Пояса ЗСО и расчёты · 11 мин чтения

Как рассчитывают границы поясов ЗСО: методика без формул и с формулами

Расчёт поясов ЗСО: какие исходные данные нужны, как из Q, m, n и T получается радиус, почему второй и третий пояса вытянуты против потока, что такое R, r и полуширина d, типичные ошибки.

Опубликовано 13 сентября 2026 г. · Богдан Земляков, специалист по установлению зсо, автор блога гидро-план

Границы второго и третьего поясов ЗСО не берутся из таблиц: по п. 2.2.2.2 и 2.2.2.3 СанПиН 2.1.4.1110-02 они определяются гидродинамическими расчётами, а п. 2.2.2.5 отсылает к «методикам гидрогеологических расчетов», не называя конкретного документа. Смысл расчёта простой: за расчётное время водозабор отбирает определённый объём воды, и область пласта, которая этот объём отдала, и есть пояс. Дальше — вопрос параметров пласта и того, насколько сильно естественный поток вытягивает эту область против течения.

Что именно считают

Норма. «Определение границ второго и третьего поясов ЗСО подземных источников водоснабжения для различных гидрогеологических условий проводится в соответствии с методиками гидрогеологических расчетов» — п. 2.2.2.5 СанПиН 2.1.4.1110-02.

Расчёту подлежат только второй и третий пояса. Первый пояс подземного водозабора задан прямой нормой: не менее 30 м при защищённых подземных водах и не менее 50 м при недостаточно защищённых, а для группы — от крайних скважин (п. 2.2.1.1). Считать там нечего, кроме случая сокращения размеров, где требуется гидрогеологическое обоснование. Второй и третий пояса отличаются только расчётным временем:

Всё остальное в расчёте одинаково. Поэтому дальше формулы приводятся один раз, а разница между поясами сводится к подстановке T.

Исходные данные

Без этих величин расчёт невозможен — и именно их отсутствие чаще всего тормозит работу.

• Q — производительность водозабора, м³/сут. Берётся из лицензии на пользование недрами или проекта водозабора. Не «средний фактический отбор за прошлый год», а величина, под которую обосновывается зона.
• m — мощность водоносного горизонта, м. Из геологического разреза и данных бурения.
• n — активная пористость (водоотдача) водовмещающих пород, доли единицы. Значение принимается по данным опробования и характеристикам пород конкретного разреза.
• T — расчётное время: Тм для второго пояса, Тх для третьего.

К этим четырём величинам добавляются скорость и направление естественного потока подземных вод. Скорость фильтрации определяется по уклону пьезометрической поверхности и коэффициенту фильтрации, направление — по карте гидроизогипс или гидроизопьез. Нужна и конфигурация водозабора: одиночная скважина, группа, линейный ряд. П. 2.2.2.1 прямо указывает, что форма и размеры области питания зависят от типа водозабора, величины отбора и понижения уровня, а также от условий питания и дренирования пласта. И категория защищённости горизонта (п. 2.2.1.2), от которой берётся Тм.

Если хотя бы одна величина взята «по аналогии» или из чужого отчёта, результат теряет смысл: ошибка в n вдвое меняет площадь зоны вдвое.

Расчёт без формул: логика баланса

Самый честный способ объяснить расчёт — через баланс воды. Скважина с дебитом Q за время T поднимает на поверхность объём V = Q × T. Эта вода приходит из пор водоносного пласта: если пласт имеет мощность m, а доля пор, отдающих воду, равна n, то каждый квадратный метр площади пласта содержит m × n кубометров «доступной» воды. Значит, площадь области, которая отдала объём V:

A = Q × T / (m × n)

Эта площадь — и есть площадь пояса. Дальше остаётся один вопрос: какой она формы. Без естественного потока вода приходит к скважине равномерно со всех сторон, и область — круг; при наличии потока она вытягивается против его направления.

Отсюда свойство, которым мы дальше будем пользоваться: площадь A от формы не зависит. Как бы ни вытянулся контур, он должен содержать тот же объём воды. Это даёт бесплатный способ проверки любого чужого расчёта — о нём ниже.

Ориентировочная оценка без потока

Если область — круг радиуса R, её площадь π × R². Приравниваем к A и выражаем R:

R = √( Q × T / (π × m × n) )

Это классическая оценка радиуса зоны захвата скважины в пласте без выраженного естественного потока. Она даёт порядок величины и годится для предварительной прикидки — но не заменяет расчёт в проекте.

Условный пример (все параметры вымышлены и приведены только для иллюстрации метода):

• Q = 500 м³/сут;
• m = 20 м;
• n = 0,2;
• T = Тм = 200 суток (защищённые воды, I и II климатические районы).

Считаем:

• Q × T = 500 × 200 = 100 000 м³;
• π × m × n = 3,1416 × 20 × 0,2 = 12,566;
• 100 000 / 12,566 = 7958 м²;
• R = √7958 ≈ 89,2 м.

Как меняется результат при другом Тм — при тех же Q, m, n:

Зависимость тут корневая: радиус растёт как корень из времени. Учетверение Тм (со 100 до 400 суток) увеличивает радиус вдвое, а не вчетверо. С дебитом то же самое: рост Q вдвое даёт рост радиуса примерно в 1,41 раза.

Для третьего пояса при тех же Q, m, n и Тх = 25 лет (9125 суток) та же формула даёт ≈ 603 м. Сравните с 126 м для Тм = 400 суток — разница почти в пять раз, и это ровно та причина, по которой третий пояс накрывает посёлки.

Расчёт с потоком: R, r и полуширина d

В реальном пласте есть уклон и есть движение воды. Область, из которой загрязнение успеет дойти до скважины за время T, перестаёт быть кругом: вверх по потоку она уходит дальше, вниз — ближе. Её описывают тремя параметрами:

• R — расстояние от водозабора вверх по потоку (против течения), длинная часть фигуры;
• r — расстояние вниз по потоку, короткая часть;
• d — полуширина: расстояние от водозабора до боковой границы. Полная ширина зоны равна 2d.

Общая длина фигуры L = R + r.

R и r определяются гидродинамическим расчётом из соотношения между скоростью естественного потока и водоотбором: чем быстрее поток относительно дебита, тем сильнее асимметрия. А вот d удобно получить из того же баланса воды. В методике ВНИИ ВОДГЕО область аппроксимируется двумя полуэллипсами с общей полушириной d — верховым с полуосью R и низовым с полуосью r. Площадь такой фигуры:

A = π/2 × d × L

Приравниваем к балансовой площади A = Q × T / (m × n) и получаем:

d = 2 × Q × T / (π × m × n × L)

Двойка здесь появляется от переноса π/2 в знаменатель, а не от какого-либо удвоения ширины.

Условный пример для третьего пояса (параметры вымышлены):

• Q = 500 м³/сут, m = 20 м, n = 0,2, Тх = 25 лет = 9125 суток;
• расчёт гидрогеолога дал R = 1500 м вверх по потоку и r = 400 м вниз по потоку, значит L = 1900 м.

Считаем:

• A = Q × T / (m × n) = 500 × 9125 / (20 × 0,2) = 4 562 500 / 4 = 1 140 625 м²;
• d = 2 × 1 140 625 / (3,1416 × 1900) = 2 281 250 / 5969 ≈ 382 м;
• полная ширина зоны = 2d ≈ 764 м.

Проверим сходимость: π/2 × 382 × 1900 ≈ 1 140 000 м². Совпадает с балансовой площадью с точностью лучше 0,1 % — расчёт согласован.

Сравните с кругом той же площади: его радиус был бы ≈ 603 м — ровно то значение, которое мы получили выше для случая без потока. Поток не меняет площадь зоны, он меняет её форму: вытягивает на 1500 м вверх по течению и поджимает до 400 м вниз.

Как мы строим контур третьего пояса

Проект даёт числа, а в ЕГРН нужен замкнутый контур с координатами характерных точек. Вот как эта задача решается у нас — это внутренняя методика подготовки кадастровых документов, а не нормативное требование.

Форму берём простую. Первый и второй пояса чаще всего строятся окружностями, третий — двумя полуэллипсами, состыкованными по линии максимальной ширины: верховой с полуосью R, низовой с полуосью r, общая полуширина d. Это стандартное приближение из методики ВНИИ ВОДГЕО. Реальная зона захвата скважины в однородном потоке сложнее — «капля», у которой максимальная ширина немного смещена вниз по потоку, потому что линии тока огибают скважину. Точная форма потребовала бы численного моделирования, а это выходит за рамки типового проекта ЗСО; для кадастрового учёта точности двух полуэллипсов хватает.

Дальше контур нужно правильно развернуть. Направление потока в проекте указывается румбами или азимутом. Длинная часть R откладывается против потока (азимут потока + 180°), короткая r — по потоку. Перепутать направление — самая обидная ошибка: контур той же площади и формы оказывается зеркально развёрнут относительно реального.

Сам контур — замкнутая полилиния из узловых точек, без дуг и сплайнов: кадастровое программное обеспечение импортирует их некорректно. Гладкость достигается количеством узлов, порядка двухсот на контур, с шагом под размер зоны.

Строим в местной системе координат, принятой для ведения ЕГРН в регионе. Исходные координаты скважины нередко приходят географическими — из лицензии или паспорта скважины, и их нужно пересчитать. Требования к точности определения координат характерных точек и форма графического описания установлены приказом Росреестра от 26.07.2022 № П/0292.

Последнее перед выпуском документов — сверка площади построенного контура с балансовой Q × T / (m × n). Расхождение в единицы процентов нормально. Расхождение вдвое — признак ошибки в трактовке параметров.

Из практики. Именно проверка площадью ловит самую дорогую ошибку — трактовку параметра d. В таблицах некоторых проектов d подписывают как «ширину области захвата», хотя по смыслу расчёта это полуширина. Исполнитель добросовестно делит её пополам — и контур выходит вдвое уже, чем следует из проекта. Признак понятен: если площадь построенного контура оказалась вдвое меньше балансовой, значит, d приняли за полную ширину. Если совпала — d полуширина, делить нельзя. Эта сверка занимает минуту и делается по каждой скважине до того, как контур уйдёт в документы.

Чем считают на практике

Для типового одиночного водозабора или небольшой группы скважин в однородном пласте хватает аналитических формул по методике ВНИИ ВОДГЕО — это считается в таблице. Когда нужно учесть взаимодействие скважин, границы пласта, неоднородность, берут специализированные гидрогеологические программы вроде ANSDIMAT. Численное моделирование фильтрации (MODFLOW и аналоги) применяют на крупных водозаборах и в сложной гидрогеологии; для типового проекта ЗСО оно избыточно.

Выбор инструмента — зона ответственности гидрогеолога, а обоснованность расчёта проверяется на санитарно-эпидемиологической экспертизе перед выдачей СЭЗ.

Где чаще всего ошибаются

Фактический дебит вместо проектного. Зона обосновывается под производительность, заложенную в проект и лицензию. Если отбор потом вырос, расчёт устарел: п. 3.2.1.5 СанПиН требует контролировать соответствие фактического дебита проектной производительности, а п. 1.14 допускает пересмотр границ в том же порядке, что и первоначальных.

С категорией защищённости ошибаются чаще всего. Проверять её нужно «в пределах всех поясов ЗСО» (п. 2.2.1.2), а не в точке скважины. Одно гидрогеологическое окно в пределах второго пояса — и Тм становится 400 суток вместо 200 или 100, а площадь зоны вырастает вдвое или вчетверо.

Климатический район перепутан. По таблице 1 от района зависит только значение для защищённых вод, 200 или 100 суток; 400 суток одинаковы для всех районов. Районирование берут из СП 131.13330.2020 «СНиП 23-01-99* Строительная климатология», к которому отсылает сноска к таблице.

Группу скважин считают как одиночную. При нескольких работающих скважинах области захвата взаимодействуют, и сумма отдельных контуров не равна общей зоне. Для линейного ряда форма зоны принципиально иная, чем для одиночной скважины.

d делят пополам — про это блок практики выше.

Зону разворачивают по потоку вместо против. Длинная часть контура всегда направлена вверх по потоку: именно оттуда загрязнение движется к водозабору.

Рекомендации ВНИИ ВОДГЕО называют нормативом. Это ведомственный методический документ 1983 года, не зарегистрированный в Минюсте и не включённый в перечень актов с обязательными требованиями. Он применяется как методика, к которой отсылает п. 2.2.2.5 СанПиН, — так и надо писать, а не «согласно нормативу ВНИИ ВОДГЕО».

Кто выполняет расчёт и что происходит дальше

Расчёт выполняет гидрогеолог в составе проекта ЗСО. Результат проходит санитарно-эпидемиологическую экспертизу и попадает в СЭЗ Роспотребнадзора, после чего контуры поясов переводятся в описание местоположения границ — по одному документу на каждый пояс, с перечнем координат характерных точек в системе координат ЕГРН (п. 10 и 12 ст. 106 ЗК РФ). Общая логика поясов и их назначение разобраны в статье пояса ЗСО, процедура целиком — в статье как установить ЗСО.

Если у вас на руках проект с таблицей R, r и d и нужно проверить, сойдётся ли контур, — пришлите расчётную часть и координаты скважин: проверим документы бесплатно, сверим площадь с балансом и скажем, можно ли готовить описания границ.