РУКОВОДСТВО

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ ЗАБОРА ПОДЗЕМНЫХ вод

МОСКВА, 1978

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ВОДОСНАБЖЕНИЯ. КАНАЛИЗАЦИИ. ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГИДРОГЕОЛОГИИ ГОССТРОЯ СССР (ВНИИ ВОД ГЕО)

РУКОВОДСТВО

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ ЗАБОРА ПОДЗЕМНЫХ вод

МОСКВА СТРОЙИЗДАТ 1978

подземных вод за счет инфильтрации атмосферных осадков, поглощения речного стока и притока из коренных пород. По мере продвижения от гор происходит замещение гравийио-галечниковых отложений песками, суглинками и глинами и расчленение единого водоносного горизонта на несколько этажно расположенных горизонтов.

При продвижении от гор к равнине меняется и глубина залегания подземных вод — от глубин 50—100 м и более в головной части до выхода на поверхность в зоне замещения галечников менее водопроницаемыми отложениями. В этой зоне происходит разгрузка подземных вод многочисленными родниками, суммарный дебит которых достигает 10—15 м³/с, а также испарением на площадях неглубокого залегания уровня.

Отмеченные особенности (развитие мощных толщ гравийно-га-лечниковых отложений и наличие крупных естественных ресурсов) предопределяют возможность создания больших концентрированных водозаборов, производительность которых может достигать нескольких м³/с, В орошаемых районах в формировании эксплуатационных запасов конусов выноса значительную роль играют ирригационные воды.

2.7.    Подземные воды в ограниченных по площади структурах и массивах трещинных и трещинно-карстовых пород и зонах тектонических нарушений характеризуются большим разнообразием, что связано со значительной сложностью геолого-гидрогеологических условий. Они находятся в ограниченных по площади массивах за-карстованных и трещиноватых пород; в замкнутых, полузамкнутых и полосообразных тектонических структурах (наложенные мульды, брахи-антиклинали, горст-антиклинали и грабенсинклиналн), в трещинах и трещинно-карстовых зонах; в зонах тектонических нарушений площадного или линейного характера, развитых на фоне слаботрещиноватых пород (трещинно-жильные воды в пределах складчатых областей и древних щитов).

Для рассматриваемого типа характерна резкая неоднородность фильтрационных и емкостных свойств водовмещающих отложений как по площади, так и в вертикальном разрезе.

Основными источниками формирования эксплуатационных запасов являются естественные запасы и ресурсы водовмещающих пород, в ряде случаев существенную роль играет привлечение транзитного поверхностного стока.

2.8.    Пресные подземные воды в песчаных массивах пустынь и полупустынь образуют обычно линзы или зоны среди солоноватых или соленых подземных вод, в связи с чем они характеризуются сложными гидрохимическими условиями. Формирование эксплуатационных запасов происходит в основном за счет естественных запасов (осушения пород) и частично- за счет инфильтрации атмосферных осадков и фильтрации из поверхностных водотоков и водоемов (оросительных каналов, прудов и т. д.).

2.9.    Подземные воды в иадморенных и межморенпых водно-ледниковых отложениях характеризуются неглубоким залеганием, невыдержанной мощностью, неоднородными фильтрационными свойствами и этажным строением водовмещающих пород. Основными источниками формирования эксплуатационных запасов здесь являются естественные ресурсы, образующиеся при инфильтрации атмосферных осадков, перетекание воды из смежных горизонтов, привлечение поверхностного стока и в меньшей степени сработка естественных запасов подземных вод.

2.10. В зависимости от гидрогеологических условий в формировании эксплуатационных запасов подземных вод будут превалировать различные виды ресурсов. Так, при работе инфильтрацион-ных водозаборов, расположенных вдоль рек со значительным меженным расходом, основным источником формирования эксплуатационных запасов обычно являются привлекаемые ресурсы (фильтрация из реки), а роль естественных запасов относительно невелика. Для глубоко залегающих артезианских водоносных горизонтов в бассейнах платформенного типа основную роль будут играть упругие запасы, в то время как для менее глубоких горизонтов, хорошо связанных с вышележащими, наибольшее значение приобретают привлекаемые ресурсы (перетекание из вышележащих горизонтов). В районах интенсивного орошения значительную роль могут играть искусственные запасы.

Как следует из вышеизложенного, эксплуатационные запасы подземных вод могут быть обеспечены источниками формирования или на определенный период эксплуатации, или на неограниченное время. В последнем случае источниками формирования эксплуатационных запасов являются естественные и искусственные ресурсы, а также привлекаемые ресурсы (если они, в свою очередь, также обеспечены на неограниченный срок эксплуатации).

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАПАСОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ПО СТЕПЕНИ ИЗУЧЕННОСТИ И ПРИНЦИПЫ ИХ КАТЕГОРИЗАЦИИ

2.11.    Действующая в настоящее время в СССР «Классификация эксплуатационных запасов подземных вод» предусматривает их подразделение в зависимости от степени разведанности и изученности подземных вод (в отношении количества и качества) и условий эксплуатации на четыре категории: А, В, Ci и Сг.

2.12.    Категория А — запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей полное выяснение условий залегания, строения и величины напора водоносных горизонтов, а также фильтрационных свойств водовмещающих пород; выяснение условий питания водоносных горизонтов и возможности восполнения эксплуатационных запасов, установления связи оцениваемых подземных вод с водами других водоносных горизонтов и поверхностными водами. Качество подземных вод изучено с детальностью, обеспечивающей возможность их использования по заданному назначению на расчетный срок водопотребления.

2.13.    Категория В — запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечявающей выяснение основных особенностей условий залегания, строения и питания водоносных горизонтов, а также установления связи подземных вод, запасы которых определяются, с водами других горизонтов и поверхностными водами, приближенное определение естественных водных ресурсов как источников восполнения эксплуатационных запасов подземных вод.

Качество подземных вод изучено в такой мере, которая поз-

Ц

воляет установить возможность их использования для заданного назначения.

2.14.    Категория Cj—запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей выяснение в общих чертах строения, условий залегания и распространения водоносных горизонтов. Качество подземных вод изучено в такой мере, которая обеспечивает предварительное решение вопроса о возможности их использования по заданному назначению.

2.15.    -Категория С₂ —запасы, установленные и а основании общих геолого-гидрогеологических данных, подтвержденных опробованием водоносного горизонта в отдельных точках, либо по аналогии с разведанными участками. Качество подземных вод определено по пробам, взятым в отдельных точках водоносного горизонта, либо по аналогии с изученными участками того же горизонта.

2.16.    По своему народнохозяйственному значению эксплуатационные запасы подземных вод подразделяются на две группы:

1.    Балансовые запасы, использование которых в настоящее вромя экономически целесообразно и которые .должны удовлетворять кондициям, т. е. требованиям к качеству воды для данного назначения и заданным условиям режима эксплуатации.

2.    Забалансовые запасы, использование которых в настоящее время экономически нецелесообразно вследствие малого количества, несоответствия качества заданному назначению, особо сложных условий эксплуатации, но которые могут рассматриваться как объект использования в будущем.

2.17.    В соответствии с данной классификацией составление проектов и выделение капитальных вложений на строительство новых и реконструкцию существующих водозаборных сооружений, а также предприятий, использующих подземные воды, производятся при наличии на участке намечаемого водозабора утвержденных ГКЗ СССР (или территориальными комиссиями по запасам полезных ископаемых Министерства геологии СССР — ТКЗ) эксплуатационных запасов подземных вод категорий А и В в количестве, обеспечивающем проектную производительность водозабора в течение расчетного «срока «водопотребления, при этом запасы категории А должны составлять не менее 50%.

На участках с весьма сложными гидрогеологическими условиями, где выявление запасов .подземных вод по категории А в процессе разведки нецелесообразно, допускается проектирование и выделение капитальных вложений на строительство водозаборных сооружений на базе запасов категории В, что устанавливается в каждом конкретном случае ГКЗ СССР при утверждении запасов, при наличии -соответствующих обоснований (см. п. 2/22).

При определении возможных перспектив расширения водозаборных сооружений при проектировании должны учитываться запасы категории Ci¹.

2.18.    Проектирование и строительство новых и расширение действующих предприятий, связанных с использованием подземных вод, в тех случаях, когда объем проектируемых капитальных вложений на устройство водозаборов превышает 500 тыс. руб., а для объектов железнодорожного транспорта — 1 млн. руб., требует утверждения запасов в ГКЗ СССР или ТКЗ.

В объем капиталовложений на устройство водозаборов входят стоимость строительства эксплуатационных скважин, водосборных галерей, шахтных колодцев и других собственно каптажных сооружений, а также стоимость насосных станций, водоводов на территории размещения потребителей, резервуаров и сооружений по обработке воды и других сооружений и коммуникаций, связанных с водозабором (за исключением разводящей сети).

2.19.    Применение классификации эксплуатационных запасов к подземным водам, используемым для хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения, орошения земельных массивов и обводнения сельскохозяйственных угодий, определяется «Инструкцией по применению классификации эксплуатационных запасов подземных вод к месторождениям пресных вод»², утвержденной ГКЗ СССР 3 сентября 1976 г.

2.20.    Инструкцией ГКЗ СССР предусматривается подразделение всех месторождений подземных вод по степени сложности гидрогеологических условий на три группы и установление для каждой группы дифференцированных требований для обоснования запасов различных категорий:

Группа I — простые гидрогеологические условия. Подземные воды приурочены к спокойно залегающим коллекторам выдержанной мощности, .представленным однородными (пористыми и равномерно-трещиноватььми) породами. Основные источники формирования эксплуатационных запасов могут быть надежно изучены в процессе разведочных работ, а также дан обоснованный прогноз изменения качества воды в процессе эксплуатации.

Группа II —сложные гидрогеологические условия. Подземные воды приурочены к относительно спокойно залегающим коллекторам невыдержанной мощности или неоднородным по фильтрационным свойствам ((неравномерно-трещиноватым и закарстованным). Часть источников формирования эксплуатационных запасов может быть изучена в процессе разведочных работ надежно, а часть — приближенно. Возможные изменения качества воды в процессе эксплуатации могут быть установлены приближенно расчетным путем.

Группа III — очень сложные гидрогеологические условия. Подземные воды приурочены к весьма неоднородным по фильтрационным свойствам (неравномерно-трещиноватым или закарстованным) коллекторам, имеющим локальное распространение, или пластам,

не выдержанным по мощности и осложненным тектоническими нарушениями. Источники формирования эксплуатационных запасов в процессе разведочных работ могут быть изучены приближенно, а возможные изменения качества воды установлены ориентировочно.

2.21.    Кроме указанного разделения месторождений подземных вод по сложности гидрогеологических условий предусматривается, как и для поверхностных водных источников, применение классификации водозаборов подземных вод по надежности подачи воды. По этому признаку, в соответствии с СНиП 11-31-74, системы водоснабжения подразделяются на три категории:

I    категория — для населенных пунктов с числом жителей более 50 000 человек, допускающих снижение подачи воды не более 30% расчетных расходов на срок до 3 сут;

II    категория — для населенных пунктов с числом жителей от 500 до 50 000 чел я групповых сельскохозяйственных водопроводов, допускающих снижение подачи воды не более 30% в течение до 1 месяца или перерыв подачи воды на время до 5 ч;

III    категория — для населенных пунктов с числом жителей до 500 человек, допускающих снижение расчетных расходов до 30% в течение до I месяца или перерыв в подаче воды до 1 сут.

2.22.    выделение различных категорий эксплуатационных запасов подземных вод проводится по результатам специальных гидрогеологических поисково-разведочных работ, при этом каждая категория имеет свое практическое назначение:

категория С₂ устанавливается главным образом в результате региональных гидрогеологических обобщений и поисковых работ, учитывается при перспективном планировании размещения производительных сил и составлении планов разведочных работ на подземные воды;

категория С| определяется в основном по результатам предварительной разведки, является обоснованием принципиальной возможности получения заданного количества воды, целесообразности проведения детальных разведочных работ и предварительного выбора наиболее рациональной схемы водозабора;

категории В и А устанавливаются в процессе детальной и эксплуатационной разведки подземных вод, служат обоснованием возможности выделения ассигнований на строительство и проектирование водозабора, окончательного выбора наиболее рациональной в технико-экономическом отношении схемы водозабора и составления его проекта.

2.23.    Инструкцией Г-КЗ СССР устанавливаются условия, в которых возможно выделение в отдельных случаях капитальных вложений на базе эксплуатационных запасов категории В (или при наличии запасов категории А -меньше 50% суммы запасов категорий A-fB).

Эти отступления возможны в следующих случаях:

а)    при разведке месторождений с весьма сложными гидрогеологическими условиями (главным образом месторождений III группы);

б)    если выявленные запасы категории В на оцениваемом участке значительно (в 2—3 раза) превышают первоочередную потребность в воде;

в)    при наличии положительного опыта эксплуатации оцениваемого водоносного горизонта в пределах данного месторождения или на смежных участках, аналогичнцх до гидрогеологическим условиям.

U

3. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ЗАБОРА ПОДЗЕМНЫХ ВОД. СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ ИЗЫСКАНИЙ [50, 59, 60]

СОСТАВ ВОДОЗАБОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ И ИХ ОБЩАЯ КОМПОНОВКА

3.1. В неплощадочные системы водоснабжения из подземных источников состоят из следующих сооружений:

а)    водоприемные (каптажные) сооружения — для приема воды из источника (водоносного пласта);

б)    насосные станции первого подъема воды из каптажных устройств;

в)    сборные водоводы — для сбора воды из каптажных устройств и подачи ее на сооружения по подготовке и улучшению качества воды (при необходимости) или в резервуары для дальнейшего транспортирования к потребителям;

г)    сооружения по подготовке и улучшению качества воды;

д)    насосные станции и магистральные водоводы для транспортирования воды к потребителю;

е)    сооружения, регулирующие напор и расход воды перед подачей ее во внутриплощадсчную сеть.

3.2.    Общая схема сооружений внеплощадочного водоснабжения из подземных источников приведена на рис. 1.

Эта схема относится к наиболее часто встречающемуся в практике водозаборов подземных вод составу сооружений, когда в качестве водоприемных (каптажных) устройств применяются скважины или шахтные колодцы и когда извлекаемая из водоносного

Рис. 1. Схема расположения сооружений внеплощадочной системы водоснабжения из подземных вод / — водоприемные (каптажные) сооружения; 2 —насосные станции I подъема; 9 — трубопроводы от насосных станций I подъема к сборному водоводу; 4 — сборный водовод; 6 — сооружения очистки и подготовки воды; 6 — резервуары для очищенной и подготовленной воды; 7 — насосная станция II подъема; 8 — магистральный водовод; 9 — сооружения, регулирующие напор и расход воды, подаваемой в водопроводную сеть потребителя; /0—потребитель воды

15

«Руководство по проектированию сооружений для забора подземных вод» составлено к соответствующим разделам СНиП 11-31-74.

В Руководстве освещаются основные положения и даются рекомендации по выбору и обоснованию инженерных сооружений в системах водоснабжения на базе подземных водных источников, а именно, водозаборных (водозахватных, каптажных) устройств (скважин, шахтных колодцев, горизонтальных и лучевых водозаборов, каптажей источников); насосного оборудования, насосных станций и контрольно-измерительной аппаратуры; водоводов. Излагаются методы расчетов производительности водозаборов подземных вод (в том числе водозаборов d системах искусственного пополнения подземных вод) и обоснования зон санитарной охраны.

Руководство предназначено для проектировщиков и изыскателей, работающих в области водоснабжения.

ВНИИ ВОДГЕО ГОССТРОЯ СССР

РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ ЗАБОРА ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Редакция инструктивно-нормативной литературы

Зав. редакцией Г. А. Жигачева

Редактор Л. Г. Бальян

Мл. редактор С. А. Зудилина

Технический педактор Ю. JI. Циханкова

Корректоры О. В. Стигнеева, В. И. Галюзова

Сдано в набор 4.07.78    Подписано    в    печать    29.il.78    Т-20944

Формат 84X1087)2    Бумага тип. № 2. Гарнитура «Литературная*

Печать высокая    Уел. печ. л. 10,92    Уч.-изд.    л.    14,41

Тираж 25 000 экз. Изд. № XII—7894    Заказ № 47.1 Цена 70 коп.

Стройиздат

103006, Москва, Каляевская, 23а

Подольский филиал ПО «Периодика» Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли г. Подольск, ул. Кирова, д. 25.

Ииструкт.-нормат., I вып. - 47-78 ©Стройиздат, 1978

ВВЕДЕНИЕ

«Руководство по проектированию сооружений для забора подземных вод» составлено к соответствующим разделам СНи-П II-31-74 «Нормы (проектирования. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения», утвержденных Госстроем ССОР в апреле 1974 г. и введенных в действие 1 октября 1974 г.

В Руководстве освещаются основные положения и методы проектирования инженерных сооружений для систем водоснабжения «а базе подземных водных источников. Приводятся необходимые данные для выбора и обоснования различных типов и конструкций водозаборных сооружений (скважин, колодцев, горизонтальных и лучевых водозаборов, каптажей источников), методика их расчета, данные по оборудованию водозаборов водоподъемниками, контрольно-измерительной аппаратурой, по проектированию насосных станций и водоводов.

В Руководстве излагаются также основные положения по оценке качества воды и составлению проектов зон санитарной охраны водозаборов подземных вод.

Устойчивая работа водозаборов подземных вод в значительной мере зависит от режима и условий их эксплуатации. Во многих случаях производительность водозаборов с течением времени снижается в результате кольматации водоприемных устройств (фильтров) и прилегающих к «им водоносных пород. Учитывая это обстоятельство, Руководство предусматривает необходимость разработки в качестве составной части проекта водозаборов программы наблюдений за режимом подземных вод и меры по повышению производительности водозаборов в процессе эксплуатации.

Руководство отражает современный научно-технический уровень использования подземных вод для целей водоснабжения. В нем учтены разработанные з последние годы методы оценки запасов подземных вод и их добычи и использован опыт проектирования и эксплуатации водозаборов подземных вод.

К разработке и составлению Руководства по заданию Госстроя СССР были привлечены ВНИИ ВОД ГЕО (ведущая организация), Союзводоканалпроект, ПНИИИС Госстроя СССР, Гипрокоммуиво-доканал Министерства коммунального и жилищного< хозяйства РСФСР и ВСЕГИНГЕО Министерства геологии СССР.

В работе по отдельным разделам принимали участие:    от

ВНИИ ВОД ГЕО — д-р техн. наук | С. К- Абрамов | (главы 4 и 11), кандидаты техн. наук В. С. Алексеев (главы 5, 12 и 16), К. С. Боголюбов (гл. 12), доктора техн. паук Ф. М. Бочевер (главы 2—4, 6, 8, 10, 12, 16, 17), В. М. Гаврилко (гл. 5), кандидаты техн. наук Г. (М. Коммунар (гл. 12), Н. Н. Лапшин (главы 6, 8, 10, 12), А. Е. Орадовская (гл. 15); от Союзводоканалпроекта — инженеры А. И. Арцев (главы 3, 4, 16), А. Е. Станкевич (главы 14, 17); от Гилро-коммупводоканала — инж. В. А. Красулин (гл. 13); от ВСЕИНГЕО — д-р геол.-минералог. наук Л. С. Язвин (главы 1 и 2); от ПНИИИС— канд. техн. наук Г. А. Разумов (главы 7, 9, 10), инж, В. Л. Слинко (гл. 4), канд. геол.-минералог. наук О. В. Слиико (гл. 6).

1* Зак. 471

Редактирование выполнено Ф. М. Бочевером и А. И. Арцевым.

Расчеты, таблицы, графики подготовлены А. В. Ефремовой и В. Н. Львовой.

Руководство рассмотрено на НТС ВНИИ ВОДГЕО и НТС объединения Союзводоканалннипроект.

Руководство рецензировали д-р техн. наук В. П. Недрига (ВОДГЕО), д-р геол.-минералог. наук В. М. Гольдберг (ВСЕГИНГЕО), нач. и зам. нач. отдела подземных вод ГКЗ СССР В. Ф. Небосенко и В. Ф. Карулина, а также группа специалистов Союзводокан ал проекта: А. С. Игнатович, А. С. Москвитин, М. М. Ку-цак, М. А. Лозовский, Т. А. Родионова и В. В. Тифков.

4

I. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ДЛЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ [31, 47, 50, 59]

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ, РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В СССР

1.1.    Подземные воды используются в народном хозяйстве для хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения, орошения и обводнения, энергетических целей и теплофикации, лечебных целен, в качестве лечебных минеральных вод и как сырье для извлечения ценных компонентов.

1.2.    Осноновное количество пресных и слабосолоноватых подземных вод в СССР используется для водоснабжения.

Общее потребление подземных пресных и слабосолоноватых вод в настоящее время составляет G5—70 млн. м³/сут (750— 800 м³/с), в том числе 28—30 млн. м³/оут —для водоснабжения городов -и рабочих поселков, 1«6—18 «млн. м³/сут — для водоснабжения сельскохозяйственных объектов .и \9—22 млн. м³/сут — на орошение. По имеющимся данным, свыше 60% городов и поселков, главным образом с небольшой и средней численностью населения (с водопотреблснием до 10 тыс. м³/сут), в нашей стране полностью обеспечиваются водой из подземных источников.

1.3.    Основными официальными документами, регламентирующими использование и охрану подземных вод в народном хозяйстве, являются «Основы водного законодательства Союза ССР и союзных республик», принятые Верховным Советом СССР 10 декабря 1970 г. и введенные в действие с 1 сентября 1971 г., «Водные кодексы союзных республик» и «Классификация эксплуатационных запасов подземных вод», разработанная Государственной комиссией по зал-асам полезных ископаемых (ГКЗ СССР).

1.4.    Основы водного законодательства устанавливают общий порядок водопользования, охрану вод, предупреждение их вредного воздействия, государственный учет и планирование использования вод. В соответствии со статьей 21 Основ водного законодательства, использование подземных вод питьевого качества для нужд, не связанных с питьевым и бытовым водоснабжением, как правило, не допускается. В районах, где отсутствуют необходимые поверхностные водные источники и имеются достаточные запасы подземных вод питьевого качества, использование последних для целей, не связанных с питьевым и бытовым водоснабжением, допускается только с разрешения органов по регулированию использования и охране подземных вод.

.В соответствии с Основами водного законодательства, -подземные воды (пресные, минеральные, термальные), нс отнесенные к категориям питьевых и лечебных вод, могут быть в установленном порядке использованы для технического водоснабжения, орошения, извлечения содержащихся в них химических элементов, получения тепловой энергии и других производственных нужд с соблюдением требований рационального использования и охраны вод.

1.5.    При проектировании и сооружении водозаборов подземных вод организации-водопотребители и проектно-изыскательские организации должны руководствоваться «Положением о порядке иополь-

5

зования и охране подземных вод на территории CGCP», утверж* денным Министерством геологии СССР и Главным Государственным санитарным инспектором СССР в апреле 1960 г. Для проектных организаций, кроме того, обязательным является СНиП П-31-74 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ -К ПОДЗЕМНЫМ ВОДАМ •КАК ИСТОЧНИКУ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

1.6.    Согласно СНиП Н-31-74, выбор источника хозяйственнопитьевого водоснабжения должен производиться в соответствии с ГОСТ 17.1.3.03-77. Выбор источника промышленного водоснабжения, а также орошения следует, как указывалось, проводить в соответствии с Основами водного законодательства и с учетом требований, предъявляемых потребителями к качеству воды и условиям эксплуатации.

1.7.    Качество воды на хозяйственно-питьевые нужды должно удовлетворять требованиям ГОСТ 2874-73. В случае несоответствия качества подземной воды требованиям ГОСТ 2874-73 могут быть рекомендованы мероприятия по улучшению ее качества согласно СНиП И-31-74.

1.8.    При оценке качества подземных вод для производственных нужд следует также руководствоваться требованиями соответствующих стандартов. При отсутствии таких стандартов требования к качеству воды (в том числе и для орошения) определяются водопотребляющими или проектными организациями в каждом конкретном случае с учетом специфических особенностей использования подземных вод по заданному назначению.

1.9.    Требования к условиям и режиму эксплуатации подземных вод определяются водопотребляющими или проектными организациями с учетом гидрогеологических особенностей и технико-экономических условий эксплуатации и во всех случаях должны учитывать существующие постановления и положения по охране подземных вод и согласовываться с органами по регулированию использования и охране вод в установленном порядке.

В этих требованиях па основании технико-экономических расчетов должны быть установлены:

а)    необходимое количество подземных вод;

б)    максимальное расстояние от участка водозабора до потребителя;

в)    тип водозабора (скважины, горизонтальные, лучевые и др.);

г)    максимальные глубины эксплуатационных скважин и динамических уровней в них при эксплуатации;

д)    минимально допустимые дебиты эксплуатационных скважин;

е)    способ водоотбора (самоизлив, насосная, эрлифтная, сифонная эксплуатация);

ж)    режим эксплуатации водозабора (непрерывный, в соответствии с графиком водопотребления и др.);

з)    расчетный срок эксплуатации.

6

2. КЛАССИФИКАЦИИ ЗАПАСОВ (РЕСУРСОВ) ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ КАТЕГОРИИ [П, 17, 31, 35, 50]

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАПАСОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

ПО ЕСТЕСТВЕННЫМ (ГЕНЕТИЧЕСКИМ) ПРИЗНАКАМ

2.1.    При оценке возможностей использования подземных вод обычно выделяют следующие понятия:

1.    Объем гравитационной воды, заключенной в порах, трещинах и карстовых пустотах горных пород. Эта величина получила в литературе название естественные, статические или геологические запасы. В безнапорных горизонтах отдельно выделяется объем гравитационной воды в водовмещающнх породах в зоне колебаний уровня, называемый регулировочными запасами, а в напорных пластах— объем воды, который может быть извлечен при снижении уровня подземных вод за счет упругих свойств воды и горных пород, получивший название упругие запасы.

2.    Величина ресурсов и питание водоносного горизонта в естественных условиях, представляющие собой расход подземных вод через поперечное сечение водоносного пласта. Эта величина обычно называется динамическими запасами, или естественными ресурсами.

3.    Объем гравитационной воды в пласте, сформировавшийся в результате орошения, фильтрации из каналов и водохранилищ, искусственного пополнения подземных вод, — так называемые искусственные запасы.

4.    Расход воды, поступающей в водоносный пласт при усилении питания подземных вод, вызванного эксплуатацией водозаборных сооружений (возникновение «ли усиление фильтрации из рек, озер, перетекание из смежных водоносных горизонтов, уменьшение испарения грунтовых вод вследствие «увеличения глубины их залегания от поверхности земли). Это количество воды называется привлекаемыми, или дополнительными, ресурсами.

В зависимости от характера взаимосвязи эксплуатируемого горизонта с внешними источниками питания можно выделить следующие виды поступления в пласт привлекаемых ресурсов:

а)    равномерно распределенное питание по всей площади распространения горизонта, например переток воды из смежных водоносных пластов, разделенных слабопроницаемыми слоями, усиление инфильтрации атмосферных осадков;

б)    сосредоточенное поступление воды в некоторых точках или на отдельных ограниченных участках области фильтрации, например через так называемые «литологические окна», образующиеся в местах выклинивания разделяющих слабопроницаемых слоев;

в)    поступление воды в пласт через его «боковые» границы — из рек, каналов, водохранилищ.

5.    Количество подземных вод, которое может быть получено рациональными в технико-экономическом отношении водозаборными сооружениями при заданном режиме эксплуатации и при качестве воды, удовлетворяющем требованиям в течение всего расчетного срока эксплуатации. Эта величина, представляющая собой производительность водозабора, называется эксплуатационными запасами.

2.2.    Водозаборные сооружения, как правило, только в первые периоды обеспечиваются запасами воды, заключенными непосредственно в эксплуатируемом пласте — статическими (естественными)

7

в безнапорных пластах и упругими — в напорных. В дальнейшем возрастает роль динамических запасов (ресурсов) и дополнительно привлекаемых источников. При этом знанчительная часть длительно эксплуатируемых водозаборов большой производительности работает в конечном итоге почти целиком на подземных водах, дополнительно привлекаемых в эксплуатируемый водоносный горизонт. К таким водозаборам относятся прежде всего береговые водозаборы в речных долинах. В аналогичных условиях находятся водозаборы крупных артезианских бассейнов.

2.3.    По геолого-гидрогеологическим условиям, определяющим закономерности формирования эксплуатационных запасов подземных вод, могут быть выделены следующие основные типы геологических структур и образований и связанные с ними подземные воды:

а)    речные долины;

б)    артезианские бассейны платформенных и геосинклинальных областей;

в)    конусы выноса предгорных шлейфов и межгорных впадин;

г)    ограниченные по площади структуры и массивы трещиноватых и трещинно-карстовых пород и зоны тектонических нарушений;

д)    песчаные массивы пустынь и полупустынь;

е)    надморенные и межморенные водно-ледниковые отложения.

Наибольшее количество разведанных и эксплуатируемых подземных вод относится к первым четырем типам, причем на долю речных долин и артезианских бассейнов платформ приходится более 60% всех разведанных участков.

2.4.    Запасы подземных вод в отложениях речных долин широко распространены практически по всей территории СССР. Подземные воды в речных долинах могут быть как в аллювиальных отложениях (обычно это первый от поверхности водоносный горизонт), так и в коренных отложениях, непосредственно вскрываемых руслом реки или отделенных от нее другим водоносным горизонтом или слабопроницаемыми отложениями. Основным источником формирования эксплуатационных ресурсов в речных долинах является поверхностный речной сток.

Возможности привлечения речного стока определяются гидрогеологическими и гидрологическими факторами, а также техническими условиями эксплуатации. При этом основную роль играют величина и режим поверхностного стока, условия взаимосвязи подземных и поверхностных вод, фильтрационные свойства и мощность эксплуатируемого водоносного горизонта, допустимые понижения уровня, расстояния от водозабора до реки.

В долинах крупных рек с постоянными водотоками, расход которых заведомо превышает возможный отбор воды водозаборными сооружениями, и при активной взаимосвязи подземных и речных вод эксплуатационные запасы подземных вод весь период эксплуатации формируются за счет привлечения поверхностного стока. В этих условиях дебиты водозаборов могут быть весьма значительными (приток с 1 км длины реки к водозаборам, расположенным параллельно реке, достигает 0,3—0,4 м³/с, а в отдельных случаях 1—2 м³/с).

В долинах пересыхающих и перемерзающих рек, водотоков с небольшими расходами, а также в случаях затрудненной связи подземных и поверхностных вод привлечение речного стока происходит главным образом в многоводные периоды (наиболее интенсивно, например, в паводки, при подъеме уровней воды в реках и затопле-

8

иии пойменных территорий). В этих условиях в меженный период происходит сработка естественных запасов эксплуатируемого или вышележащего водоносного горизонта, которая сопровождается постоянным снижением уровней воды.

Во время паводков осуществляется полное или частичное восстановление запасов и соответствующий подъем уровней.

2.5. Для артезианских бассейнов платформенного типа характерно развитие ряда этажно расположенных водоносных горизонтов, разделенных слабопроницаемыми отложениями и имеющих значительные площади .распространения — до десяткою и сотен тысяч квадратных километров.

По особенностям формирования эксплуатационных запасов подземных вод здесь следует разделять участки, расположенные в центральных и краевых частях бассейна. При размещении водозаборов в центральных частях бассейна на значительном расстоянии от его границ воронка депрессии, как правило, не достигает границ горизонтов в области их выхода на поверхность. В этих случаях основными источниками формирования эксплуатационных запасов являются либо -упругие запасы (что характерно главным образом для глубоко залегающих горизонтов), либо привлекаемые ресурсы, формирующиеся в результате перетекания воды из смежных водоносных горизонтов (как правило, при эксплуатации неглубоко залегающих горизонтов, хорошо связанных с вышележащими горизонтами и атмосферой). Возможность и интенсивность процессов перетекания определяются в основном геолого-гидрогеологическими факторами, обусловливающими степень взаимосвязи между эксплуатируемыми и смежными водоносными горизонтами (состав и мощность разделяющих отложений, наличие «гидрогеологических окон», нарушений сплошности разделяющих пород, вызванных тектоническими процессами, и т. д.).

В краевых частях артезианских бассейнов, где, как правило, отсутствуют выдержанные слабопроницаемые слои и водоносные горизонты содержат безнапорные воды, основными источниками формирования эксплуатационных запасов подземных .вод является, кроме естественных запасов эксплуатируемого и смежных водоносных горизонтов, привлечение поверхностного стока, а также перехват естественной разгрузки в зоне развития депрессионной воронки («инверсия» родникового стока, усиление инфильтрационного питания и т. д.).

В общем аналогичными условиями формирования эксплуатационных запасов характеризуются артезианские бассейны складчатых областей, в которых в связи с их небольшими размерами депрес-сионная воронка, как правило, достигает границ пласта.

Подземные воды артезианских бассейнов широко используются для водоснабжения. Дебиты групповых водозаборов здесь обычно составляют несколько сотен л/с, достигая 1—2 м³/с в краевых частях бассейнов платформ и бассейнах складчатых областей.

2.6. Весьма крупные запасы подземных вод формируются в пролювиально-аллювиальных отложениях конусов выноса предгорных областей и в межгорных впадинах.

Для конусов выноса характерны следующие особенности геологического строения и гидрогеологических условий, определяющие закономерности формирования эксплуатационных запасов подземных вод. В головной части конуса выноса пролювиальные отложения представлены мощными (до нескольких сотен метров) гра-вийно-галечниковыми отложениями. Это основная область питания

9

1

При составлении ТЭО, схем водоснабжения и при других предпроектных разработках эксплуатационные запасы подземных вод оцениваются по имеющимся гидрогеологическим материалам и при необходимости по материалам специальных изысканий, выполняемых для этих целей. Утверждение запасов в ГКЗ СССР и ТКЗ в этих случаях не является обязательным.

2

В Инструкции под месторождением подразумевается такая часть площади распространений водоносных горизонтов или комплексов, в пределах которой под влиянием естественных или искусственных факторов создаются благоприятные условия по сравнению с окружающими площадями для отбора подземных вод в количестве, достаточном для целесообразного их использования в народном хозяйстве.

13