Методика построения крупномасштабных карт гидроизогипс на основе модели морфоструктуры рельефа

Abstract

Цель исследования - разработка новой методики построения карт гидроизогипс, отражающих с прогнозной точностью структуру фильтрационных потоков при минимальном объеме исходной информации по напорам подземных вод. Актуальность разработки определяется принципиально новым подходом к построению карт на основе детерминированной модели контроля напорного поля водоносных горизонтов - модели морфоструктуры рельефа. Все существующие методы и технологии используют вероятностные модели распределения величин напоров при картировании изопьез. В статье приводятся: формулировки предмета исследования и проблемы, решаемой разрабатываемой методикой; принятое содержание основных понятий; краткая характеристика гидрогеологических условий объекта исследования; постулируемые положения морфоструктурно-гидрогеологического анализа; правила реализации положений в методике построения прогнозной крупномасштабной карты гидроизогипс; карта гидроизогипс, построенная на основе модели морфоструктуры рельефа для участка хозяйственно-питьевого водозабора подземных вод горнорудного предприятия, и оценка её достоверности; сравнительные оценки двух методик составления карт - разрабатываемой и принятых. Главное различие методик - их модельное содержание или основа. Разрабатываемая методика базируется на детерминированной модели обусловленности структуры фильтрационного потока морфоструктурой рельефа, принятые - на вероятностных моделях распределения напоров в точках наблюдения. В разрабатываемой методике положение линейных и площадных элементов структуры фильтрационных потоков, выраженных в напорном поле, задаются неизменными в пространстве и времени моделью морфоструктуры рельефа, в принятых это положение является неопределенным. Различны требования к объему исходной информации, удовлетворяющему тем или иным нормативам точности. При построении карты по разрабатываемой методике точность отражения структуры фильтрационного потока и пространственного распределения характеристик его напорного поля определяется конечным и незначительным числом скважин. Для получения такой же точности карт с построением по принятым методикам требуется объем исходной информации в разы больший.

The main aim of the research is to develop the hydro-morphostructural method of constructing large-scale depth-to-water maps of aquifer. This method allows developing the maps providing the limited background information on groundwater levels in wells. The paper introduces a new approach to map developing based on a deterministic model of controlling pressure field aquifers - the model of relief morphostructure. All existing methods and technologies apply probabilistic models of pressure distribution in mapping hydroisohyps. The paper introduces: statement of the research subject and the problem to be solved by the development technique; adopted content of basic concepts; brief description of hydrogeological conditions of the object; points of morphostructural-hydrogeological analysis; rules for implementing the provisions in the method of constructing large-scale predictive depth-to-water maps; depth-to-water map generated on the basis of relief morphological structure model for the area of groundwater mining enterprise and evaluation of its accuracy; comparative evaluations of two methods of mapping - the developed and adopted ones. The main difference of the methods is their modeling content, or foundation. The developed technique is based on a deterministic model of filtration flow structure dependence on relief morphostructure. The adopted technique is based on probabilistic models of pressure distribution at the observation points. In the development method the position of linear and areal elements of filtration flow structure which are prominent in the pressure field are given permanent in space and time by the model of relief morphostructure. In the adopted ones this position is uncertain. The requirements are different for the scope of the initial information satisfying some standards of accuracy. When constructing the map by the development method the precision in reflecting the filtration flow structure and spatial distribution of characteristics of its pressure field is determined by the finite and small number of wells. To obtain the same accuracy of the maps with construction according to the accepted procedures one requires greater amount of initial information.