Réserves d'eau souterraine. Ressources en eaux souterraines en Fédération de Russie

cycle hydrogéologique eaux de surface

Pour l’évaluation régionale des ressources naturelles en eau douce eaux souterraines la méthode hydrologique-hydrogéologique de division de l'hydrogramme est utilisée débit de la rivière sur les alimentations, développées par B.I. Kudelin (voir Fig. 7.8). Grâce à cette méthode, dans les années 60, le débit souterrain moyen à long terme dans les rivières, ou les ressources naturelles en eaux souterraines douces dans une zone d'échange d'eau intensif, ont été déterminés. Leur valeur totale pour le territoire de l'URSS est estimée à 32 924 m 3 /s, soit environ 22 % du débit total du fleuve. Ce chiffre n'a pas été précisé les années suivantes.

Les modèles de répartition des ressources naturelles sur le territoire de l'URSS sont présentés dans le diagramme (voir Fig. 7.9), qui montre les modules moyens à long terme du flux souterrain. Leurs valeurs, comme nous l'avons déjà noté (chapitre 7), reflètent l'influence conditions climatiques - zonage géographique. Alors, dans régions du nord(bassins versants à Beloye et Mer de Barents) ils atteignent 1,5 - 3,0 l/(s-km2), et dans le sud (bassins d'écoulement de Chernoe et mer Caspienne) ne dépassent pas 0,5-0,1 l/(s-km2).

La répartition des écoulements souterrains est également influencée par l'influence du relief, et surtout zone altitudinale, qui régule les changements du paysage et des conditions climatiques et le degré de dissection du relief dans différentes zones d'altitude. Avec l’altitude, le ruissellement souterrain augmente généralement suite à une augmentation de la quantité de précipitations et du degré de drainage des complexes aquifères. Ainsi, dans les régions des contreforts du Caucase, les valeurs du module de ruissellement souterrain ne dépassent généralement pas 1 l/(s-km2), dans les régions de moyenne et haute montagne, elles augmentent jusqu'à 10- 20 l/(s-km2). Sur les hautes terres du Valdaï et de la Volga, le module de ruissellement souterrain est légèrement supérieur à celui des plaines adjacentes - 2-3 et 1,0-1,5 l/(s X km2), respectivement.

D'importantes ressources naturelles en eaux souterraines se forment dans les zones de développement karstique. Ainsi, sur le plateau d'Oufa, composé de roches karstiques du Permien inférieur, le module de ruissellement souterrain atteint 4 l/(s-km2). Dans les zones voisines où le karst n'est pas apparu, ses valeurs sont de 1,5 à 2,0 l/(s-km2). L'écoulement souterrain est particulièrement intensifié dans les zones de montagnes karstiques (Oural, Crimée, Caucase).

Des conditions très favorables se développent également dans les zones composées de dépôts de sable et de galets très perméables, par exemple dans les panaches des contreforts, où les modules de ruissellement souterrains atteignent plusieurs dizaines de litres par seconde pour 1 km 2. D'importantes ressources en eaux souterraines se forment dans les zones de leur recharge en marge des bassins artésiens situés dans la zone climatique humide. Les modules de débit souterrain dans ces zones sont de 3 à 4 l/(s-km2).

Les ressources naturelles en eaux souterraines sont considérablement réduites dans les zones de développement du permafrost, où la recharge par infiltration des eaux souterraines est difficile. Au nord de la plate-forme de Sibérie orientale, le module d'écoulement souterrain ne dépasse pas 0,5 l/(s-km2). Les zones où se développe le pergélisol se caractérisent par la formation de barrages de glace qui accumulent les ruissellements souterrains en hiver. La fonte des dépôts de glace augmente le débit d’étiage des rivières en été.

Pouce. 10 a indiqué la différence entre les concepts de ressources naturelles et de réserves naturelles d'eaux souterraines. Le premier caractérise le débit et le second - le volume des eaux souterraines dans l'horizon, la structure complexe. Considérons maintenant les schémas de répartition des réserves naturelles d'eaux souterraines.

Les réserves naturelles d'eaux souterraines de notre planète sont très importantes, mais leur évaluation est une tâche difficile, car les paramètres calculés sont pris trop approximativement. Rappelons que lors du calcul du volume de l'hydrosphère souterraine, des problèmes se posent également. grandes difficultés- une approche différente de la comptabilité différents types Et états de phase eau. La profondeur pour laquelle les quantités d'eau dans la lithosphère sont calculées varie également considérablement. Par exemple, A. Polderwart et V.F. Les Derp-golts ont déterminé le volume de l'hydrosphère souterraine à respectivement 840 et 1 050 millions de km3. Apparemment, ces chiffres seront affinés à l’avenir, mais il est important que nous prêtions attention à l’ordre des chiffres.

Réserves totales d'eaux souterraines douces sur la planète M.I. Lvovich est estimé à environ 4 millions de km3. Comme on le voit, cette valeur ne représente que 0,4 à 0,5 % du volume total de l'hydrosphère souterraine, qui est dominée par l'eau salée et les saumures. Les réserves naturelles d'eau douce souterraine sur le territoire de l'URSS s'élèvent à environ 0,6 à 0,7 million de km3. Ce chiffre nécessite des précisions supplémentaires, puisque l'épaisseur moyenne de la zone d'eau douce est supposée être conditionnellement égale à 200 m.

La répartition des réserves naturelles d'eau douce souterraine dans tout notre pays est très inégale. Leurs plus grands volumes se sont accumulés dans des bassins artésiens aux sédiments très perméables qui présentent une épaisseur importante de zone d'eau douce. Cette situation se développe dans les dépressions du Baïkal, au nord de Sakhaline, au sud-est Sibérie occidentale. Pour une évaluation comparative des réserves naturelles, le concept de leur module est introduit - la quantité d'eau (millions de m3) qui peut être obtenue à partir de 1 km 2 de la superficie de l'aquifère lorsqu'il est drainé. Les plus grands modules de réserves naturelles d'eau douce souterraine (jusqu'à 20 millions de m3/km2) sont observés dans les panaches des contreforts. Asie centrale, Kazakhstan méridional, Ciscaucasie. Ainsi, la valeur de ce module dans l'aquifère Buchak de la dépression Dniepr-Donetsk atteint 5 millions de m3/km2.

De nombreuses régions se caractérisent par de très petites réserves d’eau douce souterraine. Il s'agit tout d'abord des zones de développement du pergélisol, où la zone d'eau douce est gelée. Leurs réserves sont également faibles dans les zones de développement des processus de salinisation continentale (Kazakhstan central, région de la mer d'Aral, bassin caspien), dans les zones de répartition des roches à faible perméabilité (Bouclier Baltique).

Pouce. 10, la formulation des réserves opérationnelles d'eaux souterraines a été donnée, c'est-à-dire la quantité d'eau qui peut être extraite du sous-sol, en respectant certaines exigences relatives au mode de fonctionnement. Évaluation régionale des réserves opérationnelles d'eaux souterraines - effectuée dans l'ordre de prévision selon technique spécialeà l'aide de modélisation, y compris sur ordinateur. Cette évaluation a été réalisée pour 25 bassins artésiens ; leurs réserves opérationnelles sont de 4050 m 3 /s. Ces bassins comprenaient les bassins de Moscou, Azov-Kuban, Dniepr-Donets, Sibérie occidentale, Irkoutsk, Mer Noire, Baltique, Terek-Kuma, Fergana, etc. Parallèlement, une évaluation indicative des réserves opérationnelles d'eaux souterraines a été réalisée pour l'ensemble du territoire. de l'URSS. Ces travaux ont été réalisés par des associations de géologie de production sous la direction scientifique et méthodologique de VSEGINGEO.

Les réserves exploitables prévues d'eau douce souterraine sont estimées pour le territoire de l'Union Soviétique à 10 300 m 3 /s. Ils représentent environ 90 % des ressources naturelles. Les schémas de répartition des réserves opérationnelles d'eaux souterraines dans différentes conditions structurelles et hydrogéologiques sont à peu près les mêmes que pour les ressources naturelles. Les plus grandes réserves d'eau douce exploitables sont concentrées dans les bassins artésiens de type plate-forme (Moscou, Volga-Kama, Dniepr-Donets, Kulundino-Barnaul, etc.) et dans les bassins artésiens de type intermontagneux et contreforts (Caucase, Tien Shan, Altaï , sud Extrême Orient).

Une comparaison de la teneur en eau du territoire est réalisée en termes de réserves opérationnelles. Les plus grands modules de réserves exploitables sont caractérisés par des bassins intermontagnards et des cônes alluviaux. Dans les bassins artésiens de l'Ararat, Chui, Issyk-Kul, Fergana, cônes alluviaux du Caucase et du Tien Shan, ils atteignent 210 l/(s-km2). La productivité des prises d'eau individuelles atteint plusieurs mètres cubes par seconde. De tels captages d'eau sont capables de répondre aux besoins grandes villes, les entreprises industrielles et les systèmes d'irrigation.

Les réserves prévues sont vérifiées par l'exploration hydrogéologique des gisements d'eau souterraine. L'exploration est effectuée chaque année sur plus de 1 000 sites. Les résultats d'exploration sont approuvés, comme indiqué au chapitre. 10, en GKZ ou TKZ. Si l'on compare les réserves approuvées avec celles prévues, il apparaît clairement qu'il existe des possibilités considérables d'étendre l'approvisionnement en eau à partir des eaux souterraines. Pour le territoire de l'URSS, l'exploration hydrogéologique n'a développé qu'environ 12 % des réserves totales prévues (soit environ 1 200 m 3 /s). Sur ce montant, 320 à 350 m 3 /s sont consacrés à l'approvisionnement en eau des villes, 180 à 200 m 3 /s aux installations rurales et 200 m 3 /s à l'irrigation des terres. Au total, cela représente 700-750 m 3 /s, soit 7 % des réserves prévisionnelles. Cela indique un potentiel important pour étendre l’utilisation des eaux souterraines douces à diverses fins pratiques. Mais il convient de garder à l'esprit qu'un faible taux d'utilisation est observé dans les zones bien arrosées et que dans les zones au climat aride et à faible disponibilité en eau, il se rapproche du maximum et dépasse généralement 50 à 60 %.

Des modules de réserves opérationnelles jusqu'à 2-5 l/(s-km2) sont observés dans de nombreux bassins artésiens de type plate-forme - Moscou, Dniepr-Donetsk, Baltique, Chulym-Yenisei, etc. Leurs valeurs les plus élevées sont établies dans les rivières vallées, zones de développement de roches à teneur en eau accrue ( calcaires karstiques, dépôts de graviers et de sables). Lors de l'exploitation de certaines prises d'eau, une augmentation de leur productivité se produit en raison de l'afflux d'eaux de surface et d'eaux souterraines provenant d'autres horizons. Dans certains cas, cela contribue à améliorer la qualité des eaux exploitées (réduction de la dureté et de la minéralisation, déferrisation, etc.), mais le phénomène inverse est souvent observé, notamment lorsque, lors du drainage des horizons supérieurs, des eaux salées sont puisées dans les profondeurs.

Modules de réserves opérationnelles d'eaux souterraines douces dans les zones sans conditions favorables leur formation ne dépasse généralement pas 0,1 l/(s-km2). Cette situation est observée dans le sud de l'Oural en Kazakhstan central, Donbass, région caspienne, etc., mais même dans ces conditions, vous pouvez trouver des zones à forte teneur en eau des roches. Il s'agit de zones de perturbations tectoniques, de zones de roches karstiques et de vallées de grands fleuves.

L'évaluation des ressources et réserves en eaux souterraines n'est pas effectuée uniquement à des fins d'approvisionnement en eau. Elle est également réalisée pour identifier les schémas de répartition des accumulations d'eaux minérales médicinales, industriellement précieuses et énergétiques thermiques, ainsi que pour déterminer le potentiel de leur exploitation.

Parmi eaux médicinales valeur la plus élevée contiennent des eaux carboniques, sulfurées d'hydrogène, iodées, bromées et radon. Ils sont utilisés pour le traitement directement dans les stations balnéaires et dans les hôpitaux balnéo, ainsi que dans de nombreux domaines pour la mise en bouteille de l'eau et l'utilisation de ces eaux comme eaux de table médicinales. Plus de 500 gisements d'eau minérale sont exploités sur le territoire de l'Union soviétique. Leur réseau est en constante expansion. Chaque année, les réserves d'eaux minérales de 10 à 15 gisements exploités sont explorées et calculées, de nouveaux gisements et gisements d'eaux minérales sont découverts.

Les réserves opérationnelles d'eau carbonique dans notre pays sont d'environ 100 mille m3/jour. Les eaux carbonées gravitent vers les zones de volcanisme moderne et jeune (Carpates, Caucase, Tien Shan, Monts Sayan, Transbaïkalie, Primorye, Kamtchatka). Les plus célèbres parmi les grands gisements de dioxyde de carbone se trouvent dans le Caucase (Kislovodskoye, Essentukskoye, Borzhomskoye).

Les réserves d'exploitation d'eau sulfurée d'hydrogène dépassent 35 000 m3/jour. Leurs plus grandes réserves sont formées dans les gisements de gypse-anhydrite et de pétrole et de gaz des dépressions intermontagnardes, des creux marginaux et des zones de plates-formes associées. Il s'agit principalement des Pré-Carpates, Transcarpates, Indolo-Kuban, Terek-Caspienne, Amudarya, Pre-Kopet Dag, les creux du Pré-Oural, de nombreuses dépressions intermontagnardes (Kura, Rion, Fergana, etc.), la région Volga-Oural, certaines zones de la plaque scythe. Les plus grandes réserves d'eau sulfurée d'hydrogène se trouvent dans les champs de Ma-tsesta (région de Sotchi) et de Kemeri (Baltique).

Les eaux iodées et bromurées se forment dans les horizons profonds des bassins artésiens de type plate-forme. Leurs réserves opérationnelles sont estimées à environ 11 mille m3/jour. [I] L'un des plus grands gisements d'eaux bromurées est Starorusskoye, situé au sud du lac. Ilmen.

Les réserves opérationnelles d'eau de radon sont d'environ 7 mille m3/jour. Dans la plupart des cas, les eaux à radon apparaissent dans les zones de développement de roches intrusives acides et de leurs dérivés filoniens.

Parmi les autres types d’eaux minérales médicinales utilisées dans notre pays, il convient également de noter qu’elles sont ferrugineuses et arsenicales. Leurs réserves opérationnelles sont nettement inférieures à celles évoquées ci-dessus.

L'utilisation des eaux souterraines comme matières premières chimiques s'effectue dans tailles limitées. Des exemples de gisements de saumures bromées sont Krasnokamskoye, les eaux salées iodées - Semi-gorskoye et Chartakskoye, les saumures iodées-brome - Chelekenskoye. La plupart des eaux de ce type ont une minéralisation élevée et sont courantes dans les aquifères profonds des bassins artésiens. Il convient de noter que les réserves naturelles de saumures à valeur industrielle dans notre pays sont importantes. Par exemple, uniquement pour la partie centrale du bassin artésien de Moscou, elles sont estimées entre 37,8 et 1 015 m 3. Les réserves prouvées de ces eaux ne constituent donc qu’une très petite proportion de ce qui peut être extrait du sous-sol. On peut en dire autant des eaux, qui sont des matières premières chimiques pour le bore, le potassium, le rubidium, le césium, le strontium.

L’utilisation intégrée des eaux souterraines constitue un problème économique national important, mais qui n’est pas encore efficacement résolu. Une nouvelle amélioration de la technologie d'extraction des composants utiles des eaux souterraines élargira considérablement les possibilités d'utilisation pratique des matières premières hydrominérales. Comme l'une des sources de ces matières premières, il est nécessaire d'attirer les eaux technogéniques (gisement de pétrole, production de sel, mines, etc.), car leur traitement permettra non seulement d'obtenir des composants de valeur industrielle, mais contribuera également à la protection environnement.

Les ressources en eaux souterraines destinées à la production de chaleur et d’électricité n’ont pas été suffisamment étudiées. Il n'existe que des estimations prévisionnelles des eaux thermales pour le territoire de l'URSS réalisées par B.F. Mavritsky Ainsi, pour les zones plissées, il estime les ressources prévues en eaux thermales à 6,6 m 3 / s, et pour le mélange vapeur-eau - à 5 t / s. Les conditions les plus favorables à l'utilisation de la chaleur souterraine se trouvent dans la région du Kamtchatka-Kourile, où la centrale géothermique de Pauzhetskaya fonctionne avec une capacité d'environ 11 MW et où un certain nombre de gisements d'eau thermale sont en cours d'exploration (Mutnovskoye, Koshelevskoye, etc.).

Les bassins artésiens ont des ressources nettement plus importantes. Ainsi, dans les zones de plate-forme, elles sont estimées à environ 220 m 3 /s. Près de 78 % d'entre eux sont situés dans la région artésienne de la Sibérie occidentale.

Bien que les principales ressources en eaux thermales soient confinées aux zones artésiennes, leur utilisation pratique difficile en raison de la forte minéralisation de l'eau, du manque d'indicateurs géologiques et économiques nécessaires à la rentabilité de l'exploitation intégrée de centaines de gisements d'eau thermale (Fig. 12 4). Cependant, bien sûr, il existe des perspectives. Par exemple, l'introduction de méthodes intensives de développement des gisements d'eau thermale avec maintien de la pression des réservoirs, permettant la réinjection d'eau minéralisée, peut économiser 130 à 140 millions de tonnes de carburant standard. Cela permettra aux hydrogéologues d'apporter une contribution significative à la mise en œuvre de ces techniques. le programme énergétique de l'URSS

Le matériel présenté dans ce chapitre nous permet de conclure que notre pays est exceptionnellement riche en ressources en eau, et cette richesse est déterminée non seulement par l'abondance des ressources, mais aussi par la variété des types d'eau destinés à différents usages dans notre pays, comme aucun autre pays au monde, on y trouve tous les principaux types d'eaux minérales médicinales, industrielles et thermiques. Recherche, exploration et exploitation des gisements différents types la recherche sur les eaux souterraines est menée à une échelle qui augmente chaque année. Avec une étude plus approfondie de l'hydrosphère souterraine, les hydrogéologues rencontreront de nombreux phénomènes auparavant inconnus et inattendus. Cela sera principalement associé à la fois au développement de la reconstitution artificielle des réserves d'eau souterraine et à l'impact technogénique accru sur l'hydrosphère souterraine.

RÉSERVES D'EAU SOUTERRAINE (a. stockage d'eau souterraine; n. Untergrundwasservorrate; f. ressources en eaux souterraines; i. reservas de aguas subterraneas) - la quantité d'eau contenue dans un aquifère dans des conditions naturelles ou qui y pénètre à la suite d'activités de gestion de l'eau. Le terme « réserves d’eau souterraine » fait souvent référence à la quantité d’eau pouvant être utilisée. Il existe un certain nombre de classifications des réserves d'eau souterraine pour estimer la quantité d'eau souterraine. La plupart d'entre eux distinguent les notions de « ressources » et de « réserves ». Le terme « réserves » fait généralement référence au volume (masse) d'eau souterraine en , et le terme « ressources » fait référence au débit d'eau souterraine par unité de temps. Il existe des réserves naturelles et élastiques. Les réserves naturelles (également appelées statiques, géologiques, séculaires ou capacitives) des eaux souterraines sont caractérisées en unités volumétriques. quantité totale eau dans un aquifère, réserves élastiques - la quantité d'eau libérée lorsqu'un aquifère est ouvert et la pression du réservoir dans celui-ci diminue pendant le pompage ou l'auto-écoulement en raison de expansion volumétrique l'eau et réduisant l'espace poreux de la formation elle-même.

Dans la pratique de la recherche hydrogéologique, les ressources en eaux souterraines naturelles et opérationnelles sont généralement évaluées. Les ressources naturelles (ou réserves dynamiques) caractérisent la quantité de recharge des eaux souterraines due à l'infiltration des précipitations atmosphériques, à l'absorption du ruissellement des rivières et au débordement d'autres aquifères, résumée par le débit ou l'épaisseur de la couche d'eau entrant dans les eaux souterraines. La valeur annuelle moyenne de la recharge des eaux souterraines, moins l'évaporation, est égale à la valeur du ruissellement souterrain. Par conséquent, dans les évaluations régionales, les ressources naturelles en eaux souterraines sont souvent exprimées en moyenne annuelle et valeurs minimales modules de drainage souterrains.

Réserves d'eau souterraine d'exploitation (ressources) - la quantité d'eau qui peut être extraite par unité de temps d'un aquifère en utilisant un prélèvement d'eau rationnel en termes techniques et économiques dans un mode de fonctionnement donné et avec une qualité d'eau répondant aux exigences pendant toute la période de conception de fonctionnement. Les réserves d'exploitation (ressources) sont l'un des principaux critères de possibilité et de faisabilité d'utiliser les eaux souterraines à diverses fins. Dans le même temps, selon la tradition établie, dans les évaluations régionales, le terme « ressources opérationnelles » est généralement utilisé, et dans les évaluations pour l'approvisionnement en eau d'objets spécifiques, « réserves opérationnelles ». Lors de l'évaluation des réserves opérationnelles (ressources), la possibilité d'utiliser des réserves naturelles (y compris élastiques), des ressources naturelles, ainsi que des ressources attirées (supplémentaires) générées directement à la suite de l'exploitation des prises d'eau (attraction des eaux de surface, des eaux souterraines de « horizons « improductifs », etc.) est pris en compte .).

Une source importante pour la formation de réserves opérationnelles peut être les réserves artificielles et les ressources créées par le pompage des eaux de surface dans des réservoirs souterrains naturels à l'aide de structures spéciales, les pertes de filtration des réservoirs et des canaux, l'infiltration de l'eau d'irrigation dans les zones irriguées, etc. Les ressources (réserves) d'eau douce souterraine sont déterminées par zones locales aux fins de l'approvisionnement en eau d'objets spécifiques (villes, entreprises) et grandes surfaces, pour lequel une évaluation régionale des ressources naturelles et exploitables est réalisée afin de planification prospective possibilités d'utilisation des eaux souterraines. L'évaluation des réserves opérationnelles d'eau souterraine dans les zones locales est effectuée sur la base de travaux particuliers d'exploration hydrogéologique ou de données issues de l'exploitation des prises d'eau existantes en relation avec les gisements d'eau souterraine identifiés ou leurs sections individuelles.

Les réserves d'eaux souterraines exploitables, selon le degré de connaissance de la qualité de l'eau et des conditions d'exploitation, sont réparties en 4 catégories - A, B, C1 et C2. La catégorie A comprend les réserves qui ont été explorées et étudiées en détail, assurant une clarification complète des conditions d'occurrence, de la structure, des valeurs de pression et des propriétés de filtration des aquifères, des conditions de leur recharge, des possibilités de reconstitution des réserves opérationnelles, établissant la connexion de aquifères entre eux et avec eaux de surface, étude de la qualité des eaux souterraines avec fiabilité confirmant la possibilité de leur utilisation dans un but donné pour la période estimée de consommation d'eau. Les réserves d'exploitation des eaux souterraines de catégorie A sont déterminées sur la base des données d'exploitation, d'exploitation expérimentale ou de pompage expérimental en relation avec la disposition prévue des ouvrages de captage. DANS pratique moderne Lors de la détermination des réserves de catégorie A, l'extrapolation calculée des résultats d'exploitation et des données expérimentales est autorisée.

La catégorie B comprend les réserves qui ont été explorées et étudiées en détail, assurant la clarification des principales caractéristiques des conditions d'occurrence, de structure et de recharge des aquifères, l'établissement de connexions entre les eaux souterraines (dont les réserves sont estimées) avec d'autres aquifères et avec les eaux de surface, et la détermination de la quantité approximative de ressources en eau naturelles comme sources possibles de reconstitution des réserves opérationnelles d'eaux souterraines. La qualité des eaux souterraines doit être étudiée avec le même détail que pour les réserves de catégorie A. Les réserves d'exploitation de catégorie B sont déterminées dans le cadre d'une étude détaillée du territoire selon des données expérimentales de pompage ou par extrapolation calculée par rapport à l'eau prévue. schéma d'admission.

Les réserves de catégorie C1 sont étudiées en détail pour garantir que aperçu général structure, conditions d'occurrence et répartition des aquifères. La qualité des eaux souterraines est étudiée dans la mesure où il est possible de décider au préalable de la possibilité de les utiliser dans un but donné. Les réserves sont estimées sur la base des données de pompage d'essai de puits individuels, ainsi que par analogie avec des zones similaires.

La catégorie C2 comprend les réserves établies sur la base de données géologiques et hydrogéologiques générales, confirmées par des tests de l'aquifère en des points individuels, ou par analogie. La qualité des eaux souterraines est également déterminée par des échantillons prélevés en des points individuels de l'aquifère, ou par analogie. Les réserves exploitables de catégorie C2 sont évaluées au sein des complexes aquifères et des structures favorables identifiées. Une évaluation régionale des ressources en eaux souterraines naturelles et exploitables a été réalisée pour la première fois dans la pratique mondiale. Les résultats de l'évaluation montrent que les plus grandes ressources caractérisé par des dépressions intermontagneuses et des creux de contreforts dans les régions montagneuses plissées du pays, caractérisées par des conditions favorables à la formation des eaux souterraines. Les modules de ressources opérationnelles dans ces zones atteignent 10 l/s.km 2 ou plus, et les débits des groupes individuels dépassent plusieurs m 3 /s (bassins artésiens d'Ararat, Chui, Issyk-Kul du cône alluvial du contrefort de Gissar plaine, la vallée de Fergana, la dépression intermontagneuse du Nord et du Sud du Tien Shan, etc.). Des conditions naturelles favorables à l'accumulation des eaux souterraines sont observées dans les grands bassins artésiens de type plateforme (Moscou, Dniepr-Donets, Baltique, Sibérie occidentale, etc.). Les modules de ressources opérationnelles vont de 1-2 à 3-5 l/s.km 2, les débits des prises d'eau collectives sont mesurés en centaines de l/s, dans les vallées fluviales - jusqu'à 1 m 3/s.

Les conditions hydrogéologiques les plus défavorables sont caractérisées par les boucliers cristallins baltes et ukrainiens, certaines zones de l'Oural du Nord et du Sud, la Sibérie, l'Extrême-Nord, le Nord-Est, l'Extrême-Orient, le Centre, etc. Des modules de ressources opérationnelles dans la majeure partie du territoire de ces les zones ne dépassent pas 0,1 l/s.km 2 , seulement dans les zones plus arrosées atteignant 1-2 l/s.km 2 .

Dans le CCCP, conformément aux principes fondamentaux de la législation sur l'eau, l'utilisation d'eaux souterraines douces non liées, en règle générale, n'est pas autorisée, et uniquement dans les zones où il n'y a pas de sources de surface, mais où il existe des réserves exploitables suffisantes d'eau souterraine douce. , est-il possible de l'utiliser à d'autres fins sur une base spéciale autorisation agences gouvernementales réglementer l'utilisation et la protection ressources en eau. Sur la distribution et l'utilisation des minéraux et

Dans notre État, toutes les ressources minérales appartiennent au peuple et leur utilisation est possible sur la base d'une licence spéciale. Afin d’obtenir un tel permis, vous devrez d’abord obtenir un permis minier. Cette procédure est précédée d'une inscription qui repose sur une évaluation.

Évaluation des réserves d'eau souterraine - travaux complexes, qui permettent d'évaluer la quantité d'eau produite, sa pertinence et sa qualité. A ce stade, un éventuel régime de prise d'eau est également déterminé, qui n'aura pas d'impact sur influence négative sur l'état des eaux souterraines et de l'environnement.

Avancement des travaux

Le travail comprend certaines activités :

collecte de données d'archives, analyse des conditions hydrogéologiques du sous-sol dans une zone spécifique ;
analyse des eaux souterraines et des caractéristiques environnementales;
travaux de filtration expérimentaux;
travailler à la surveillance du régime des eaux.

Après avoir collecté toutes les données, les informations reçues sont traitées et des travaux de terrain sont effectués. Des calculs et modélisations hydrogéologiques sont réalisés. Enfin, un rapport est généré pour évaluer les réserves en eaux souterraines.

Catégories de réserves d'eau souterraine selon le degré de leurs connaissances

A - confirme que la prise d'eau a une expérience d'exploitation prouvée.
B - confirme le fait d'un pompage expérimental.
C1 - indique que des études hydrogéologiques ont été réalisées et que des données calculées positives ont été obtenues.
C2 - peut être attribué à des zones de grande superficie, sans référence à un emplacement de prise d'eau spécifique.

L'évaluation des réserves d'eau souterraine avec attribution des deux premières catégories donne droit au prélèvement d'eau dans les volumes précisés dans le rapport avec une autorisation de 25 ans.

La catégorie C1 est bénéfique pour les futurs apports d’eau. Cela signifie qu'avec l'introduction progressive de la production, la catégorie A ou B peut être considérée comme la première étape, et la catégorie C1 comme le fondement de l'avenir. Cette catégorie est également avantageuse dans les cas où, dans une zone particulière, les réserves d'eau pouvant être extraites sans nuire à l'environnement touchent à leur fin. Bien que les licences de cette catégorie ne soient pas délivrées pour de longues périodes (pas plus de 5 ans), pendant cette période, toutes les conceptions et travaux de construction. Sous réserve de réévaluation à la fin.

Méthodes de travail de reconnaissance

L'évaluation des ressources en eaux souterraines implique plusieurs activités. Après réception d'une prévision positive, le site passe dans la catégorie prometteuse. Les travaux de reconnaissance commencent et comprennent les étapes suivantes.

Reconnaissances préliminaires

A ce stade, les caractéristiques du site sont étudiées, ses structure géologique. Quantitatif et évaluation qualitative, les sources de formation des réserves sont étudiées. Le plus schéma rationnel construction L'essentiel est de déterminer l'emplacement général et de déterminer s'il peut fournir la puissance déclarée.

Reconnaissance détaillée

Ils ne passent à la deuxième étape que si le site est réellement prometteur pour une utilisation industrielle.

L'exploration détaillée consiste à déterminer la catégorie avec une précision maximale et à calculer le niveau des réserves dans une perspective d'avenir proche. Ce sont ces données qui sont nécessaires à la conception du VSU. Le site est étudié pour les phénomènes hydrodynamiques naturels (c'est-à-dire s'il peut y avoir des glissements de terrain et des glissements de terrain sur le site), l'ampleur et le degré de leur gel sont mesurés. La catégorie de forabilité dépend également de ces indicateurs.

Intelligence opérationnelle

Ce type de travaux suppose un développement industriel stable du site avec des travaux de recherche parallèles :

étudier les conditions possibles pour la formation d'un entonnoir de dépression ;
une surveillance stationnaire du niveau d'eau est effectuée au sol ;
effectué recherche qualitative l'eau, son évolution sur une certaine période (mois, année), une prévision est faite pour les périodes futures ;
sont prévus mesures nécessaires reconstituer les réserves pour protéger la couche d'eau de l'épuisement, et un certain nombre d'autres mesures.

L’estimation des réserves opérationnelles d’eaux souterraines est très étape importante en cours de prise d’eau souterraine. Si l’on compare les minéraux solides et les eaux souterraines, ces dernières sont de nature dynamique, c’est-à-dire que l’eau change constamment en composition, en qualité et en quantité. Il n'est pas possible de calculer une seule fois la quantité d'eau et de toujours compter sur un certain volume de consommation d'eau. Le montant des sorties et des entrées dépend de nombreux facteurs qui doivent être constamment étudiés et analysés.

Qui réalise l’évaluation des réserves en eaux souterraines ?

Au niveau législatif, la responsabilité de l'évaluation de l'eau est attribuée à l'utilisateur du sous-sol. C'est clair que personne ordinaire ne peut pas effectuer un tel travail par lui-même, il se tourne donc vers les organisations engagées dans un tel travail.

L'utilisateur du sous-sol doit obtenir deux licences :

pour l'étude géologique;
pour l'extraction des eaux souterraines.

Les licences doivent être obtenues séquentiellement. D’abord les travaux d’exploration et ensuite seulement la production. Chaque utilisateur d’eau souterraine doit comprendre que la réglementation impose une responsabilité en cas d’utilisation de l’eau sans permis. L'utilisateur du sous-sol n'est pas dispensé de l'obligation d'obtenir des permis, même si le puits a été formé il y a 100 ans ou est devenu une propriété avec terrain. Bien que la loi autorise l'utilisation d'un puits sans permis s'il ne couvre que les besoins d'une famille particulière et n'est pas utilisé à l'échelle industrielle. Un puits ne peut pas servir de source d’approvisionnement en eau pour plusieurs ménages. Dans les autres cas, des travaux doivent être effectués pour évaluer les réserves en eaux souterraines et une autorisation doit être obtenue. Si cela n'a pas été réalisé, les actions relèvent des normes du Code administratif.

À quoi faut-il faire attention lors du choix d’un entrepreneur ?

Aujourd'hui, de nombreuses entreprises proposent des services de recherche hydrogéologique sans même avoir de tels employés dans leur effectif. L'évaluation des réserves en eaux souterraines doit être réalisée exclusivement par un spécialiste spécialisé, il est donc préférable de faire appel à un professionnel plutôt qu'à une organisation. Il est préférable qu'il ait non seulement un diplôme en hydrogéologie, mais également des publications dans la littérature spécialisée. Un géologue doit avoir mis en œuvre des projets pratiquement et approuvé des rapports.

Il y a aussi gros risque contactez une organisation non essentielle et n'obtenez pas la quantité de consommation d'eau souhaitée. Ce problème, bien entendu, est éliminé lorsque des travaux sont effectués sur un puits déjà achevé et que toutes les mesures visent exclusivement à légaliser l'utilisation de l'eau.

Pourquoi est-il nécessaire de réévaluer les réserves de prélèvement d’eau ?

L'évaluation et la réévaluation des réserves d'eau souterraine sont une procédure géologique complexe dont l'orientation principale est l'utilisation rationnelle du sous-sol existant. L'eau douce est une ressource précieuse qui nécessite une protection humaine constante.

La revalorisation des eaux souterraines n’a pas toujours que des raisons économiques. Dans certaines régions, les eaux souterraines constituent la seule source d’approvisionnement en eau, la faisabilité de cette approche ne fait donc aucun doute. Les travaux de réévaluation consistent à protéger les aquifères contre la dégradation et l’épuisement. Réalisé surveillance constante sur la qualité de l’eau. L'influence des facteurs naturels et anthropiques sur le degré de pollution est à l'étude.

Risques entrepreneuriaux

Il convient de rappeler que l'évaluation des réserves en eaux souterraines peut être négative, mais avant d'obtenir résultat positif Vous devrez investir des ressources financières considérables. Il est possible que, selon les données du rapport, il soit prouvé que le captage d'eau industrielle n'est pas pratique dans sens économique pour la production industrielle. C'est pourquoi ce type activité entrepreneuriale est assez risqué.

- Composition chimique des eaux souterraines. - Eaux minérales. - Origine des eaux souterraines. Formation d'eaux souterraines. - Extraction des eaux souterraines. Permis pour les eaux souterraines.

Eaux souterraines – réserves d’eaux souterraines, ressources en eaux souterraines.

Les eaux souterraines font partie de l’hydrosphère de la planète (2 % du volume) et participent au cycle général de l’eau dans la nature. Les réserves d'eau souterraine n'ont pas encore été entièrement explorées. Aujourd'hui, les données officielles indiquent un chiffre de 60 millions de kilomètres cubes, mais les hydrogéologues sont convaincus que dans les entrailles de la Terre se trouvent d'énormes gisements d'eau souterraine inexplorés et que la quantité totale d'eau qu'ils contiennent peut atteindre des centaines de millions de mètres cubes.

Les eaux souterraines se trouvent dans des forages situés à des profondeurs pouvant atteindre plusieurs kilomètres. En fonction des conditions dans lesquelles les eaux souterraines se produisent (telles que la température, la pression, les types rochers etc.), ils peuvent être à l’état solide, liquide et gazeux. D'après V.I. Vernadsky, les eaux souterraines peuvent exister jusqu'à une profondeur de 60 km du fait que les molécules d'eau, même à une température de 2000 o C, ne sont dissociées que de 2 %.

Apprenez-en davantage sur les réserves d’eau souterraines : Océans d’eau souterraine. Quelle quantité d’eau y a-t-il sur Terre ?

Lors de l'évaluation des eaux souterraines, en plus de la notion de « réserves d'eau souterraine », on utilise le terme « ressources en eau souterraine », qui caractérise la recharge de l'aquifère.

Classification des réserves et ressources en eaux souterraines :

1. Réserves naturelles – le volume d’eau gravitationnelle contenue dans les pores et fissures des roches aquifères. Ressources naturelles – la quantité d'eau souterraine entrant dans l'aquifère dans des conditions naturelles par infiltration des précipitations atmosphériques, filtration des rivières, débordement des aquifères situés plus haut et plus bas.

2. Actions artificielles - il s'agit du volume d'eau souterraine dans le réservoir, formé à la suite de l'irrigation, de la filtration des réservoirs et de la reconstitution artificielle des eaux souterraines. Ressources artificielles est le débit d'eau entrant dans l'aquifère lors de la filtration des canaux et des réservoirs des zones irriguées.

3. Ressources attirées - il s'agit du débit d'eau entrant dans la nappe aquifère avec une recharge accrue des eaux souterraines provoquée par le fonctionnement des ouvrages de prise d'eau.

4. Concepts réserves opérationnelles Et ressources opérationnelles sont, par essence, des synonymes. Ils désignent la quantité d'eau souterraine qui peut être obtenue par des ouvrages de captage d'eau techniquement et économiquement rationnels dans un mode de fonctionnement donné et avec une qualité d'eau répondant aux exigences pendant toute la période estimée de consommation d'eau.

Selon le degré de minéralisation générale, on distingue les eaux (selon V.I. Vernadsky) :

frais (jusqu'à 1 g/l),
saumâtre (1 -10 g/l),
salé (10-50 g/l),
saumures (plus de 50 g/l) - dans un certain nombre de classifications, la valeur de 36 g/l est acceptée, correspondant à la salinité moyenne des eaux de l'océan mondial.

Dans les bassins de la Plate-forme est-européenne, l'épaisseur de la zone d'eau souterraine douce varie de 25 à 350 m, l'eau salée - de 50 à 600 m, la saumure - de 400 à 3000 m.

La classification ci-dessus indique des changements importants dans la minéralisation de l'eau - de dizaines de milligrammes à des centaines de grammes pour 1 litre d'eau. La valeur maximale de minéralisation, atteignant 500 – 600 g/l, a été trouvée dans dernièrement dans le bassin d'Irkoutsk.

Pour plus d'informations sur la composition chimique des eaux souterraines, propriétés chimiques eaux souterraines, classification par composition chimique, facteurs influençant la composition chimique des eaux souterraines et d'autres aspects, lire dans un article séparé : Composition chimique des eaux souterraines.

Eaux souterraines - origine et formation des eaux souterraines.

Selon leur origine, les eaux souterraines sont :

1) infiltrations,
2) condensation,
3) sédimentogène,
4) « juvénile » (ou magmogène),
5) artificiel,
6) métamorphogène.

Eaux souterraines - température des eaux souterraines.

En fonction de la température, les eaux souterraines sont divisées en eaux froides (jusqu'à +20 °C) et thermales (de +20 à +1 000 °C). Les eaux thermales se caractérisent généralement par une teneur élevée en divers sels, acides, métaux, éléments radioactifs et terres rares.

Selon la température, les eaux souterraines sont :

Les eaux souterraines froides sont divisées en :

surfondu (en dessous de 0°C),
froid (de 0 à 20 °C)

Les eaux thermales souterraines sont divisées en :

chaud (20 – 37 °C),
chaud (37 – 50 °C),
très chaud (50 – 100 °C),
surchauffé (plus de 100 °C).

La température des eaux souterraines dépend également de la profondeur des aquifères :

1. Eaux souterraines et eaux interstratales peu profondes expérience variations saisonnières température.
2. Eaux souterraines situées au niveau de la zone de températures constantes, maintenir une température constante tout au long de l’année, égale à la température annuelle moyenne de la zone.

Là, où les températures annuelles moyennes sont négatives, les eaux souterraines dans la zone de températures constantes sont sous forme de glace toute l'année. C'est ainsi qu'il se forme pergélisol(« pergélisol »).
Dans les zones où la température annuelle moyenne est positive, les eaux souterraines dans la zone de températures constantes, au contraire, ne gèlent pas même en hiver.

3. Les eaux souterraines circulant sous la taille température constante , chauffé au-dessus de la température moyenne annuelle de la zone et dû à la chaleur endogène. Température de l'eau dans dans ce cas déterminé par l'ampleur du gradient géothermique et atteint valeurs maximales dans les zones de volcanisme moderne (Kamtchatka, Islande, etc.), dans les zones de dorsales médio-océaniques, atteignant des températures de 300 à 4 000 °C. Les eaux souterraines à haute température dans les zones de volcanisme moderne (Islande, Kamtchatka) sont utilisées pour chauffer les maisons, construire des centrales géothermiques, chauffer les serres, etc.

Eaux souterraines - méthodes de recherche des eaux souterraines.

évaluation géomorphologique de la zone,
recherche géothermique,
radonométrie,
forage de puits d'exploration,
étudier les carottes extraites des puits en conditions de laboratoire,
pompage expérimental à partir de puits,
géophysique d'exploration du sol (prospection sismique et électrique) et diagraphie de puits

Eaux souterraines – extraction des eaux souterraines.

Une caractéristique importante des eaux souterraines en tant que minéral est la nature continue de la consommation d'eau, qui nécessite la sélection constante d'eau du sous-sol en une quantité donnée.

Lors de la détermination de la faisabilité et de la rationalité de l'extraction des eaux souterraines, les facteurs suivants sont pris en compte :

Réserves totales d'eaux souterraines,
Le débit annuel d'eau dans les aquifères,
Propriétés de filtration des roches aquifères,
Profondeur de niveau,
Conditions techniques d'exploitation.

Ainsi, même avec de grandes réserves d'eau souterraine et un débit annuel important dans les aquifères, l'extraction des eaux souterraines n'est pas toujours rationnelle d'un point de vue économique.

Par exemple, le captage des eaux souterraines sera irrationnel dans les cas suivants :

très faibles débits de puits ;
complexité technique de l'exploitation (ponçage, dépôt de sel dans les puits, etc.) ;
manque d'équipement de pompage nécessaire (par exemple, lors de l'exploitation d'eaux industrielles ou thermales agressives).

Les eaux souterraines à haute température dans les zones de volcanisme moderne (Islande, Kamtchatka) sont utilisées pour chauffer les maisons, construire des centrales géothermiques, chauffer les serres, etc.

Dans cet article, nous avons examiné le sujet des eaux souterraines : caractéristiques générales. Lire la suite : Histoire des études sur les eaux souterraines.

La coquille d'eau de la Terre - l'hydrosphère - est formée par les eaux souterraines, l'humidité atmosphérique, les glaciers et les masses d'eau de surface, notamment les océans, les mers, les lacs, les rivières et les marécages. Toutes les eaux de l'hydrosphère sont interconnectées et suivent un cycle continu.

La composition principale de l’hydrosphère est l’eau salée. L'eau douce représente moins de 3 % du volume total. Les chiffres sont arbitraires puisque les calculs ne prennent en compte que les réserves prouvées. Pendant ce temps, selon les hydrogéologues, dans les couches profondes de la Terre se trouvent des réservoirs colossaux d'eaux souterraines, dont les gisements n'ont pas encore été découverts.

Les eaux souterraines comme partie des ressources en eau de la planète

Les eaux souterraines sont l'eau contenue dans les roches sédimentaires aquifères qui constituent la couche supérieure de la croûte terrestre. Selon les conditions environnementales, telles que la température, la pression, les types de roches, l'eau est à l'état solide, liquide ou vapeur. La classification des eaux souterraines dépend directement des sols qui composent la croûte terrestre, de leur capacité hydrique et de leur profondeur. Les couches de roches saturées d’eau sont appelées « aquifères ».

Aquifères avec eau douce considérée comme l’une des ressources stratégiques les plus importantes.

Caractéristiques et propriétés des eaux souterraines

Il existe des aquifères non confinés, délimités par une couche de roches imperméables en dessous et appelées eaux souterraines, et des aquifères sous pression, situés entre deux couches imperméables. Classification des eaux souterraines par type de sol saturé en eau :

poreux, présent dans les sables ;
des fissures qui remplissent les vides des roches dures ;
karst, trouvé dans le calcaire, le gypse et les roches hydrosolubles similaires.

L'eau, solvant universel, absorbe activement les substances qui composent les roches et est saturée de sels et de minéraux. En fonction de la concentration des substances dissoutes dans l'eau, on distingue les substances fraîches, saumâtres, eau salée et des saumures.

Types d'eau dans l'hydrosphère souterraine

L'eau souterraine est gratuite ou état lié. Les eaux souterraines libres comprennent l’eau sous pression et sans pression qui peut se déplacer sous l’influence des forces gravitationnelles. Les eaux associées comprennent :

eau de cristallisation, chimiquement incluse dans structure cristalline minéraux;
eau hygroscopique et filmique, physiquement associée à la surface des particules minérales ;
eau à l'état solide.

Réserves d'eau souterraine

Les eaux souterraines représentent environ 2 % du volume de l'ensemble de l'hydrosphère de la planète. Le terme « réserves d’eaux souterraines » désigne :

La quantité d'eau contenue dans la couche de sol saturée en eau constitue une réserve naturelle. La reconstitution des aquifères se produit grâce aux rivières, aux précipitations et à l'écoulement de l'eau provenant d'autres couches saturées d'eau. Lors de l'évaluation des réserves d'eau souterraine, le volume annuel moyen du débit d'eau souterraine est pris en compte.
Le volume d'eau pouvant être utilisé lors de l'ouverture de la nappe est constitué de réserves élastiques.

Un autre terme - « ressources » - désigne les réserves opérationnelles d'eaux souterraines ou le volume d'eau d'une qualité donnée qui peut être extrait d'un aquifère par unité de temps.

Pollution des eaux souterraines

Les experts classent la composition et le type de pollution des eaux souterraines comme suit :

Pollution chimique

Déchets liquides non traités et déchets solides les entreprises industrielles et agriculture contiennent divers produits biologiques et substances inorganiques, y compris métaux lourds, produits pétroliers, pesticides toxiques, engrais pour sols, réactifs routiers. Produits chimiques pénétrer dans les aquifères par les eaux souterraines et les puits mal isolés des strates adjacentes saturées d’eau. Pollution chimique les eaux souterraines sont largement distribuées.

Contaminants biologiques

Les eaux usées domestiques non traitées, les conduites d'égout défectueuses et les champs de filtration situés à proximité des puits d'eau peuvent devenir des sources de contamination des aquifères par des micro-organismes pathogènes. Plus la capacité de filtration des sols est élevée, plus la propagation de la contamination biologique des eaux souterraines est lente.

Résoudre le problème de la pollution des eaux souterraines

Étant donné que les causes de la pollution des eaux souterraines sont de nature anthropique, les mesures visant à protéger les ressources en eaux souterraines contre la pollution devraient inclure la surveillance des eaux usées domestiques et industrielles, la modernisation des systèmes de traitement et de recyclage. eaux usées, limiter les rejets d'eaux usées dans les masses d'eau de surface, créer des zones de protection des eaux, améliorer les technologies de production.