Reservas de aguas subterráneas. Recursos de aguas subterráneas en la Federación de Rusia

ciclo hidrogeológico agua superficial

Para una evaluación regional de los recursos naturales de agua dulce subterránea, se utiliza un método hidrológico-hidrogeológico de dividir el hidrograma del flujo del río por fuentes de alimentación, desarrollado por B.I. Kudelin (ver Fig. 7.8). Con este método, en los años 60 se determinó el caudal subterráneo medio a largo plazo hacia los ríos, o los recursos naturales de agua dulce subterránea en una zona de intenso intercambio de agua. Su valor total para el territorio de la URSS se estima en 32.924 m 3 /s, lo que representa aproximadamente el 22% del caudal total del río. Esta cifra no se especificó en los años siguientes.

Los patrones de distribución de los recursos naturales en el territorio de la URSS se muestran en el diagrama (ver Fig. 7.9), que muestra los módulos promedio a largo plazo del flujo subterráneo. Sus valores, como ya se señaló (Capítulo 7), reflejan la influencia de las condiciones climáticas: la zonificación geográfica. Así, en las regiones del norte (cuencas de escorrentía hacia los mares Blanco y de Barents) alcanzan 1,5 - 3,0 l/(s-km2), y en el sur (cuencas de escorrentía hacia los mares Negro y Caspio) no superan 0,5-0 ,1 l/(s-km2).

La distribución de la escorrentía subterránea también se ve afectada por la influencia del relieve, y sobre todo de la zona altitudinal, que regula los cambios en las condiciones paisajísticas y climáticas y el grado de disección del relieve en las diferentes zonas altitudinales. Con la altura, la escorrentía subterránea suele aumentar tras un aumento de la cantidad de precipitación y del grado de drenaje de los complejos acuíferos. Así, en las regiones al pie del Cáucaso, los valores del módulo de escorrentía subterránea, por regla general, no superan 1 l/(s-km2), en las regiones de media y alta montaña aumentan a 10- 20 l/(s-km2). En las tierras altas de Valdai y Volga, el módulo de escorrentía subterránea es ligeramente mayor que en las llanuras adyacentes: 2-3 y 1,0-1,5 l/(s x km2), respectivamente.

En las zonas de desarrollo kárstico se forman importantes recursos naturales de aguas subterráneas. Así, en la meseta de Ufá, compuesta de rocas kársticas del Pérmico Inferior, el módulo de escorrentía subterránea alcanza los 4 l/(s-km2). En zonas cercanas donde no ha aparecido karst sus valores son 1,5-2,0 l/(s-km2). El flujo subterráneo se intensifica especialmente en las zonas montañosas kársticas (Urales, Crimea, Cáucaso).

También se desarrollan condiciones muy favorables en zonas compuestas de depósitos de arena y guijarros altamente permeables, por ejemplo, en las columnas de estribaciones, donde los módulos de escorrentía subterránea alcanzan varias decenas de litros por segundo por 1 km 2. Importantes recursos de agua subterránea se forman en las áreas de su recarga en los márgenes de las cuencas artesianas ubicadas en la zona de clima húmedo. Los módulos de caudal subterráneo en estas zonas son de 3-4 l/(s-km2).

Los recursos naturales de agua subterránea se reducen significativamente en áreas de desarrollo de permafrost, donde la recarga por infiltración de agua subterránea es difícil. En el norte de la Plataforma de Siberia Oriental, el módulo de caudal subterráneo no supera los 0,5 l/(s-km2). Las zonas donde se desarrolla el permafrost se caracterizan por la formación de diques de hielo que acumulan escorrentías subterráneas en invierno. El derretimiento de los depósitos de hielo aumenta el estiaje de los ríos en verano.

Pulgada. 10 indicó la diferencia entre los conceptos de recursos naturales y reservas naturales de aguas subterráneas. El primero caracteriza el caudal y el segundo caracteriza el volumen de agua subterránea en el horizonte, estructura compleja. Consideremos ahora los patrones de distribución de las reservas naturales de agua subterránea.

Las reservas naturales de agua subterránea en nuestro planeta son muy importantes, pero evaluarlas es una tarea difícil, ya que los parámetros calculados se toman de manera demasiado aproximada. Recordemos que al calcular el volumen de la hidrosfera subterránea también surgen grandes dificultades: el enfoque. teniendo en cuenta los diferentes tipos y estados de fase del agua es diferente. La profundidad a la que se calculan las cantidades de agua en la litosfera también varía mucho. Por ejemplo, A. Polderwart y V.F. Derp-golts determinó que el volumen de la hidrosfera subterránea es de 840 y 1050 millones de km3, respectivamente. Aparentemente, estos números se perfeccionarán en el futuro, pero es importante que prestemos atención al orden de los números.

Reservas totales de agua dulce subterránea en el planeta M.I. Lvovich se estiman en aproximadamente 4 millones de km3. Como vemos, este valor es sólo el 0,4-0,5% del volumen total de la hidrosfera subterránea, en la que predomina el agua salada y las salmueras. Las reservas naturales de agua dulce subterránea en el territorio de la URSS ascienden a entre 0,6 y 0,7 millones de km3. Esta cifra necesita más aclaraciones, ya que se supone condicionalmente que el espesor medio de la zona de agua dulce es igual a 200 m.

La distribución de las reservas naturales de agua dulce subterránea en nuestro país es muy desigual. Sus mayores volúmenes se han acumulado en cuencas artesianas con sedimentos altamente permeables que tienen un importante espesor de zona de agua dulce. Esta situación se está desarrollando en las depresiones del Baikal, en el norte de Sakhalin, en el sureste de Siberia occidental. Para una evaluación comparativa de las reservas naturales, se introduce el concepto de su módulo: la cantidad de agua (millones de m3) que se puede obtener de 1 km 2 del área del acuífero cuando se drena. Los mayores módulos de reservas naturales de agua dulce subterránea (hasta 20 millones de m3/km2) se observan en las colinas de Asia central, el sur de Kazajstán y Ciscaucasia. Así, el valor de este módulo en el acuífero de Buchak de la depresión Dniéper-Donetsk alcanza los 5 millones de m3/km2.

Muchas zonas se caracterizan por tener reservas muy pequeñas de agua dulce subterránea. Estos incluyen, en primer lugar, áreas de desarrollo de permafrost, donde la zona de agua dulce está congelada. Sus reservas también son pequeñas en áreas de desarrollo de procesos de salinización continental (Kazajstán central, región del Mar de Aral, cuenca del Caspio), en áreas de distribución de rocas con permeabilidad débil (Escudo Báltico).

Pulgada. 10 se dio la formulación de reservas operativas de agua subterránea, es decir. la cantidad de agua que se puede extraer del subsuelo, observando ciertos requisitos para el modo de funcionamiento. La evaluación regional de las reservas operativas de agua subterránea se realiza en forma de pronóstico mediante una técnica especial que utiliza modelos, incluso en computadora. Esta evaluación se realizó para 25 cuencas artesianas; sus reservas operativas son de 4050 m 3 /s. Estas cuencas incluían Moscú, Azov-Kuban, Dnieper-Donets, Siberia Occidental, Irkutsk, Mar Negro, Báltico, Terek-Kuma, Fergana, etc. Al mismo tiempo, se realizó una evaluación aproximada de las reservas operativas de aguas subterráneas para todo el territorio. de la URSS. Este trabajo fue realizado por asociaciones geológicas de producción bajo la dirección científica y metodológica de VSEGINGEO.

Las reservas explotables previstas de agua dulce subterránea para el territorio de la Unión Soviética se estiman en 10.300 m 3 /s. Representan aproximadamente el 90% de los recursos naturales. Los patrones de distribución de las reservas operativas de agua subterránea en diferentes condiciones estructurales e hidrogeológicas son aproximadamente los mismos que para los recursos naturales. Las mayores reservas explotables de agua dulce se concentran en cuencas artesianas de tipo plataforma (Moscú, Volga-Kama, Dnieper-Donets, Kulundino-Barnaul, etc.) y en cuencas artesianas de tipo intermontañoso y al pie de las colinas (Cáucaso, Tien Shan, Altai , al sur del Lejano Oriente).

Se realiza una comparación del contenido de agua del territorio en términos de reservas operativas. Los mayores módulos de reservas explotables se caracterizan por cuencas intermontañosas y abanicos aluviales. En las cuencas artesianas de Ararat, Chui, Issyk-Kul, Ferganá, abanicos aluviales del Cáucaso y Tien Shan alcanzan los 210 l/(s-km2). La productividad de las tomas de agua individuales alcanza varios metros cúbicos por segundo. Estas tomas de agua son capaces de satisfacer las necesidades de las grandes ciudades, empresas industriales y sistemas de riego.

Las reservas previstas se verifican mediante exploración hidrogeológica de depósitos de agua subterránea. La exploración se lleva a cabo anualmente en más de 1.000 sitios. Se aprueban los resultados de la exploración, según lo establecido en el Capítulo. 10, en GKZ o TKZ. Si comparamos las reservas aprobadas con las previstas, está claro que existen considerables oportunidades para ampliar el suministro de agua utilizando aguas subterráneas. Para el territorio de la URSS, la exploración hidrogeológica ha desarrollado sólo aproximadamente el 12% de las reservas totales previstas (o alrededor de 1200 m 3 /s). De esta cantidad, entre 320 y 350 m 3 se gastan en el suministro de agua a las ciudades, entre 180 y 200 m 3 /s en instalaciones rurales y 200 m 3 /s para regar la tierra. En total, esto equivale a 700-750 m 3 /s, o el 7% de las reservas previstas. Esto indica un potencial significativo para ampliar el uso de agua dulce subterránea para diversos fines prácticos. Pero hay que tener en cuenta que en zonas bien regadas se observa una baja tasa de utilización, y en zonas de clima árido y baja disponibilidad de agua se acerca al máximo y suele superar el 50-60%.

Se observan módulos de reservas operativas de hasta 2-5 l/(s-km2) en muchas cuencas artesianas de tipo plataforma: Moscú, Dnieper-Donetsk, Báltico, Chulym-Yenisei, etc. Sus valores más altos se establecen en los valles de los ríos. , áreas de desarrollo de rocas con mayor contenido de agua (calizas kársticas, depósitos de grava y arena). Durante el funcionamiento de algunas tomas de agua, se produce un aumento de su productividad debido a la afluencia de aguas superficiales y subterráneas de otros horizontes. En algunos casos, esto contribuye a mejorar la calidad de las aguas explotadas (reduciendo la dureza y mineralización, desferrización, etc.), pero a menudo se observa el cuadro contrario, sobre todo cuando, al drenar los horizontes superiores, se extraen aguas saladas del lo más hondo.

Los módulos de reservas operativas de agua dulce subterránea en zonas con condiciones desfavorables para su formación no suelen superar los 0,1 l/(s-km2). Esta situación se observa en los Urales del Sur, Kazajstán central, Donbass, la región del Caspio, etc., pero incluso en estas condiciones se pueden encontrar áreas con un alto contenido de agua en las rocas. Se trata de zonas de perturbaciones tectónicas, zonas con rocas kársticas y valles de grandes ríos.

La evaluación de los recursos y reservas de aguas subterráneas se lleva a cabo no sólo con fines de suministro de agua. También se lleva a cabo para identificar patrones de distribución de acumulaciones de aguas mineromedicinales, de valor industrial y de energía térmica, así como para determinar el potencial para su explotación.

Entre las aguas medicinales, las de mayor importancia son las aguas de dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, yoduro, bromuro y radón. Se utilizan para el tratamiento directamente en centros turísticos y balneohospitales, y en varios campos para embotellar agua y utilizar estas aguas como agua de mesa medicinal. En el territorio de la Unión Soviética se explotan más de 500 yacimientos de agua mineral. Su red está en constante expansión. Cada año se exploran y calculan las reservas de aguas minerales en entre 10 y 15 yacimientos explotados y se descubren nuevas manifestaciones y yacimientos de aguas minerales.

Las reservas operativas de agua carbónica en nuestro país son de aproximadamente 100 mil m3/día. Las aguas con dióxido de carbono gravitan hacia áreas de vulcanismo moderno y joven (Cárpatos, Cáucaso, Tien Shan, Montañas Sayan, Transbaikalia, Primorye, Kamchatka). Los más famosos entre los grandes depósitos de dióxido de carbono se encuentran en el Cáucaso (Kislovodskoye, Essentukskoye, Borzhomskoye).

Las reservas operativas de agua sulfurada superan los 35 mil m3/día. Sus mayores reservas se forman en depósitos de yeso-anhidrita y petróleo y gas de depresiones entre montañas, depresiones marginales y áreas de plataformas asociadas. Estos son, en primer lugar, las depresiones precarpáticas, transcarpáticas, indolo-kuban, terek-caspiana, amudarya, pre-kopet-dag, pre-ural, muchas depresiones entre montañas (Kura, Rion, Fergana, etc.), el Volga. -Región de los Urales, algunas zonas de la placa escita. Las mayores reservas de agua con sulfuro de hidrógeno se encuentran en los campos de Ma-tsesta (región de Sochi) y Kemeri (Báltico).

Las aguas de yodo y bromuro se forman en los horizontes profundos de las cuencas artesianas tipo plataforma. Sus reservas operativas se estiman en aproximadamente 11 mil m3/día [I] Uno de los grandes depósitos de aguas de bromuro es Starorusskoye, ubicado al sur del lago. Ilmen.

Las reservas operativas de agua radón son de aproximadamente 7 mil m3/día. En la mayoría de los casos, las aguas de radón aparecen en áreas de desarrollo de rocas intrusivas ácidas y sus derivados de vetas.

Entre otros tipos de aguas mineromedicinales utilizadas en nuestro país, cabe destacar también las ferruginosas y las arsénicas. Sus reservas operativas son significativamente inferiores a las comentadas anteriormente.

El uso de aguas subterráneas como materia prima química es limitado. Ejemplos de depósitos de salmueras de bromo son Krasnokamskoye, aguas saladas de yodo - Semi-gorskoye y Chartakskoye, salmueras de yodo-bromo - Chelekenskoye. La mayoría de las aguas de este tipo tienen una alta mineralización y son comunes en acuíferos profundos de cuencas artesianas. Cabe señalar que las reservas naturales de salmueras de valor industrial en nuestro país son importantes. Por ejemplo, sólo para la parte central de la cuenca artesiana de Moscú se estiman en 37,8 - 1015 m 3. Por lo tanto, las reservas probadas de dichas aguas constituyen una proporción muy pequeña de lo que se puede extraer del suelo. Lo mismo puede decirse del agua, que es materia prima química para el boro, el potasio, el rubidio, el cesio y el estroncio.

El uso integrado de las aguas subterráneas es un problema económico nacional importante, pero aún no resuelto de manera efectiva. Una mayor mejora de la tecnología para extraer componentes útiles del agua subterránea ampliará significativamente las posibilidades de uso práctico de materias primas hidrominerales. Como una de las fuentes de dichas materias primas, es necesario incluir aguas tecnogénicas (yacimientos petrolíferos, producción de sal, minas, etc.), ya que su procesamiento no solo producirá componentes industrialmente valiosos, sino que también contribuirá a la protección del medio ambiente.

Los recursos de aguas subterráneas para fines térmicos y energéticos no se han estudiado suficientemente. Sólo existen estimaciones de previsión de aguas termales para el territorio de la URSS realizadas por B.F. Mavritsky, por lo tanto, para áreas plegadas, estima los recursos previstos de aguas termales en 6,6 m 3 / s, y para la mezcla de vapor y agua, en 5 t / s. Las condiciones más favorables para el aprovechamiento del calor subterráneo se encuentran en la región de Kamchatka-Kuril, donde funciona la central geotérmica de Pauzhetskaya con una capacidad de unos 11 MW y se están explorando varios depósitos de agua termal (Mutnovskoye, Koshelevskoye, etc.).

Las cuencas artesianas tienen recursos significativamente mayores, por lo que dentro de las plataformas se calcula que su superficie es de aproximadamente 220 m 3 /s. Casi el 78% de ellas se encuentran en la región artesiana de Siberia Occidental.

A pesar de que los principales recursos de aguas termales se limitan a las zonas artesianas, su uso práctico es difícil debido a la alta mineralización del agua y a la falta de los indicadores geológicos y económicos necesarios de la rentabilidad de la explotación integrada de yacimientos de cientos de fuentes termales. aguas (Fig. 12 4). Sin embargo, por supuesto, hay perspectivas. Por ejemplo, la introducción de métodos intensivos para el desarrollo de depósitos de agua termal manteniendo la presión de los yacimientos, permitiendo la reinyección de agua mineralizada, puede ahorrar entre 130 y 140 millones de toneladas de combustible estándar. Esto permitirá a los hidrogeólogos hacer una contribución significativa a la implementación de sistemas. El programa energético de la URSS.

El material presentado en este capítulo nos permite concluir que nuestro país es excepcionalmente rico en recursos hídricos, y esta riqueza está determinada no solo por la abundancia de recursos, sino también por la variedad de tipos de agua para diferentes propósitos en nuestro país. Como en ningún otro país del mundo, existen todos los principales tipos de aguas mineromedicinales, de valor industrial y de energía térmica. En nuestro país se realizan búsquedas, exploración y explotación de yacimientos de diversos tipos de aguas subterráneas a una escala que se amplía cada año. . Con un mayor estudio de la hidrosfera subterránea, los hidrogeólogos encontrarán muchos fenómenos inesperados y previamente desconocidos. Esto estará asociado principalmente tanto con el desarrollo de la reposición artificial de las reservas de agua subterránea como con el aumento del impacto tecnogénico en la hidrosfera subterránea.

RESERVAS DE AGUA SUBTERRÁNEA (a. almacenamiento de agua subterránea; n. Untergrundwasservorrate; f. recursos en aguas subterráneas; i. reservas de aguas subterráneas): la cantidad de agua contenida en el acuífero en condiciones naturales o que ingresa a él como resultado de actividades de gestión del agua. El término “reservas de agua subterránea” a menudo también se refiere a la cantidad de agua que se puede utilizar. Existen varias clasificaciones de reservas de agua subterránea para estimar la cantidad de agua subterránea. La mayoría distingue entre los conceptos de “recursos” y “reservas”. El término "reservas" generalmente se refiere al volumen (masa) de agua subterránea y el término "recursos" se refiere al flujo de agua subterránea por unidad de tiempo. Hay reservas naturales y elásticas. Las reservas naturales (también llamadas estáticas, geológicas, seculares o capacitivas) de agua subterránea caracterizan en unidades volumétricas la cantidad total de agua en el acuífero, las reservas elásticas: la cantidad de agua liberada cuando se abre el acuífero y la presión del reservorio disminuye durante el bombeo. o auto-salida debido a la expansión volumétrica del agua y la reducción del espacio poroso de la propia formación.

En la práctica de la investigación hidrogeológica, normalmente se evalúan los recursos de aguas subterráneas naturales y operativas. Los recursos naturales (o reservas dinámicas) caracterizan la cantidad de recarga de agua subterránea debido a la infiltración de la precipitación atmosférica, la absorción de la escorrentía de los ríos y el desbordamiento de otros acuíferos, resumidos por el caudal o el espesor de la capa de agua que ingresa al agua subterránea. El valor promedio a largo plazo de la recarga de agua subterránea, menos la evaporación, es igual al valor de la escorrentía de agua subterránea, por lo tanto, en las evaluaciones regionales, los recursos naturales de agua subterránea a menudo se expresan mediante los valores promedio anual y mínimo de los módulos de escorrentía de agua subterránea.

Reservas (recursos) operativas de agua subterránea: la cantidad de agua que se puede extraer por unidad de tiempo de un acuífero mediante una toma de agua que sea racional en términos técnicos y económicos en un modo de funcionamiento determinado y con una calidad del agua que cumpla con los requisitos durante todo el período de diseño. de operación. Las reservas operativas (recursos) son uno de los principales criterios para la posibilidad y viabilidad del uso de aguas subterráneas para diversos fines. Al mismo tiempo, según la tradición establecida, en las evaluaciones regionales se suele utilizar el término "recursos operativos", y en las evaluaciones del suministro de agua de objetos específicos, "reservas operativas". Al evaluar las reservas operativas (recursos), la posibilidad de utilizar reservas naturales (incluidas las elásticas), recursos naturales, así como recursos atraídos (adicionales) generados directamente como resultado de la operación de las tomas de agua (atracción de aguas superficiales, aguas subterráneas de " se tienen en cuenta horizontes “improductivos”, etc.).

Una fuente importante para la formación de reservas operativas pueden ser las reservas y recursos artificiales creados mediante el bombeo de agua superficial a reservorios subterráneos naturales utilizando estructuras especiales, pérdidas por filtración de embalses y canales, infiltración de agua de riego en áreas irrigadas, etc. Los recursos (reservas) de agua dulce subterránea se determinan en áreas locales con el fin de suministrar agua a objetos específicos (ciudades, empresas) y grandes áreas, para lo cual se proporciona una evaluación regional de los recursos naturales y operativos con fines de planificación a largo plazo. de las posibilidades de utilización de las aguas subterráneas. La evaluación de las reservas operativas de agua subterránea en áreas locales se lleva a cabo sobre la base de trabajos de exploración hidrogeológica especiales o datos del funcionamiento de las tomas de agua existentes en relación con los depósitos de agua subterránea identificados o sus secciones individuales.

Las reservas explotables de agua subterránea, según el grado de conocimiento de la calidad del agua y las condiciones de operación, se dividen en 4 categorías: A, B, C1 y C2. La categoría A incluye reservas que han sido exploradas y estudiadas en detalle, asegurando un esclarecimiento completo de las condiciones de ocurrencia, estructura, valores de presión y propiedades de filtración de los acuíferos, condiciones de su recarga, posibilidades de reposición de reservas operativas, estableciendo la conexión de acuíferos entre sí y con aguas superficiales, estudiando la calidad de las aguas subterráneas con confiabilidad confirmando la posibilidad de su uso para un propósito determinado durante el período estimado de consumo de agua. Las reservas operativas de agua subterránea de categoría A se determinan en función de los datos de operación, bombeo experimental operacional o experimental en relación con el diseño previsto de las estructuras de captura. En la práctica moderna, al determinar las reservas de categoría A, se permite la extrapolación calculada de los resultados operativos y los datos experimentales.

La categoría B incluye reservas que han sido exploradas y estudiadas en detalle, asegurando el esclarecimiento de las principales características de las condiciones de ocurrencia, estructura y recarga de los acuíferos, el establecimiento de conexiones entre las aguas subterráneas (cuyas reservas se estiman) con otros acuíferos y con aguas superficiales, y la determinación de la cantidad aproximada de recursos hídricos naturales como posibles fuentes de reposición de las reservas operativas de aguas subterráneas. La calidad del agua subterránea debe estudiarse con el mismo detalle que para las reservas de categoría A. Las reservas operativas de categoría B se determinan dentro de los límites de un estudio detallado del área según datos experimentales de bombeo o mediante extrapolación calculada en relación con el agua prevista. esquema de admisión.

Las reservas de categoría C1 se estudian en detalle, proporcionando una comprensión general de la estructura, condiciones de ocurrencia y distribución de los acuíferos. La calidad del agua subterránea se estudia en la medida en que es posible decidir preliminarmente sobre la posibilidad de utilizarla para un propósito determinado. Las reservas se estiman basándose en datos de pruebas de bombeo de pozos individuales, así como por analogía con áreas similares.

La categoría C2 incluye reservas establecidas sobre la base de datos geológicos e hidrogeológicos generales, confirmados mediante pruebas del acuífero en puntos individuales o por analogía. La calidad del agua subterránea también se determina mediante muestras tomadas en puntos individuales del acuífero, o por analogía. Dentro de los complejos acuíferos se evalúan las reservas explotables de categoría C2 y se identifican estructuras favorables. Por primera vez en la práctica mundial se llevó a cabo una evaluación regional de los recursos naturales y explotables de aguas subterráneas. Los resultados de la evaluación muestran que los mayores recursos se caracterizan por las depresiones entre montañas y las depresiones al pie de las estribaciones en las regiones montañosas plegadas del país, que se caracterizan por condiciones favorables para la formación de aguas subterráneas. Los módulos de recursos operativos en estas áreas alcanzan los 10 l/s.km 2 o más, y los caudales de los grupos individuales superan varios m 3 /s (cuencas artesianas de Ararat, Chui, Issyk-Kul del abanico aluvial del pie de Gissar llanura, el valle de Ferganá, la depresión intermontana del norte y sur de Tien Shan, etc.). Se observan condiciones naturales favorables para la acumulación de agua subterránea en las grandes cuencas artesianas del tipo de plataforma (Moscú, Dnieper-Donets, Báltico, Siberia Occidental, etc.). Los módulos de recursos operativos varían de 1-2 a 3-5 l/s.km 2, los caudales de las tomas de agua de grupo se miden en cientos de l/s, en los valles de los ríos, hasta 1 m 3/s.

Las condiciones hidrogeológicas más desfavorables se caracterizan por los escudos cristalinos del Báltico y Ucrania, algunas zonas de los Urales del Norte y del Sur, Siberia, el Extremo Norte, el Noreste, el Lejano Oriente, el Centro, etc. Módulos de recursos operativos en la mayor parte del territorio de estos zonas no superan los 0,1 l/s.km 2 , sólo en zonas más regadas alcanzan los 1-2 l/s.km 2 .

En el CCCP, de acuerdo con los fundamentos de la legislación sobre aguas, el uso de agua dulce subterránea no relacionada, por regla general, no está permitido, y solo en áreas donde no hay fuentes superficiales, pero existen suficientes reservas explotables de agua dulce subterránea. , ¿Es posible utilizarlo para otros fines con un permiso especial de las agencias gubernamentales que regulan el uso y la protección de los recursos hídricos? Sobre la distribución y uso de minerales y

En nuestro estado, todos los recursos minerales pertenecen al pueblo y su uso es posible mediante una licencia especial. Para obtener dicho permiso, primero deberá obtener una licencia de minería. Este procedimiento va precedido de la inscripción, que se basa en una evaluación.

La evaluación de las reservas de agua subterránea es un trabajo complejo que permite evaluar la cantidad de agua extraída, su idoneidad y calidad. En esta etapa también se determina un posible régimen de captación de agua que no tendrá un impacto negativo en el estado de las aguas subterráneas y el medio ambiente.

Trabajo en progreso

El trabajo consta de determinadas actividades:

recopilación de datos de archivo, análisis de las condiciones hidrogeológicas del subsuelo en un área específica;
análisis de aguas subterráneas y características ambientales;
trabajos de filtración experimentales;
trabajar para monitorear el régimen hídrico.

Una vez recopilados todos los datos, se procesa la información recibida y se realiza el trabajo de campo. Se realizan cálculos y modelizaciones hidrogeológicas. Finalmente, se genera un informe para evaluar las reservas de agua subterránea.

Categorías de reservas de aguas subterráneas según su grado de conocimiento.

A - confirma que la toma de agua tiene experiencia operativa comprobada.
B - confirma el hecho del bombeo experimental.
C1: indica que se han realizado estudios hidrogeológicos y se han obtenido datos calculados positivos.
C2: se puede asignar a áreas de gran superficie, sin referencia a una ubicación específica de toma de agua.

La evaluación de las reservas de agua subterránea con la asignación de las dos primeras categorías da derecho a la toma de agua en los volúmenes especificados en el informe con una licencia por 25 años.

La categoría C1 es beneficiosa para la futura ingesta de agua. Esto significa que con la introducción gradual de la producción, la categoría A o B puede considerarse como la primera etapa y la C1 como base para el futuro. La categoría también es beneficiosa en los casos en que en una determinada zona las reservas de agua que se pueden extraer sin dañar el medio ambiente están llegando a su fin. Aunque las licencias de esta categoría no se expiden por períodos prolongados (no más de 5 años), todos los trabajos de diseño y construcción se pueden completar durante este tiempo. Sujeto a reevaluación al finalizar.

Métodos de trabajo de reconocimiento.

La evaluación de los recursos de aguas subterráneas implica varias actividades. Después de recibir un pronóstico positivo, el sitio pasa a la categoría prometedora. Se inician los trabajos de reconocimiento, que constan de las siguientes etapas.

Reconocimiento preliminar

En esta etapa se estudian las características del sitio y su estructura geológica. Se realizan evaluaciones cuantitativas y cualitativas, se estudian las fuentes de formación de reservas. Se justifica el esquema de construcción más racional. De hecho, se determina la ubicación general y se averigua si puede proporcionar la potencia declarada.

Reconocimiento detallado

Se pasa a la segunda etapa sólo si el sitio es realmente prometedor para uso industrial.

La exploración detallada implica determinar la categoría con la máxima precisión y calcular el nivel de reservas de cara al futuro próximo. Son estos datos los que se necesitan para diseñar la VSU. El sitio se estudia en busca de fenómenos hidrodinámicos naturales (es decir, si puede haber deslizamientos de tierra y deslizamientos de tierra en el sitio), se mide la magnitud y el grado de su congelación. La categoría de perforabilidad también depende de estos indicadores.

Inteligencia operativa

Este tipo de trabajo presupone un desarrollo industrial estable del lugar con trabajos de investigación paralelos:

estudiar posibles condiciones para la formación de un embudo de depresión;
el control estacionario del nivel del agua se realiza en el suelo;
se realiza un estudio cualitativo del agua, cuánto cambia durante un período determinado (mes, año), se realiza un pronóstico para períodos futuros;
Se planean las medidas necesarias para reponer las reservas a fin de proteger la capa de agua del agotamiento, y una serie de otras medidas.

La evaluación de las reservas operativas de agua subterránea es una etapa muy importante en el proceso de captación de agua subterránea. Si comparamos los minerales sólidos y el agua subterránea, estas últimas son de naturaleza dinámica, es decir, el agua cambia constantemente en composición, calidad y cantidad. No es posible calcular la cantidad de agua una vez y contar siempre con un determinado volumen de consumo de agua. La cantidad de entradas y salidas depende de muchos factores que deben estudiarse y analizarse constantemente.

¿Quién realiza la evaluación de las reservas de agua subterránea?

A nivel legislativo, la responsabilidad de evaluar el agua recae en el usuario del subsuelo. Está claro que una persona común y corriente no puede realizar ese trabajo por sí sola, por lo que recurre a organizaciones que se dedican a ese trabajo.

El usuario del subsuelo está obligado a obtener dos licencias:

para estudio geológico;
para la extracción de aguas subterráneas.

Las licencias deben obtenerse secuencialmente. Primero el trabajo de exploración y sólo después la producción. Todo usuario de aguas subterráneas debe comprender que las regulaciones imponen responsabilidad por el uso de agua sin licencia. El usuario del subsuelo no está exento de la obligación de obtener permisos, incluso si el pozo se formó hace 100 años o se convirtió en propiedad junto con el terreno. Aunque la ley permite el uso de un pozo sin licencia si solo cubre las necesidades de una familia en particular y no se utiliza a escala industrial. Un pozo no puede servir como fuente de suministro de agua para varios hogares. En otros casos, se deben realizar trabajos para evaluar las reservas de agua subterránea y obtener una licencia. Si esto no se lleva a cabo, las acciones se rigen por las normas del Código Administrativo.

¿A qué debe prestar atención al seleccionar un contratista?

Hoy en día, muchas empresas ofrecen servicios de investigación hidrogeológica sin siquiera contar con dichos empleados en su plantilla. La evaluación de las reservas de agua subterránea debe ser realizada exclusivamente por un especialista especializado, por lo que es mejor buscar un profesional que una organización. Lo mejor es que tenga a sus espaldas no sólo un diploma en hidrogeología, sino también publicaciones en literatura especializada. Un geólogo debe haber implementado prácticamente proyectos e informes aprobados.

Todavía existe un gran riesgo de contactar con una organización secundaria y no obtener la cantidad deseada de consumo de agua. Este problema, por supuesto, se elimina cuando se trabaja en un pozo ya terminado y todas las medidas están dirigidas exclusivamente a legalizar el uso del agua.

¿Por qué es necesario reevaluar las reservas de captación de agua?

La evaluación y revalorización de las reservas de agua subterránea es un procedimiento geológico complejo, cuya dirección principal es el uso racional del subsuelo existente. El agua dulce es un recurso valioso que requiere una protección humana constante.

La revalorización de las aguas subterráneas no siempre obedece únicamente a razones económicas. En algunas regiones, el agua subterránea es la única fuente de suministro de agua, por lo que no hay dudas sobre la viabilidad de este enfoque. El trabajo de reevaluación implica proteger los acuíferos de la degradación y el agotamiento. La calidad del agua se controla constantemente. Se está estudiando la influencia de factores naturales y artificiales en el grado de contaminación.

Riesgos empresariales

Cabe recordar que la evaluación de las reservas de agua subterránea puede ser negativa, pero se necesitarán importantes inversiones financieras antes de obtener un resultado positivo. Es posible que, según el informe, se demuestre que la captación de agua industrial no es económicamente viable para la producción industrial. Por tanto, este tipo de actividad empresarial es bastante arriesgado.

- Composición química de las aguas subterráneas. - Agua mineral. - Origen de las aguas subterráneas. Formación de aguas subterráneas. - Extracción de aguas subterráneas. Licencia de aguas subterráneas.

Aguas subterráneas: reservas de aguas subterráneas, recursos de aguas subterráneas.

El agua subterránea forma parte de la hidrosfera del planeta (2% del volumen) y participa en el ciclo general del agua en la naturaleza. Las reservas de agua subterránea aún no se han explorado en su totalidad. Ahora los datos oficiales muestran una cifra de 60 millones de kilómetros cúbicos, pero los hidrogeólogos están seguros de que en las entrañas de la Tierra existen colosales depósitos de agua subterránea inexplorados y que la cantidad total de agua que contienen puede ascender a cientos de millones de metros cúbicos.

El agua subterránea se encuentra en pozos a profundidades de hasta varios kilómetros. Dependiendo de las condiciones en las que se presenta el agua subterránea (como temperatura, presión, tipos de rocas, etc.), puede estar en estado sólido, líquido o gaseoso. Según V. I. Vernadsky, el agua subterránea puede existir hasta una profundidad de 60 km debido a que las moléculas de agua, incluso a una temperatura de 2000 o C, están disociadas sólo un 2%.

Lea sobre las reservas de agua subterránea: Océanos de agua bajo tierra. ¿Cuánta agua hay en la Tierra?

Al evaluar las aguas subterráneas, además del concepto de “reservas de agua subterránea”, se utiliza el término “recursos de agua subterránea”, que caracteriza la recarga del acuífero.

Clasificación de reservas y recursos de aguas subterráneas:

1. Las reservas naturales – el volumen de agua gravitacional contenida en los poros y grietas de las rocas acuíferas. Recursos naturales – la cantidad de agua subterránea que ingresa al acuífero en condiciones naturales a través de la infiltración de la precipitación atmosférica, la filtración de los ríos y el desbordamiento de los acuíferos ubicados más arriba y más abajo.

2. Acciones artificiales - este es el volumen de agua subterránea en el embalse, formado como resultado del riego, la filtración de los embalses y la reposición artificial del agua subterránea. Recursos artificiales es el caudal de agua que ingresa al acuífero durante la filtración desde canales y embalses en áreas irrigadas.

3. Recursos atraídos - este es el caudal de agua que ingresa al acuífero con una mayor recarga de agua subterránea causada por el funcionamiento de las estructuras de toma de agua.

4. Conceptos reservas operativas Y recursos operativos son, en esencia, sinónimos. Se refieren a la cantidad de agua subterránea que se puede obtener mediante estructuras de toma de agua técnica y económicamente racionales en un modo de funcionamiento determinado y con una calidad de agua que cumpla con los requisitos durante todo el período estimado de consumo de agua.

Según el grado de mineralización general, se distinguen las aguas (según V.I. Vernadsky):

fresco (hasta 1 g/l),
salobre (1 -10 g/l),
salado (10-50 g/l),
Salmueras (más de 50 g/l): en varias clasificaciones se acepta el valor de 36 g/l, que corresponde a la salinidad media de las aguas del Océano Mundial.

En las cuencas de la Plataforma de Europa del Este, el espesor de la zona de agua subterránea dulce varía de 25 a 350 m, agua salada - de 50 a 600 m, salmuera - de 400 a 3000 m.

La clasificación anterior indica cambios significativos en la mineralización del agua, desde decenas de miligramos hasta cientos de gramos por 1 litro de agua. Recientemente se ha encontrado en la cuenca de Irkutsk el valor máximo de mineralización, que alcanza 500-600 g/l.

Para obtener más información sobre la composición química del agua subterránea, las propiedades químicas del agua subterránea, la clasificación por composición química, los factores que influyen en la composición química del agua subterránea y otros aspectos, lea un artículo aparte: Composición química de las aguas subterráneas.

Agua subterránea: origen y formación de aguas subterráneas.

Según su origen, las aguas subterráneas son:

1) infiltración,
2) condensación,
3) sedimentogénico,
4) “juvenil” (o magmogénico),
5) artificiales,
6) metamorfogénico.

Agua subterránea - temperatura del agua subterránea.

Según la temperatura, las aguas subterráneas se dividen en frías (hasta +20 °C) y térmicas (de +20 a +1000 °C). Las aguas termales suelen caracterizarse por un alto contenido de diversas sales, ácidos, metales, elementos radiactivos y de tierras raras.

Según la temperatura, las aguas subterráneas son:

Las aguas frías subterráneas se dividen en:

sobreenfriado (por debajo de 0°C),
frío (de 0 a 20 °C)

Las aguas termales subterráneas se dividen en:

cálido (20 – 37 °C),
caliente (37 – 50 °C),
muy caliente (50 – 100 °C),
sobrecalentado (más de 100 °C).

La temperatura del agua subterránea también depende de la profundidad de los acuíferos:

1. Aguas subterráneas y aguas interestratales poco profundas experimentan fluctuaciones estacionales de temperatura.
2. Aguas subterráneas que se encuentran al nivel de la zona de temperaturas constantes., mantener una temperatura constante durante todo el año, igual a la temperatura media anual de la zona.

Allá, donde las temperaturas medias anuales son negativas, el agua subterránea en la zona de temperatura constante se encuentra en forma de hielo durante todo el año. Así se forma el permafrost (“permafrost”).
En areas donde la temperatura media anual es positiva, el agua subterránea en la zona de temperatura constante, por el contrario, no se congela ni siquiera en invierno.

3. Agua subterránea que circula por debajo de la zona de temperatura constante., calentado por encima de la temperatura media anual de la zona y debido al calor endógeno. La temperatura del agua en este caso está determinada por la magnitud del gradiente geotérmico y alcanza valores máximos en zonas de vulcanismo moderno (Kamchatka, Islandia, etc.), en las zonas de las dorsales oceánicas, alcanzando temperaturas de 300-4000C. . El agua subterránea de alta temperatura en zonas de vulcanismo moderno (Islandia, Kamchatka) se utiliza para calentar viviendas, construir plantas de energía geotérmica, calentar invernaderos, etc.

Agua subterránea: métodos para buscar agua subterránea.

evaluación geomorfológica de la zona,
investigación geotérmica,
radonometria,
perforación de pozos exploratorios,
estudiar núcleos extraídos de pozos en condiciones de laboratorio,
bombeo experimental de pozos,
Geofísica de exploración terrestre (prospección sísmica y eléctrica) y registro de pozos.

Agua subterránea – extracción de agua subterránea.

Una característica importante del agua subterránea como mineral es la naturaleza continua del consumo de agua, que requiere la selección constante de agua del subsuelo en una cantidad determinada.

Al determinar la viabilidad y racionalidad de la extracción de aguas subterráneas, se tienen en cuenta los siguientes factores:

Reservas totales de agua subterránea,
El flujo anual de agua hacia los acuíferos,
Propiedades de filtración de rocas acuíferas.
profundidad del nivel,
Condiciones técnicas de funcionamiento.

Por lo tanto, incluso con grandes reservas de agua subterránea y un flujo anual significativo hacia los acuíferos, la extracción de agua subterránea no siempre es racional desde un punto de vista económico.

Por ejemplo, la extracción de aguas subterráneas será irracional en los siguientes casos:

caudales de pozos muy pequeños;
complejidad técnica de la operación (lijado, deposición de sal en pozos, etc.);
falta del equipo de bombeo necesario (por ejemplo, cuando se opera con aguas industriales o termales agresivas).

El agua subterránea de alta temperatura en zonas de vulcanismo moderno (Islandia, Kamchatka) se utiliza para calentar viviendas, construir plantas de energía geotérmica, calentar invernaderos, etc.

En este artículo examinamos el tema Aguas subterráneas: características generales. Leer más: Historia de los estudios de aguas subterráneas.

La capa de agua de la Tierra, la hidrosfera, está formada por agua subterránea, humedad atmosférica, glaciares y cuerpos de agua superficiales, incluidos océanos, mares, lagos, ríos y pantanos. Todas las aguas de la hidrosfera están interconectadas y en un ciclo continuo.

La composición principal de la hidrosfera es agua salada. El agua dulce representa menos del 3% del volumen total. Las cifras son arbitrarias, ya que los cálculos sólo tienen en cuenta las reservas probadas. Mientras tanto, según los hidrogeólogos, en las capas profundas de la Tierra existen colosales depósitos de agua subterránea, cuyos depósitos aún no se han descubierto.

Las aguas subterráneas como parte de los recursos hídricos del planeta

El agua subterránea es agua contenida en rocas sedimentarias portadoras de agua que forman la capa superior de la corteza terrestre. Dependiendo de las condiciones ambientales, como temperatura, presión, tipos de rocas, el agua se encuentra en estado sólido, líquido o vapor. La clasificación de las aguas subterráneas depende directamente de los suelos que forman la corteza terrestre, su capacidad de humedad y su profundidad. Las capas de rocas saturadas de agua se denominan "acuíferos".

Los acuíferos de agua dulce se consideran uno de los recursos estratégicos más importantes.

Características y propiedades del agua subterránea.

Existen acuíferos no confinados, delimitados por una capa de rocas impermeables debajo y llamados aguas subterráneas, y acuíferos a presión, ubicados entre dos capas impermeables. Clasificación de las aguas subterráneas por tipo de suelo saturado de agua:

poroso, que se encuentra en las arenas;
fisuras que llenan huecos en rocas duras;
karst, que se encuentra en piedra caliza, yeso y rocas similares solubles en agua.

El agua, un disolvente universal, absorbe activamente las sustancias que componen las rocas y está saturada de sales y minerales. Dependiendo de la concentración de sustancias disueltas en el agua, se distinguen agua dulce, salobre, salada y salmueras.

Tipos de agua en la hidrosfera subterránea.

El agua subterránea se encuentra en estado libre o ligado. El agua subterránea libre incluye agua a presión y sin presión que puede moverse bajo la influencia de fuerzas gravitacionales. Las aguas asociadas incluyen:

agua de cristalización, químicamente incluida en la estructura cristalina de los minerales;
agua higroscópica y en forma de película, unida físicamente a la superficie de partículas minerales;
agua en estado sólido.

Reservas de agua subterránea

El agua subterránea representa aproximadamente el 2% del volumen de toda la hidrosfera del planeta. El término “reservas de agua subterránea” significa:

La cantidad de agua contenida en la capa de suelo saturada de agua son reservas naturales. La reposición de los acuíferos se produce debido a los ríos, las precipitaciones y el flujo de agua de otras capas saturadas de agua. Al evaluar las reservas de agua subterránea, se tiene en cuenta el volumen medio anual de flujo de agua subterránea.
El volumen de agua que se puede utilizar cuando se abre el acuífero son reservas elásticas.

Otro término, "recursos", denota reservas operativas de agua subterránea o el volumen de agua de una calidad determinada que se puede extraer de un acuífero por unidad de tiempo.

Contaminación de las aguas subterráneas

Los expertos clasifican la composición y el tipo de contaminación de las aguas subterráneas de la siguiente manera:

Contaminación química

Los efluentes líquidos no tratados y los desechos sólidos de las empresas industriales y agrícolas contienen diversas sustancias orgánicas e inorgánicas, incluidos metales pesados, productos derivados del petróleo, pesticidas tóxicos, fertilizantes para el suelo y reactivos para carreteras. Los productos químicos penetran en los acuíferos a través de aguas subterráneas y pozos que no están adecuadamente aislados de las formaciones adyacentes saturadas de agua. La contaminación química de las aguas subterráneas está muy extendida.

Contaminantes biológicos

Las aguas residuales domésticas no tratadas, las tuberías de alcantarillado defectuosas y los campos de filtración ubicados cerca de pozos de agua pueden convertirse en fuentes de contaminación de los acuíferos con microorganismos patógenos. Cuanto mayor sea la capacidad de filtración de los suelos, más lenta será la propagación de la contaminación biológica de las aguas subterráneas.

Resolviendo el problema de la contaminación de las aguas subterráneas.

Teniendo en cuenta que las causas de la contaminación de las aguas subterráneas son de naturaleza antropogénica, las medidas para proteger los recursos de aguas subterráneas de la contaminación deberían incluir el monitoreo de las aguas residuales domésticas e industriales, la modernización de los sistemas de tratamiento y eliminación de aguas residuales, la limitación de las descargas de aguas residuales en cuerpos de agua superficiales, la creación de zonas de protección del agua y mejorar las tecnologías de producción.