Опыт оценки эксплуатационных запасов пресных подземных вод по одиночным водозаборам

Подробности

Автор: Шуваткин К.Н, Зубанова Т.Н.

В 2002 году «Гидрогеологическая и геоэкологическая компания «ГИДЭК» разработала Методические рекомендации «Оценка эксплуатационных запасов питьевых и технических подземных вод по участкам недр, эксплуатируемым одиночными водозаборами», рассмотренные и одобренные Научно-техническим Советом МПР России (протокол № 1.2-02/08 от 29 августа 2002 г.).

В работе разработаны порядок и методика оценки эксплуатационных запасов подземных вод по участкам недр, эксплуатируемым одиночными водозаборами, включая оценку обеспеченности оцениваемых участков прогнозными ресурсами, расчеты одиночных водозаборов, оценку качества подземных вод, их защищенности и обоснование границ зон санитарной охраны. Также изложены требования к исходной информации и порядок оценки эксплуатационных запасов подземных вод (ЭЗПВ) участков недр, эксплуатируемых одиночными водозаборами.

На территории Саратовской области участки недр, предоставляемые в пользование для добычи подземных вод и эксплуатируемые одиночными, либо несколькими (2-3) скважинами, имеют достаточно большое значение в решении проблем питьевого и производственно – технического водоснабжения. В настоящее время на территории области имеется около 4000 скважин на воду. Согласно статистической отчетности 2-тп (водхоз), 850 участков эксплуатируются одиночными водозаборами, состоящими из одной или двух - трех скважин, допустимый водоотбор на которых составляет менее 1 тыс.м³/сут.

Нижневолжское отделение «ГИДЭК» одним из первых на территории Нижнего Поволжья внедрило упрощенный подход к оценке эксплуатационных запасов питьевых и технических подземных вод по участкам недр, эксплуатируемым одиночными водозаборами. Уже в 2004 - 2005г.г. на рассмотрение ТКЗ при Территориальном агентстве по недропользованию по Саратовской области были представлены запасы подземных вод по десяти автономным эксплуатируемым участками и двум крупным водозаборам (10,0 тыс. м³/сут), на ТКЗ при Территориальном агентстве по недропользованию по Самарской области - по четырем участкам. Все оцениваемые действующие водозаборы, за исключением двух крупных, классифицировались в соответствии с методическими рекомендациями как одиночные: влияние эксплуатации по ним локализуется в ближайшей окрестности и не приводит к заметному изменению гидродинамического и гидрохимического режимов подземных вод на окружающей территории. Оценка ЭЗПВ водозаборных участков выполнена как для самостоятельных водных объектов, без учета взаимодействия с другими водозаборами района.

Примером могут служить утвержденные в 2004 году эксплуатационные запасы пресных подземных вод по пяти участкам одиночных водозаборов нефтеперекачивающих станций Саратовского районного нефтяного управления (РНУ).

Лицензией на право пользования недрами обладает один недропользователь – ОАО «Приволжские магистральные нефтепроводы». В связи с этим на проведение разведочных работ был составлен единый договор.

Все водозаборы, за исключением одного (НПС «Терновка»), были отнесены к группе «а» - одиночные водозаборы, расположенные на достаточно больших расстояниях от других одиночных и крупных водозаборов подземных вод, предназначенных для водоснабжения отдельных объектов с ограниченной потребностью, что позволяет рассматривать их без учета взаимодействия с другими водозаборами. Водозаборный участок НПС «Терновка» отнесен к группе «г» - одиночные водозаборы на площади неэксплуатируемых разведанных месторождений подземных вод. Согласно лицензионным условиям, допустимая величина водоотбора по каждой нефтеперекачивающей станции составляет менее 100 м³/сут.

Для достижения цели исследований потребовалось решить следующие задачи:

-          схематизировать гидрогеологические условия участков работ;

-          подтвердить возможность отбора подземных вод в заявленных количествах;

-          оценить экологическую ситуацию и санитарные условия в пределах территорий водозаборов;

-          оценить состав и качество подземных вод применительно к требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01;

-          провести режимные наблюдения за работой водозаборов и состоянием подземных вод в зоне их влияния;

-          оценить эксплуатационные запасы подземных вод.

Комплекс гидрогеологических исследований проводился в три этапа. На первом этапе проводился сбор, систематизация и анализ имеющихся материалов по геолого-гидрогеологическим условиям территории исследований, оценка технического состояния существующего фонда скважин.

На втором этапе проведены гидрогеологическое, санитарно – экологическое и гидрогеохимическое обследование территории и района работ, режимные гидрогеологические наблюдения, изучение качества подземных вод, лабораторные исследования.   Целью обследования водозаборов подземных вод создание паспорта водозабора (уточнение их местоположения, системы расположения скважин, определение режима их работы и величины водоотбора, положения уровня воды, оборудования скважин водоподъемными средствами), направлений использования подземных вод, оценка состояния их мониторинга и зоны санитарной охраны, выявление неработающих и заброшенных скважин. Для уточнения фильтрационных параметров эксплуатируемых водоносных горизонтов на указанных площадках были проведены опытно – фильтрационные наблюдения во время кратковременной остановки и пуска действующих водозаборных скважин.

На третьем этапе выполнена камеральная обработка материалов геофизических, буровых, опытно – фильтрационных работ, гидрогеохимических исследований и формирование баз данных; проведена оценка эксплуатационных запасов подземных вод; составлен единый отчет по пяти автономным водозаборам.

Пресные подземные воды, отвечающие требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01, приурочены на участке НПС «Бородаевка» и ГНПС «Саратов» к песчаным отложениям альбского возраста, ЛПДС «Красноармейская» - опокам сызранского возраста, ЛПДС «Грачи» - песчаным отложениям акчагыльского возраста, НПС «Терновка» - песчаным отложениям четвертичного возраста. Мощности водоносных горизонтов на участках работ составляют 24 – 45 м. По химическому составу воды имеют смешанный анионный состав с преобладанием хлорид - иона и сульфат - иона. Величина минерализации на всех участках – до 1 г/л, содержание макро- и микрокомпонентов соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01. В бактериологическом отношении подземные воды здоровые. Эксплуатационные запасы подсчитаны гидродинамическим методом.

Водозабор НПС «Терновка» расположен в пределах Приволжского месторождения пресных подземных вод, разведанного и утвержденного в установленном порядке для централизованного водоснабжения п. Приволжский Энгельсского района Саратовской области. Месторождение не освоено, является месторождением нераспределенного фонда, однако числится на балансе. Результаты проведенных разведочных работ на этом месторождении взяты за основу для подсчета ЭЗПВ на участке НПС «Терновка». Расчет понижения на водозаборе НПС «Терновка» произведен с учетом понижения, принятого при утверждении запасов по Приволжскому месторождению.

Обоснование границ ЗСО водозаборов осуществлялось в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.1.1110-02. Граница первого пояса ЗСО организована на расстоянии 30 м от водозаборных скважин для защищенных и условно защищенных подземных вод (участки НПС «Бородаевка», ЛПДС «Грачи», ЛПДС «Красноармейская» и ГНПС «Саратов») и на расстоянии 50 м для незащищенных подземных вод («НПС «Терновка»). Учитывая, что под одиночным водозабором в «Рекомендациях….» понимается водозабор, работающий практически без нарушения сложившегося гидродинамического и гидрохимического режима, ЗСО 2-го и 3-го пояса при эксплуатации защищенных подземных вод не выделялись. Для условно защищенных время продвижения загрязнения через перекрывающие породы больше 400 суток, поэтому 1-ый пояс ЗСО является одновременно и вторым (участок ЛПДС «Красноармейская»). 2-ой и 3-ий пояса рассчитаны только для незащищенных подземных вод, 3-ий – для условно защищенных.

Результат оценки состояния действующих водозаборов и анализ качества подземных вод позволили охарактеризовать исследуемые участки как достаточно защищенные, что подтверждается стабильным качеством водоносных горизонтов за период эксплуатации. По рассматриваемым участкам недр имеются все необходимые материалы, включающие: паспортную документацию эксплуатационных скважин, сведения о техническом состоянии скважин, данные о водоотборе, динамическом уровне, качестве подземных вод. Кроме того, установлен первый пояс ЗСО. По степени изученности и опыту эксплуатации запасы подземных вод на участках недр, эксплуатируемых одиночными водозаборами нефтеперекачивающих станций, при их использовании для хозяйственно – питьевого и производственно – технического водоснабжения отнесены в заявленных количествах к категории А. С целью возможности увеличения ЭЗПВ при расширении производственных мощностей дополнительно утверждены запасы по категории С_1. К категории С₁ отнесена разница между дебитом скважин, полученным при проведении опытно-фильтрационных работ (допустимым дебитом) и расчетным.

Аналогичный комплекс полевых исследований проводился для оценки эксплуатационных запасов для двух крупных водозаборов ОАО «Энергокомплекс» и ОАО «Балаковорезинотехника» в г.Балаково. Однако, учитывая достаточно большой водоотбор (около 30,0 тыс. м³/сут) на небольшой по площади территории г. Балаково, при оценке эксплуатационных запасов ОАО «Балаковорезинотехника» была построена и калибрована региональная модель участка работ, в площадь которого входили другие крупные водозаборы – ОАО «Энергокомплекс» и ОАО «Балаковские минеральные удобрения» (Рис. 1.). Построение региональной модели территории г. Балаково позволило провести оценку эксплуатационных запасов уже не только на вышеназванных водозаборах, но в дальнейшем оценить запасы по более мелким одиночным водозаборам в пределах созданной модели. Таким образом, при оценке эксплуатационных запасов одного водозабора методом математического моделирования были решены задачи для других водозаборов, что позволило существенно сократить объемы и стоимость работ.

Выводы:

1. Существующая практика показывает, что у каждого недропользователя оформлено несколько лицензий на добычу подземных вод одиночными водозаборами на различных участках, с различными геолого-гидрогеологическими условиями и режимом эксплуатации. Опыт работы при оценке эксплуатационных запасов по одиночным водозаборам показывает, создание единого отчета намного упрощает структуру самого отчета и уменьшает стоимость выполняемых работ.

2. В другом случае, создание региональных гидрогеологических моделей крупных населенных пунктов позволяет одновременно оценить эксплуатационные запасы всех водозаборов, а также выделить новые перспективные участки недр для организации водоснабжения.