Естественные ресурсы подземных вод — это воды, поступающие в водоносный горизонт в результате инфильтрации атмосферных осадков, фильтрации воды из рек и озер, перетекания ее из выше- и нижележащих водоносных горизонтов, притока со смежных территорий. Они определяются различными методами в зависимости от гидрогеологических условий, наличия фактического материала и особенностей питания подземных вод. Один из методов — определение расхода потока воды в поперечном сечении пласта с использованием основных гидрогеологических параметров водоносных горизонтов. Есть методы определения естественных ресурсов подземных вод и по значению коэффициента инфильтрации атмосферных осадков, и по родниковому и подземному стокам. Обычно используется гидрограф, представляющий собой графическую зависимость между расходом речных вод и временем. Расчленяя гидрограф на поверхностную и подземную составляющие, оценивают ресурсы подземных вод. Но, пожалуй, чаще всего эти ресурсы устанавливаются по изменению среднего месячного меженного (минимального) расхода воды рек на бесприточных участках между двумя гидрометрическими створами [15]. К сожалению, этот метод снижает ресурсы подземных вод, поскольку при выходе на поверхность они испытывают отрицательное воздействие природной среды (испарение, транспирация) и антропогенных факторов.
Весьма перспективным в решении этой задачи является метод водного баланса речных систем. Он позволяет с большим эффектом определить величину подземной составляющей стока, провести поиск источников грунтовой воды, выделить участки реки, которые интенсивно питаются водоносными горизонтами.
Уравнение руслового водного баланса для летней межени рек можно записать в общем виде [21]:
(1)
где ∆ — прибавка к естественному расходу подземных вод:
(2)
Здесь Ω — площадь зеркала речной системы, км2; Z — испарение с открытой водной поверхности, мм/с; t — транспирация русловой водной растительности; Р — потребление воды из реки на хозяйственные нужды; X‘ — атмосферные осадки, выпадающие на площади зеркала, мм/с.
Из уравнения (1) следует, что расход подземного питания рек больше руслового минимального на полную величину второго слагаемого. Остаточный член ∆, характеризующий русловые потери воды, равен разности Qподз — Qmhh. При оценке использованы подробно составленные карты для области за июль: 1) нормы осадков (X‘); 2) нормы испарения с водной поверхности (Z). По материалам Нижнедевицкой стоковой станции, имеющей испарительный бассейн, определена и величина транспирации водной растительности (t). По фактическим и расчетным данным установлены летние площади зеркала речных систем. Слабо изученная величина Р, для которой имеются лишь отрывочные сведения, условно принята для малых рек около 5 % от Qmhh.
Результаты расчета показывают, что относительное значение ∆ весьма велико для малых рек юго-востока области, особенно когда они близки к ежегодному пересыханию (площадь водосбора F — до 500 км2). Например, для р. Токай у с. Россоши (F = 598 км2) величиям ∆ превышает норму летнего среднемесячного минимума в 10 раз! Для водосборов таких размеров подземное питание рек в несколько раз превышает минимальный сток. Приведем некоторые данные о величине ∆ для других рек (табл. 1).
Данные табл. 1 показывают, что средние русловые потери воды (соответственно и потери воды с зеркала родников) имеют высокие значения для бассейнов рек Карачан (до с. Алешки), Подгорная (до г. Калач). Наиболее низкие показатели изменения объема подземной воды в речной сети получены для северо-западной части Воронежской области: р. Девица — с. Нижнедевицк (13 %). Для интегрирующего водосбора (р. Дон — г. Лиски) искомая величина становится еще меньше (10 %). В отдельные годы, как и для других бассейнов, она значительно возрастает [21].
Метод водного баланса руслового потока позволил более точно установить средние ресурсы естественных подземных вод зоны активного водообмена для области и ее административных районов (табл. 2). Они получены по разности слоев годового и весеннего стока с дополнительной поправкой, усиливающей роль потенциальных ресурсов подземных вод. Ведь потери дренированных подземных вод в речной сети вследствие испарения превышают русловую прибавку воды от атмосферных осадков. Так, для Воронежской области с зеркала речной воды в среднем за июль испаряется 135 мм, а атмосферные осадки составляют всего 65 мм [21].
Исходя из расчетов, фактические естественные ресурсы подземных вод, особенно в восточных и юго-восточных районах области, больше меженного стока рек, который складывается из летне-осеннего и зимнего стоков. Для Воронежской области он равен: 0,503 + 0,402 = 0,905 км3 [10]; с использованием же воднобалансового метода ресурсы — свыше 1 км3 (см. табл. 2).
Областные ресурсы подземных вод распределились по административным районам в соответствии с мощностью и водообильностью их водоносных горизонтов. Высокие значения среднего слоя подземных запасов воды в Семилукском (40 мм), Нижнедевицком (40), Рамонском (37) и Хохольском — (33 мм) районах. В то же время имеются районы с очень маленькими средними ресурсами подземных вод: Богучарский (11 мм), Кантемировский (11). В Петропавловском, Верхнемамонском и Бутурлиновском районах они составляют 13 мм, а в Поворинском, Грибановском и Борисоглебском — 14 мм. Наблюдения показывают, что чем выше в районах объемы естественных ресурсов подземных вод, тем больше формируется число источников с повышенным дебитом.
В очень маловодные годы формирования подземных вод, которые соответствуют 95%-ной обеспеченности (повторяемость 1 раз в 20 лет), естественные запасы подземных вод снижаются примерно до одной трети от средних статистических значений. Для области в целом они равны 352,13 млн м3/год (слой подземного стока 6,75 мм).
По данным Б. И. Куделина, который оценивал естественные ресурсы подземных вод по разности расходов воды, на бесприточных участках рек их запасы 95%-ной обеспеченности для области близки к нашей величине — 311,7 млн м3/год. (854 тыс. м3/сутки) [15]. В целом же распределение ресурсов подземных вод по территории как для среднего, так и для очень маловодного года крайне неравномерно (см. табл. 2). Отдельные районы имеют очень низкие запасы этих вод и малое количество родников.
Между тем естественные ресурсы подземных вод можно пополнить путем строительства фильтрующих водоемов. Искусственное регулирование ресурсов подземных вод имеет важное народнохозяйственное значение, поскольку при дальнейшем росте водопотребления оно станет основным способом удовлетворения потребностей в воде. Одновременно будут пополнены ресурсы подземных вод зоны активного водообмена, а также решены другие природоохранные мероприятия — улучшение режима малых рек за счет увеличения составляющей подземного стока и уменьшение эрозионных процессов на водосборе. Примером фильтрующих водоемов противоэрозионного назначения служат пруды в балках Малиновая и Черемховская Богучарского района. Балки прорезают меловые отложения, прикрытые суглинками незначительной мощности. На склонах балок трещиноватый мел выходит на дневную поверхность. Вода не может долго держаться в водоемах и расходуется на инфильтрацию, пополняя подземные воды мергельно-мелового водоносного горизонта [43].
—Источник—
Кудров, А.Г. Родники Воронежской области: формирование, экология, охрана/ А.Г. Кудров.- Воронеж: Издательство Воронежского государственного университета, 2000.- 128 с.
Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава
