Концепція моніторингу ресурсів підземних вод

В. М. Шестаков, С. А. Брусилівський

Моніторинг ресурсів підземних вод є основною частиною гідрогеоекологіческого моніторингу (ГЕМР), який, у свою чергу, це один із напрямків геофізик-екологічного моніторингу, що, за Ю. А. Ізраель, представляє собою систему режимно-балансових спостережень, що розкривають об'єктивну картину реального світу, мінливого в результаті антропогенних впливів [1, 5].

Принципи організації гідрогеоекологіческого моніторингу

ГЕМР представляє систему режимних спостережень за елементами підземних вод з цільовою спрямованістю на гідрогеоекологіческое прогнозування, здійснюване у зв'язку вирішенням завдань вивчення антропогенних (господарських) впливів.

Стосовно до організації такого моніторингу слід підкреслити важливість чіткого завдання його цілі, що не допускає спостережень "розмитого" багатоцільового призначення, яке реально виявляються безцільними і тому мало ефективними. Відповідно, не дивлячись на реальну необхідність досить жорстких фінансово-технічних обмежень у постановці моніторингу, слід виходити з позиції безкомпромісності його програми з точки зору здійснення кінцевих цілей [3].

Принциповим ознакою методологічної правильної постановки ГЕМР є його модельне орієнтованість, маючи на увазі, що основним завданням моніторингу має бути обгрунтування розрахункової моделі, яка в процесі спостережень вдосконалюється стосовно до вимог рішення задач прогнозу й управління. Таким чином, проведення моніторингу тісно пов'язується зі створенням постійно діючих моделей (ПДМ), причому закономірно розглядати ПДМ як стрижневий завдання системно - інформаційного побудови моніторингу. При цьому мова йде не про формальне проведення математичного моделювання, а про реалізацію комплексної методики формування та використання розрахункових моделей, що включають гідрогеодінаміческую схематизація з урахуванням її зворотних зв'язків з вирішенням завдань прогнозування та управління.

Суттєвою організаційної проблемою, у вирішенні якої існують значні розбіжності, є співвідношення між роботами, що проводяться на об'єктних і регіональних рівнях. В офіційному документі МПР Росії [4] організаційно розділене проведення моніторингу на федеральному та регіональному рівнях, що здійснюється організаціями МПР Росії, і на об'єктному (локальному) рівні, що здійснюється суб'єктами господарської діяльності, причому всі матеріали моніторингу узагальнюються спеціальною службою в МПР Росії. Аналогічні пропозиції сформульовані в [2] за структурою гідрогеоекологіческого моніторингу на території центральних районів Росії. Така позиція по суті успадковує установки колишньої Геологічної служби на проведення режимних спостережень, в основному, на регіональному рівні, маючи явно виражений відомчий характер. Такий підхід справедливо критикувався В. А. Мироненко [3], відзначивши необхідність, виходячи з матеріально-фінансових і принципових міркувань, вироблення розумних компромісів за визначенням цілей і регламенту моніторингу, що здійснюється з урахуванням гнучкої адаптації спостережень до завдань, що вирішуються на конкретних об'єктах. Для реалізації такої позиції підстава "піраміди" моніторингу слід встановлювати на базі конкретних об'єктів, узагальнюючи далі отриману інформацію на регіональному та федеральному рівнях.

Організацію робіт на об'єктах моніторингу доцільно проводити в системі "замовник-виконавець-експерт", в якій "замовник" -- експлуатуюча або проектна організація, що здійснює фінансування робіт і приймає їх результати, "виконавець" - спеціалізована виробнича організація, що виконує роботу із влаштування моніторингу, а "експерт" - наукова організація (або група наукових працівників), здійснює науково-методичне обгрунтування робіт з моніторингу, включаючи розробку їх програми та проведення моделювання.

Враховуючи значимість модельної орієнтованості моніторингу, при якій за ПДМ встановлюється як би роль ядра досліджень в частині ефективної переробки і зберігання інформації, повинна бути прийнята така організація робіт, при якій утримувач ПДМ ( "експерт"), що включає висококваліфікованих фахівців відповідного профілю, буде визначати стратегію робіт з проведення моніторингу.

Тільки при реалізації таких принципів організації моніторингу можна включати в нього рішення задач оцінки стану геологічного середовища і прогнозу його змін під впливом господарської діяльності, як це декларується в згаданому вище документі МПР Росії [4].

Істотним напрямком постановки ГЕМР є створення гідрогеологічних (гідрогеоекологіческіх) полігонів. Видається, що особливістю таких полігонів повинна бути їхня цільова спрямованість на вдосконалення методології наукового супроводу проведення гідрогеологічних робіт, безпосередньо обгрунтовують рішення задач управління станом природного середовища проживання. Найбільш актуальними при цьому є завдання управління процесами забруднення підземних вод та інших елементів природного середовища, підтоплення градо - промислових територій, зміни водного режиму ландшафтів при відборі підземних вод водозаборами, дренажами і т. п.

Такі полігони реально можна організовувати тільки в рамках розвитку великих господарських об'єктів, для яких моніторинг грає капітальну роль при обгрунтуванні облаштування природно-господарських об'єктів. Відповідно, на полігонах переважний акцент слід робити на реалізацію проектної орієнтованості ГЕМР, маючи на увазі, що його постановка і результати повинні тісно зв'язуватися з обгрунтуванням і реалізацією проектно-господарських рішень.

Пристрій полігонів доцільно здійснювати силами і засобами спільно організацій Міністерства природних ресурсів і підприємств, суб'єктів на цих об'єктах. При цьому доцільно виділяти попередній і основний етапи створення полігонів. На попередньому етапі вибираються об'єкти, складається програма робіт за даними існуючої спостережної мережі з проведенням попереднього моделювання, що використовується, зокрема, для оцінки ефективності існуючих керуючих рішень. При складанні програми робіт можуть виникати істотні питання з обгрунтування раціональної побудови наглядової мережі (дизайну) моніторингу та режиму спостережень, - такі питання відносяться до предметів завдань, спеціально розв'язуваних на полігонах.

Концепція ведення моніторингу ресурсів підземних вод

Моніторинг (МРПВ) цілеспрямований на обгрунтування раціонального використання ресурсів підземних вод і являє собою систему проведення спостережень та збору інформації для оцінки стану і прогнозування змін у системі водовідбору стосовно вирішення завдань управління роботою водозаборів підземних вод. При організації ведення такого моніторингу виділяються Об'єктовий і територіальний МРПВ.

Об'єктний моніторинг проводиться на ділянках водозаборів централізованого водопостачання у межах області впливу водовідбору на потік підземних вод та вирішує завдання оптимізації роботи водозабору, виходячи з водогосподарських вимог; мультиоб'єктний моніторинг проводиться на території, що охоплює кілька об'єктів (наприклад, водозаборів та інших споруд на міських територіях) при істотному взаємовплив між ними. Територіальний моніторинг проводиться на території суб'єктів федерації, виходячи з планованого розвитку централізованого водопостачання на цій території.

Об'єктний моніторинг включає проведення контрольних вимірів і спостережень при спеціальних прогностичних обстеженнях.

Регулярні виміри (РЗ) проводиться для регулярного стеження за станом водозабірних свердловин і якістю видобутої води. РЗ включають виміри динамічних рівнів і витрат водовідбору в водозабірних свердловинах та визначення забруднюючих компонентів в воді. Особливий випадок проведення РЗ має місце при наявності явного погіршення умов водовідбору (аварійне зниження продуктивності або перевищення забруднення за показниками ГДК).

Прогностичні обстеження проводяться для обгрунтування оптимізації роботи водозаборів. Завдання таких обстежень пов'язані з вирішенням питань регулювання водовідбору з урахуванням поліпшення якості води у водозаборі. Прогностичні обстеження, як правило, проводяться в рамках експлуатаційної розвідки для переоцінки експлуатаційних запасів підземних вод на даному водозаборі. Особливе обстеження проводиться при роботах з регенерації водозабірних свердловин, і мають завдання оцінку ефективності цих робіт.

Територіальний моніторинг включає систему режимно-балансових спостережень, що проводяться на об'єктах локального моніторингу та ключових воднобалансових ділянок, спрямованих на вивчення умов харчування і розвантаження потоку підземних вод (інфільтраційне і іригаційне харчування, взаємодія підземних вод з водотоками, джерела техногенного забруднення, ділянки існуючих водозаборів і дренажів), дані за якими використовуються для планування розвитку водопостачання на розглянутій території.

Особливе напрям МРПВ складають полігони спостережень, що влаштовуються на великих водозаборах підземних вод з цільовою спрямованістю на вдосконалення методології наукового супроводу гідрогеологічних робіт з управління за ресурсами підземних вод, включаючи дії відбору підземних вод на навколишнє середовище. При цьому актуальними є завдання: вивчення контамінаціонних процесів, впливу водовідбору на зміни водного режиму ландшафтів і екзогенних процесів, оцінки ефективності технології пристрою водозабірних споруд, а також оптимізації дизайну спостережної мережі та режиму спостережень.

Загальна методичні положення МРПВ розглядаються стосовно до завдань проведення прогностичних обстежень на ділянках водозаборів підземних вод. Як найбільш характерні розглядаються умови централізованого водопостачання на берегових ділянках водозаборів і площинних систем водозаборів в напірних водоносних горизонтах.

В методичних позиціях проведення МРПВ виділяються гідрогеодінаміческій і гідрогеохімічних види моніторингу, методика яких має певну специфіку в різних гідрогеологічних умовах. Методика територіального моніторингу встановлюється за особливими програмами, які складаються для кожного суб'єкта РФ, виходячи з існуючих на розглянутих територіях об'єктах локального моніторингу та ділянках режимно-балансових спостережень.

Список літератури

Ізраель Ю. А. Екологія та контроль стану природного середовища. М. Гидрометеоиздат. 1985, 560 с.

Клюквин А. Н., Лазаренко В. М., Сидоров В. К. Моніторинг геологічного середовища в системі управління використанням надр центральних районів Росії.// Геологічний вісник центральних районів Росії. 1998, N1, с. 24-34.

Мироненко В. А., Руминін В. Г. Проблеми гідрогеоекологіі, том3, кніга1. МДГУ, 1999, 311 с.

Положення про порядок здійснення державного моніторингу стану надр РФ. МПР Росії, 2001, 6 с.

Шестаков В. М. Принципи геофізики-екологічного моніторингу// Геоекологія. 1999, N4, с. 362-365.

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://geo.web.ru/