3.4 Расчет основных гидрогеологических параметров.

Проектом предусматривается расчет гидрогеологических параметров, позволяющих определить эксплуатационные запасы подземных вод. Для определения основных гидрогеологических параметров использованы данные бурения и опытных работ, полученные при проведении предварительной разведки Сарыбулакского месторождения подземных вод.

К ним относятся: коэффициент фильтрации (K_ф), коэффициент водоотдачи (μ), коэффициент уровнепроводности (а_у), приведенный радиус влияния (R_пр), поправка Веригина при установке фильтра (ξ).

Так как выявленный перспективный водоносный горизонт является безнапорным (п3.3), то расчеты гидрогеологических параметров будут базироваться на применении формул Дюпюи для безнапорного водоносного горизонта:

K_ф=0,73Q×(lg R/r+0,217ξ) /(2H-S)×S (1.стр 191), где

Q-дебит скважины,(м³/сут);

R_пр-приведенный радиус влияния скважины,(м)

r- радиус скважины,(м);

H-мощность водоносного горизонта,(м);.

S-понижение,(м);

ξ-поправка Веригина определяется по таблице (2. стр20)

Таблица 3. Результаты предварительной разведки

№ск	Q, л/с	S, м	Hс, м	H,м	M, г/л	q=Q/S,л/с×м
141	0,5	0,7	3,0	7,65	1,5	0,71
288	6,7	1,8	2,9		0,7	3,72
143	9,0	1,35	3,5		0,7	6,67
145	11,0	1,35	2,7		1,0	8,1
146	10,0	1,8	2,2		0,6	5,56
148	0,6	0,5	1,9		1,0	1,2
149	4,0	1,8	1,8		1,0	2,22
150	0,8	0,5	2,1		0,9	1,6
131	4,2	1,5	4,8		1,3	2,8
661	0,7	0,7	4,9		0,8	1,0
285	6,4	1,35	4,4		0,7	4,74
662	4,2	2,0	4,0		0,8	2,1
133	8,0	1,5	3,5		1,0	5,33
286	6,5	2,2	3,4		1,1	2,95
135	7,3	2,2	2,9		0,7	3,32
287	9,5	1,0	2,6		0,8	9,5
136	0,2	0,6	2,5		0,9	0,33
137	0,2	2,6	0,4		0,8	0,07
109	0,2	1,6	4,0		1,9	0,13
110	4,3	2,2	4,3		0,8	1,95
283	6,9	1,6	3,9		0,9	4,31
111	6,4	2,0	3,8		1,1	3,2

Вычисление коэффициента фильтрации сведено в следующей таблице.

Таблица 4. Расчет коэффициента фильтрации

№скв.	Q, м³/сут	S,м	(2Н-S)×S	R,м	lgR/r	ξ	0,73Q	Числитель	Кф,м/сут.
141	43,2	0,7	10,22	71	3,05	3,42	31,54	119,54	11,69
288	578,88	1,8	24,3	325	3,71		422,58	1880,48	77,39
143	777,6	1,35	18,83	370	3,77		567,65	2560,1	135,96
145	950,4	1,35	18,83	384	3,78		693,79	3135,93	166,54
146	864	1,8	24,3	350	3,74		630,72	2825,63	116,28
148	51,84	0,5	7,4	120	3,28		37,84	152,12	20,56
149	345,6	1,8	24,3	314	3,69		252,29	1117,64	45,99
150	69,12	0,5	7,4	160	3,4		50,46	208,9	28,23
131	362,88	1,5	20,7	315	3,7		264,9	1176,16	56,82
661	60,48	0,7	10,22	100	3,2		44,15	173,95	17,02
285	552,96	1,35	18,83	340	3,73		403,66	1804,36	95,82
662	362,88	2,0	26,6	300	3,67		264,9	1168,21	43,92
133	691,2	1,5	20,7	350	3,74		504,58	2260,52	109,2
286	561,6	2,2	28,82	315	3,7		409,43	1817,87	63,08
135	630,72	2,2	28,82	320	3,7		460,43	2044,31	70,93
287	820,8	1,0	14,3	400	3,8		599,18	2720,28	190,23
136	17,28	0,6	8,82	25	2,59		12,61	41,99	4,76
137	17,28	2,6	33,02	5	1,9		12,61	33,29	1,01
109	17,28	1,6	21,92	7,69	2,08		12,61	35,56	1,62
110	371,52	2,2	28,82	290	3,66		271,21	1193,32	41,41
283	596,16	1,6	21,92	330	3,72		435,5	1942,33	88,61
111	552,96	2,0	26,6	315	3,7		403,66	1792,25	67,38
Среднее значение:									66,11

Для определения ξ найдем соотношение m/r и l/m. Известно, что m=7,65м, r=0,0635м, l=5м.

m/r = 7,65м / 0,0635м = 120; l/m = 5м / 7,65м = 0,65

Следовательно, используя полученные данные, выбираем значение ξ=3,42 методом интерполяции. (2. стр.120).

Для последующих расчетов понадобится среднее арифметическое значение К_ф=66,11 м/сут.

1. Расчет коэффициента водоотдачи(μ):

μ=0,117×⁷√к_ф (1.стр )

μ=0,117×⁷√66,11=0,21

2. Расчет коэффициента уровнепроводности(а_у):

а_у=К_ф×Н/μ, (м²/сут) (1.стр. )

а_у=66,11(м/сут) *7,65(м)/0,21=2408,29 (м²/сут)

3. Приведенный радиус влияния скважины (R):

R_пр=1,5√аt, (м). (1.стр.197) t-время работы водозабора

t=10000 суток

R_пр=1,5√2408,29(м²/сут) * 10000 (сут) = 7361,15 (м)

Схема опытного куста

O1 45 - центральная скважина

O1н – 1-я наблюдательная скважина

O2н – 2-я наблюдательная скважина

Полученные гидрогеологические параметры участка работ являются расчетными. Чтобы получить нужные результаты, необходимо проанализировать практические данные кустовой откачки. Их возможно обработать следующими методами:

1. Метод временного прослеживания

2. Метод площадного прослеживания

3. Метод комбинированного прослеживания

1.При временном прослеживании используется видоизмененная форма исходного уравнения квазиустановившейся фильтрации, которое аппроксимируется в виде прямой линии в системе координат S – lgt .

Таким образом, если опытные данные по любой из скважин нанести на график S=f(lgt), откладывая по оси абсцисс логарифмы времени, а по оси ординат – соответствующие рассматриваемым моментам времени значения понижения уровня, то на основе получения прямолинейного графика можно определить величины А и В, а из них с учетом соотношений – значения водопроводимости Т и коэффициент пьезопроводности а. Величина А представляет собой начальную ординату прямой S=f(lgt), т.е. отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат. Величина В численно равна угловому коэффициенту прямой и может быть определена по любым двум точкам, лежащим на прямой S=f(lgt), координаты которых снимается непосредственно с графика (22.стр.118)

2. При обработке результатов откачки способом площадного прослеживания по единовременным замерам понижения в наблюдательных скважинах (при t=const) строится график S=f(lgr). Определение значений параметров Т и а осуществляется аналогично вышеизложенному с использованием величин А (начальная ордината) и В (угловой коэффициент), снимаемых для прямолинейной части графика S=f(lgr). (22.стр.121).

3. При комбинированном прослеживании для построения графика S=[lg(t/r²)] используются результаты одновременных замеров понижения уровня в нескольких наблюдательных скважинах (чем больше используется наблюдательных точек, тем надежнее и достовернее будут определяемые параметры). Возможно и желательно построение таких графиков проводить для нескольких моментов времени (графики должны быть параллельны один другому) им тем самым контролировать соответствие принятой расчетной схемы реальным условиям функции в процессе откачки. Снимая с прямолинейной части графика S=[lg(t/r²)] начальную ординату А и угловой коэффициент В, определяют значения параметров. (22.стр.121).

1.Для расчетов по графикам временного прослеживания необходимо определить:

(2Н_е-S)S=f(log t) (1. стр )

B_t= [(2Н_е-S₂)S₂-(2Н_е-S₁)S₁]/ log t₂- log t₁

K_ф= 0,366Q/ B_t

log a= 2 log r – 0.35 + A_t/ B_t, где A_t- расстояние от 0-ой оси до

пересечения графика с осью (2Н-S)S

R_n=1.5√a_уt

μ=0,117×⁷√к_ф (1.стр )

2. Для расчетов по графику площадного прослеживания необходимо определить:

(2Н_е-S)S=f(log r) (1. стр )

B_t= [(2Н_е-S₁)S₁-(2Н_е-S₂)S₂]/ log r₂- log r₁

K_ф= 0,732Q/ B_t

log a= 2 A_r/ B_r – 0.35 - log t

R_n=1.5√a_уt

μ=0,117×⁷√к_ф (1.стр )

3. Для расчетов по графикам комбинированного прослеживания необходимо определить:

(2Н_е-S)S=f(log t/r²) (1. стр )

B_k= [(2Н_е-S₂)S₂-(2Н_е-S₁)S₁]/ log (t/r²)₂- log (t/r²)₁

K_ф= 0,366Q/ B_k

log a=A_k/ B_k – 0.35

R_n=1.5√a_уt

μ=0,117×⁷√к_ф (1.стр )

Также для расчетов необходимы графики и таблицы прослеживания

Таблица 5 к графику временного прослеживания

t, сут	logt	1н скв.		2н скв.
		S	(2Н-S)S	S	(2Н-S)S
0.5	-0.3	1.2	16.92	0.43	6.39
1	0	1.35	18.83	0.62	9.1
1.5	0.18	1.7	23.12	0.85	12.28
2	0.3	1.95	26.03	1.1	15.62
2.5	0.4	2.15	28.27	1.25	17.56
3	0.48	2.32	30.11	1.44	19.95
3.5	0.54	2.3	29.9	1.6	21.92
4	0.6	2.55	32.51	1.75	23.71
4.5	0.65	2.6	33.02	1.9	25.46
5	0.7	2.69	33.9	1.97	26.26
5.5	0.74	2.8	35	2.05	27.16
6	0.78	2.85	35.18	2.12	27.94
6.5	0.81	2.94	36.34	2.19	28.71
7	0.85	3.04	37.27	2.26	29.47
7.5	0.88	3.13	38.09	2.3	29.9
8	0.9	3.17	38.45	2.35	30.43

Таблица 6 к графику комбинированного прослеживания

t, сут	1н. скв.			2н скв.
	S	(2Н-S)S	log (t/r2)	S	(2Н-S)S	log (t/r2)
0.5	1.2	16.92	-2.65	0.43	6.39	-3.25
1	1.35	18.83	-2.35	0.62	9.1	-2.95
1.5	1.7	23.12	-2.18	0.85	12.28	-2.78
2	1.95	26.03	-2.05	1.1	15.62	-2.65
2.5	2.15	28.27	-1.95	1.25	17.56	-2.56
3	2.32	30.11	-1.88	1.44	19.95	-2.48
3.5	2.3	29.9	-1.81	1.6	21.92	-2.41
4	2.55	32.51	-1.75	1.75	23.71	-2.35
4.5	2.6	33.02	-1.7	1.9	25.46	-2.3
5	2.69	33.9	-1.65	1.97	26.26	-2.26
5.5	2.8	35	-1.61	2.05	27.16	-2.21
6	2.85	35.18	-1.57	2.12	27.94	-2.18
6.5	2.94	36.34	-1.54	2.19	28.71	-2.14
7	3.04	37.27	-1.51	2.26	29.47	-2.11
7.5	3.13	38.09	-1.48	2.3	29.9	-2.08
8	3.17	38.45	-1.45	2.35	30.43	-2.05

Расчеты к графику временного прослеживания:

1. Для 1н. скважины

B_t= (34-23)/ (0,7-0,2)=22

K_ф= 0,366*950,4/ 22=15 (м/сут)

log a= 2 *1,18 – 0.35 + 18,85/ 22 = 2,87

a_y= 741.31 (м²/сут)

R_n=1.5√741.31*10000 = 4084.05 (м)

μ=0,117×⁷√ 15 = 0,3

2. Для 2н. скважины

B_t= (40-21)/ (1.3-0.5)=23.75

K_ф= 0,366*950,4/ 23.75=14.65 (м/сут)

log a= 2 *1,48 – 0.35 + 9.1/ 23.75 = 2.99

a_y= 977.24 (м²/сут)

R_n=1.5√977.24*10000 = 4689.13 (м)

μ=0,117×⁷√ 14,65= 0.31

Расчеты к графику площадного прослеживания:

B_t= (54-47,5)/ (0,85-0,6) = 43,33

K_ф= 0,732*950,4/ 43,33 = 16 (м/сут)

log a= 2 69/ 43,33 – 0.35 – 0,9 = 1,93

a_y= 85,11 (м²/сут)

R_n=1.5√85,11*10000 = 1382,93 (м)

μ=0,117×⁷√16 = 0,22

Расчеты по графику комбинированного прослеживания

1. Для 1н. скважины

B_k= (43-31)/( -1,2-(1,8))=20

K_ф= 0,366*950,4/ 20=17,4 (м/сут)

log a=68,3/ 20 – 0.35=3

a_y= 1000 (м²/сут)

R_n=1.5√1000*10000 = 4743,42 (м)

μ=0,117×⁷√17,4 = 0,31

2.Для 2н. скважины

B_k= (56-24)/( -0,78-(2,32))=21

K_ф= 0,366*950,4/ 21=16,56 (м/сут)

log a=72/ 21 – 0.35=3

a_y= 1000 (м²/сут)

R_n=1.5√1000*10000 = 4743,42 (м)

μ=0,117×⁷√16,56 = 0,31

Мы получили большую разницу между расчетами данных предварительной разведки и по результатам кустовой откачки. В дальнейшем будем использовать средние значения параметров, полученных по данным кустовой откачки и по графикам прослеживания, т.к. они считаются более точными.

Рассчитаем средние значения:

К_ф.ср= (15+14,65+16+17,4+16,56) м/сут / 5= 16 м/сут

К_ф.ср=16 м/сут

μ_ср= (0,3+0,31+0,22+0,31+0,31) / 5=0,3

μ_ср= 0,3

a_y.ср= (741,31+977,24+85,11+1000+1000) м²/сут / 5= 760,73 м²/сут

a_y.ср= 760,73 м²/сут

R_{n. ср}= (4084,05+4689,13+1382,93+4743,42+4743,42) / 5= 3928,5 м

R_{n. ср}= 3928,5 м