Гидролого-гидрогеологический анализ условий водопользования в г. Томске и Томском районе (Российская Федерация, Западная Сибирь)

Abstract

Актуальность определяется необходимостью более глубокого анализа взаимодействий между поверхностными и подземными водами как условия повышения эффективности решений в области использования и охраны водных ресурсов. Цель: разработка и реализация методологии построения единого поля водной поверхности комплекса поверхностных и подземных водных объектов на примере Томской агропромышленной агломерации (Российская Федерация, Западная Сибирь). Методы: методы математического моделирования, статистические методы. Результаты и выводы. Разработана и апробирована модель единого поля речных и грунтовых вод на территории Томской агропромышленной агломерации (Российская Федерация, Сибирский федеральный округ), в рамках которой разработаны методики аппроксимации и интерполяции уровней речных и грунтовых вод и сопряжения уровней речных и подземных вод с использованием точек пересечения разнонаправленных профилей. Модель при минимуме исходной гидрогеологической информации позволяет получить поверхность грунтовых вод, анализ которой может являться основой для долгосрочного прогноза изменений водных объектов при разработке градостроительных планов и конкретных архитектурно-проектных решений. Непосредственно для исследуемой территории с ее применением показано следующее: 1) временная изменчивость и амплитуда колебаний уровней подземных вод максимальна в долине большой реки с незарегулированным стоком (максимум - в долине р. Томи), что с учетом водного режима реки определяет степень подтопления долины вплоть до «сильной»; 2) границы поверхностных и подземных водосборов рек не совпадают, что вследствие непредусмотренного водопритока, с одной стороны, снижает эффективность мероприятий по инженерной защите в микрорайоне «Лагерный Сад», а с другой стороны - приток подземных вод со стороны р. Оби компенсирует воздействие Томского подземного водозабора на состояние р. Порос

Relevance. The need for a more in-depth analysis of the interactions between surface and groundwater as a condition for increasing the effectiveness of decisions in the field of use and protection of water resources. Aim. To develop and implement a methodology for constructing a single field of the water surface of a complex of surface and underground water bodies using the example of the Tomsk agro-industrial agglomeration (Russian Federation, Western Siberia). Methods. Mathematical modeling, statistical methods. Results and conclusions. The authors have developed and tested a model of a single field of river and groundwater in the Tomsk agro-industrial agglomeration (Russian Federation, Siberian Federal District). Within the framework of the model, the authors developed the methods for approximation and interpolation of river and groundwater levels and conjugation of river and groundwater levels using conjugation points of intersecting profiles of different directions. With a minimum of initial hydrogeological information, the model makes it possible to obtain a groundwater surface, the analysis of which can be the basis for a long-term forecast of changes in water bodies when developing urban development plans and specific architectural and design solutions. The paper demonstrates the following directly for the study area with its application: 1) the temporal variability and amplitude of groundwater level fluctuations are maximum in the valley of a large river with unregulated runoff (maximum - in the Tom River valley), which, taking into account the water regime of the river, determines the degree of flooding of the valley up to "severe"; 2) the boundaries of the surface and underground watersheds of the rivers do not coincide, which, due to he unforeseen water inflow, on the one hand, reduces the effectiveness of engineering protection measures in the Lagerny Sad microdistrict, and on the other hand, the inflow of underground