Экзаменационный билет № 1

1. Гидрогеологические массивы. Структурно-гидрогеологическая характеристика, примеры, условия формирования подземных вод.

Гидрогеологические массивы – это блоки горных пород, поднятые выше базисов эрозии, подземные воды приурочены к зоне трещиноватости выветривания, которая имеет региональное развитие.

Типы подземных вод: трещинно-грунтовый.

Питание: атмосферные осадки, таяние снега и сезонной (многолетней) мерзлоты, конденсация.

Разгрузка: в ручьи и река, в зоны разломов, в покровные рыхлые отложения у подножья склонов и в сопредельные гидрогеологические бассейны в виде родников.

Воды пресные и ультрапресные, гидрокарбонатные, кальциево-магниевые HCO3-CaMg.

По характеру водообмена:

1.раскрытые М=50 мг/л, HCO3-Mg; 2.перекрытые М до 200 мг/л, HCO3*SO4; 3.погребенные М до 1000 мг/л, HCO3*SO4 и SO4*HCO3 появляется Ca, Na, Mg;

Высотная зональность заключается в изменении п.в перехода от высокогорных к среднегорным. Происходит изменение М и усложнение хим. состава. Вследствие изменения условий водообмена и ландшафтов.

По ландшафтам: 1. Гольцовые (нет почв); 2. Сероземы (200кг); 3. Почвы появляется гумус (до 800кг)

К платформенным массивам следует отнести выступы древних платформ - Русской и Сибирской - Балтийский, Украинский, Алданский и Анабарский. Среди орогенных гидрогеологических массивов выделяются молодые структуры Карпат, Крыма, Кавказа, рифтовые структуры Прибайкалья

2. Гидравлический метод оценки эксплуатационных запасов и его применение в сложных структурно - гидрогеологических условиях. Кривая дебита; возможности ее экстраполяции.

Метод применяется для оценки ЭЗ на месторождениях подземных вод, отнесенных ко 2-ой, чаще –3ьей по сложности грунтам месторождений, в частности - на месторождениях трещинно-жильных вод в зонах тектонических нарушений.

Суть метода: расчетный дебит водозабора (или прогнозное понижение уровня в водозаборных скважинах оценивается по эмпирическим данным, полученным непосредственно в процессе эксперимента (опытных откачек), что дает возможность учесть влияние различных факторов, определяющих работу водозабора.Этим методом решаются следующие задачи:

1. установление зависимости понижения в скважине от ее дебита;

2. расчет взаимодействующих скважин и оценка величины срезок уровня;

3. прогноз роста депрессионной воронки по данным эксплуатации грунтового водозабора и определение S уровня на конец расчетного периода

Основные отличия ОЭО от обычных опытных откачек:

- достаточно большая длительность (1-3 6 месяцев и более) для учета влияния всех возможных ГУ:

- дебит, максимально приближенный к проектной производительности;

-ОЭО выполняются из скважин, заложенных непосредственно в точках будущего водозабора (такие скважины называют разведочно-эксплуатационными).

Опытно-эксплуатационные откачки (ОЭО) проводятся из одной или группы скважин при разведке и эксплуатационной разведке месторождений в сложных и весьма сложных гидрогеологических условиях, которые не могут быть отражены в виде расчетной схемы.

Методика применения:

-по результатам ОЭО для опробуемой скважины фиксируется так называемая срезка уровня (несколько устаревший синоним термина «понижение»);

- затем рассчитывается удельная срезка («удельное понижение»)

Строится кривая дебита Q=f(S) по данным откачек на нескольких ступенях понижения

Если удельная срезка действительно постоянна при любых дебитах. то связь S и О линейная, график является прямой линией

Часто достаточно двух ступеней, так как формально существует точка S = 0 при = 0 (при проведении в напорных пластах). На практике нередко предпочитают проведение 3х ступеней, особенно, когда речь идет о безнапорных пластах

Определение ступеней понижения

1 ступень=Sпроект

2 ступень=0.5Sпроект

Sпроект=70%(Sдоп)

Sдоп зависит от гидравлического режима потока ПВ

Для напорных =0,5m+H

Для безнапорных =0.5-0.75h

Экстраполяция производится для кривой дебита в безнапорных потоках, для чего нужно определить коэф. m и n

Q/Sc=m-nSc

Где Q/Sc –это удельный дебит, т.е величина обратная удельной срезке

Тогда, если в координатах q - f(S.) все ступени опробования образуют линейный график , то можно утверждать, что причиной нелинейности кривой дебита является именно уменьшение проводимости при понижении уровня безнапорного потока. Это необходимый и важнейший диагностический признак. Минимальное количество ступеней для построения такого графика - три. По графику определяются коэффициенты m и п, далее решается квадратное уравнение относительно S

Другая распространенная причина нелинейности индикаторного графика - это возникновение явлений турбулентности в прискважинной зоне; при этом создаются дополнительные потери напора, величина которых зависит от дебита. При значимом проявлении турбулентных составляющих используется двучленная зависимость Дюпии

Таким образом, опытно-эксплуатационное опробование в стационарной постановке - в принципе сильный инструмент, так как Ф определяется экспериментально. Однако, риск экстраполяции по дебету, рекомендуют ОЭО проводить при дебите, максимально близком к потребности, что часто требует весьма значительных технических усилий и материалных затрат.

Разновидностью гидравлического метода является МЕТОД ДЕДЕПРЕССИОННЫХ ВОРОНОК .

Суть его заключается в том, что на основе данных о суммарном дебите и понижениях уровня воды на участке водозабора, работающего в течение ряда лет и рассматриваемого как «большой колодец», можно прогнозировать понижение уровня воды при увеличении дебита водозабора