Формирование и оценка ресурсов подземных вод межгорного артезианского бассейна Хэйхэ (северо-западный Китай)

Глава 5. Оценка ресурсов подземных вод артезианского бассейна Хэйхэ.

Естественные ресурсы подземных вод (ЕР). По результатам балансово-гидрогеодинамического моделирования на территории межгорного артезианского бассейна значения суммарных составляющих источников питания (естественных ресурсов подземных вод бассейна) - 4,47^.10⁶ м³/сут. Соответственно средний модуль восполнения подземных вод четвертичного водоносного комплекса бассейна Хэйхэ составляет 6,2 л/(с^.км²).

Очевидно, что среднее значение модуля не отражает реальное распределение его величин по территории, поскольку в пределах рассматриваемого бассейна могут быть выделены несколько характерных районов с существенно различными условиями формирования баланса питания и разгрузки подземных вод (рис.6):
I. район юго-западной предгорной зоны системы Циляньшань с интенсивным (суммарно до 30 м³/с) поглощением речного стока при глубинах залегания уровня грунтовых вод до 100-200 м и более;
II. район формирования питания грунтовых вод, главным образом, за счет фильтрации из распределительных каналов и непосредственно на массивах орошения при глубинах залегания уровня до 10 м и более;
III. район формирования интенсивной разгрузки грунтовых вод испарением и транспирацией при глубинах залегания уровня до 5 м и менее;
IV. район формирования интенсивной родниковой разгрузки грунтовых вод со средним удельным расходом 40,9 л/(с^.км²);
V. район (северная часть бассейна) придолинных зон транзитной реки Хэйхэ и, в меньшей степени, её притока Лиюаньхэ. Их можно разделить на две подзоны: а) подзона с поглощением речных вод в виде подпёртой фильтрации; б) подзона с формированием интенсивной разгрузкой подземных вод в русло р. Хэйхэ с удельными величинами до 500 л/(с^.км).

Рис. 6. Схема районирования бассейна по условиям формирования баланса подземных вод: 1 - реки; 2 - родники; 3 - существующие водозаборы; 4 - населённые пункты; 5 - горные области; 6 - районы с различными условиями формирования питания и разгрузки подземных вод; 7 - линия разреза.

Естественные запасы подземных вод (ЕЗ). Величина естественных запасов зависит от объема водовмещающей толщи (площадь оцениваемой области, мощность пласта) и ее емкостных параметров (водоотдача). По имеющим данным, на территории бассейна выделены 6 расчетных блоков, которые разделены на 25 разрезов (районов) для расчета естественных запасов подземных вод. Мощность водоносного горизонта (комплекса) получена по материалам геофизических разрезов, их площадь рассчитана по гидрогеологической карте масштаба 1:200000, а параметры водоотдачи (гравитационной и упругой) приняты по расчетным и экспериментальным данным. По результатам выполненных расчетов суммарные потенциальные естественные запасы подземных вод бассейна составляют 2,98^.10¹¹ м³. По полученным оценкам срок полного водообмена в межгорном артезианском бассейне Хэйхэ τ составляет 183 лет.

Эксплуатационные запасы подземных вод (ЭЗ) формируются за счет сработки гравитационных и упругих запасов подземных вод (естественные запасы), уменьшения (инверсии) разгрузки (естественными ресурсами) и увеличения суммарного расхода питания (привлекаемыми ресурсами). При эксплуатации в зависимости от условий месторождения часть естественных запасов преобразуется в эксплуатационные запасы. На практике обычно применяют срок эксплуатации = 25 лет и коэффициент использования = 0,1-0,3. Таким образом, эксплуатационные запасы, формирующие за счет извлечения естественных запасов подземных вод, составляют = (3,51-10,49)^.10⁶ м³/сут.

При полной инверсии величина ΔQ_Р будет равна суммарной разгрузке подземных вод бассейна, т.е. суммарной составляющей источников питания Q_П (4,47^.10⁶ м³/сут). При количественной оценке ΔQ_П необходимо подробно рассматривать все взаимосвязанные процессы формирования, движения и разгрузки подземных вод. А потенциальные (возможные) привлекаемые ресурсы подземных вод в межгорном бассейне Хэйхэ составляют для транзитной реки Хэйхэ (т. к. депрессионная воронка не охватывает полностью верхнюю по течению часть речного бассейна):

где P₀ - расход реки Хэйхэ в пределах зоны разгрузки, представленный разностью начального расхода реки на выходе из горной области и количества потерь из нее, 4,25 - 0,79 = 3,46^.10⁶ м³/сут; Pmin - минимально необходимый <санитарный> расход для поддержания ландшафтных и других функций бассейна р. Хэйхэ и ее нижней по течению части речного бассейна Эцзина, который составляет 2,73^.10⁶ м³/сут. Таким образом, потенциальное увеличение питания подземных вод (привлекаемые ресурсы) составляет 0,73^.10⁶ м³/сут. В соответствии с выполненными расчетами, потенциальные (возможные) эксплуатационные запасы подземных вод бассейна Хэйхэ при неограниченном сроке водоотбора составляют (4,47+0,73)^.10⁶ м = 5,20^.10⁶ м³/сут.

По вышеупомянутым пяти районам проведены расчёты эксплуатационных запасов по условиям формирований структуры эксплуатационного водоотбора (табл. 3).

Таблица 3. Характеристики районов по источникам формирования эксплуатационных запасов подземных вод бассейна Хэйхэ
NN. районов		Район (подзоны)	Структура формирования ЭЗ	Площадь района, км2	Величина ЭЗ, 106 м3/сут	Модуль ЭЗ, л/(с.км2)
I		Предгорная область системы Циляньшань	Извлечение емкостных запасов (ЕЗ)	2510	3,30	15,2
II		Орошаемые территории	Извлечение ёмкостных запасов (ЕЗ)	2720	1,79	7,6
III		Родниковые зоны	Инверсия родниковой разгрузки (ЕР)	450	1,59	40,9
IV		Северная область с интенсивной эвапотранспи-рацией	Инверсия эвапотранспирационной разгрузки (ЕР)	2040	1,00	5,8
V	а	Придолинные зоны р. Хэйхэ и Лиюаньхэ	Усиление фильтрации из рек (ПР)	50	2,45	41,7
	б		Инверсия русловой разгрузки (ЕР) и фильтрации из рек (ПР)	630
Итого				8400	10,13	Среднее 14,0

Наличие в пределах бассейна рассмотренных выше районов с существенно различными условиями формирования баланса питания и разгрузки подземных вод свидетельствует о том, что для каждого из них будут характерны различные возможности эксплуатации подземных вод (типы месторождений) и различные составляющие структуры эксплуатационного водоотбора.