Научная конференция ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ, ноябрь 2011 года
СЕКЦИЯ ГЕОЛОГИЯ

Водозабор N 4 г.Воронежа расположен на правом берегу Воронежского водохранилища. Для увеличения его производительности в 1996 - 1998 г.г. в водохранилище была намыта площадка вдоль береговой его части, на которую, начиная с 1996 г. переносится водоотбор [2]. В результате закрытия в перспективе береговой части ВПС-4 и перенесения водоотбора полностью на намывную площадку встает вопрос о необходимости переоценки запасов на данном водозаборе. В связи с этим кафедрой гидрогеологии МГУ ведутся работы по оценке фильтрационных параметров эксплуатируемого водоносного горизонта и параметров связи поверхностных и подземных вод на этом водозаборе.

На данный момент водозабор представляет собой два ряда из 28 скважин (16 - на берегу, 12 - на намывной площадке). Единственным эксплуатируемым является комплекс отложений палеодолины реки Дон, в пределах которой располагается водозабор. Он представлен песчаной толщей средней мощности 26 метров, перекрытой почти повсеместно глинистыми отложениями мощностью около 9 метров. Нижний водоупор - глины верхнесемилукского терригенного комплекса (D₃sm₂). Для оценки фильтрационных параметров комплекса и параметров связи его с водохранилищем на намывной площадке в 1998 и 2011 годах были проведены опытные кустовые откачки, интерпретация которых аналитическими методами [1,3] и методом математического моделирования с помощью программного пакета Processing Modflow 8 [4] выявила существенное различие параметров связи подземных и поверхностных вод на противоположных флангах намывной площадки. Так по результатам откачки, проведенной в 2011 г. на северном фланге площадки, проводимость водоносного пласта T (T=k*m, где k и m - коэффициент фильтрации и мощность водоносного пласта) не превышала 1700 м²/сут, а фильтрационное сопротивление покрова m₀ / k₀ (где m₀ и k₀ - мощность и коэффициент фильтрации покровных отложений) - более 400 сут, против 2200 м²/сут и 190 сут, полученных на южном фланге в 1998 г. Имеющиеся данные геологического строения не позволяют выделить какие бы то ни было зоны неоднородности, поэтому было проведено совместное моделирование откачек 1998 и 2011 г.г. и действующего водозабора. Эта задача решалась с помощью программы UCODE [5]. При таком моделировании изменение какого-либо параметра одновременно отражается на всех моделях, и далее подбирается набор параметров, по сумме квадратов отклонений наилучшим образом удовлетворяющий результатам всех опытов, что недостижимо при раздельной калибрации. Одновременная калибрация трех моделей опытно-фильтрационных работ, выполненных в разное время, позволила выбрать оптимальное количество слоев для прогнозной модели водозабора N4, а также выделить в плане зоны с различными параметрами связи подземных и поверхностных вод (рис. 1), что было бы невозможным при калибрации каждой модели отдельно.

Литература:
1. Шестаков В.М. Гидрогеодинамика. - М.: КДУ, 2009
2. Шестаков В.М., Ван Пин. Гидрогеодинамический мониторинг на участках водозаборов на берегах Воронежского водохранилища. - Вестник МГУ, серия геология, N 1, 2004.
3. Штенгелов Р.С. Программный комплекс TEIS_3 МГУ, кафедра гидрогеологии, 2006
4. Harbaugh A.W., Banta, E.R., Hill, M.C., McDonald M.G. MODFLOW-2000, the U.S. 3. Geological Survey modular ground-water model - User guide to modularization concepts and the Ground-Water Flow Process: U/S/ Geological Survey Open-File Report 00-92, 121 p., 2000
5. Poeter, E. P., Hill, M. C., Banta, E. R., Mehl, S., Christensen S. UCODE 2005 and Six Other Computer Codes for Universal Sensitivity Analysis, Calibration, and Uncertainty Evaluation: U.S. Geological Survey Techniques and Methods, 283p., 2005

Рис. 1. Конфигурация зон с различным фильтрационным сопротивлением покровного пласта.