они почти по всем показателям соответствует питьевому качеству, за исключением содержания железа, достигающего 25-30 мг/л. Повсеместно отмечается повышенное содержание марганца и пониженное содержание фтора. В районе Борисовской структуры Пушкинской депрессии минерализация воды не превышает 0.2-0.3 г/л, а железа -10 мг/л. На востоке Пушкинской депрессии, в нижнем течении р. Раздольной в ее пойменной части, распространены реликтовые хлоридные воды с минерализацией до 18 г/л. Контур минерализованных вод имеет форму языка длиной порядка 30 км, шириной 2-4 км, вытянутый от Амурского залива до северной оконечности с.Раздольное.
Обводненные отложения суйфунской и усть-суйфунской свит также имеют широкое площадное распространение в пределах депрессии. Наиболее благоприятные гидрогеологические условия создались на участках, где в усть-суйфунское время формировались аллювиальные или аллювиально-пролювиальные осадки. Таких участков в районе четыре: на правом берегу р. Раздольной между р. Р.Кедровкой и Первой Речкой (Раздольненский участок), западнее г.Уссурийска, на участке сочленения Воздвиженской и Пушкинской депрессии (вблизи Славянского водозабора), на юге Воздвиженской депрессии в районе с.Покровки и на севере Пушкинской депрессии в пределах Борисовской мульды (Борисовский участок).
На Раздольненском участке усть-суйфунские отложения к р. Раздольной выклиниваются и сливаются с русловой фацией современного аллювия р. Раздольной. На запад его мощность постепенно увеличивается и к базальтовому покрову достигает 60-80 м, образуя наиболее грубообломочную зону, вытянутую с севера на юг. Глубина залегания уровней горизонта в этой зоне изменяется от нуля до 5-6 м, а водообильность достигает 36 л/с при понижении 5.5 м, удельный дебит - 6.8 л/с. По мере распространения горизонта на запад под базальты гравийно-галечный состав отложений замещается песчаным, появляются глинистые прослои и увеличивается глубина до воды. Качество вод горизонта отвечает требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 за исключением повышенного содержания железа (до 10 мг/л), марганца (до 0.5 мг/л) и пониженного содержания фтора, что характерно для подземных и поверхностных вод Приморья.
Схематизация геолого-гидрогеологических условий
Соответственно были выделены условно-осредненные зоны с водоотдачей 0.2, 0.10 и 0.01. Зона I с водоотдачей 0.2 была выделена для отложений преимущественно гравийно-галечниковых, зона II с водоотдачей 0.1, представлена преимущественно гравийно-песчаными отложениями с прослоями алевритов и глин и зона III с водоотдачей 0.01 представлена песками с прослоями алевролитов, аргиллитов и глин, при этом большая часть этой зоны перекрыта глинистыми отложениями и (или) погребенными базальтами).
На геофильтрационной модели воспроизводились естественные условия путем решения обратной гидродинамической задачи в стационарной постановке. Решение задачи осуществлялось в значениях абсолютных отметок уровней подземных вод, в несколько этапов. Затем на полученной модели путём решения обратных нестационарных задач воспроизводились условия групповых откачек. После уточнения геофильтрационных параметров на нестационарных моделях, вновь производилось уточнение стационарной модели.
В первую очередь, для оценки влияния диапазона изменения параметров и граничных условий геофильтрационной модели на результаты и достоверность модельных решений была проведена факторно-диапазонная оценка чувствительности модели к этим изменениям.
Была решена серия обратных задач с заданием характеристик модели в диапазоне, соответствующем их принципиально возможным изменениям в натуре. И по результатам решения этих вариантов проводился анализ чувствительности модели, заключавшийся в оценке масштаба изменений модельных значений уровней подземных вод к масштабу и диапазону изменений параметров и величины питания. Наиболее «чувствительными» характеристиками модели, по результатам факторно-диапазонного анализа являлись величина водопроводимости и параметры взаимосвязи поверхностных и подземных вод. Эти параметры подбирались и корректировались при дальнейших решениях, в несколько этапов.
Величина подземного стока в реки существенно изменяется в течение года. Для обоснования перехода от среднемесячных величин к среднегодовым ранее, в 1983 г. был выполнен прогноз со среднемесячными величинами подземного и поверхностного стока 50 % обеспеченности. В течение 4 х месяцев (с декабря по март включительно) подземный и поверхностный сток на реках не задавался. В течение последующих 8 месяцев года реализовывались средние для этих месяцев стоковые характеристики. Полученные результаты показали, что при таком варианте прогноза понижения уровня меньше на 2 м по сравнению с прогнозом, выполненным со среднегодовыми величинами подземного стока, при том, что величины понижений превышают 30 м. Существенную регулирующую роль играет емкость, нивелируя влияние внутригодовых изменений стока. На основании этого было принято решение о незначительности влияния внутригодового распределения стока на понижения в скважинах и все расчеты - и в 1983 году и сейчас - проводились, учитывая среднегодовые величины подземного стока.
Изначально, при решении варианта стационарной задачи по воспроизведению естественных условий с начальными параметрами было получено высокое положение уровней подземных вод на всей площади модели с пологим уклоном пьезометрической поверхности подземных вод. Фактический перепад абсолютных отметок уровней с запада на восток составляет более 75 м - от +76.9 м. в скв. 211 до +1,0 - +0,2 м в наблюдательных скважинах долины р. Раздольной. Для воспроизведения реально наблюдаемых уклонов в модель был внесен ряд изменений.
На западной и северной границах модели для пятого пласта были заданы границы с постоянным напором. При этом предполагалось, что с западной границы модели осуществляется приток подземных вод в усть-давыдовский горизонт с водораздельной площади (на основании данных о высоких отметках уровней подземных вод по скважинам на западной границе), а на северной - отток в сторону Борисовского участка (на что указывают низкие отметки уровней в скважинах). В дальнейшем были заданы граничные условия 2 рода в 5 м пласте, соответствующие расходу подземных вод на этой границе, поступающему с водораздельного пространства на западе.
В заболоченной пойме р. Раздольная, а также в местах заболачивания в нижней части долин рек Клёпочная, Кедровка, были заданы дрены, с уровнями, соответствующими абсолютным отметкам поверхности и коэффициентами вертикальной фильтрации (в окончательном варианте - от 0,0005 м/сут до 0,003 м/сут), при условной мощности донных отложений 1 м.
В западной части модели были уменьшены фильтрационные параметры водовмещающих пород, представляющих преимущественно водораздельные площади и склоны, перекрытые толщей базальтов до 0,5 м/сут, что соответствует водопроводимости порядка 30-50 м /сут . Уменьшение фильтрационных характеристик в западном направлении вполне объяснимо с точки зрения генезиса водовмещающих отложений усть-суйфунской свиты, поскольку перенос при их осадконакоплении осуществлялся с запада на восток, что привело к тому, что на западе откладывался более мелкозернистый и более глинистый материал, а давление толщи вышележащих базальтов могло привести к их более быстрому уплотнению и консолидации.
На модели была введено граничное условие типа «стенка» (Wall), представляющее узкую границу с высоким фильтрационным сопротивлением, условно соответствующую линейной зоне, протягивающейся с севера на юг. На этапе геологоразведочных работ были выявлены многочисленные тектонические нарушения такого рода, обеспечивающие перепад напоров в метры и даже первые десятки метров на достаточно коротких расстояниях [14]. В целом линия «стенки» проведена по выявленным ранее разломным зонам, представленным на гидрогеологической карте. Введение такой зоны позволило смоделировать общий перепад напоров между водораздельной и придолинной частью месторождения.
Степень соответствия геофильтрационной модели реальным гидрогеологическим условиям контролировалась путем сопоставления фактических и модельных данных по следующим позициям: 1) Структура потока подземных вод, а именно: абсолютные отметки уровней и градиенты напора, характеризующие фильтрацию в пределах продуктивного водоносного комплекса. 2) Величины разгрузки подземных вод в речную сеть, определенные по данным гидрологических расчетов, для конкретных балансовых участков
В результате решения серии вариантов, с последовательным изменением конфигураций зон коэффициентов фильтрации и их значений, заданием большего, по сравнению с исходным вариантом, количества дрен, моделированием разломных нарушений, было получено удовлетворительное соотношение уровней подземных вод с натурным, а модельные величины разгрузки подземных вод не противоречили фактическим. Результаты сопоставления приведены в таблице 3.2 и графически приведены на рисунке.3.5
Анализ воспроизведения на модели работы водозабора в равномерном, форсированном и восстановительном режиме
Приток с водораздела в усть давыдовский водоносный горизонт составляет 31.8 тыс. м /сут, а отток по северо-западной границе - 11.1 тыс. м /сут, то есть приходная часть за счет границы I рода равна 20.7 тыс. м /сут, около 20% общего баланса
Таким образом, калибрация модели проводилась путем решения стационарной гидродинамической задачи, в несколько этапов, поочерёдно с воспроизведением на полученной модели режима групповых откачек (путём решения обратных нестационарных задач) и стационарного естественного потока. При этом были уточнены значения граничные условия модели, фильтрационных параметров продуктивной и питающих толщ, данные инфильтрационного питания, параметры взаимосвязи водоносных горизонтов между собой и с поверхностными водами. После того, как разработанная численная модель была признана не противоречащей имеющимся данным по всем контролируемым показателям - положению и уклонам уровней подземных вод, величине разгрузки в водотоки и водоёмы, а также динамике и величине понижений, полученных при групповых опытных опробованиях, она была принята за основу для постановки прогнозных гидрогеологических задач.
Как говорилось, в главе 1, особенности климата Приморья и водоснабжения г.Владивосток таковы, что в маловодные годы не происходит полного наполнения водохранилищ. В этот период город испытывает дефицит воды, порядка 250 тыс. м/сут. Ввод в эксплуатацию Раздольненского водозабора, с водоотбором равным величине утвержденных запасов (124 тыс. м /сут) не решил бы проблему дефицита воды полностью. Удвоение же водоотбора до 200-250 тыс. м /сут, за счет форсированного водоотбора, способно удовлетворить потребность в воде в маловодный период. Вместе с тем, в период нормальной водности ( и тем более в многоводные) запасы поверхностных вод практически полностью покрывают потребность г.Владивосток.
График изменения годовых сумм атмосферных осадков приведен на рисунке 4.1. Из него видно, что маловодные годы наблюдались в 1937, 1945, 1953, 1967, 1969, 1973, 1977, 1992, 1997, 2003 гг. В эти годы, тайфуны, которые дают более 50 % годовой суммы осадков, отсутствовали, и запасы воды в водохранилищах практически полностью срабатывались. Сумма осадков за год в эти маловодные годы, по разным метеостанциям составляла от 370 до 500 мм в год. Каждый раз это требовало проведения чрезвычайных мероприятий по нормализации водоснабжения населения с введением жесточайших регламентов подачи воды потребителю. Последним маловодным был 2003 год, когда объем водохранилищ снизился до 30% их нормативного заполнения. Таким образом, основываясь на периоде наблюдений, превышающим 70 лет, можно прогнозировать, что повторяемость маловодных лет составляет в среднем раз в 4-7 лет, экстремальная повторяемость-раз в 3 года.
Прогнозные задачи должны учитывать наихудшую климатическую ситуацию, когда маловодные периоды повторяются два года подряд. За последние 70 лет такая ситуация происходила единожды - в 1976 - 78 гг.
Чтобы учесть предельные случаи климатических условий, были поставлены два основных варианта прогнозной задачи с форсированным водоотбором: маловодный период два года подряд и маловодный период один раз в три года. Все остальные
График изменения годовых сумм атмосферных осадков. варианты климатической ситуации более благоприятны и могут сочетать работу водозабора в форсированном режиме, восстановительном и равномерном.
Равномерный режим эксплуатации должен предусматривать возможность работы водозабора в форсированном, поэтому для него была выполнена оптимизация водоотбора, по сравнению с предыдущей водозаборной схемой, в 1983 гг [77].
В маловодные периоды предлагается переводить Раздольненский водозабор в режим форсированной эксплуатации с суммарным водоотбором порядка 250 тыс. м /сут. После этого в течение следующих 2-4 лет необходим сниженный (восстановительный) водоотбор, для приведения величины среднемноголетнего водоотбора к эксплуатационным запасам подземных вод месторождения. Суммарный расход и длительность этого восстановительного периода взаимозависимы: чем меньше суммарный расход, тем меньше может быть длительность восстановительного периода. Если водоотбор снизить до 61,75 тыс. м /сут, когда половина скважин включается лишь для поддержания рабочего состояния, то восстановительный период будет длиться в течении 2 х лет.
Таким образом, рассматривались предельно жесткие возможные случаи повторения маловодных лет (два года подряд и повторение раз в три года) в соответствии с климатическими особенностями территории годы, когда не происходит наполнения водохранилищ, случаются раз в 4-7 лет. Соответственно, все реально возможные варианты лежат в пределах этих рассмотренных ситуаций (меньшее количество и повторяемость маловодный периодов, требующих форсированного режима). Впоследствии, при проектировании водозабора, была решена прогнозная задача, учитывающая минимальный расход, необходимый для поддержания давления в водоводных трубах - не менее 80 тыс. м /сут.
Форсированный водоотбор в объеме до 250.0 тыс. м /сут в течение 1 года с последующим снижением объема добычи подземных вод в течение 3-х лет. Суммарный водоотбор восстановительного периода составляет 82,7 тыс. м /сут. Расчёт выполнен на 6 повторяющихся 4-хлетних цикла форсированного и восстановительного водоотбора, включая первый год седьмого цикла.
По сравнению со схемой ранее выполненной оценкой запасов (1982 г.) в схеме водозабора предусмотрены дополнительные проектные скважины (BIS), обеспечивающие работу водозабора в форсированном режиме. Всего для обеспечения форсированного режима отбора к ранее запроектированным эксплуатационным скважинам (42 рабочих и 6 резервных) на модели было добавлено 30 скважин. Для периода форсированного режима предусматривается работа 77 эксплуатационных скважин с дебитами от 2,5 до 3,5 тыс. м /сут. Увеличить эксплуатационные нагрузки на ряд скважин в пойме р. Раздольной при форсированном режиме от 3, 0 до 3,5 тыс. м /сут позволили результаты опробований четырёх существующих эксплуатационных скважин, при которых были достигнуты дебиты от 3,5 до 4,5 тыс. м /сут .
В периоды восстановительного режима с суммарной производительностью 61.75 тыс. м /сут предусматривается постоянная работа 39 скважин с уменьшенным вполовину дебитом, а 38 скважин включаются время от времени для поддержания их в рабочем состоянии (их среднегодовой дебит составляет 250 м /сут). Расположение и дебиты скважин в периоды форсированного и восстановительного периодов представлены на рисунке 4.2 и в таблице 4.1.
