Методическая разработка для выполнения дипломного проекта по гидрогеологии

 

 

КГКП «Геологоразведочный колледж» г. Семей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила : Кимкина В.М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2014 год.

 

 

 

Содержание:

1.     Цели и задачи метод разработки                                             3

2.     Пояснительная записка                                                             4

3.     Специальная часть                                                                     7

4.     Проектные работы                                                                   220

5.     Рекомендуемая литература                                                     263

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Целью данной метод. разработки является разъяснение студентам специальности 0703000 «Гидрогеология и инженерная геология » пошагового алгоритма выполнения курсового и (или) дипломного проектирования.

Целью курсового(дипломного) проектирования, предусмотренного учебным планом, является закрепление учащимися теоретических вопросов, пройденных в курсе «Гидрогеология», и приобретение навыков самостоятельной работы по проектированию, связанному с решением вопросов по практическому использованию подземных вод для различных нужд народного хозяйства. Курсовой (дипломный) проект составляется каждым учащимся по материалам производственной практики или по фондовым материалам геологических организаций. При проектировании должна широко использоваться новейшая справочная, методическая и учебная литература по гидрогеологии.

Тема курсового (дипломного) проектирования устанавливается руково­дителем проектирования с учетом характера и полноты имеющихся материалов. Это может быть обоснование проекта гидрогеологических исследований, направленных на решение задач водоснабжения, поисков и разведки минеральных лечебных, промышленных или термальных подземных вод, орошения, осушения, гидротехнического строительства, разведки и разработки месторождений различных полезных ископаемых, искусственного пополнения запасов подземных вод, захоронения промышленных стоков и др.

Проект состоит из 3-х частей: общей, в которой излагаются природные физико-географические условия, геологическое строение и гидрогеологические условия; специальной, в которой дается анализ уже выполненных гидрогеологических исследований; и проектной, в которой обосновываются основные виды, объемы и методика проектируемых работ.

Виды, объемы и последовательность выполнения гидрогеологических исследований зависят от стадии их проведения, характера решаемых задач, сложности и степени изученности объекта исследований. Проект иллюстрируется 2—3 •листами графических приложений. По содержанию это может быть геологическая карта с разрезом и стратиграфической колонкой, геологическая карта участка с разрезом, проектные геолого-технические разрезы скважин, лист по обработке откачек и др. При составлении курсового(дипломного) проекта необходимо руководствоваться Инструкцией по составлению проектов на геологоразведочные работы.

Данная метод разработка позволяет знать:

Цели и задачи курсового (дипломного) проектирования и требования к оформлению проекта.

уметь:

Выбирать рациональный комплекс гидрогеологических исследований для конкретных целей и условий.

Владеть навыками:

Составления пояснительной записки и вычерчивание графических приложений.

 

 

 

Пояснительная записка.

Для составления дипломного проекта необходимы следующие сведения и материалы

1.    Общая часть

1.1. Географо-экономическая характеристика района работ

1.1.1.     Местонахождение объекта

Административное и географическое положение месторождения (участка), его расстояние до объектов водопотребления, ближайшие населенные пункты и расстояние до них, пути сообщения; границы месторождения, его площадь.

Приложением к данной главе является Щобзорная географическая карта, на которой отмечаются границы района работ, масштаб карты выбирается с таким расчетом, чтобы размер ее, не превышал листа А-4.

1.1.2.     Рельеф района и непосредственно участка работ

Абсолютные отметки и расположение участка работ   к ним;

относительные превышения, изрезанность поверхностными логами и балками; крутизна склонов. Обнаженность района (хорошая, удовлетворительная, плохая, км², %), сейсмичность, оползни, современные физико-геологические явления.

1.1.3.     Климат

Сведения о среднемесячном количестве атмосферных осадков, испарении, температуре воздуха, продолжительности зимнего и летнего периодов, высоте снежного покрова, глубине промерзания фунта, возможности образования селевых потоков, снежных лавин.

1.1.4 Гидрографическая сеть

Режим рек, озер с указанием среднемесячных расходов и колебаний уровня, наличие паводков, искусственных водоемов, безводность, прекращение водотоков, источники питьевой и технической воды.

1.1.5. Населенность района

Краткая характеристика населенности района работ, численность населения, профессиональная ориентация, возможность на бора рабочей силы на месте работ.

1.1.6. Экономическое развитие района

Наличие промышленных и сельскохозяйственных предприятий в районе работ и их направленность,

1.1.7. Транспортные условия района

Наличие железных и автомобильных дорог в районе работ, их класс расстояние до участка работ и базы предприятия.

1.1.8.Обеспеченность участка работ электроэнергией, топливом

и строительными материалами.

Наличие в районе работ линий электропередач и их мощность расстояние до участка работ, наличие в районе месторождения привозных стройматериалов, энергоносителей.

 

1.1.9. Коэффициент, влияющий на сметную стоимость проектируемых работ   

Указываются удорожающие коэффициенты, действующие в районе работ.

1.2.  Обзор и оценка ранее проведенных работ

2.     Геологическая часть

 2.1. История геологической и гидрогеологической изученности

Результаты раннее проведенных геологических и гидрогеологических работ за последние десять лет, методика предыдущей стадии разведки, вид и объем работ, указываются наиболее перспективные водоносные горизонты для дальнейшего изучения.

2.2 Стратиграфия

Приводятся сведения по стратиграфии проектируемой территории от более древних пород к молодым. По характеристике геологического строения района дается литологическое описание пород. Указываются возможные геологические осложнения при бурении скважин, вызванные особенностями геологического строения.

2.3.        Тектоника

Наличие тектонических разломов в районе работ, их основные характеристики (азимуты простирания, порядок, величина).

2.4.        Геоморфология

Формы рельефа развитые на данной территории (равнинный, холмистый, наличие речных долин, количество террас и т.д.).

2.5. Гидрогеологические условия района работ

Описание каждого водоносного горизонта и водоупора от наиболее молодых к древним развитых в районе работ. По каждому водоносному горизонту приводятся сведения о площади его распространения, составе водовмещающих пород, о глубинах залегания, мощности, напорах, дебитах источников и производительности скважин, режиме уровней, химическом составе подземных вод, использовании вод каждого горизонта.

3.   Специальная часть

3.1.  Анализ ранее проведенных работ на участке

На основании этих материалах должна иметься возможность

выбрать перспективный водоносный горизонт.

3.2   Характеристика гидрогеологических условий участка работ Дается характеристики водоносных горизонтов, развитых на

участке работ и водоупорные породы, их мощность, литология, уровни

(напоры) подземных вод- химический состав, дебиты выработок и

источников,

3.3.  Данные по проведенным опытным работам,

Результаты проведенных опытных работ (журналы откачек, графики и т.д.).

 

 

3.4. Расчеты   по   определению   зоны   санитарной   охраны 1 подземных вод

4. Проектная часть.

4.1.        Сведения о буровых агрегатах, имеющихся на данном предприятии, их технические характеристики;

4.2.        Данные о водоподъемных устройствах, используемых для проведения откачек, их технические характеристики;

4.3.        Методики проведения опытных работ;

4.4.        Сведения об измерительной аппаратуре, используемой на предприятии, виды пробоотборников и. т.д.

4.5.        Методы геофизических исследований и аппаратура, применяемая на данном предприятии, ее характеристики.

5. Сметная часть

5.1.        Сметная стоимость работ

Сведения о стоимости различных работ, образцы смет и т.д.:

a) По бурению гидрогеологических скважин;

b) По установке фильтра;

c) По подготовке скважин к исследованиям

d) По    проведению    различных    видов    работ   (опытно-фильтрационных, режимных наблюдений и пр.);

5.2.        Расценки на проведение лабораторных работ по

исследованию проб воды;

5.3 Дополнительные сведения, связанные с расчетами по камеральным работам, транспортировке и пр.

 

Графические материалы

1. Обзорная карта района работ

2. Геологическая карта района работ, м-б 1:200 000

3. Гидрогеологическая карта района работ, м-б 1:200 000

4. Гидрогеологическая карта участка работ, м-б 1:50 000- 1:10000

5. Дополнительно: фотографии форм рельефа, растительности,

животного мира, станков, рабочего места и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Специальная часть.

Практическое занятие

Разбор примеров гидрогеологических исследований грунтовых вод аллювиальных отложений речных долин.

         Дан участок работ в бассейне р. Белая, в процессе поисков были проведены гидрогеологические работы в полном объеме для водоснабжения хоз центра с потребностью 20дм³/сек. В процессе поисков один из участков по предварительным данным показал перспективные результаты. Проанализировать результаты поисков на участке и дать прогноз использования п.в. участка для водоснабжения хоз центра.

 

Характеристика участка поисковых работ.

 

 

Рис. Гидрогеологическая схема участка работ с результатами гидрогеологических поисков.

 

 

 

 

 

 

Условные обозначения

I.    Распространение водоносных горизонтов или комплексов.

 

     - Современный аллювиальный водоносный горизонт.

       Разнозернистые пески.

 

          -  - Средне - верхнечетвертичный аллювиальный водоносный горизонт

                Гравийно-галечник с песчаным заполнителем.

 

II. Распространение водоупорных (или водопроницаемых, но безводных) пород.

 

                       - Аллювиальные нижнечетвертичные отложение.

                         Глины.

III. Питание, направление движения и дренирования подземных вод.

 

                   Направленное движение подземных вод

                   Гидроизогипсы первого от поверхности водоносного горизонта.

         220

                   Водопункты.

  скважина вверху номер по каталогу, слева в числителе дебит (дм³/с)

в знаменателе понижение (м), справа в числителе глубина установившегося уровня (м), в знаменателе минерализация (г/ дм³).

 

IV. Минерализация и химический состав.

                  

                   - Минерализация до 1 г/ дм³.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V. Прочие знаки.

                      - Граница водоносного горизонта.

                      - Участок реки и направление движения воды.

                     

 

                         - Линия разреза.

 

                         - Гидропост

 

                    

На разрезе     -

 Уровень грунтовых вод.

 

  - Песок

 

   - Гравийно-галечник с песчаным заполнением.

 

   - Глина

 

           4

                    - Скважина:  вверху номер по каталогу, штриховка соответствует        химическому

     составу в опробованном интервале, цифры слева дебит   (дм³/сек), понижение (м),    

справа глубина установившегося уровня, минерализация г/ дм³.

 

 

Анализ ранее проведенных работ.

В процессе поисков на территории проводился полный комплекс работ, из них на участок попали 5 скважин, пройденных вращательном способом с промывкой станком УГБ-50м., глубина скважины 60 м., диаметр фильтра 127 мм, установлен фильтр на колонне обсадных труб, длина фильтра 5м. Из скважин были пройдены опытные одиночные откачки, были проведены площадные, геофизические работы методом ВЭЗ, которые уточнили строение речной долины. Продолжительность откачек 5 суток, откачки показали измерение дебита от 1 дм³/с (скв. 4) до 18 дм³/с (скв. 5) при соответствующем понижении от 10 до 8м. Работы проводились эрлифтом, в результате выяснилось строение речной долины, которая состоит из 2-х надпойменных террасс аккумулятивно–эрозионного типа. Пойма представлена песком разнозернистым, имеет мощность ≈ 10м., поэтому малопригодная для практической эксплуатации водоносного горизонта. Первая надпойменная терраса имеет ширину до 2 км., мощность аллювия до 60 м. по результатам поисков является наиболее благоприятной частью речной долины для постановки на ней разведочных работ.

Вторая надпойменная терраса аQ₁ имеет мощность > 60м., представлена водонепроницаемыми глинами. После бурения скважин, они были оборудованы фильтрами, установленными на колонне обсадных труб.

 

 

Выбор участка работ перспективного водоносного горизонта и их характеристика.

На участке показаны 3 разновозрастных и разной литологии отложения аQ₁ является водоупорным, и поэтому анализу не подлежит, аQ₄ является водоносным горизонтом сложенным разнозернистыми песками, но имеет малую мощность, поэтому не может самостоятельно обеспечить потребность в воде. Наиболее перспективным поэтому следует считать водоносный горизонт аQ_2-3. Однако в процессе поисков установлена возможность наличия гидравлической связи водоносных горизонтов Q_2-3 и Q₄ между собой а также и с поверхностными водами р. Белая, поэтому следует предложить для изучения водоносный комплекс аQ_2-3 - Q₄, и поставить перед дальнейшими исследователями задачу установление гидравлической связи между ними и рекой. В этом случае перспективный водоносный горизонт (аQ_2-4) может быть схематизирован, как пласт-полоса – с границами на востоке I рода H=const.; и на западе II рода Q=0, с мощностью изменяемой от 40 до 60м., в среднем Н=50м.

Глубина залегания уровня изменяется от 2м в (скв.4) до 5 м. (скв.3) по минерализации воды пресные с сухим остатком, равным 0,3г/дм3 (скв. 3) до 0,5 г/дм3. (скв.1) по химическому составу вода изменяется от гидрокарбонатной на севере и северо-востоке (скв. 1, 2, 5) до смешанной хлоридно-гидрокарбонатной в южной части (скв. 3, 4).

Выше было сказано, что наиболее продуктивные скважины имеют дебит до 12 дм3/с. при понижении 8м (скв. 5) расположены в центральной части долины ближе к реке, что дает нам право прогнозировать улучшение фильтрационных свойств от бортов долины к реке. Подтвердить эту закономерность также ставится в задачу последующей стадии.

 

 Основные закономерности формирования питьевой воды.

Анализ условий участка работ показывает, что предположительно перспективный водоносный горизонт образует единую гидросистему с рекой.

Анализируя климат участка – сухое жаркое лето, малоснежная холодная зима, недоступное количество осадков, позволяет сделать вывод, что режим водоносного горизонта относительно стабилен во времени так как не получает питание от осадков. Минерализация меняется в пределах 0,3 – 0,5 г/дм3, уровень от 2-5м. химический состав полностью. Определяется химическим составом поверхностных вод. Физические свойства в течении 10 месяцев меженного периода практически не изменяется. Меженный период в этом районе охватывает апрель – май. В это время наблюдается максимальное поступление питания от талых вод, зимних осадков, что приводит к увеличению уровня на 0,5 – 1м. Ухудшение физических свойств (прозрачность, вкус, цвет), снижение минерализации на 0,1 г/дм3 все это приводит к снижению потребительских качеств воды.

Запасы при этом несколько увеличиваются; таким образом, особенности формирования питьевой воды может свести к следующим периодам:

а) Меженный период зима, лето, когда параметры режима постоянны, водоносный горизонт питается поверхностными водами и естественными ресурсами.

б) Паводковый период – водоносный горизонт получает дополнительное питание и на некоторых участках может питать реку за счет повышения уровня г.в.

 

  Расчет основных гидрогеологических параметров.

         Для оценки запасов подземных вод необходимы предварительные расчеты следующих параметров: К_ф μ(μ ^*), а_у (а), q, R_пр.

В основе всех расчетов лежит определение К_ф по формуле Дюпюи с поправкой Веригина. Водоносный горизонт безнапорный, мощность Н = 50м, диаметр фильтра 127 мм; длина фильтра l= 5м; К_ф = 5м., нагрузка на скважину и другие данные берутся с карты.

                   

Q – дебит (м³/сут.);

R – радиус влияния откачки;

Z – радиус фильтра;

H – мощность в.г. (м);

S – понижение (м);

 – поправка Веригина, определяемая [9, стр.120]

В зависимости от соотношения    и

Для облегчения расчетов вынесем данные по скважинам в таблицу №1.

Таблица 1. Результаты гидрогеологических поисков

№ скв.	Q (дм3/с)	S(м)	Ну (м)	Н (м)	М (г/дм3)	q(дм3/с*м)
1	5	14	3	50	0,5	0,35
2	6	12	2	50	0,4	0,5
3	4	17	5	50	0,3	0,23
4	8	10	4	50	0,3	0,8
5	12	8	2,7	50	0,4	1,5

Используя характеристику водоносных горизонтов и поисковых работ можно записать              Находим поправку Веригина по [9, стр.120] путем линейной интерполяции по аргументу                                      

Вычисление К_ф сводится в следующую таблицу.

 

Таблица №2.  Расчет К_ф по скважинам на участке поисков.

№ скв.	Q(м3/сут)	S	(2H-S)S	R	lgR/r	ξ	0,73Q	числ.	Кф
1	432	14	1204	35	3,7413	74,5	315,36	6276	5,2126
2	518,4	12	1056	50	3,8962	74,5	378,43	7589,8	7,1873
3	345,6	17	1411	23	3,5591	74,5	252,29	4974,9	3,5257
4	691,2	10	900	80	3,1970	74,5	504,58	9767,1	10,852
5	1036,8	8	736	150	4,3733	74,5	756,86	15540	21,114

 

Для перевода дебита используем соотношения

Расчеты показали неоднородность фильтрационной свойства водоносного горизонта. Максимальные значения К_ф – по скважинам 5,4; минимальное – по скважине 3. Кроме того, скважине 2 К_ф – также низкий что говорит о заглинизации песков водоносного горизонта на данном участке. Находим среднее значение К_ф и вычисляем основные параметры.

К_фср = 9,73м/сут

а)   Логарифмируем обе части уравнения. Получаем =

 

 

 

 

 

 

Кm = 50*9,5=450м²/сут

Таким образом получили следующие гидрогеологические параметры, пригодные для расчета.

         К_ф = 9,5м/сут;   Кm = 450м²/сут;   μ = 0,1619;   а_y = 3004м²/сут;    R =8221м     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Оценка естественных ресурсов.

Проводится по профилю между скважинами 3 и 2 (см.карту), перехватывающему большую часть потока.

Расчет ведем по формуле Дарси:

Q_e = К_ф х F х I х cosα,

где α  – угол между направлением потока и перпендикуляром к заданному профилю, так как  α=90⁰ (см.карту), то cosα=1. Определяем по карте I = Δh/l, где Δh – разность отметок гидроизогипс, а l – расстояние между этими точками. Определяем расстояние по карте между отметками 219-218 гидроизогипс который пересекает вектор потока ℓ = СД = 4 см. х 250м/см = 1000м, тогда I = Δh/1000; Δh = 1м. = 219-218;; I = 1/1000 = 0,001. Определяем F – площадь сечения потока как произведения средней мощности водоносного горизонта на расстояние между скважинами 3 и 2 (длина профиля АВ) F = Н_ср. х АВ; АВ = 10см*250м/см = 2500м, тогда F = 50 х 2500 = 125000м³; Q_e = 9,5 х 125,000 х 0,001 х 1 = 1187,5 м/сут.

Согласно задачи, заявленная потребность хозцентра в воде составляет 20дм3/сек.

Q_потр. = 20 дм3/с х86,4 = 1728 м³/с

Q_e = 1187,5 м³/с< Q_потр. = 1728 м³/с.

Следовательно заявленная потребность не может быть обеспечена за счет естественных ресурсов.

Примечание: к данной главе необходимо приложить схему с построенной системой гидроизогипс, на которой указаны –профиль, гидроизогипсы, масштаб, направление потока, угол α.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Например:

Рис. № 3.5        Схематическая зарисовка гидрогеологического профиля.

 

                                                             

   2052

                                  

                                                               

 

дм³

 

 

 

 

 

        30

 

 

         25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    2054

Условные обозначения:

Линия профиля –

Скважина, порядковый номер - 2054

 

При условии если перспективный водоносный горизонт является трещиноватым, расчет естественных запасов следует проводить балансовым способом.

Балансовый метод - основан на составлении водного баланса участка по формуле:

Первый метод-

Qэ =Qе + (ά*Qзап)/t  (Биндеман Н.Н. «Оценка эксплуатационных запасов подземных вод» Москва 1963 год., стр.90)

Где Qе –естественные ресурсы,

ά –коэффициент извлечения запасов,

t –время, за которое рассчитываются эксплуатационные запасы.

Коэффициент извлечения запасов обычно принимают в пределах 0.3-0.5

По завершению расчета необходимо выяснить время сработки запасов, а именно Т=Qэ/Qпотр., где Т- время сработки запасов (сут.), Qэ- эксплуатационные запасы, Qпотр.- заявленная заказчиком потребность в воде.

Время сработки запасов должно быть больше или равно амортизационному сроку эксплуатации.

Второй метод-

В ряде случаев динамические притоки могут быть оценены по величине модуля подземного стока:

Qдин=F*M_0,

Где F-площадь подземного водосбора;

М₀-модуль подземного стока равный 10-15 л/сек*км²

(Изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий месторождений полезных ископаемых, В.Д.Бабушкин, «Недра» Москва 1969г, стр. 48)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оценка естественных запасов.

         Естественные запасы подсчитываются в пределах развития депрессионной воронки подземных вод с учетом принятых граничных условий по формуле:

Q₃ = 0,5μV;

где μ – коэффициент водоотдачи;

  V – объем обводных пород;

 0,5 – коэффициент сработки запасов.

V = Н_ср. х S, где S – площадь развития депрессионной воронке с учетом граничных условий;

Для неограниченного пласта S = πR², где R – приведенный радиус влияния

Для ограниченного пласта (пласт полосы) S = Р х L , где P=2R – размер депрессий в сторону где нет ограничения водоносного горизонта, L – расстояние между границами.

Согласно схемы водоносного пласта, имеем S = Р х L= 2 х 8215,8 х 11 х 250 = 45,186900м³ = 0/0, тогда V = 50 х 45186900 = 2259345000м³, Q₃ = 0,5 х 0,2 х 2259345000 = 225934500м³.

Определим время сработки рассчитанных запасов при данной потребности Q_п=20дм3/с=1728м³/сут;  > 10000сут. = > потребность может быть получена за счет сработки естественных запасов.

 

Особенности методики разведки месторождения речных долин.

Предварительная разведка включает, выполнение широкого комплекса работ: буровых, опытных, геофизических, гидрогеологических и наблюдаемых.

Бурение скважин производится по поперечникам, отстоящим друг от друга на расстоянии 0,5 – 1,0 км.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обоснование схемы водозабора, категоризация запасов.

 

Для выполнения данной работы необходимо знакомится с темами 2.10, 3.9, 3.8, а также с инструкцией и методическими указаниями по классификации эксплуатационных запасов (Алма-Ата 1997г.).

Схема водозабора намечается по результатам предварительной разведке применительно к скважине (участку) показавшей лучшие результаты. При этом нужно помнить что линейные водозаборы ориентируются перпендикулярно направлению потока, и параллельно границе Н=const.

Задача

Дан участок работ - практическое занятие .№14, требуется:

1.     Произвести типизацию месторождения, согласно инструкции ГКЗ;

2.     Определить схему водозабора и провести категоризацию запасов

 

1. В соответствии с методическим  указаниями (стр. 3) данное месторождение можно отнести к 1-ой группе месторождений с простыми гидрогеологическими и гидрохимическими условиями, при условии взаимосвязи подземных вод с поверхностными водами, так как при характеристике гидрогеологических условий (см.практическое занятие №14) выяснено что литология водоносного горизонта однообразна, мощность одинакова, гидравлические уклоны по участку однообразны, т.е. гидрогеологические условие простые, химически состав подземных вод по всем скважинам близок друг к другу, поэтому гидрогеохимические условия также простые; кроме того, отмечена гидравлическая связь подземных вод с поверхностными.  Для категоризации запасов в соответствии с инструкцией   на месторождениях 1-группы допускается в качестве проектной нагрузки взять максимальной из фактически полученных. Учитывая имеющиеся дебиты скважины 1, 2, 3 принимаем проектную нагрузку на скважину  10дм3/сек. Таким образом, количество скважин водозабора определяется

n=

2. Так как предполагается активная гидравлическая связь с поверхностными водами водозабор рекомендуется ориентировать вдоль реки и включить в его состав 2-е имеющиеся скважины 2 и 5, но в связи с тем, что расстояние между скважинами  2 и 5 больше предполагаемой длины водозабора, то скважина 2 как менее продуктивную в состав водозабора не включаем. Таким образом, принимаем водозабор линейного типа параллельно реке с расчетной нагрузкой на скв. 10 дм3/сек. и расчетным расстоянием между скв. 100м с включением скв. 5. Запасы категории В (для месторождений 1-ой группы) подсчитываются по расчетной производительности намечаемого водозабора при условии детального изучения водоносного горизонта, которое бы подтвердило возможность сохранения требуемого количества и качества воды на весь срок эксплуатации. 

Для этого видно кроме скв.5 в составе водозабора надо пробурить 1 разведочную эксплуатационную скважину 1-Э, для изучения северного фланга месторождения, остальные эксплуатационные скважины условно – пройденные и предлагается следующая схема категоризации запасов.

 

 

 

 

 

 

 

 

Условные обозначения:

 

Условно пройденная скважина;

ранее пройденная скважина;

эксплуатационная скважина, которую необходимо пробурить

 

.                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оценка эксплуатационных запасов .

Оценка эксплуатационных запасов методом “большого колодца”

         Понижение уровня в условной скважине, расположенной в центре «большого колодца» по Ф.М.Бочеверу рассчитывается по формуле:

S = S_вн. + S_скв., где  S_вн. – понижение уровня вызванного системой скважин, S_скв. – дополнительное понижение в скважине зависящее от их расположения, нагрузки на скважину и степени несовершенства.

где Q – дебит скважины м³/сутки

r_п – приведенный радиус влияния скважина          , где - расстояние между скважинами

r_с -  радиус фильтра

 исходя из условий задачи определяем поправку Веригина согласно [9, стр 120].

 

; получили

 

 

,

где Q_потр. – суммарный дебит водозабора

       Z – ширина полосы (расстояние между контурами), м

       Z₁ – расстояние от центра в/з до ближнего контура.

       R₀ – радиус большого колодца R₀ = 0,2*L – для линейного ряда, где L – длина водозабора

        

 

 

S = S_вн. + S_скв = 20,46+7,69=28,05м.

Н_доп = 0,6*50=30м>S = 28,05м следовательно эксплуатационные запасы в количестве 100дм3/сек обеспечена.

S_э ≤ S_доп. =  (0,4 – 0,6)Н, S_э – эксплуатационное понижение,  S_доп. – допустимая понижения, Н – мощность безнапорного водоносного горизонта, при напорном водоносном горизонте Н – сумма мощности водоносного горизонта и напора.

 

 

Расчет зон санитарной охраны водозабора.

Обычно проводится расчет 2 и 3 зоны на период работы водозабора 30 лет = 10000 суток, однако в задаче показаны расчеты на различные сроки работы водозабора, которая характеризуют возможность самоочищения водоносного горизонта от бактериальных загрязнителей.

 Расчет ЗСО можно сделать двумя способами…

Первый способ:

В соответствии с заключением по отводу земельного участка, осмотренного совместно со специалистами органов санитарно-эпидемиологического надзора, санитарное состояние участка разведки и прилегающих территории удовлетворительное.

На всех реально возможных расстояниях влияния проектируемого водозабора какие-либо источники потенциального загрязнения отсутствуют, что создает благоприятные условия для организации ЗСО. На водозаборе, в соответствии с СанПиН 2.1.4.027.95 требуется, как правило, создать ЗСО, состоящую из 3-х поясов:

 

Первый пояс – зона строгого режима; учитывая то, что водоносный горизонт грунтовый, назначается в радиусе 50 м от водозаборных скважин.

 

Второй пояс – зона ограничений; предназначена для защиты подземных вод от микробного загрязнения. Второй пояс должен ограничиваться контуром, от которого время движения загрязненного потока превышает время потери жизнеспособности и вирулентности патогенных микроорганизмов; для данного климатического пояса – 400 суток.

 

Третий пояс – зона наблюдений; предназначена для защиты водоносного горизонта от химического загрязнения. Граница третьего пояса устанавливается на расстоянии от водозабора, при котором загрязненный поток достигает скважины через 25 лет(≈10000 суток).

Имея в виду, что эксплуатационные скважины расположены в удалении друг от друга и будут работать практически в разных блоках, расчет II и III поясов ЗСО проводится для одиночного водозабора, без учета величины бытового потока подземных вод, по нижеследующей формуле:

 

R_II-III= √QT/πmn,  

 

где: R_II – радиус II пояса ЗСО при T(время)=400 суток;

       R_III – радиус III пояса ЗСО при Т=10000 суток;

       Q – расход водозаборной скважины,

       m – мощность водоносного горизонта;

       n – активная пористость пород. 

            

Целесообразно обустройство III пояса ЗСО на рассчитанном расстоянии.

Рекомендации по санитарной охране водозабора

В пределах зоны санитарной охраны рекомендуется проводить следующие мероприятия, предусмотренные СанПиН 2.1.4.027.95 «Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения хозяйственно-питьевого назначения».

Мероприятия по первому поясу:

1.Территория первого пояса ЗСО должна быть спланирована для отвода поверхностного стока за ее пределы, озеленена, ограждена и обеспечена охраной. Дорожки к сооружению должны иметь твердое покрытие.

2.Запрещаются все виды строительства, не имеющие непосредственного отношения к эксплуатации, реконструкции и расширению водопроводных сооружений, в том числе прокладка трубопроводов различного назначения, размещение жилых, бытовых и хозяйственных зданий, проживание людей, а также применение ядохимикатов и удобрений.

3.Здания должны быть оборудованы канализацией с отведением сточных вод в ближайшую систему бытовой или производственной канализации или на местные очистные сооружения.

4.Водопроводные сооружения, расположенные в первом поясе зоны санитарной охраны, должны быть оборудованы с учетом

предотвращения возможности загрязнения питьевой воды через оголовок и устье скважины, люки и переливные трубы резервуаров и устройства заливки насосов.

Мероприятия по второму и третьему поясам:

1.Выявление, тампонирование или восстановление всех старых, бездействующих дефектных или неправильно эксплуатируемых скважин, представляющих опасность в части возможности загрязнения водоносных горизонтов.

2.Бурение новых скважин и новое строительство, связанное с нарушением почвенного покрова, производится при обязательном согласовании с центром государственного санитарно-эпидемиологического надзора, органами и учреждениями экологического и геологического контроля.

3.Запрещается закачка отработанных вод в подземные горизонты, подземное складирование твердых отходов и разработка недр.

4.Запрещено размещение складов горюче-смазочных материалов, ядохимикатов и минеральных удобрений, накопителей пром. стоков, шламохранилищ и других объектов, обуславливающих опасность химического загрязнения подземных вод. Размещение таких объектов допускается в пределах третьего пояса ЗСО только при условии выполнения специальных мероприятий по защите водоносного горизонта от загрязнения по согласованию с центром государственного санитарно-эпидемиологического надзора, органами экологического и геологического надзора.

5. Своевременно выполнять необходимые мероприятия по санитарной охране поверхностных вод, имеющих непосредственную гидравлическую связь с используемым водоносным горизонтом, в соответствии с требованимями СанПиНа «Охрана поверхностных вод от загрязнения».

Кроме того, в пределах второго пояса ЗСО:

1.Запрещается размещение кладбищ, скотомогильщиков, полей ассенизации, полей фильтрации, навозохранилищ, животноводческих предприятий и других объектов, обусловливающих опасность микробного загрязнения подземных вод;

2.Запрещается применение удобрений и ядохимикатов;

 

Запрещается рубка леса главного пользования и реконструкции.

Подлежит выполнять мероприятия по санитарному благоустройству территории объектов (оборудования, канализацией, устройство водонепроницаемых выгребов, организация отвода поверхностного стока и др.)

Рекомендуется прилогать графическую схему ЗСО:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Второй способ:

Дано:

Одиночный водозабор

1)    расход водозабора Q = 78м³/сут; Q = 0,9дм3/с; S = 4,5м.

2)    М = 0,024

3)    M = 25м

4)     

5)    Примем i = 0,006 тогда расход естественного потока q=1,02*25*0,006 = 0,15м²/сут.

Примем Т₁ – 100 сут – время самоочищения воды от бактериальных загрязнений;

              Т₂ – 400 сут – время самоочищения воды от животноводческих ферм

              Т₃ – 9000 сут – время самоочищения кладбища, скотомогильники, свалки мусора.

Определить проведенное время

=27

Для построения нейтральной линии тока используем уравнение: или

                  

 

Находим точки пересечения нейтральной линии тока с графиками простейших уравнений:

 

1) угол

2) х=у

3) х=0,5у;

4) х=0;     у=

5) х=0,5у; 

6) х=-у; 

7) х=-2у; 

8) у=0;  

1)    Т.О. построение нейтральной линии тока завершено, однако 3СО необходимо рассчитать для Т₁, Т₂, Т₃.

2)    Расчет и построение 3СО – они должны находится внутри площади огр. нейтральной линией тока. Для построения 3СО на время Т₁, Т₂, Т₃ используем графики 5, 6, 7 Е.Л. Минкин «гидрогеологические расчеты для выделения зон санитарной охраны водозабора подземных вод» стр. 26-28 для каждого  (приведенное время) по графикам находим приведенные координаты  и  а затем по формулам     =       =координаты искомых точек х=         у=

Расчеты приведены в таблице №1;          

 

                                      А                                                      Б

                  

Рис.84.  Номограммы для определения ЗСО одиночного водозабора для

определения координат А – х, Б – у.

 

 

                                    

 

 

 

 

 

координат нейтральной линии тока и координат 3СО на период  времени Т₁, Т₂, Т₃.

Уравнение прямой, точку пересечения которой с ЗСО требуется найти	Координаты точки  пересеч.		Привед.коорд.    (по номограмм)							Х (опр.подстановки в уравнении прямой)
	у	х	= 0,3	= 1,2	= 27		= 0,3	= 1,2	= 27	= 0,3	= 1,2	= 27
х = 2у                     θ = π/8	220	440	0,42	1,0	2,7	83	35	83	224	70	166	448
х = у                       θ = π/4	195	195	0,65	1,35	2,37	83	54	112	197	54	112	197
х =0,5у                   θ = 3/8π	168	84	0,70	1,38	2,1	83	58	115	174	29	58	87
х = 0                       θ = π/2	130	0	0,75	1,28	1,5	83	62	106	124	0	0	0
х =-0,5у                 θ = 5/8π	0,92	-46	0,6	1,1	1,2	83	50	91	100	-25	-46	-50
х =-у                      θ = 6/8π	65	-65	0,68	0,8	0,83	83	37	56	66	-32	-56	-66
х =-2у                    θ = 7/8π	39	-78	0,48	0,5	0,8	83	23	40	42	-46	-80	-84
Вверх по потоку         θ	-	-	0,98	2,5	10	83				80*	208	830
Вниз по потоку	-	-	0,6	0,9	1	83				50	75	83

 

 

Х опр. В зависимости от  по [1, стр.28, табл.7]

 = 0,3                х→[1 х 83] = 80м;                  0,6 х 83] = 50м;

 = 1,2                х→[2,5 х 83 = 208м;               0,4 х 83 = 75м];

 = 27                           х→[10 х 83 = 230м;                1 х 83 = 83м];

                   вверх по потоку;           вниз по потоку

 

Примечание:       1) Если  = 3,5 – границу зоны линию проводить по нейтральной линии тока замыкая ее выше по потоку линией параллельной оси у и проходящую через точку на оси х определенной по графику по заданному ;

                   2) При малых скоростях потока К< 0,61 к/сут. граница зоны – окружность радиусом 

                   3) Если <0,04 – зоны окружность с pqZ₀.

 

Проектные работы.

 

  I. СОДЕРЖАНИЕ ГЛАВЫ «БУРОВЫЕ РАБОТЫ»

         Эта глава должна состоять из расчетно-пояснительной записки и графических приложений.

         Расчетно-пояснительную записку предлагается писать в следующем порядке:

1.   Обоснование типов скважин (по их назначению)

2.   Условия проведения буровых работ.

3.   Выбор и обоснование способа бурения.

4.   Выбор и обоснование конструкции фильтра.

5.   Выбор и обоснование водоподъемных механизмов.

6.   Составление конструкции скважин.

7.   Тампонаж скважин.

8.   Выбор бурового агрегата.

В качестве графических приложений рекомендуется геолого-технический наряд и технический лист. В ГТН производится окончательная корректировка конструкции скважин, режимов бурения и т.д., и выполняется по установленной форме в зависимости от выбранного способа бурения (см. приложение № 1, 2).

В качестве технического листа может быть выполнен чертеж, принципиальная кинематическая  схема любой установки, оборудования и т.д.

Задание на технический лист выдается руководителем проекта и может быть выполнен в интересах его применения в учебном процессе.

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ

ОТДЕЛЬНЫХ РАЗДЕЛОВ ГЛАВЫ «БУРОВЫЕ РАБОТЫ»

         Глава «Буровые работы» начинается обоснованием целей и задач работ, при этом необходимо указать на высокую себестоимость буровых работ, поэтому бурение каждой скважины необходимо обосновать с анализом возможной замены буровых работ менее дорогими, но эффективными разведочными работами (геофизическими, ландшафтными и т.д.).

 

1. Обоснование типов скважин

         Производится на основании геологического задания, темы проекта и конкретных геологических и гидрогеологических условий. На ранних стадиях  исследования проектируются поисковые, разведочные скважины, в задачу которых входит опробование и изучение водоносных горизонтов; поэтому и конструкция должна быть рассчитана на кратковременную работу. Разведочно-эксплуатационные и эксплуатационные скважины проектируются на детальных стадиях, оборудуются постоянными водоподъемниками, дающими проектный расход и напор на амортизационный срок 10000 сут. Наблюдательные скважины проходятся минимальным диаметром позволяющим провести прокачку скважины и необходимые наблюдения, скважины проходятся, в основном, при проектировании кустовых откачек.

2. Условия проведения буровых работ.

         Здесь коротко проводятся геолого-технические и гидрогеологические условия на участке. Это расстояние между скважинами, средняя их глубина, категория буримости пород, другие свойства проходимых пород, число вскрываемых водоносных горизонтов, условия глино-водо-электроснабжения и т.д.

3. Выбор и обоснование способа бурения производится исходя из:

а) условий проведения работ;

б) крепости пород;

в) назначения скважины.

         В настоящее время бурение на воду производится, в основном роторным и ударно-канатным [1, стр. 39].

         Способ бурения необходимо обосновать исходя из следующих характеристик:

а) необходимый диаметр скважины;

б) оптимальный режим бурения при данном разрезе;

в) Глубина скважины и ее назначение

4. Выбор, обоснование конструкции фильтра.

         Определяется назначение фильтра в зависимости от геологических условий и назначения скважин, затем в зависимости от литологии водовмещающих пород выбирается тип фильтра (1. стр. 448), (7, стр.382). При выборе конструкции фильтра необходимо, во-первых, обеспечить длительное время получения качественной воды из скважины, во-вторых, получить максимальное в данных условиях дебиты. Фильтры из дерева и керамики, пористого бетона допускаются применять при глубине скважины до 100-150м. (7, стр.382), а стержневые до 200 м, при более глубоких водоносных горизонтах рекомендуется применение фильтров из стальных трубчатых каркасов или гравийные обсыпные (1, стр.451).

         Диаметр фильтра равен диаметру водоподъемной колонны при установке на ней и меньше диаметра колонны при установке «в потай» на 50мм при ударно-канатном способе бурения и на 100 мм при вращательном способе, длина фильтра определяется по формуле (12, т 2, стр.189), либо по формуле (6, стр.452), (11, стр.449).

         Диаметр и длину фильтра можно также подобрать по входной скорости фильтрации по неравенству (1, стр.462), (7, стр.385).

         Фильтрационная способность фильтра зависит от размеров фильтрующих ячеек и определяется в зависимости от (2, стр. 385, 389), (3, стр. 176).

         В комплект собранного фильтра, кроме рабочей части входят отстойники 1-2 м, надфильтровая труба, сальник, центрирующие приспособления (5, стр. 466). Установка фильтра производится в зависимости от конкретных условий и принятой схемы (1, стр. 475), (12, т.2, стр. 199).

 

5. Выбор и обоснование водоподъемных механизмов.

         Применение того или иного типа насоса определяется:

а) положение динамического уровня в скважине;

б) заданной производительности;

в) диаметром водоподъемной колонны;

г) режимом работы скважины.

         При откачке мутной воды, прокачке, пробных и опытных одиночных откачках с любых глубин рационально применение эрлифта. Здесь необходимо провести расчет основных параметров эрлифта (3, стр. 216-222), (7, стр. 472) а затем подобрать тип компрессора и глубину, диаметр водоподъемной колонны.

         При проведении детальных исследований рекомендуется особенно разведочно-эксплуатационные скважины оборудовать постоянными водоподъемниками. Наиболее распространенными из них насосы типа (12, стр.221), которые подбираются в зависимости от необходимого дебита и напора. При откачках в напорных водоносных горизонтах используют погружные центробежные насосы типа АП, АПВ, ЭН (12, стр. 223). Насосы не следует помещать в фильтрах, чтобы не снижать водоприток в скважину, уровень воды должен быть выше на один метр верхнего конца насоса, диаметр скважины должен быть больше габаритов насоса минимум на 10 мм (7, стр. 471).

Подробнее вопрос рассмотрен на практическом занятии №12.

 

6. Состояние конструкции скважин.

         Основными элементами конструкции скважины являются: глубина, диаметр, длина, количество колонн обсадных труб, специальные устройства, затрубные цементационные кольца, сальники, водоприемная часть.

         Эксплуатационный диаметр определяется диаметром фильтра и способом его установки. На колонне фильтр рекомендуется устанавливать при устойчивых стенках скважины (вращательный способ бурения). При установлении «впотай» диаметр фильтра должен быть меньше диаметра колонны 50-100 мм с изоляцией промежутка сальником. При ударном способе бурения средний выход колонны 25-30 м. При роторном бурении применяют, как правило, одноколонную или двухколонную конструкцию скважины с установкой фильтровой колонны, при этом минимальная разница при смене диаметра 100-150 мм. При бурении    между стенкой скважины и муфтой обсадных труб зазор должен составлять 15-50 мм, все скважины вращательного бурения оборудуются направляющей колонной на глубину до 6м.

         Смену диаметров необходимо проводить в водонепроницаемых прослойках с заглублением одной колонны в другую не менее чем на 3-5 м (2 стр. 388).

         Совершенно необходимо цементирование кондуктора, и в разведочно-эксплуатационных скважинах всей колонны от башмака до устья.

Подробнее вопрос рассмотрен на практическом занятии №11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример выполнения работы.

Задание: постройте конструкцию гидрогеологической скважины, пройденной вращательным способом. Глубина скважины 90 метров, разрез представлен: 0-13 м супесь, 13-19 м глина, 19-90 м гравий. Стадия разведки предварительная, фильтр на колонне обсадных труб. Длина фильтра 10 м. Водоподъемное оборудование эрлифт диаметром 98 мм. Уровень грунтовых вод 18 метров. Подберите тип фильтра (согласно литологии), диаметры бурения и обсадки.

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.     Исходя из размера эрлифта (98 мм) подберите пользуясь табл.V-1 диаметр эксплуатационной колонны, который должен быть на 50-100 мм больше водоподъемника-эрлифта (получим 140 мм).

2.     Исходя из выбранного диаметра эксплуатационной колонны подберите диаметр породоразрушающего инструмента (долота), который будет на  50-100 мм больше диаметра эксплуатационной колонны. (получим 190мм). Табл.VII-20.

3.     Так как при вращательном бурении используется промывочная жидкость, необходимо запроектировать кондуктор, чтобы предотвратить размыв устья скважины.

Первая колонна-кондуктор служит для крепления верхних интервалов ствола скважины и устья.

 Подберите диаметр кондуктора. Кондуктор должен быть на 50-100 мм больше диаметра бурения под эксплуатационную колонну, следовательно, d обсадки составит 245 мм при d бурения 295 мм (долото 1В-190СТ).

4.     Исходя из литологии, пользуясь табл.1 и табл.2, подберите тип фильтра. Получим: тип фильтра (согласно таб. 1) - фильтры с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки на перфорированном трубчатом каркасе и ФЩО (фильтр щелевой), (таб.2) трубчатые – с круглой или щелевой перфорацией.

5.     Исходя из заданной глубины скважины, пользуясь табл.3, подберите длину отстойника (получим 5 м). Отстойник предназначен для сброса проникающих в фильтр частиц породы. Его прикрепляют к нижнему концу рабочей части фильтра.

6.     Используя полученные ранее габаритные размеры бурения и обсадки, пользуясь схемой на стр.1 постройте конструкцию гидрогеологической скважины.

7. Тампонаж скважин.

         Тампонаж проводится для изоляции водоносных горизонтов и укрепления стенок скважин. Тампонаж глиной применяется в неглубоких скважинах ударного бурения [11, стр. 468], [5, стр. 395], [3, стр. 363].

         Тампонаж цементными пробками производится при глубоком, вращательном бурении.

8. Выбор бурового агрегата.

         Буровой агрегат определяется выбранным способом бурения, конструкцией скважины, физико-географическими условиями. Основные параметры колоны должны обеспечить проходку скважины заданной конструкции, при выполнении требований экономичности использования станков (8, стр. 79), (11, стр. 19), (6, стр. 57, 367), (2, стр. 43), (7, стр. 55, 114), (2, стр. 44).

         После выбора станка подбирается основное, вспомогательное и аварийное оборудование для бурения скважины согласно принятой конструкции.

         При роторном бурении необходимо сделать расчет параметров промывочной жидкости.

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Башкатов Д.Н. «Справочник по бурению скважин на воду».

2.Башлык С.М., Загибайло Г.Т. «Бурение скважин» М., Недра, 1983.

3. Белицкий А.С., Дубровский В.В. «Проектирование разведочно-эксплуатационных скважин для

    водоснабжения» М., Недра, 1974.

4. Воздвиженский В.И. и др. «Разведочное бурение» М., Недра, 1979.

5. Волков А.С. «Буровой геологоразведочный инструмент», Недра, 1979.

6. Волков А.С. «Буровое дело», Недра, 1965.

7. Дубровский В.В. и др. «Справочник по бурению и оборудованию скважин на воду» М., Недра, 1971.

8. Ребрик Б.М. «Справочник  по бурению и/г скважин» М., Недра, 1973.

9. Солонин Б.Н. «Краткий справочник по проектированию и бурению скважин на воду М., Недра, 1983.

10. Оноприенко М.П. «Бурение и оборудование г/г скважин» Недра, 1978.

11. Шамшев Ф.А. «Технология и техника разведочного бурения» М., Недра, 1973.

12. «Справочное руководство гидрогеолога» Т 1, 2 Ленинград, Недра 1979.

 

II. СОДЕРЖАНИЕ ГЛАВЫ «ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ»

         Пояснительную записку следует писать в следующем порядке:

1.   Цели, задачи геофизических работ.

2.   Обоснование рационального комплекса геофизических работ.

3.   Описание методики проведения каждого вида работ.

4.   Обоснование объема работ.

5.   .Подбор инструментов, приборов и оборудования

Основой для разработки главы является стадия исследований, целевая установка проекта. При этом нужно помнить, что геофизические работы относительно дешевы и эффективны, но при условии правильного подбора комплекса работ. При проведении съемочных работ различных масштабов рекомендуется сочетание площадных методов исследований и скважинной геофизики. При детальных исследованиях основными являются каротажные работы.

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАЗДЕЛОВ

         1. Целевым назначением геофизических работ следует считать изучение геологического разреза, гидрогеологических условий без вскрытия разреза или с минимальным количеством разведочных работ.

         Задачи, решаемые геофизическими методами помимо стадии исследования, определяются  типом месторождения [3, стр. 356], [4, стр. 49], [5, стр. 135].

         При площадных исследованиях во всех случаях предпочтение следует отдать электроразведке, в связи с более низкой себестоимостью и достаточной информативностью [2, стр. 276].

         Задачи решаемые каротажем определяются способом бурения, глубиной скважин, геологией участка. При бурении скважин на воду они могут быть решены при рациональном подборе комплекса [1, стр. 77-81].

         2. Обоснование рационального комплекса геофизических исследований определяется поставленными задачами и зависит от структурных, геологических, геоморфологических, гидрогеологических и инженерно-геологических особенностей территории и экологической эффективности решения поставленной задачи. Главное здесь правильный учет тех объемов геологических работ (бурение, лабораторные работы и т.д.), которые могут быть  сокращены при использовании методов геофизики. Поэтому, рекомендуется комплекс наземных методов при предварительной [1, стр. 241] и детальной [1, стр. 243] стадиях разведки.

         При этом сейсморазведка, магниторазведка и гравиразведка рекомендуются как вспомогательные, для повышения точности прогноза, решения задач в сложных условиях. Основными наземными методами следует считать методы электроразведки.

         Минимальная программа геофизических исследований в скважинах, проектируемых к бурению на воду – стандартный электрический каротаж и гама каротаж [6, стр. 21]. Кроме того, при вращательном способе бурения указанные исследования могут дополниться резистивометрией, расходометрией, кавернометрией [7, стр. 39; 15; 17]. В скважинах, глубиной более 500 метров проводят измерение температур с целью определения геотерметрического градиента [6, стр.21], [7, стр. 123].

         При выборе рационального комплекса геофизических методов в первую очередь оцениваются физические свойства интересующих объектов и вмещающих их пород и затраты на проведение того или иного метода. Так, например, при решении задачи определения мощности рыхлых отложений (выяснение рельефа коренных пород) мы видим, что удельное электрическое сопротивление рыхлых отложений значительно ниже удельного электрического сопротивления коренных пород. Скорость прохождения упругих волн также различна, магнитная восприимчивость (Х) и плотность (ρ) этих образований в значительной мере отличаются друг от друга. В данной ситуации можно было бы использовать сейсморазведку, электроразведку, магниторазведку и гравиразведку. Но при всех равных условиях в первую очередь нужно отдать предпочтение магнитолразведке, как более дешевому методу, далее гравиразведке, электроразведке и, наконец, сейсморазведке. Следует также учесть, что магниторазведка и гравиразведка могут дать только картину рельефа коренных пород без данных мощности рыхлых отложений, а электроразведка (методы зондирования) и сейсморазведка дадут величину мощностей рыхлых образований, а зачастую и могут дифференцировать их.

         Проектирующий часто использует такой вариант: по всей площади проектируется магниторазведка, гравиразведка или электрическое профилирование, а выборочно, по более разряженной сети, планируется проведение методов электрического зондирования (например, ВЭЗ) или сейсморазведки (МПВ). Кроме того, для выяснения направления движения воды и определения ее скорости могут предусматриваться круговые ВЭЗ и метод заряда (ЗТ). Для прослеживания зон разломов часто используется метод комбинированного электропрофилирования.

         Немалую роль при выборе рационального комплекса методов отводят опыту проведения работ в данном районе.

         В данном разделе необходимо хотя бы схематично отметить методику проведения каждого вида геофизических работ. Это необходимо для обоснования выбора конкретной методики, аппаратуры, необходимой для решения поставленных задач. Методика наземных исследований [8, стр. 143] и [8, стр. 154] позволяет, кроме того, контролировать выполнение запланированных работ в полном объеме. Методика проведения каротажных работ также должна давать представление о проводимых работах и обоснование решения поставленных задач [7, стр. 71 и др.]. При бурении скважин вращательным способом с промывкой, рекомендуется в комплекс скважинных методов включить расходометрию, резистометрию и кавернометрию (см. литературу по бурению скважин) или [1, стр. 150]; [7, стр. 39].

         Обоснование объемов геофизических работ необходимо для оценки их себестоимости и рентабельности. Объемы каротажных работ, как правило, определяются в погонных метрах перемещения датчиков вдоль ствола скважины, т.е. фактически совпадают с объемом бурения. Для определения объема электроразведочных работ необходимо вначале определить величину разносов АВ, которая на основании большого практического опыта полевых экспедиций принимается исходя из соотношения  

Н_г/ф=(10-15)%

         Глубина исследований геофизическими методами Н_г/ф обычно принимается на 3-5 м больше глубины бурения. Как видно из методики электроразведки, изучение разреза внутри питающих электродов АВ осуществляется путем перемещения внутри этого интервала регистрирующих электродов по определенной схеме. Эти работы производятся на 1 физической точке (ф.т.). Далее перемещается по профилю с обязательным перекрытием А´В для ликвидации «белого пятна». Величина А´В перемещается по эмпирическому соотношению А´В=10% АВ  (рис. 44). Объем работ в ф.т. определяется

(n=L/А´В ) , где L - суммарная длина профилей.

 

Пример: Пусть глубина скважины 150м, тогда Н_г/ф = 155м;

АВ/2 = 1550м; Тогда АВ=3100м.  Перекрытие А´В = 10% х 3100 = 310м, шаг установки А´А = 3100-310 = 2790м. Пусть длина профиля 35 км, тогда    п=(см.рис.44)

         При подборе инструментов и оборудования необходимо стремиться к использованию современного и эффективного оборудования, способного решать поставленные задачи. Типовой набор оборудования для электроразведки – батареи, провода, электроды, измерительные приборы [8, стр.132].

         Оборудование для скважинных методов состоит из датчиков-измерителей или зондов, приемо-усилительных устройств, соединительных проводов и устройства для спуска-подъема датчиков .

         Выбор оборудования определяется выбранной методикой исследований, поставленными задачами.

 

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.     Н.И.Плотников. Методы геофизических исследований в гидрогеологии инженерной геологии. М.Недра, 1972г.

2.      Гордеев П. В., Шемелина В. А., Шулякова О. К. Гидрогеология. М.: Высшая школа, 1990.

3.     Дубровский В.В. и др. Справочник по бурению и оборудовании скважин на воду. М.Недра, 1964г.

4.     Биндеман Н.Н. Поиски и разведка подземных вод для крупного водоснабжения. М.Недра, 1969г.

5.     Справочник руководство гидрогеолога. Том2. М.Недра, 1978г.

6.     Сидоренко Техническая инструкция по проведению геофизических исследований скважине. М.1963г.

7.     Заворотько Ю.М. Геофизические методы исследования скважин. М.Недра, 1983г.

8.     Кунщиков Б.К., Кунщикова М.К. Общий курс геофизических методов разведки. М.Недра, 1976г.

III. СОДЕРЖАНИЕ ГЛАВЫ

«ОПЫТНО-ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ РАБОТЫ»

 

         Эта глава состоит из расчетно-пояснительной записки и графических приложений ранее проведенных работ.

         Расчетно-пояснительная записка пишется в следующей последовательности:

1.     Вид опытных работ (по их назначению)

2.     Продолжительность опытных работ

3.     Методика проведения

4.     Оборудование

5.     Документация

6.     Обработка данных опытных работ.

В качестве графических приложений на проектном листе приводятся данные в виде графиков прослеживания и их обработки с расчетами.

 

МЕТОДИЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ

ОТДЕЛЬНЫХ РАЗДЕЛОВ ГЛАВЫ

«ОПЫТНО-ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ РАБОТЫ».

         Данная глава начинается обоснованием целей и задачи опытных работ в целом (1стр.5). Ниже дается описание данной главы по разделам.

 

1. Виды опытных работ.

         Выбор вида откачки – пробная, опытная одиночная, кустовая и групповая, опытно-эксплуатационная определяется целевым назначением откачки и стадией поисково-разведочных работ, а также гидрогеологическими условиями месторождения подземных вод.

         Перед проведением откачки, необходимы предварительные работы по подготовке гидрогеологических скважин. Она включает в себя деглинизацию и прокачку.

         Деглинизация (разглинизация) проводится после вращательного бурения скважин  с промывкой глинистым раствором для восстановления естественной водоотдачи пласта. Существует несколько способов деглинизации (8 стр.502), (7 стр.237), (4, стр.187). В среднем затраты на деглинизацию составляют до 3 бр/см. Прокачка скважин предназначена для очистки забоя от шлама, продуктов разглинизации и формирования естественного фильтра. Прокачка проводится эрлифтом или другими насосами, предназначенными для откачки мутной воды, до полного осветления. Ориентировочно это составляет 3бр/см. Прокачка происходит при переменном дебете, причем изменение дебита производится резко от нуля до максимума и обратно, что создает турбулентное движение воды в прифильтровой зоне, перераспределяя частицы горной породы, формируя естественный фильтр.

         Пробные откачки проводятся на ранних стадиях гидрогеологических исследований. На стадии поисков основной задачей является получение сравнительной характеристики фильтрационных свойств пластов на отдельных участках распространения водоносного горизонта и качества воды.

         На предварительной и детальной стадиях пробные откачки, как правило, не применяются. Проводится желонками или эрлифтом на одну или две ступени понижения. Время проведения (как и для всех других видов откачки) можно определить по таблице № 1 (8, стр.101) (1, стр.289,) (3 стр. 111), (3 стр.22), (2 стр.11).

Пробные откачки проводятся для получения предварительной сравнитель­ной характеристики фильтрационных свойств водовмещающих пород, качества подземных вод и их изменения по площади, а также с целью оценки возможной производительности скважин. Если пробными откачками оцениваются различные интервалы разреза водоносного горизонта (комплекса), то они называются поинтервальными.

         Одиночные опытные откачки проводятся на всех стадиях для определения зависимости дебита (Q) от понижения (S) и решения других задач (9 стр.11).

         Такие откачки рекомендуется проводить также при применении гидравлического метода оценки запасов подземных, для изучения качества подземных вод и ориентировочной оценки коэффициентов водопроводимости (фильтрации) водоносных горизонтов. Одиночные опытные откачки при поисках составляют 20-80% от общего числа скважин, при предварительной и детальной – откачки проводятся из всех пройденных скважин, причем на детальной стадии – после установления в них эксплутационного оборудования. Количество одиночных опытных откачек определяется исходя из необходимой для данной стадии категоризации запасов, а также других задач поставленных перед гидрогеологическими исследованиями.

         Кустовые опытные откачки являются основным видом опытных работ, проводящихся для определения гидрогеологических параметров, изучения граничных условий водоносных горизонтов, определения срезок уровня при оценке запасов гидравлическим методом, изучения качества воды. Они проводятся из одной скважины (центральной) или группы скважин (групповые откачки) (4 стр.22), (3 ст.112), (9, стр.11), (10 стр.109).

         Проектирование опытной кустовой откачки начинают с выбора схема куста – количества и их взаимного расположения.

         В центре куста располагается опытная (возмущающая) скважина, в виде лучей к ней – наблюдательные.

а).                                                     б).

                               

Рис.87  Схема расположения  наблюдения скважин куста

а) в неограниченном пласте; б) в полуограниченном пласте.

 

         Минимальное количество лучей в кусте – один, максимальное четыре: количество наблюдательных скважин на них не менее двух. Минимальное количество скважин выбирают при глубоком залегании (более 100 м) водоносных горизонтов. По одному лучу располагают четные номера, а по другую – нечетные.

Минимальное количество наблюдательных скважин в опытном кусте должно обеспечить даже в простых условиях при определении расчетных параметров воз­можность простейшего осреднения и контроля определяемых величин. Следо­вательно, минимальное количество наблюдательных скважин должно быть не менее трех. И только в достаточно однородных пластах (при коэффициенте вариа­ции W_КМ ≤ 30÷40%) можно ограничиться двумя с использованием в дальней­шем для определения водопроводимости формулы Дюпюи.

В целом можно рекомендовать следующее количество наблюдательных скважин: для однородных водоносных пластов 2—3, для неоднородных пластов 3—4, для весьма неоднородных 4—10. Критерием степени неоднородности служит коэффи­циент вариации, определяемый по данным одиночного опробования, а также сложность геологического разреза.

Естественно, что при назначении числа наблюдательных скважин должны учитываться глубина залегания водоносного горизонта, его мощность и воз­можности использования в качестве наблюдательных имеющихся на участке раз­ведочных скважин. Минимальное число скважин задается для глубоко залегаю­щих водоносных горизонтов. Однако сокращение этого числа сверх минимального может привести к тому, что не будет получена необходимая информация для ин­терпретации результатов откачки. При большой глубине залегания горизонта число специально разбуриваемых наблюдательных скважин может быть сокра­щено за счет увеличения продолжительности откачки и вовлечения в сферу раз­вития депрессии и более удаленных разведочных скважин.

При размещении скважин опытного куста как для определения параметров, так и для изучения граничных условий следует придерживаться традиционной лучевой системы. В зависимости от условий проектируются одно-, двух- и трех-­лучевые кусты. Однолучевые кусты проектируются в относительно однородных пластах на удалении от границ; двухлучевые кусты — в анизотропных пластах с направлением лучей по предполагаемым осям анизотропии, в ограниченных пластах, где один луч ориентируется параллельно границе, другой — нормально к ней. Причем, если влияние границы нежелательно, нормальный луч задается

в направлении от нее (луч внутренний), при необходимости информации о гра­нице — в направлении к ней (луч встречный). Трех-лучевые кусты задаются в не­однородных пластах со сложными границами. Возмущающие скважины распо­лагаются в вершине одного или нескольких лучей.

Поскольку зависимость понижения от расстояния наблюдательной скважины до центральной является логарифмической, для получения представительных площадных графиков расстояния наблюдательных скважин от возмущающих в каждом луче должны обеспечить равномерное размещение точек в логарифми­ческом масштабе, т. е. они должны задаваться по правилу геометрической про­грессии. Причем положение наблюдательных скважин относительно централь­ных на разных лучах должно различаться, с тем чтобы обеспечить более равно­мерное расположение точек на площадных графиках. (Максимов, «Справочное руководство гидрогеолога» том 2, издательство Недра 1979г., стр. 27)

         Расстояние от опытной до соответствующей наблюдательной скважины определяют по полуэмпирической формуле В.Г. Самсонова при R₁  = (0,7 ÷1) m, при малой мощности

R₁ = (1,5 + 2)m

R_n = r₁*α^n-1

где r₁ – расстояние до первой наблюдательной скважины;

n – номер наблюдательной скважины;

α – коэффициент подобранный путем численного анализа и равный для безнапорных горизонтов 1,5, для напорных – 2,5

m – мощность водоносного горизонта.

         Более подробно по этому вопросу смотрите в технической литературе [4. Стр.27].

         В таблице приведены рекомендации по размещению первой и второй наблюдательных скважин при продолжительности откачек 3-5 суток в напорных и 5-10 суток в грунтовых водах [3. Стр.114] в трещиноватых породах и в слоистых толщах продолжительность увеличивается до 15-30 суток.

Исходя из изложенного можно предложить следующую примерную продол­жительность откачек при рекомендованных схеме куста, степени и характере возмущения в различных гидрогеологических условиях, если откачки проводятся с   целью   определения   гидрогеологических   параметров:

а) при опробовании зернистых напорных водоносных горизонтов и расстоя­нии до дальней наблюдательной скважины г ≤ 1500 м продолжительность от­
качки 6—11 суток;

б)       при опробовании безнапорных зернистых водоносных горизонтов с учетом вероятного запаздывания наступления квазистационарного режима (по данным анализа практических примеров откачек — до 2 суток) и получения возможности использования на площадных графиках дальней наблюдательной скважины (до 150 м) продолжительность откачки  15 суток;

в) при опробовании трещинных и трещинно-карстовых напорных и безна­порных водоносных горизонтов с учетом возможного запаздывания квазиста­ционарного режима вследствие проявления эффекта «двойной пористости» средняя продолжительность   кустовой   откачки   10—15   суток;

г) при опробовании водоносных горизонтов для оценки степени взаимосвязи подземных и поверхностных вод продолжительность откачки, зависящая от вре­мени наступления стационарного режима 10—15 суток;

д)       при опробовании неоднородных водоносных горизонтов для оценки их взаимодействия в двухслойной и многослойной толщах может приниматься сле­дующая продолжительность откачек: для двухслойной толщи при коэффициенте фильтрации верхнего (менее проницаемого) слоя десятые доли метров в сутки (пески) — 10—15 суток, при коэффициенте фильтрации верхнего слоя 10^-2—
10^-3 м/сутки (супеси, суглинки) — 20—30 суток; для трехслойной толщи с выдер­жанным" слабопроницаемым слоем мощностью 20—30 м и коэффициентом филь­трации более 10^-4 м/сутки — 30—40 суток. В последнем случае откачку такой продолжительности целесообразно проводить только там, где есть существенные
геологические предпосылки для  перетекания.

 

(«Справочное руководство гидрогеолога» том 2, издательство Недра 1967г., стр. 33)

Продолжительность откачки можно определить по литературе [4, стр.26], [1, стр.303], [8, стр.10].

         Кустовые откачки проектируются на предварительной и детальной стадиях разведки для решения конкретных задач [1, стр.6] и другие. Проводятся с 2-3 понижениями. На предварительной стадии они проектируются на основании результатов опытных откачек, применительно к скважине давшей лучшие результаты, добуриваются наблюдательные скважины; часто кусты разбуриваются к скважине расположенной вблизи границы (H = const) предполагающей улучшенные условия питания (река, тектонические разломы и т.д.). На детальной стадии, для решения поставленных задач [9, стр.11.22] кусты необходимо разбуривать на флангах водозабора.

         В условиях неограниченного пласта в плане один луч наблюдательных скважин  располагается вдоль потока, другой в крест этому направлению.

         Опытно-эксплуатационные откачки проводятся из одной или нескольких скважин на детальной стадии разведки в сложных гидрогеологических условиях с целью определения эмпирических закономерностей изменения уровней подземных вод их качества при  заданной потребности. [9, стр.11].

 

2. Продолжительность опытных работ

         Продолжительность проведения опытных работ определяется исходя из вида откачек, их целевого назначения и гидрогеологических условий.

         При пробных откачках она не должна превышать 1-3 суток и может быть увеличена при необходимости восстановления фильтрационных свойств (разглинизации) [4, стр.27].

         Продолжительность опытных одиночных откачек составляет в безнапорных водоносных горизонтах 3-4 суток, а в напорных 2-3 суток [3, стр.114].

         Продолжительность кустовых откачек проводимых для определения параметров в напорных горизонтах и рыхлых отложениях принимается разной 5-10 суток: в горизонтах приуроченных к трещиноватым и закарстованным породам, в безнапорных горизонтах, приуроченным к рыхлым отложениям, а также при двухслойном строении – 10-15 суток (а также для определения взаимосвязи с другими водоносными горизонтами и поверхностными водами ).

         Продолжительность откачки можно определить по литературе [4, стр.26], [1, стр.303], [8, стр.101]

         Специальные откачки, проводимые для изучения взаимосвязи водоносных горизонтов через слабопроницаемые отложения, могут иметь продолжительность 30-40 и более суток [5, стр.88], [3, стр.4], [4, стр.27].

         Продолжительность опытно-эксплуатационной откачки составляет 1-3 месяца [4, стр.29]. Также ориентировочно продолжительность опытных откачек может быть взята в зависимости  от состава пород и типа водоносного горизонта. [2, стр.114] и в других источниках.

 

 

3. Методика опытных работ.

         Характер понижения уровня, последовательность понижения, порядок наблюдений за уровнем, дебитом и другими показателями, определяются целевым назначением и видом откачки, гидрогеологическими условиями и другими особенностями месторождения подземных вод. Общие рекомендации по проведению откачек дает П.П.Климентов [2, стр.128], [9, стр.11], [7, стр.243], [10, стр.108].

         Откачки следует проводить непрерывно, либо с постоянным дебитом, либо с постоянным понижением.

         Рекомендуется назначить следующие дебиты центральных скважин при опробовании пластов: при водопроводимости 50-500м²/сут. Q = 5-25дм3/с; 500-1000м²/сут – Q = 25-50дм3/с; 1000-3000м²/сут; Q = 50-150дм3/с.

         Получение рекомендуемых дебитов может потребовать проведение опытной откачки из нескольких возмущающих скважин. В этом случае центральные скважины должны быть расположены как можно ближе друг к другу.

         Максимальное понижение уровня воды должно быть больше  3-5м в центральных скважинах и не меньше 0,2м в наиболее удаленных наблюдательных скважинах. Количество понижений зависит от целевого назначения откачки и определяется проектом работ. Максимальное понижение при опытной откачке не должно быть меньше 0,3 эксплуатационного понижения. Оно не должно превышать в грунтовых водах S доп. ≈ (0,5-0,6)H - ∆h нас - ∆Z с в напорных водах S доп ≈ Н – (0,3-0,5)m - ∆h нас - ∆Z с, где Н – мощность грунтового потока или напор над водоупором для напорных вод, м; ∆Z – скачок уровня; ∆h нас– интервал для установки насоса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5. Рекомендации по продолжительности откачек

 

 

         В процессе откачки предусматриваются наблюдения за уровнями воды в скважинах, дебитом, температурой  и химическим составом воды. Последовательность, частота замеров уровня должны обеспечивать выявление закономерностей изменения уровней в процессе откачки во всех точках наблюдений.

         Замеры уровня в первые 2 часа  через 5-10 мин., в последующие 12 час, через 0,5-1 час и далее 2-3 часа до конца откачки (2, стр. 130). Дебит замеряют одновременно с замерами уровня.

         Замеры уровня в процессе восстановления в первые 15-20 мин. через 1-2 мин., далее в течении 1-2 часов через 5-10 мин., затем через 1 час до получения представительных материалов.

         Для фонтанирующих скважин должны проектироваться выпуски из специально оборудованных оголовков (см.”Справочник по бурению скважин на воду” под ред.Дубровского В.В. изд. “Недра”, 1972г. стр.483-485).

 

4. Оборудование

         Оборудование скважин, применяемое при откачках должно обеспечить получение и регулирование дебита воды, замер уровня и температуры, отвод воды и т.п.

         Для откачки воды из скважин применяют водоподъемники различных конструкций и видов:

         1. При глубине залегания уровня подземных вод до 7м, насосы устанавливают на устье скважины и используют для откачки электродвигателем: С-247А с бензодвигателем Л-3/: С-245 с двигателем «Андижанец» и другие [4, стр.213] производительность от 1 до 400 м³/ч.

         2. При залегании динамического уровня ниже 7м. применяют при откачке эрлифты, центробежные насосы с вертикальным валом типа ЭЦНЗ, АП, АЦВИ производительностью от 5 до 300м³/ч и высотой напора от 20 до 300м, применимы для скважин диаметром от 114 до 407мм.

Более широкое распространение получили погружные насосы типа ЭЦВ.

Более подробно описание выбранного насоса смотри [4, стр.216-223].

         В проекте необходимо указать техническую  характеристику насосов, его схему, общий вид.

         Для прокачек скважин и всех видов откачек чаще всего используется эрлифт, сжатый воздух для которого вырабатывают компрессоры ЗИФ, КС, ДК и другие.

         Производительность эрлифтов от 30 до 150м³/ч высота напора до 100м, используются они в скважинах различных диаметров при значительной глубине [4, стр.203-207].

         В курсовом и дипломном проекте обязательно производится расчет эрлифта, указывается его схема, принцип действия, указывается тип компрессора [II, стр.339, 350], (см. практическое занятие №11).

         В кабинете есть разработанное методическое руководство  по расчету эрлифта. Применение постоянного водоподъемника дает более точные результаты параметров, поэтому на предварительной стадии при проведении кустовой откачки применение постоянного водоподъемника желательно, на детальной стадии – обязательно: после проведения прокачки все разведочно-эксплуатационные скважины оборудуются постоянными водоподъемниками. Наиболее  широко распространены погружные насосы типа ЭЦВ [4, стр.221].

Приборы применяемые для замера уровня воды.

         1. Рулетка – хлопушка (РС-50, РС-20) позволяют измерять уровень до глубины 50м. диаметр их датчика 16мм. Погрешность замеров 1-5см.

         2. Электроуровнемеры ГГП – 12б, ЭВ-1м, УЗ-50, УЗ-75, УЗ-200) применяются для замеров уровня до 300м, диаметр датчиков 12-40мм, погрешность замеров 1,5-2,0% [4, стр.223-231].

         При выборе прибора замера уровня учитывают пространство между обсадкой и водоподъемными трубами, глубину и диапазон колебаний уровня, длительность откачки, тип водоподъемника.

         В тексте кроме описания уравномеров, принципа действия необходим рисунок.

 

Способы замера дебита и температуры воды.

         При выборе метода и прибора для замера дебита учитывают проектный дебит, диапазон его изменения, неравномерность (пульсация) подачи воды, длительность откачки и т.п. [5, стр.421-425].

         В конце необходимо указать схему водоотвода при откачке, его длину, устройство и диаметры.

5. Документация.

         В процессе проведения откачек (наливов) ведется документация, формы которой следует указать [3, стр.116]. Учитывая вид откачки из графиков должны быть указаны те, которые ожидаются при данном режиме водоносного горизонта (установившийся, неустановившийся), типы водоносного горизонта.

         В начальный период опытных работ наблюдается неустановившаяся фильтрация, характеризующаяся резкими колебаниями уровня и дебита. При установившемся дебите наблюдается квазиустановившейся (квази-ложно) режим с небольшими изменениями  уровня воды в скважинах. Реже наблюдается установившийся режим при постоянных уровнях и дебите.

         В период откачки ведут журнал откачки (налива), в котором отмечаются время замеров, дебит, положение уровней в скважине и другие (см.форму которую необходимо поместить в проекте).

Таблица 6. Структура журнала наливов (откачек)

         Параллельно с ведением журнала опыта строится хронологический график зависимости дебита и уровня воды в скважине от времени, которые обеспечивают контроль за проведением опыта, служат основой регулирования частоты и системы наблюдений и дают основание для своевременного прекращения откачки.

 

Рис. 88.  Графики зависимости дебита и уровня во времени.

 

         Хронологический график составляется в удобном для каждого случая масштабе. Дебит обычно берется в литрах в секунду, понижение – в метрах и продолжительность опыта – в часах. При больших значениях понижений уровня, дебита построение графика можно начинать с условного нуля.

         При установившемся режиме фильтрации, чтобы построить график зависимости дебита от понижения Q = f(S), откачка проводится минимум с двумя понижениями. Кривая дебита позволяет судить о дебите скважины при разных понижениях уровня, о влиянии на условия работы скважины всех факторов в призабойной зоне и в самой скважине. Экстраполирование кривой для определения запроектированного дебита используется в гидравлическом методе оценки эксплутационных запасов. Как правило, в реальных условиях вследствие влияния разных факторов кривая дебита отклоняется от теоретической формы и может выражаться параболической, степенной и логарифмической зависимостями. Н.Н.Биндеман рекомендует использовать при расчетах параболическую зависимость: Q = Q + bQ²

 

          

 

         Рис.89 Кривые дебита скважин:                              Рис.90        График зависимости

         1 – в напорных водах (пунктир-                               удельного понижения от дебита.

         Теоретическая, сплошная – опытная).

         2 – то же, в грунтовых водах.

 

         В расчетах по этой формуле, отклонения в прогнозируемых дебитах по сравнению с другими зависимостями не превышают 10 % в сторону снижения дебита.

         М.Е.Альтовский предложил удобный графо – аналитический метод построения кривой дебита. Разделив обе части уравнения Q = Q + bQ² на Q он получил уравнение прямой .

         По данным откачки, при двух дебитах вычисляются отношения S/Q и строится график, но оси ординат которого откладываются значения S/Q, по оси абсцисс – значения Q. Через полученные точки проводится прямая, начальная ордината которой выражает параметр , а тангенс угла равен значению параметров b. Параметр  выражает как бы “долю” участия ламинарного движения, параметр b – турбулентного движения в общем, расходе воды при откачке.

Для определения понижения при проектном дебите достаточно продолжить прямую до точки, соответствующей этому дебиту, найти значение S_∂/Q_∂ по шкале ординат и затем вычислить S_∂. Считается допустимым прогнозировать дебиты, экстраполируя кривую дебита в пределах от 1,5 до 3 S_макс. (где S_макс. – максимальная величина понижения уровня, полученная в процессе откачки).

         При опытных одиночных откачках в условиях не установившейся фильтрации строятся графики временного прослеживания S = f(lgt) для напорных вод и  S(2H – S) = f(lgt) для безнапорных вод.

         При опытных кустовых откачках строят графики площадного S = f(lgr) и комбинированного прослеживания S = f(lgr²/t), сущность которых и использование описаны . По данным восстановления уровня, который также используется для расчета параметров [7, стр.192], [10, стр.113].

 

6. Обработка результатов откачки.

         Для оценки эксплуатационных запасов гидродинамическим методом производится определение гидрогеологических параметров: Кф, Т, а_у, а, сопротивление русловых отложений, коэффициент сопротивления заиленного слоя фильтрации А₀, коэффициент перетекания.

         В соответствии с требованиями ГКЗ по применению классификации эксплуатационных запасов подземных вод для оценки эксплуатационных запасов по категориям, позволяющим выделение капиталовложений на строительство и проектирование водозаборов, основные гидрогеологические параметры должны быть установлены следующим образом: коэффициент фильтрации (водопроводимости), пъезопроводности, уровнепроводности, водоотдачи – по данным  кустовой откачки; сопротивление русловых отложений, коэффициенты фильтрации разделяющих слоев и коэффициенты перетекания по данным специальных опытных кустовых откачек и наблюдений за режимом подземных вод.

         Для определения гидрогеологических параметров по данным опытно-фильтрационных работ применяются уравнения, описывающие закономерности движения подземных вод к скважинам в различных гидрогеологических условиях.

         В зависимости от приемов обработки этих уравнения можно выделить следующие методы:

1.     Подбора

2.     Эталонных кривых

3.     Прослеживания изменения понижения уровня во времени и по площади.

Более подробно методика обработки применительно к теме дается по (1), [5, стр.78-85].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.     В.В.Боревский, В.Г.Самсонов, Л.С.Язвин «Методика определения параметров водоносных горизонтов по данным откачек». М.Недра, 1979г.

2.     П.П.Климентов, В.М.Кононов «Методика гидрогеологических исследований». М.Высшая школа, 1976г.

3.     Поиски и разведка подземных вод для крупного водоснабжения. М.Недра, 1969г.

4.     Справочное руководство гидрогеолога т.2 Л.Недра, 1979г.

5.     Методические указания по применению классификации эксплуатационных запасов подземных вод к месторождениям питьевых и технических вод.  Алма-Ата 1997г.

6.     Справочник по бурению и оборудованию скважин на воду под ред.В.В.Дубровского. М.Недра, 1972г.

7.     П.В.Гордеев и др. «Гидрогеология» М.»Высшая школа», 1990г.

8.     П.П.Климентов «Методика гидрогеологических исследований» М.1961г.

9.     Д.Н.Башкатов «Справочник по бурению скважин на воду» М.Недра, 1979г.

10. Классификации эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод. Алма-Ата 1997г.

11. Н.Н.Биндеман, Л.С.Язвин «Оценка эксплуатационных запасов питьевой воды». М.Недра, 1970г.

12. М.Е.Альтовский «Справочник гидрогеолога». М.1962г.

 

 

IV Содержание главы «Стационарные (режимные) наблюдения»

         В процессе курсового и дипломного проектирования учащиеся должны приобрести практические навыки обоснования видов и объемов режимных наблюдений в конкретных гидрогеологических условиях. При изложении вопроса, материал необходимо увязывать с остальными главами проекта и графическими приложениями, дополнить рисунками, таблицами, необходимыми расчетами и ссылками на используемую литературу.

 

Содержание главы

         «Стационарные (режимные) наблюдения».

         Раздел должен выполняться в следующей последовательности:

1.     Цели и задачи режимных наблюдений.

2.     Обоснование видов работ.

3.     Обоснование объемов работ.

4.     Методика проведения режимных наблюдений.

5.     Приборы и оборудование.

6.     Документация.

        

Методические рекомендации для выполнения главы

«Стационарные (режимные) наблюдения».

 

1. Глава начинается с обоснования цели работ, которая должна вытекать из цели поставленной перед проектом в целом. Целью режимных наблюдений может быть, например, изучение закономерности изменения  режимных параметров водоносного горизонта.

         Задачи режимных наблюдений должны соответствовать виду гидрогеологических работ, стадии исследования и решать часть общих задач, поставленных перед проектом. [4, стр.67],  [5, стр.261],  [7, стр.86].

 

2. Сначала, исходя из конкретных задач проекта и гидрогеологических условий, необходимо обосновать набор показателей режима подземных, поверхностных вод, зоны аэрации и т.д. требующих изучения [5, стр.261],  [7, стр.100],  [6, стр.123, 137, 142].

         Необходимо также определить наблюдательную сеть [4, стр.66].

         При гидрогеологических исследованиях для водоснабжения – это наблюдения за изменением параметров водоносного горизонта и поверхностных водотоков.

         Как правило, скважины по наблюдениям за параметрами водоносного горизонта располагаются по створам, направленным от водоразделов и дренажам [5, стр.263], причем минимальное количество скважин на створе – 3. На флангах месторождений грунтовых вод также располагают скважины (не менее одной) для изучения изменения параметров режима со стороны границ водоносного горизонта [6, стр. 141]. В артезианских бассейнах, створы скважин задаются по двум взаимно-пересекающимся направлениям по 3-6 скважин на каждом створе [5, стр.263], [6, стр. 141]. При расположении скважин, необходимо чтобы они характеризовали все геоморфологические элементы.

         Для изучения параметров поверхностных вод устраиваются гидрометрические посты 2 – 3 и более в зависимости от разветвленности  речной сети, так чтобы учесть все приходящие на участок и уходящие потоки.  Гидропосты устанавливаются выше и ниже участка по течению реки. Все объекты режимной сети (скважины, гидропосты) должны оборудоваться соответствующим образом [5, стр.265], [6, стр. 139, 140].

         Объекты наблюдений на гидропостах должны совпадать с частью объектов наблюдений за режимом подземных вод. Это могут быть: уровень и дебит (расход), температура, химический состав и физические свойства воды [6, стр. 142].

         Основной задачей режимных наблюдений на поверхностных водотоках является определение питания или разгрузки водоносного горизонта, изменение качества воды.

 

3. Обоснование объемов работ заключается в определении срока проведения режимных наблюдений и количества определений изучаемых параметров.

         Режимные наблюдения должны проводится при естественном и нарушенном режиме подземных вод в зависимости от стадии гидрогеологических исследований (поиски, разведка, эксплуатация). На стадиях поисков, предварительной и детальной разведки, в зависимости от сложности гидрогеологических условий, режимные наблюдения проводятся при ненарушенном режиме в течение от нескольких месяцев до 2-3 лет. Причем, желательно, чтобы они охватывали все периоды возможных изменений параметров водоносного горизонта (например, зима, лето, осень, весна) [5, стр. 264], в связи с этим минимальный срок проведения режимных наблюдений – 1 год. Для определения количества замеров параметров необходимо исходить из того, что количество замеров должно возрастать при большей изменчивости изучаемых параметров.

         В связи с этим в году выделяют промежутки интенсивного изменения изучаемых параметров водоносных горизонтов и периоды относительной их стабильности. Для грунтовых вод, это связано с периодами таяния осадков зимнего периода, выпадением осадков летнего, осеннего периода, с паводкам на реках и т.д. Для напорных вод с аналогичными процессами в зоне питания. Частота замеров может изменяться от 1 до 10 и более раз в месяц в зависимости от выше перечисленных причин [5, стр. 264].

         Для оценки качества воды из водоносных горизонтов и поверхностных водоемов отбираются пробы на химические, бактериологические и др. виды анализов [5, стр. 265] – см.методуказания таблица 8,9.

         Пример. Составить программу режимных наблюдений для изучения параметров водоносного горизонта на стадии детальной разведки:

         а) грунтового аллювиального водоносного горизонта;

         б) глубоко залегающего артезианского водоносного горизонта;

         а) В систему режимной сети включим 5 скважин – три по направлению потока и две на флангах месторождения и 2 гидропоста на реке – выше и ниже водозабора по течению. Исходя из особенностей климата района, выделяем 2 периода в исследовании параметров режима: апрель-май – характеризует паводки на реке и повышенное питание водоносного горизонта и остальные 10 месяцев – межень. Продолжительность режимных наблюдений – 1 год.

Исходя из интенсивности поводка принимаем – в поводковый период – 4 замера 1 месяц, в межень – 1 замер (т.к. основное количество осадков в районе приходится на зимний период).

         Исходя из задания проекта (хоз.питьевое водоснабжение) и таблицы №8,9,  изучаются параметры – уровень, температура, расход.

Химический состав (баканализ, СХА, микрокомпоненты).

Тогда количество замеров уровня и температуры поземных вод в режимных скважинах

4_замер. х 2_мес х 5_скв. + 1_замер. х 10_мес х 5_скв. = 90 замеров.

Количество замеров уровня, температуры, расхода поверхностных вод на гидропостах

2_г/п х 4_замер. х 2_мес + 2_г/п х 1_замер. х 10_мес = 36 замеров.

Наблюдении за хим.составом проводится путем опробования в скважинах и на гидропостах. Минимальное количество проб и виды хим.анализов см.табл.8,9.  «Опробование и лабораторные работы».

         а) СХА - 5_скв. х 12_мес + 2_г/п х 12_мес = 84 пробы

         б) баканализ 5_скв. х 12_мес + 2_г/п х 12_мес = 84 пробы

         в) микрокомпоненты (отбираются в летнюю межень) 5_скв. х 4_мес. + 2_г/п х 4_мес. = 28 проб

 

         б) Аналогично, для глубоко залегающих артезианских водоносных горизонтов. Намечаем 2 профиля режимных скважин: по направлению потока 3скв. и в крест этому направлению – 3 скв. Всего 6 скважин. Так как поверхностные воды никакого влияния на режим водоносного горизонта не оказывают, гидропосты на реке не предусматриваются. Климатические факторы на поверхности так же не оказывают влияние на режим подземных вод, которому наблюдение за параметрами водоносного горизонта проводим равномерно в течение года. Исходя из того, что поверхностные факторы не оказывают влияние на параметры режима водоносного горизонта и с учетом опыта работы, принимаем количество замеров:

  Количество замеров уровня и температуры подземных вод в режимных скважинах будет составлять:

 1 замер * 6 скв *12 мес. = 72 замера.

 Наблюдения за химическим составом проводятся путем опробования в скважинах.

Количество проб и виды химических анализов:

а)  С.Х.А:         6скв.*1р*4 квартала=24 пробы.                          

б)  Бак анализ: 6скв.*1р*4 квартала=24 пробы

в)  Микрокомпоненты: 6скв.*1р*4 квартала=24 пробы.

4. а) Перед проведением работ необходимо подготовить режимные скважины, гидропосты [5, стр. 265], [6, стр. 140], обеспечив удобные подходы к ним и сохранность условий в течение всего периода наблюдений.

б) делать замеры всех параметров необходимо одновременно, используя одни и те же приборы, методики.

в) Перед отбором проб из режимных скважин их необходимо прокачать для смены 3-4 столбов воды, отбор проб производить согласно общепринятым требованием [5, стр. 273].

 

5. Для проведения режимных наблюдений приборы, наблюдение выбираются исходя из поставленных задач, пользуясь рекомендациями по применению [2, стр. 221-230]. Для автоматической регистрации могут быть применены самописцы [5, стр. 265].

Для измерения расхода воды в поверхностных водотоках применяют поплавки или вертушка Жестовского, отбор проб воды проводится с помощью бутылки или пробоотборников [1, стр. 198]. Прокачка скважин перед опробованием может осуществляться эрлифтом с передвижным компрессором [1, стр. 550] путем выброса избыточного сжатого воздуха в атмосферу [1, стр. 848].

 

6. По результатам режимных наблюдений составляются графики изменения дебита, уровня, концентрации химических элементов во времени. По результатам режимных наблюдений оцениваются гидродинамические параметры, составляются серии специализированных карт. На основании всех материалов составляются прогнозы режима, баланса и эксплуатации подземных вод [5, стр. 266]. Основным результатом режимных наблюдений является составление прогнозов в соответствии с поставленными гидрогеологическими задачами [7, стр. 100-103].

 

Использованная литература

 

1.     ред.Альтовского М.Е. «Справочник гидрогеолога» М.»Геолтехиздат», 1962г.

2.     Аншелов В.Е. «Формирование и прогноз режима грунтовых вод на ___________ территориях». М. «Недра», 1976г.

3.     Арцев А.И. «Инженерно-геологическая и гидрогеологическая исследования для водоснабжения и водоотведения». М. «недра», 1979г.

4.     ред.Бендеман Н.Н. «Поиски и разведка подземных вод для крупного водоснабжения». М. «Недра», 1969г.

5.     Гордеев П.В., Шемелина В.А., Шулякова О.К. «Гидрогеология» М. «Высшая школа», 1990г.

6.     Климентов П.П. «Методика гидрогеологических исследований». М. «Геотехиздат», 1960г.

7.     ред.Максимова В.М. «Справочное руководство гидрогеология» т II. Л. «Недра», 1979г.

V. Содержание главы: «Опробованные

и лабораторные исследования».

         Введен СанПиН РК 3.01.067-97 «Питьевая вода» для геологических организаций производящих разведочные работы на подземные воды, что повышает требования в отношении изучения качества питьевых вод. В связи с этим важность изучения химического состава подземных вод при поисково-разведочных работ на питьевые воды существенно возрастает и должны быть учтены все компоненты, нормирующие СанПиНом. Оценка в зависимости от стадий исследований и сложности гидрогеологических условий, число отбираемых на анализ проб будет меняться. На проведение анализов некоторых компонентов и отбор проб необходимо операция на существующие ГОСТы.

 

 Таблица 7. I. Виды анализов для оценки качества питьевой воды

№ № п/п	Виды анализов	Объем пробы, л	Метод определения ГОСТ	Метод отбора проб ГОСТ
1	2	3	4	5
1	Сокращенный химанализ	0,5	2761-57	4970-49
2	Полный химанализ	1,0
3	Определение урана	0,5	18921
4	Спектральный анализ	1,0	природные вода
5	Баканализ	0,5
6	Металлы	0,5
7	Вредные компоненты	1,0

         Комплекс химического опробования воды для качественной оценки согласно СанПиНа №104 от 18.01.2012г.

 

2. Количество проб при поисково-разведочных работах.

         А. Поиск подземных вод для водоснабжения хоз центров.

         Необходимо отбирать пробы воды при пробных откачках на сокращенный хим анализ, спектральный, уран и бактериологический анализ из всех пробуренных и опробованных скважин. Для определения микрокомпонентов II группы, за исключением стронций-90, из одной характерной скважины в момент опытной откачки. Пробы на полный хим анализ с галогенами при проведении опытной откачки отбирать в начале и в конце откачки.

         Б. Поиски подземных вод для водоснабжения пастбищ.

         Предусматривается отбор проб воды из всех гидрогеологических скважин на СХА, спектральный анализ, на определение урана и суммы металлов. Из скважин, пробуренных для чабанских бригад, производить дополнительно проб воды на ПХА без галогенов, бак анализ и на вредные компоненты.

         В. Разведка месторождений подземных вод для целей водоснабжения и орошения земель.

         а) количество анализов на микрокомпоненты (общий анализ), на ПХА, спектральный анализ и определение урана необходимо отбирать из всех скважин, пробуренных на месторождении. Количество проб в процессе откачки определяется видом откачки. При опытных откачках продолжительностью 5-7 суток и более в простых гидрогеологических условиях отбираются – две пробы в начале и в конце откачки, в сложных условиях отбираются 3-4 пробы равномерно в процессе откачки. При проведении опытно-эксплутационных откачек продолжительностью более месяца пробы отбирать раз в декаду. Для общего санитарного состояния месторождения необходимо в 30% скважин отобрать пробы воды на бактериологический анализ.

         б) Микрокомпоненты по СанПиНу. На стадии поисков и предварительной разведки определение производится в 10%-20% скважин, но не менее, чем в двух пробах, отбираемых из каждого водоносного горизонта. На стадии детальной разведки определение проводятся из 40-50% водопунктов, входящих в схему водозабора, но не менее чем в трех пробах, отбираемых из каждого водоносного горизонта.

         Если в схеме водозабора число скважин не превышает трех, пробы для определения микрокомпонентов отбираются из каждой скважины. Исследуемые на микрокомпоненты пробы воды из скважин должны равномерно характеризовать всю площадь месторождения.

         Определения стронция – 90 достаточно проводить по одной пробе на каждый оцениваемый водоносный горизонт на стадии предварительной разведки. Повторное определение на стадии детальной разведки проводиться только в тех случаях, когда ранее установленное содержания стронция – 90 оказывается близким к ПДК.

         В тех случаях, когда в питании водозабора (водоносных горизонтов) принимают участие поверхностные воды (реки, озера, водохранилища), последние исследуются во все фазы режима водоема. Число проб в год на СХА и баканализ должны быть не менее 12 (в половодье 3, в дождевой паводок – 1 и по 4 в летние и зимние межени). Анализ микрокомпонентов выполняется в пробах, отобранных в период летней межени.

         При взаимосвязи основного водоносного горизонта с выше и ниже лежащими горизонтами микрокомпоненты должны быть изучены из каждого горизонта не менее, чем в 3 пробах.

         В процессе режимных наблюдений пробы на участке разведки должны отбираться таким образом, чтобы для грунтовых безнапорных горизонтов в соответствии с ГОСТ 2761-57 было выполнено не менее 9 полных и бактериологических анализов проб, взятых весенний, летний и зимний периоды. При неустойчивых органолептических показателях первых анализов пробы должны отбираться ежемесячно.

         3. Заключение о несоответствии качества воды требованиям СанПиНа делается после получения трех окончательных результатов анализа, выполненного по методам, утвержденным СанПиНом на пробах, отобранных с промежутками 3-4 дня.

         Если первый или два первых результата отрицательные, то для положительного заключения необходимо получение трех положительных результатов подряд.

         4. Исполнителями отбора проб воды, их хранения, транспортировки и сдачи в хим лабораторию являются: участковые гидрогеологи, начальник откаченного отряда, техник-гидрогеолог и буровые мастера. Каждый участковый гидрогеолог обязан завести каталог отбора проб воды, вести постоянный учет по отбору, сдачи в хим лабораторию  результатов анализов, контроль за исполнением отбора проб воды и их сдачей в хим лаборатории экспедиции.

Общие рекомендации по отбору проб и проведению лабораторных анализов сведены в таблице 8.

Список показателей

Подземные источники воды (колодцы и скважины), сокращенный химический анализ по 15 показателям:

1) pH - ед.

2) Запах - баллы

3) Привкус - баллы

4) Мутность - ЕМФ

5) Цветность - град.

6) Общая минерализация - мг/л

7) Общая жесткость - мг-экв/л

8) Железо общее - мг/л

9) Марганец - мг/л

10) Общая щелочность - мг-экв/л

11) Гидрокарбонаты - мг/л

12) Перманганатаная окисляемость - мгО/л

13) Нитраты - мг/л

14) Сероводород - мг/л

15) Фториды - мг/л

Подземные источники воды (колодцы и скважины), полный химический анализ по 25 показателям, 2.500,00 руб:

1) pH - ед.

2) Запах - баллы

3) Привкус - баллы

4) Мутность - ЕМФ

5) Цветность - град.

6) Общая минерализация - мг/л

7) Общая жесткость - мг-экв/л

8) Железо общее - мг/л

9) Марганец - мг/л

10) Общая щелочность - мг-экв/л

11) Гидрокарбонаты - мг/л 

12) Перманганатаная окисляемость - мг/л

13) Нитраты - мг/л

14) Кальций - мг/л

15) Магний - мг/л

16) Сульфаты - мг/л

17) Хлориды - мг/л

18) Аммиак по азоту - мг/л

19) Фосфаты - мг/л

20) Взвешенные вещества - мг/л

21) Кремний - мг/л

22) Нитраты - мг/л

23) Фториды

24) Сероводород - мг/л

25) Нитриты - мг/л

Микробиологический анализ воды

1.     Общее микробное число

2.     Кишечные палочки

3.     Синегнойные палочки

Таблица 8.  Рекомендации по отбору проб при различных видах гидрогеологических исследований

№ п/п

Вид анализа

Гидрогеологическая съемка (региональная)

Гидрогеологическая исследования для водоснабжения

Обводнение пастбищ

Источ ники и естеств. водопр.

Проб ные откачки (на I ед.)

Зо нальн откачки

Режим наблю дения

Про бы грун та из скв.

Из шур фа

Проб ные откач ки

Опыт ные одиноч ные

Кусто вые

Опытно-эксплуат.

Ре жим ные

Пробы грунта на скв

Проб ные откач ки

Опыт ные одиноч ные

Пробы грунта из скв

1

Полевой хим анализ

●

2

Сокращенный хим анализ

● (одна проб)

●

●

●

●

не менее 12 р. в год

●

3

Полный хим анализ

10-20%

2 в начале и конце

2

1 раз в декаду

●

4

Спектральный

●

●

●

●

●

5

Сумма тяжелых металлов

●

●

●

●

●

●

6

Фенолы

●

●

●

7

Общая α и β радиоактивность

●

●

●

●

●

●

8

Органолеп тические показатели

●

●

●

9

Ядохимикаты

●

10

Галогены

●

2 в начале и конце

2 в начале и конце

1 раз в декаду

11

Стронций – 90 отбирается на предварительной стадии

●

12

Бак анализ

●

●

30% скв.

30% скв.

не менее 12 в год

●

13

Агрессивность воды

●

 

№ п/п

Вид анализа

Гидрогеологическая съемка (региональная)

Гидрогеологическая исследования для водоснабжения

Обводнение пастбищ

Источ ники и естеств. водопр.

Проб ные откачки (на I ед.)

Зо нальн откачки

Режим наблю дения

Про бы грун та из скв.

Из шур фа

Проб ные откач ки

Опыт ные одиноч ные

Кусто вые

Опытно-эксплуат.

Ре жим ные

Пробы грунта на скв

Проб ные откач ки

Опыт ные одиноч ные

Пробы грунта из скв

14

Гранулометрический состав

На каж дой лито лог. разновидн.3 пробы

●

.

3 из рых лых пород из каж дой скв

3 на каждой в/г

15

Минералогический состав

На каж дой лито лог. разновидн.3 пробы

●

3 из рых лых пород из каж дой скв

16

Соляные и водные вытяжки (для глинистых пород).

17

Отбор монолитов (для рыхлых пород)

●

●

18

Микрокомпоненты ГОСТ28.74-73

●

10-20% от числа водопунктов

40-50% от числа водопунктов

4 в летнюю межень

19

Токсические хим. вещества.

●

●

20

Вредные компоненты (мышьяк, бериллий, молибден, полиакромиды, селен, фтор)

●

●

●

●

 Продолжение таблицы 8. 

№ п/п

Вид анализа

Гидрогеологические исследования для орошения

Гидрогеологич.исследования для определения водопритоков

Гидрогеохимические исследования М.Т.П.И

Объем работы

Метод анализа

Определяя емые компоненты

Проб ные

Кус то вые

Ре жим ные

Проба грун та из скв.

Пробы грун та из шурфа

При мар шру тах

Из водо токов и водо емов

Пробн ые

От кач ки оди ноч ные

Ре жим ные

Про ба грун та из скв.

Обзорн.поиски

Детальн.поиски

Поис ков развед.работы

1

Полевой

●

●

●

0,5л

В полевых условиях с помощью походных лабораторий

Физические св-ва рН, Cl-, SO42-, NO2, HCO3-, CO32-, Ca2+, Mg2+, Fe2+, CO2, H2NO3, жесткость, Σ минеральных веществ, Na+K.

2

Сокращенный

Догл, 5м проб на 1м затем через 2м-5м

●

●

1 проба 1-3м

0,5 при М=1-1,5г/дм3 1,0-0,5-1,5г/дм3 1,5-//-≤0,5г/дм3

Более точными методами ив стационарн.лаборатории

Физические св-ва: рН, Cl-, SO42-, NO3- HCO2-, CO32, Na+K. Ca2+, Mg2+, Fe3+, NН4,  NO2-, CO2, окисляем, сухой остаток  жесткость все виды агрессивности

3

Полный

●

1 раз в 2-3 года для глу бин

●

1 на основ. в гориз.

●

●

●

1,0-//-1-1,5г/дм3 1,5-//-0,5-1,5 2,0-//-<0,5

Химико- аналитические методы в стацион. лаборатории

Кроме выше перечисленных опред. микрокомпоненты

4

Спектральный

●

●

●

●

●

●

1л

Поликоличес твенный спектрахимический метод

Около 20 элементов Cu, Zn, Ba, Ca, Co, AS, Ni, Hg, Pв, Cr и др. кафтеновые кислоты

Продолжение таблицы 8.

№ п/п

Вид анализа

Гидрогеологические исследования для орошения

Гидрогеологич.исследования для определения водопритоков

Гидрогеохимические исследования М.Т.П.И

Объем работы

Метод анализа

Определяя емые компоненты

Проб ные

Кус то вые

Ре жим ные

Проба грун та из скв.

Пробы грун та из шурфа

При мар шру тах

Из водо токов и водо емов

Пробн ые

От кач ки оди ноч ные

Ре жим ные

Про ба грунта из скв.

Обзорн.поиски

Детальн.поиски

Поис ков развед.работы

5

Сумма тяжелых металлов

●

●

●

●

●

1-2л

Колометрич. метод в стацион лаборатории

Zn, Pв, Cu

6

Фенолы

●

●

●

1л

Фотометрия

7

Общая α и β радиоактивность

●

●

0,5л

По ГОСТ 18921-73

U, Ра, J

8

Органо лепти ческие показ-ли

●

●

1л

Согласно сущ.ГОСТам и методам опред. приоритетных гидрохим.показателей качества воды

Характеризуется хлоридами, сульфатами, Mg, Fe, Cu, Мn остаточный алюминий, гексаметафосфат (РО4), трипо лифосфат (РО4).

9

Ядохимикаты

●

●

1л

Газовая хромотография

Пестициды, ДТГ, ГХЦГ, альдрин и др.

10

Галогены

●

●

1л

Согласно ГОСТ 2762-57

F, Cl, J

11

Стронций – 90 отбирается на предварительной стадии

●

0,5-1л

Плазмен ная фотомет рия

12

Бак анализ

●

●

0,5

Производится в санбаклаборатории в течении не более 3-х часов

Коли – титр, коли – индекс, посев.

Продолжение таблицы 8.

№ п/п

Вид анализа

Гидрогеологические исследования для орошения

Гидрогеологич.исследования для определения водопритоков

Гидрогеохимические исследования М.Т.П.И

Объем работы

Метод анализа

Определяя емые компоненты

Проб ные

Кус то вые

Ре жим ные

Проба грун та из скв.

Пробы грун та из шурфа

При мар шру тах

Из водо токов и водо емов

Пробн ые

От кач ки оди ноч ные

Ре жим ные

Про ба грунта из скв.

Обзорн.поиски

Детальн.поиски

Поис ков развед.работы

13

Агрессивность воды

На все виды

●

0,5-1л

Объемный см.стр.86 тI, 1979г. «Справочное руковод ство гидро геолога

Углекислотная агрессивн/ть, выщелачив/е, общекислот., сульфатная, магнезиаль. и кислород ная агрессив ность

14

Гранулометрический состав

Инструк т.I, стр. 94

Инструк. по орош т. I, стр.94, 1972г

1-2 на литологическую разновидн.

●

●

●

0,2+0,5кг

Изучаются шлифы под микроскоп и визуально

Состав г.п.

15

Минералогический состав

Инструк т.I, стр.59

Инструк. по орош т. I, стр. 59

●

●

●

0,2+0,5кг

Газометричес. солемер, фото метрический, атомно-адсорб ционный, трило метрический

Cl, SO4, NO3- HCO2 CO3, Na,  Mg, CO2, К, при гр.исследованиях в анализы водных вытяжек

16

Соляные и водные вытяжки (для глинистых пород).

Инструк. по орош.т. I, стр. 94, 1972г

Инструк. по орош т. I, стр. 59

1 на литолразновидности

●

●

●

10 х 10 х 10см3 20 х 20 х 20см2

Воднофизические свойства.

Продолжение таблицы 8.

№ п/п

Вид анализа

Гидрогеологические исследования для орошения

Гидрогеологич.исследования для определения водопритоков

Гидрогеохимические исследования М.Т.П.И

Объем работы

Метод анализа

Определяя емые компоненты

Проб ные

Кус то вые

Ре жим ные

Проба грун та из скв.

Пробы грун та из шурфа

При мар шру тах

Из водо токов и водо емов

Пробн ые

От кач ки оди ноч ные

Ре жим ные

Про ба грунта из скв.

Обзорн.поиски

Детальн.поиски

Поис ков развед.работы

17

Отбор монолитов (для рыхлых пород)

●

●

●

●

●

●

4л – 2л

Спектральный метод Томск. Политех.инсти тут способом ВНТРЛТИполяграфи ческий и др.

Cu, Zn, Ni, Pв, т.д. за исключением В, Hg, AS.

18

Микрокомпоненты ГОСТ28.74-73

●

●

1л

Фотометрии ческий флюорометрия

Ве, Мо, AS нитриты, полиакрилиц Рв.

19

Токсические хим. вещества.

●

●

1-2л

Фотометрии ческий флюораметрия, потенции-ометр

Se+4, Fe+, Be, Mo, AS.

20

Вредные компоненты (мышьяк, бериллий, молибден, полиакромиды, селен, фтор)

 

Таблица 9. Рекомендации к лабораторным работам при гидрогеологических исследованиях.

№ п/п	Вид анализа	Методика отбора проб воды и грунта	Цель анализа	Литература
1	Полевой	В химически чистую посуду ополаскивают не менее 3-х раз отбираемой водой (см.с/р гидрогеолога стр.75)	Для предварительной характеристики вод района. Отбирать пробы воды на полный анализ из точек намеченных по данным полевого анализа определять летучие быстроизменяющейся компоненты.	ГОСТ 3351-74, ГОСТ 1030-81
2	Сокращенный	См.Методика г/г исследований (Климентов) 1978г. стр.190 и 1961г.	Для контроля полевых анализов на поисковой и предварительной стадий.	ГОСТ 3351-74, ГОСТ 1030-81, ГОСТ 2874-73
3	Полный	Для полного анализа воды отбирают в химическую посуду (стеклянную или политиленовую) после 3-х кратного ополаскивания отбираемой водой согласно ГОСТу 18963-73	Детальная характеристика подземных вод, чаще на детальной, реже предварительной	ГОСТ 3351-74, ГОСТ 1030-81, ГОСТ 2874-73
4	Спектральный	Согласно ГОСТ 4979-49	Гидрогеологические поиски месторождений твердых полезных ископаемых.	«Справочник руководство гидрогеолога» т.I. 1979 стр.64
5	Сумма тяжелых металлов	Согласно ГОСТ 4979-49	Для оценки качество воды	Для Рb ГОСТ 18293-72, для Zn ГОСТ 1030-81, для Сu ГОСТ 4388-72 вода хозяйственно питьевого назначения полевые методы анализа.
6	Фенолы	Общепринятая в стеклянную посуду с притертой пробкой. С добавлением 4г. едкого натрия.	Установление влияния на вкусовые качество подземных вод и поисковой признак на нефть.
7	Общая α и β радиоактивность	Общепринятая	Массовые поиски	ГОСТ 18912-73
8	Органолептические показатели	В химич.чистую воды по общепринятой методике.	Установить показатели обеспечивающие благоприятные вкусовые качества воды.	ГОСТ 3351-74
9	Ядохимикаты	Общепринятая	Оценка питьевых качеств воды	проект ГОСТа 1982г.
10	Галогены	ГОСТ 4979-59	Для качественной оценки питьевых вод.	ГОСТ 2762-57
11	Стронций-90 (отбирается на предварительной стадии)	Химическую чистую посуду о добавлением 10 мл 10% азотной кислоты.	Оценка качество подземных вод существующим ГОСТом.	ГОСТ 23950-80

Продолжение таблицы 9.

№ п/п	Вид анализа	Методика отбора проб воды и грунта	Цель анализа	Литература
12	Бак. анализ	В стерильно чистую бутылку с протертой пробкой, взятой санбаклабораторий согласно ГОСТ 5215-50	На детальной стадии отбирается из всех вода пунктов используется при подсчете запасов подземных вод, их санитарной оценки.	ГОСТ 18963-73
13	Агрессивность воды	В чистую сухую бутылку с потертой пробкой с добавлением компонентов в зависимости от вида агрессивности. см.»Справочное руководства г/г» т.I. 1979г. стр.82	Воздействие на бетон, железо и др.сооружения	Н 114-54 ГОСТ 4796-49
14	Гранулометрический	Методику отбора проб см.»Г/геологические наблюдении при бурении и опробовании скважин на воду» стр.44, 45, 59	Для подбора фильтра и классификаций пород.
15	Минералогический	Методику отбора проб см.»Г/геологические наблюдении при бурении и опробовании скважин на воду» стр.44, 45, 59	Литологическое разделение горных пород.
16	Соляные и водные вытяжки (для глинистых пород)	Средние породы по горизонту или слою см. и/г, г/г исследования для водоснабжения и водоотведения» стр.249, 1979г.	Определение количества и состава легкорастворимых солей для водных вытяжек и трудно растворимых солей. В солевых и кислотных вытяжках.	«Методическое руководство по обоснованию и комплексированию современных методов и исследовании при г/г, и/г съемки для цели меморации» Выпуск 4. стр.127, 1979г.
17	Отбор монолитов (для рыхлых пород)	Средние породы по горизонту или слою см. и/г, г/г исследования для водоснабжения и водоотведения» стр.249, 1979г.	Для определения фильтрационных свойств лабораторными методами.	«И/г, г/г исследования водоснабжения и водоотведения» стр.249, 1979г.
18	Микрокомпоненты ГОСТ 28. 74-73	В стеклянную тару или полиэтиленовую бутылку закрываемые притертыми стеклянными пробками или крышками.	Для детальной характеристики химического состава подземных вод и для поисков МПИ.	ГОСТ 2874-73
19	Токсические химические вещества	В стеклянную или полиэтиленовую посуду с добавлением для AS-3мл конц. HCL, М0 – не консервируется, Ве-3мл HNO3.	Оценка качество подземных вод для питьевых целей.	ГОСТ 4152-72 AS ГОСТ 18294-72 ВЕ ГОСТ 18308-72Мо
20	Вредные компо-ненты (мышьяк, берилл, молибден, селен, фтор, полиакромиды).	В стеклянную или полиэтиленовую посуду с добавлением для AS-3мл конц. HCL, М0 – не консервируется, Ве-3мл HNO3.	Оценка качество подземных вод для питьевых целей.	для F – ГОСТ-4386-81 ГОСТ 18294-72 ВЕ ГОСТ 18308-72Мо ГОСТ 4152-72 AS