Разработка научно-методических основ прогнозных расчетов подземных компенсационных водозаборов (ПКВ) в речных бассейнах с дефицитным поверхностным cтокомНИР

Источник финансирования НИР

Контракт с гос. корпорациями, министерствами и ведомствами, кроме ФЦП, Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012-2020 гг

Этапы НИР

# Сроки Название
1 22 октября 2012 г.-17 ноября 2012 г. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПЕРИОДОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ КОМПЕНСАЦИОННЫХ ВОДОЗАБОРОВ ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ИСТОЩЕНИЯ ВОДОНОСНЫХ ГОРИЗОНТОВ С УЧЕТОМ ДОПУСТИМОГО ИЗЪЯТИЯ ЧАСТИ РЕЧНОГО СТОКА В ПЕРИОДЫ КРИТИЧЕСКОЙ ВОДНОСТИ РЕЧНЫХ СИСТЕМ
Результаты этапа: Выполнена систематизация, анализ и синтез современных представлений о методах изучения и количественной оценки водных ресурсов - дифференцированно по ресурсам поверхностных и подземных вод. Представлены рекомендации по оценке длительности периодов эксплуатации подземных компенсационных водозаборов (ПКВ). Календарное положение периода работы ПКВ приурочено к лимитирующему периоду года; конкретные интервалы работы в диспетчерском графике комбинированной водозаборной системы устанавливаются по приведенным соотношениям расхода реки и производительности базового и компенсационного водозаборов. Для предотвращения истощения водоносного горизонта разработаны методические приёмы детерминированного гидрогеодинамического расчёта оптимальной компактной схемы компенсационного водозабора, исключающей формирование понижений уровня подземных вод ниже допустимых величин. Сложнее обстоит дело с учётом допустимого изъятия части речного стока. Как показывает выполненный детальный обзор существующих научных представлений в этой области, в настоящее время нет единого рационального подхода не только к количественным критериальным оценкам, но даже и к терминологическому и содержательному пониманию этой проблемы. Как следствие, в реальной водохозяйственной практике существуют неопределённости и разночтения при назначении нормативов минимальных допустимых расходов в зоне действия поверхностных и подземных водозаборов.
2 18 ноября 2012 г.-22 ноября 2013 г. Разделы рекомендаций по гидролого-гидрогеологическому обоснованию проектов работы комбинированных водозаборных систем в речных бассейнах с дефицитным поверхностным стоком
Результаты этапа: Выявлены три основных группы компенсационных месторождений подземных вод, классификационное различие которых состоит в степени взаимосвязи компенсирующего водоносного горизонта с речной сетью. Для каждого из них охарактеризованы основные действующие факторы, влияющие на работу компенсационного водозабора и величину возникающего ущерба речному стоку. На основе модельных численных экспериментов установлены степенные регрессионные зависимости величины единичного ущерба от емкостного сопротивления эксплуатируемой водоносной системы. Обобщены данные о факторах и характере внутригодовой изменчивости общего речного стока, приведена методика построения расчетного внутригодового распределение поверхностного стока, позволяющая решить задачу для произвольной временной дискретизации, например, по частям года (сезонам, месяцам, декадам). В качестве основного метода расчета внутригодового распределения поверхностного стока предложена компоновка равнообеспеченных распределений, соответствующих основным фазам периода стока, обоснованная и разработанная В.Г. Андреяновым.
3 23 ноября 2013 г.-17 ноября 2014 г. Разделы рекомендаций по гидролого-гидрогеологическому обоснованию проектов работы комбинированных водозаборных систем в речных бассейнах с дефицитным поверхностным стоком
Результаты этапа: В отчете представлена постановка задачи комбинированного использования водных ресурсов. Отмечено, что специальное обоснование работы КВС необходимо лишь в случае использования водных ресурсов балансово-замкнутого бассейна поверхностного и подземного стока. В противном случае (если привлекаются водные ресурсы другого бассейна стока) водохозяйственная проблема сводится к обычной задаче местного характера, не требующей дополнительной методической гидрологической и гидрогеологической разработки. По функционированию КВС разделены на следующие типы: Компенсационные, в которых в маловодный период производительность ОВ понижается до допустимой величины, а вся добываемая на ПКВ вода направляется потребителям для покрытия дефицита водоподачи. Регенерационные, в которых производительность ОВ круглогодично сохраняется постоянной, а вся добываемая на ПКВ вода сбрасывается в реку для покрытия недопустимого ущерба от работы ОВ, Промежуточного типа, в которых производительность ОВ в низководные периоды понижается до допустимой величины, а добываемая на ПКВ вода частично направляется потребителям для покрытия дефицита водоподачи и частично сбрасывается в реку для покрытия избыточного ущерба от работы ПКВ. Основное содержание итогового отчёта посвящено обоснованию создания подземных компенсационных водозаборов в речных бассейнах с дефицитным поверхностным стоком. Обоснование работы ПКВ выполняется при условии соблюдения двух фундаментальных ограничений: 1) работа ПКВ не должна приводить к истощению эксплуатируемого водоносного горизонта; 2) ущерб речному стоку при совместной работе основного и компенсационного водозабора не должен превышать норматив допустимого изъятия части речного стока. Календарное положение периода работы ПКВ приурочено к лимитирующему периоду года; конкретные интервалы работы в диспетчерском графике комбинированной водозаборной системы устанавливаются по приведенным соотношениям расхода реки и производительности основного и компенсационного водозаборов. Проанализированы и обобщены факторы формирования ресурсов пресных подземных вод, проведена их типизации применительно к задачам комбинированного использования водных ресурсов. Выявлены две основных группы КМПВ, классификационное различие которых состоит в типе используемого КВГ: Тип 1 - продуктивным является грунтовый водоносный горизонт, непосредственно связанный с рекой. Тип 2 - компенсационный водозабор эксплуатирует межпластовый водоносный горизонт, обычно первый от поверхности. В типе 1 по степени гидродинамического несовершенства реки выделены три подтипа: совершенная река, несовершенная «широкая» река, несовершенная «узкая» река. Для каждого типа охарактеризованы гидрогеологические условия создания ПКВ. Определены этапы гидродинамического прогнозирования работы ПКВ в речных бассейнах с дефицитным поверхностным стоком: обоснование необходимой и достаточной схемы и конструкции ПКВ, определение ущерба речному стоку при периодической работе ПКВ в течение расчётного периода эксплуатации КВС, определение необходимых величин регулирования дебита ОВ и ПКВ, определение необходимого удаления ПКВ от уреза реки, определение размеров зоны санитарной охраны ПКВ. В итоговом отчете выделены показатели единичного ущерба речному стоку: величины максимального и минимального ущерба и их положение внутри годового цикла, величина компенсационного ущерба (на момент окончания очередного импульса КВ), величина остаточного ущерба (на момент завершения паузы перед очередным включением КВ). Разработана методика расчета выделенных типов единичного ущерба, определяемых по степенным регрессионным зависимостям величины единичного ущерба от емкостного сопротивления эксплуатируемой водоносной системы или по семейству кривых. Составлены методические рекомендации по обоснованию комбинированного использования водных ресурсов в речных бассейнах с дефицитным поверхностным стоком.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".