МЕТОД ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ АНАЛОГИЙ

Применение гидрогеологической аналогии в общем основано на перенесении тех или иных характеристик водоносных горизонтов и других факторов, определяющих условия работы инженерных сооружений, с более изученного объекта на менее изученный при наличии данных, позволяющих судить о сходстве двух рассматриваемых объектов в отношении переносимой характеристики.

Прогнозы должны осуществляться с учетом различия двух объектов по фильтрационным параметрам, мощности горизонтов, допустимым понижениям уровня и т.п.

Главное условие применения метода аналогии — сходство двух объектов не по абсолютным значениям параметров, а по закономерностям их изменения по площади и в разрезе, а также граничным условиям.

Гидрогеологическая аналогия широко применяется в практике гидрогеологических работ. Построение гидрогеологических карт и разрезов, составление карт водопроводимости, проектов водозаборов и водопонизительных устройств и т.п. в той или иной степени основано на аналогии, поскольку любая экстраполяция и интерполяция предполагают аналогию изучаемого свойства в двух опробованных точках.

Частичную гидрогеологическую аналогию можно использовать при оценке запасов другими методами. При этом с более изученного месторождения подземных вод на вновь оцениваемое переносятся только отдельные факторы (параметры, граничные условия и т.д.), которые нельзя достаточно надежно определить в процессе разведки или это экономически нецелесообразно. Остальные исходные данные для расчета получают по результатам разведки.

Гидрогеологические прогнозы методом аналогии предполагают наличие сходства или тождественности двух объектов по комплексу показателей. Для оценки эксплуатационных запасов подземных вод эти прогнозы заключаются в переносе рассчитанного удельного водоотбора на единицу площади или длины с более изученного объекта на вновь оцениваемый, находящийся в идентичных геолого-гидро-геологических условиях. Такая аналогия является полной или интегральной, поэтому метод аналогий имеет некоторое сходство с гидравлическим методом, который влияние различных факторов на режим работы водозаборов также оценивает интегрально.

Метод гидрогеологических аналогий довольно широко применяется для прогноза водопритоков в горные выработки при наличии опыта эксплуатации месторождений твердых полезных ископаемых в данном районе и в меньшей степени — для подсчета эксплуатационных запасов и оценки производительности водозаборов подземных вод. Это объясняется тем, что в первом случае условия для применения метода аналогий более благоприятные, поскольку в пределах крупного месторождения или группы месторождений твердых полезных ископаемых всегда есть значительное число горных выработок, благодаря чему можно прогнозировать водопритоки в новые выработки на основании опыта отработки действующих. Водозаборы подземных вод всегда более редки в пределах одного района, и, кроме того, часто за режимом их работы наблюдения не ведутся. Тем не менее этот метод весьма перспективен для прогноза производительности водозаборов, особенно в сложных гидрогеологических условиях.

Наиболее достоверные результаты при расчетах по аналогии могут быть получены в хорошо освоенных районах, где получены массовые данные по режиму эксплуатации водозаборов за достаточно длительный период.

Применение аналогии при гидрогеологических прогнозах включает следующие основные вопросы:

• • выбор водозабора-аналога, по которому имеются данные многолетней эксплуатации;
• • обоснование степени и характера аналогии изучаемого участка с эксплуатируемым;
• • разработка методики гидрогеологических расчетов с учетом опыта эксплуатации объекта-аналога и факторов, которые не могут быть оценены по аналогии.

Аналогия обычно обосновывается в результате изучения геоморфологических, геолого-тектонических и гидрогеологических особенностей района и объекта исследований в целом, а также анализа закономерностей формирования режима работы водозаборов. Чтобы получить данные для обоснования аналогии и значения конкретных параметров, отличающих изучаемый объект от аналога, на изучаемом объекте проводятся специальные гидрогеологические исследования.

Основные направления использования метода гидрогеологической аналогии при оценке эксплуатационных запасов подземных вод следующие:

• • качественное доказательство возможности того или иного процесса формирования эксплуатационных запасов подземных вод, для суждения об обеспеченности запасов, например доказательство полного восполнения естественных запасов, сработанных в межпаводковый период, во время затопления поймы при паводках;
• • обоснование условий формирования эксплуатационных запасов подземных вод для выбора расчетной схемы с одновременным использованием параметров, характеризующих этот процесс и принятых по опыту эксплуатации действующего водозабора. Например, по аналогии может быть принята расчетная схема пласта с перетеканием из вышележащих отложений и по данным эксплуатации установлен коэффициент перетекания;
• • принятие по аналогии некоторых параметров водоносных горизонтов, которые не могут быть определены по данным разведочных работ. Например, водоотдача трещиноватых и закарсто-ванных пород при оценке эксплуатационных запасов в замкнутых структурах с трещинно-карстовыми водами;
• • оценка эксплуатационных запасов по комплексному параметру, характеризующему в совокупности условия их формирования. В качестве такого комплексного параметра может быть использован площадный или линейный модуль эксплуатационных запасов, определенный по данным работы действующих водозаборов.

Независимо от метода оценки эксплуатационных запасов подземных вод ее надежность определяется прежде всего правильной интерпретацией и схематизацией природной обстановки. Поэтому в подавляющем большинстве случаев оценке эксплуатационных запасов должно предшествовать составление гидродинамической схемы месторождения на основе анализа всех имеющихся геологогидрогеологических материалов.

Интерпретация геолого-гидрогеологической обстановки месторождения является первым и необходимым этапом оценки эксплуатационных запасов подземных вод. При этом должны быть выявлены основные источники формирования эксплуатационных запасов, определены граничные условия месторождения, а также характер неоднородности фильтрационных свойств водовмещающих пород и закономерности их изменения по площади и в разрезе. Такую последовательную интерпретацию следует проводить на каждом этапе разведочных работ — от прогнозного до этапа окончательной оценки запасов.