Модели и методы исследований гидрогеологических процессов для рационального использования подземных вод в условиях техногенеза

Общая цель исследований - совершенствование моделей и методов исследований гидрогеологических процессов для решения прикладных задач использования и охраны подземных вод. Способ достижения указанной цели включает теоретический анализ современных моделей гидрогеологических процессов, развитие существующих и разработка новых методов гидрогеологического прогнозирования на основе модельно-ориентированного подхода и апробацию результатов теоретических и методических результатов на важных объектах пилотных исследований. Исследования отчетного года проводились с использованием данных двух ключевых объектов пилотных исследований – Сутарского месторождения железистых кварцитов и Хиардинского уранового месторождения. Выбор этих объектов обусловлен тем, что отработка полезных ископаемых на них напрямую связана с проблемами подземных вод. А для оценки и анализа гидрогеологических процессов, протекающих на этих месторождениях, ключевым этапом является разработка и обоснования геофильтрационных моделей потока подземных вод, подверженного влиянию техногенеза, связанного с их разработкой. Разработка геофильтрационной модели для Сутарского месторождения железистых кварцитов производилась для обеспечения организации дренажной системы карьера и оптимизации системы водоотлива. В значительной степени приток подземных вод в карьер будет обусловлен инфильтрационным питанием, для оценки которого было выполнено геогидрологическое моделирование. В результате моделирования получено, что прогнозная величина притока в карьер, в соответствии со схемой максимальной отработки карьерного поля, составила 193 700 м3/сут. Анализ результатов расчетов притоков в разные системы дренажей показывает, что наиболее приемлемым является вариант комбинированного дренажа, состоящего из двух ярусов вертикального дренажа и поверхностного водоотлива из карьера. Для Хиардинского месторождения откалиброванная региональная модель и система локальных моделей-врезок палеодолин Х-3 и Х-4 и приуроченных к ним рудных залежей. С помощью локальных моделей обоснованы оптимальные схемы отбора и последующей закачки подземных вод, выполнен прогноз заводнения обеих залежей, и проведен анализ неопределенностей этого прогноза. На основании результатов прогнозного моделирования предложена система мониторинга закачки. Результаты проведенных исследований на двух месторождениях позволили уточнить методику обоснования моделей гидрогеологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых как шахтным методом, так и методом подземного выщелачивания