logo1-color


Защита кандидатской диссертации Козак Н.С.

На заседании диссертационного совета при РГГРУ им. С. Орджоникидзе успешно прошла защита кандидатской диссертации Козак Натальи Сергеевны на тему «Обоснование форсированного режима эксплуатации подземных вод в маловодные периоды при их совместном использовании с поверхностными водами для водоснабжения г.Владивосток» на соискание научной степени кандидата геолого-минералогических наук.

Научный руководитель: Грабовников Валерий Аркадьевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор 

Научный консультант: Боревский Борис Владимирович, доктор геолого-минералогических наук, профессор 

Официальные оппоненты: Алексеев Владимир Сергеевич, доктор технических наук, профессор, гл. научный сотрудник ОАО «НИИ ВОДГЕО»; Пугач Семен Лазаревич, кандидат геолого-минералогических наук, начальник отдела подземных вод Центра ГМСН ФГУГП «Гидроспецгеология» 

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение Российской академии наук Институт водных проблем РАН (ИВП РАН)

 

Актуальность работы.

В диссертационной работе обосновывается возможность покрытия дефицита водоснабжения при совместном использовании подземных и поверхностных вод в маловодные периоды за счет интенсификации режима работы подземного водозабора. Водоснабжение многих городов России и всего мира основывается на совместном использовании подземных и поверхностных вод. Ресурсы поверхностных вод во многом зависят от климатических факторов. В критические маловодные периоды эксплуатация поверхностных вод зачастую не обеспечивает потребности в воде. Подземные воды обладают большими регулирующей способностью и инерционностью, поэтому они менее подвержены влиянию климата, что позволяет активнее использовать их для покрытия дефицита водообеспечения в маловодные периоды Интенсификация режима работы подземного водозабора (форсированный водоотбор) - эффективный метод повышения надежности водообеспечения городов, использующих для водоснабжения совместно поверхностные и подземные воды и страдающих от их дефицита в периодически повторяющиеся маловодные годы. Ярким примером реализации такого подхода является проектируемое использование подземных вод Раздольненского участка Пушкинского месторождения подземных вод для повышения надежности водоснабжения г. Владивосток. В настоящее время водоснабжение г. Владивосток ведется из поверхностных источников. Общая величина балансовых запасов подземных вод Раздольненского участка составляет 124.5 тыс. м3/сут и недостаточна для покрытия дефицита водоснабжения в критические маловодные периоды, при нехватке поверхностных водных ресурсов. Вместе с тем, в годы нормальной водности поверхностные воды почти полностью обеспечивают водоснабжение города. Методом математического моделирования доказывается возможность форсированного режима работы водозабора с производительностью до 250 тыс. м3/сут в маловодный год. Это позволяет полностью покрыть дефицит водоснабжения города за счет совместного использования подземных и поверхностных вод.

Цель и задачи исследований.

Цель данной работы – обоснование возможности форсированного отбора подземных вод в маловодные годы, с его последующим снижением в годы нормальной водности, с восполнением сработанных запасов.

Для реализации поставленной цели были решены следующие задачи:

  • разработка типизации водозаборных систем совместного использования поверхностных и подземных вод для обоснования выбора наиболее эффективной схемы водообеспечения г. Владивосток в условиях неустойчивого климата;
  • исследование существующих и потенциальных источников покрытия потребности в воде г. Владивосток, в том числе баланса эксплуатационных запасов подземных вод, состоящих на госучете, с оценкой отдельных возможных составляющих и суммы располагаемых водных ресурсов в периоды разной водности, анализ возможного соотношения использования подземных и поверхностных вод в годы разной водности;
  • обоснование принципиальной возможности форсированного водоотбора подземных вод в маловодные годы с последующим восполнением избыточно сработанных запасов в многоводные годы;
  • разработка пространственно-временной геофильтрационной модели Раздольненского участка, позволяющей оценить источники формирования эксплуатационных запасов и их изменения во времени, а также возможность трансформации соотношения их балансовых составляющих в условиях периодического форсированного водоотбора;
  • обоснование и решение прогнозных задач с разными режимами работы водозабора – в условиях форсированного водоотбора и последующего восстановления сработанных запасов с целью выбора и обоснования наиболее рационального режима эксплуатации.

Объект и методика исследований.

Объектом исследований является Раздольненский участок Пушкинского месторождения подземных вод. Его форсированная эксплуатация позволит в маловодные периоды решить проблему водоснабжения г. Владивосток. На этом примере показана необходимость детального изучения баланса эксплуатационных запасов подземных вод с целью оценки регулирующей роли емкости водоносного горизонта и трансформации балансовых составляющих в условиях форсированной эксплуатации.

Методика исследований включает в себя изучение и анализ существующих типов водозаборных систем совместного использования подземных и поверхностных вод, обработку результатов разведки и оценки запасов подземных вод Раздольненского участка, проведенных ранее, гидрологических исследований, результатов строительства водозабора, сбор и анализ современных метеорологических данных, обоснование и разработку пространственно-временной геофильтрационной модели, изучение с помощью решения обратных и прогнозных задач источников формирования эксплуатационных запасов и возможности их изменения при разных режимах работы водозабора.

Научная новизна.

Предложена типизация совместного использования подземных и поверхностных вод, охватывающая широкий спектр систем использования водных ресурсов и эффективная для разработки новых и оптимизации существующих вариантов для погашения дефицита водопотребления в маловодные периоды.

На основе анализа роли и доли подземных вод в проектном балансе водоснабжения г. Владивосток обоснован оптимальный вариант системы совместного использования подземных и поверхностных вод для водоснабжения для г. Владивосток и доказана возможность покрытия дефицита водных ресурсов в маловодные периоды за счет форсированного водоотбора подземных вод.

Обоснована возможность форсированного водоотбора подземных вод за счет повышения использования емкостных запасов в маловодные периоды и их восполнения в многоводные периоды при последующем снижении водоотбора.

Впервые для Раздольненского участка Пушкинского месторождения подземных вод создана пространственно-временная геофильтрационная модель, позволяющая оценить роль балансовых составляющих в формировании эксплуатационных запасов и их трансформацию при форсировано-восстановительном режиме эксплуатации, на базе которой были разработаны и реализованы соответствующие проектные решения.