МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОДЗЕМНЫХ И ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД В УСЛОВИЯХ НЕЗАВИСИМОГО ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА ВОДОТОКОВ И ВОДОЕМОВ

СХЕМАТИЗАЦИЯ НЕЗАВИСИМОГО ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА ВОДОТОКОВ И ВОДОЕМОВ

Независимый гидрологический режим является определенным упрощением (схематизацией) природных условий, при котором изменение расхода взаимодействия ППВ (1.5) не оказывает значимого влияния на расход (объем) водотока (водоема), что означает независимый от подземных вод режим его гидрологических характеристик.

С гидрогеодинамических и гидрогеоэкологических позиций такая схематизация правомерна в двух случаях.

• • В естественных (слабонарушенных) природных условиях, в силу своей гораздо большей динамичности, определяющейся, главным образом, метеоклиматическими условиями и существенно более значимыми (по сравнению с подземными) поверхностными источниками питания, уровни водотоков и водоемов сами являются режимообразующим гидрологическим фактором для подземных вод [Ковалевский, 1979]. Исключение составляют лишь истоки малых рек и ручьи, которые в отдельных случаях могут быть образованы за счет локальной концентрированной разгрузки подземных вод (родников).
• • В нарушенных гидрогеодинамических условиях (как правило, при развитии понижения уровней подземных вод за счет водоотбора или дренажа), когда суммарное изменение (сокращение) подземного питания поверхностных вод и возникшие суммарные фильтрационные потери из водотока (водоема) на рассматриваемой площади модели много меньше (на порядок) расхода водотока или расхода поверхностного питания водоема с учетом темпа сработки его объема. Для сравнения, как правило, при этом используется максимально «жесткий» критерий, при котором суммарное изменение расхода взаимодействия подземных и поверхностных вод ХА/? равно суммарному расходу техногенного воздействия на подземные воды (дебиту водоотбора или дренажа Q₃): ХА/? ~ Q₃^[1].

Тогда для водотока такие условия должны удовлетворять критерию:

где Р - среднегодовой или меженный расход водотока.

Для водоема сопоставление проводится с расходами его поверхностного восполнения:

где Р и P_v- расходы транзитного стока через водоем и его поверхностного питания, отвечающие определенному уровню водности. Если прогнозная гидрогеоэкологическая оценка степени воздействия эксплуатации подземных вод на гидрологический режим водоема проводится применительно к уровню минимальной водности (межени), когда его поверхностное питание отсутствует (P_v =0), то необходимо учитывать также и темп сработки объема воды в водоеме V за период межени А/_меж-

Таким образом, условия (2.1 - 2.2) характеризуют независимый гидрологический режим водотоков и водоемов, в противном случае он считается зависимым.

Согласно (1.5), процессы взаимосвязи ППВ определяются двумя основными гидрологическими характеристиками водотоков (водоемов) - его уровнем #_г.(глубиной h_p) и шириной b (смоченным периметром П), определяющей площадь контакта ППВ и, следовательно, суммарное фильтрационное сопротивление участка водотока (водоема) - обобщенный параметр его гидрогеодинамического несовершенства А (1.46 - 1.47).

В подавляющем большинстве случаев, наиболее значимой гидрологической характеристикой, определяющей расход взаимосвязи ППВ, является уровень (глубина) водотока (водоема). Изменения ширины (смоченного периметра), особенно при естественном (слабона- рушенном) гидрологическом режиме водотоков и водоемов, как правило, меняются незначительно и не определяют значимую изменчивость параметров их гидрогеодинамического несовершенства. Это в большинстве случаев позволяет не учитывать изменение ширины водотоков и водоемов в естественных или слабонарушенных условиях.

Таким образом, в естественных гидрогеодинамических условиях или при выполнении условий (2.1 - 2.2) при моделировании взаимосвязи ППВ гидрологические характеристики водотока (водоема) Н_г и b могут быть схематизированы на модели как независимые (определяемые пользователем) величины - постоянные или с известным характером их изменчивости во времени.

• [1] Это положение выполняется при полном дренировании потока подземныхвод водотоком или водоемом, а также при отсутствии бессточных форм разгрузкиподземных вод (эвапотранспирация и др.) в области гидрогеодинамическоговлияния водоотбора или дренажа.