Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Поиски и разведка подземных вод и мероприятия по их охране от загрязнения и истощения. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 147 8 9 10 11 12 13 14 > Следующая >>>

Эрлифт – устройство для подъема воды в скважинах с помощью сжатого воздуха. От компрессора сжатый воздух подается по специальной (воздушной) трубе в скважину и по водоподъемной трубе воздушно-водяная смесь поднимается на поверхность.

Наиболее часто применяются следующие схемы эрлифтов:

1) по системе «рядом» - колонны воздушных и водоподъемных труб

проходят рядом друг с другом;

2) по системе «внутри» - трубы расположены концентрически, воз-

душная труба помещается внутри водоподъемной.

Производительность эрлифтов составляет 50-150 м3/час, высота подъема воды до 100 м.

На основании геологических и технических данных проектируемой скважины составляется геолого-технический разрез и паспорт проектируемой разведочно-эксплуатационной скважины.

Таблица 8

Техническая характеристика погружных насосов типа ЭЦВ

Тип насоса Производительность

насоса

л/с м ЭЦВ 5-4-125 1.11 96 125 122 2.8 ЭЦВ 5-6.3-80 1.75 151.2 80 122 2.8 1ЭЦВ 6-4-130 1.1 96 130 150 2.8 ЭЦВ 6-4-190 1.1 96 190 150 4.5 3ЭЦВ 6-6.3-60 1.75 151.2 60 150 2.0 3ЭЦВ 6-6.3-85 1.75 151.2 85 150 2.8 4ЭЦВ 6.6.3-125 1.75 151.2 125 150 4.5 ЭЦВ 6-10-50 2.78 240 50 150 2.8 3ЭЦВ 6-10-80 2.78 240 80 150 5.5 ЭЦВ 6-10-140 2.78 240 140 150 8.0 ЭЦВ 6-10-185 2.78 240 185 150 8.0 ЭЦВ 6-10-235 2.78 240 235 150 11.0 ЭЦВ 6-16-50 4.4 384 50 150 4.5 3ЭЦВ 8-16-140 4.4 384 140 200 11.0 ЭЦВ 8-25-100 6.94 600 100 200 11.0 2ЭЦВ 8-25-150 6.94 600 150 200 16.0 ЭЦВ 8-40-60 11.1 960 60 200 11.0 ЭЦВ 8-40-180 11.1 960 180 200 32.0 2ЭЦВ 10-63-110 17.5 1512 110 250 22.0 2ЭЦВ 10-63-150 17.5 1512 150 250 45.0 ЭЦВ 10-120-60 33.3 2880 60 250 32.0 ЭЦВ 10-63-180 17.5 1512 180 250 45.0 ЭЦВ 12-160-65 44.4 3840 65 301 45.0 ЭЦВ 12-160-100 44.4 3840 100 301 65.0

/сутки

Высота

напора, м

Наружный

диаметр, мм

Мощность

двигателя кВт

1.5.3. Опытно-фильтрационные работы

Оценка эксплуатационных запасов подземных вод гидродинамическим методом производится с использованием значений основных гидрогеологических параметров продуктивного водоносного горизонта: коэффициента фильтрации, проводимости пласта, коэффициентов уровне- и пьезопроводности и др.

При разведке некоторых месторождений, когда отмечается взаимосвязь подземных и поверхностных вод, необходимо иметь также значения таких параметров, как гидравлическое сопротивление русловых отложений реки Δl, коэффициент сопротивления заиленного слоя фильтрации А

(для

оценки пропускной способности русла).На месторождениях, имеющих слоистое строение, необходимо также определять коэффициент перетекания В и в некоторых случаях коэффициент фильтрации и упругой водоотдачи слабопроницаемых разделяющих слоев [8].

Для получения указанных параметров проводятся откачки из буровых скважин, т.е. опробование водоносного горизонта.

Опробование водоносного горизонта. Для определения фактической производительности скважин, определения гидрогеологических параметров, установления химико-бактериологических свойств воды и очистки воды от посторонних примесей, песка и мути в разведочно-эксплуатационныхскважинах проводят пробные откачки. Откачки ведутся с помощью водоподъемных устройств, которые позволяют установить расход воды, близкий к проектной производительности скважины. Количество откачиваемой воды должно составлять не менее 75% проектной производительности скважины.

При проведении откачек необходимо соблюдать условия:

1. Откачка на каждое понижение производится непрерывно;

2. Минимальное значение понижения уровня в скважине должно быть

не менее 1 метра, иначе показатели удельного дебита будут завышены;

3. Каждое последующее понижение должно быть больше или меньше

предыдущего в 1.5-2 раза;

4. Откачку из скважин, пробуренных в мелких песках, во избежание кольматации фильтра следует вести от меньшего понижения к большему. Откачку из скважин в трещиноватых и крупнообломочных породах, наоборот, необходимо начинать с максимального понижения, переходя к минимальному.

5. Вода во время откачки не должна попадать обратно в скважину, поэтому ее сбрасывают по желобам или трубам на расстояние не менее 100 метров от скважины. Откачки подразделяются: пробные, опытные, кустовые, групповые и опытно-эксплуатационные (таблица 9).

Пробные откачки производятся для предварительной оценки водообильности, качества подземных вод и фильтрационных свойств пород на различных участках. Эти откачки кратковременные (8-24 часа) и проводятся при одной ступени понижения.

Опытные откачки проводятся для установления зависимости понижения уровня воды от дебита, определения расчетных параметров и величин срезок уровня в пределах участка возможного расположения водозабора.

Опытные откачки подразделяются на откачки из одиночных скважин (одиночные откачки) и кустовые. Куст скважин состоит из возмущающей скважины (из которой производится откачка) и наблюдательных. В зависимости от сложности гидрогеологических условий могут закладываться одна, две и более наблюдательные скважины.

Таблица 9

Виды откачек и их назначение

Виды откачек Назначение Примерная

продолжительность,

Пробные откачки

(из поисковых,

картировочных,

наблюдательных

и разведочных

скважин)

Опытные откачки

(из одиночных

разведочных

выработок)

Кустовые откачки (из

одной разведочной

скважины с группой

наблюдательных

выработок)

Сравнительная оценка степени водообильности водоносных пород по величине удельного дебита или водопроводимости пласта; выделе-ние участков, перспективных для постановки последующих разведочных работ

Ориентировочное определение зависимости дебита и удельного дебита скважин от величины понижения уровня, а также приблизительная оценка водопро-водимости, оценка запасов гидра-влическим методом, выбор эксплуатационного дебита скважин

Определение основных гидрогеологических параметров пород и граничных условий, оценка эксплуатационных запасов гидродинамическим методом, уточнение расчетных гидрогеологических параметров и граничных условий

Стадия

разведки

сутки

До 1 Главным образом,

стадия поисковых

гидрогеологических

работ

До 3 Предварительная

и детальная разведки

подземных вод

До 20 Предварительная

и детальная разведки

Групповые опытные

откачки (из не-

скольких опытных

(разведочных)

скважин с группой

наблюдательных

выработок)

Опытно-

эксплуатационные

откачки (из группы

разведочных скважин)

Изучение условий взаимосвязи водоносных горизонтов, определение основных гидрогеологических параметров пласта, опытное определение производительности части будущего водозабора

Количественная оценка опытным путем эксплуатационных запасов подземных вод

0-30 Предварительная и

детальная разведки

месторождений

в зависимости от

степени их гидро-

геологической

сложности

Определяется

условиями

каждого

конкретного

объекта

Детальная

разведка только на

месторождениях со

сложными гидрогеоло-

гическими и

гидрогеохимическими

условиями

Продолжительность опытных кустовых откачек определяется гидрогеологическими условиями, назначением, а также достижением квазистационарного режима в наблюдательных скважинах в течение времени. Время достижения квазистационарного режима в самой дальней наблюдательной скважине может быть определено из соотношения:

где r – расстояние до самой удаленной скважины, м;

а – коэффициент пьезо- или уровнепроводности, м2/сутки;

Общая продолжительность откачки определяется по формуле:

где tn – представительное время, равное 5 t

– время достижения квазистационарного режима в самой дальней

наблюдательной скважине.

В процессе проведения откачек замеряются следующие величины:

1. Статический уровень (Нст) – уровень воды в скважине до начала

откачки;

2. Динамический уровень (Нд) – уровень воды в скважине в процессе

откачки;

3. Дебит скважины (Q)– количество воды, откачиваемое из скважины при установившимся динамическом уровне в единицу времени. Дебит скважины измеряется расходомерами или объемным способом с помощью мерного сосуда не менее 200 л. Время наполнения мерного сосуда отсчитывается по секундомеру. Расход определяется по формуле:

где W– объем мерного сосуда, л;

t – время его наполнения, сек.

4. Понижение уровня – разность между статическим и динамическим уровнями (S), м;

5. Удельный дебит – отношение дебита скважины к понижению (q), л/с×м.

Откачки продолжаются до установления стабильного режима притока воды в скважину. Практически стабильными можно считать такой дебит и такое понижение, которые в течение 4-6 часов откачки отклоняются не более чем на 10% от среднего значения дебита и не более чем на 1-2 см понижения уровня (с учетом поправки на естественное колебание уровней).

Площадка вокруг скважины радиусом не менее 1 м глубиной до 0.5 метра бетонируется.

В случае невозможности оборудования скважины погружным насосом сразу после откачки в силу разных причин (из-за отсутствия насоса, из-за переноса на неопределенное время эксплуатации скважины), устье скважины закрывается металлической крышкой, обеспечивающей сохранность водоносного горизонта от загрязнения. Не работающую скважину необходимо периодически (не менее одного раза в 4-6 месяцев) прокачивать. Над скважиной устанавливается насосная станция или блок-бокс типового проекта (павильон). Для наблюдения за изменением качественного состава и количеством отбираемой воды скважина оборудуется расходомером, манометром, пьезометрическими трубками, отводами и кранами для отбора проб воды.

1.5.4. Геолого-техническая документация скважины

После окончания бурения, сооружения буровой скважины и проведения опытно-фильтрационных работ, для гидрогеологической скважины должна быть составлена следующая документация: паспорт скважины и акт передачи ее в эксплуатацию [4, 5, 6].

В паспорте должны быть указаны:

а) наименование пройденных пород, глубина залегания, мощность, возраст;

б) конструкция скважины и тип фильтра;

в) данные о статических уровнях всех вскрытых и опробованных горизонтов;

г) данные о водоносности пород;

д) тип водоподъемного устройства (марка насоса);

е) координаты скважины и абсолютные отметки устья.

К паспорту прилагается:

а) журнал откачки;

б) ведомость отбора проб;

в) гидрогеологическое заключение и рекомендации по эксплуатации;

г) химико-бактериологические анализы;

д) результаты каротажа.

Контрольные вопросы:

1. Гидрогеологические задачи, решаемые с помощью геофизики.

2. Что включает в себя комплекс каротажных геофизических

исследований.

3. Способы бурения, типы долот.

4. Категории гидрогеологических скважин.

5. Основные критерии выбора источника водоснабжения.

6. Типы фильтров.

7. Виды откачек.

1.6. ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАПАСОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Оценка эксплуатационных запасов подземных вод (ЭЗПВ) представляет собой комплекс гидрогеологических прогнозов, выполняемых для обоснования возможности эксплуатации подземных вод водозаборными сооружениями применительно к определенному целевому назначению их использования.

Под эксплуатационными запасами понимается количество подземных вод, которое может быть получено на месторождении (участке) с помощью геолого-технически обоснованных водозаборных сооружений при заданном режиме и условиях эксплуатации, а также качестве воды, удовлетворяющем требованиям ее целевого использования, с учетом природоохранных ограничений [3, 5].

Оценка ЭЗПВ выполняется с целью:

1) получения исходных данных для проектирования и строительства

новых, а также расширения действующих водозаборных сооружений;

2) обоснования целесообразности использования подземных вод, выявленных на стадии поисков или предварительной разведки месторождений, а также планирование более детальных стадий поисково-разведочных работ на этих месторождениях;

3) оценки перспектив использования подземных вод в пределах отдельных гидрогеологических структур и регионов для составления комплексных схем использования и охраны водных ресурсов, региональных схем использования подземных вод, а также планомерного проведения поисковоразведочных работ [5].

Оценка эксплуатационных запасов заключается в определении возможной производительности водозаборного сооружения при заданном понижении уровня в каптажных сооружениях или прогнозе понижений уровней в них, в пределах оцениваемой площади при заданной производительности водозабора.

Эксплуатационные запасы могут считаться обеспеченными, если положение расчетного динамического уровня hр или расчетное понижение уровня Sр не выходят за пределы максимально допустимого понижения S

доп

. Величина допустимого понижения обычно принимается равной 0.5 – 0.7 мощности эксплуатируемого водоносного горизонта для безнапорных вод и величине напора плюс (0.5-0.7) . мощности – для напорных вод. Для глубокозалегающих напорных водоносных горизонтов глубина динамического уровня не должна превышать максимальной величины возможного подъема воды серийно выпускаемым насосным оборудованием. Эта величина определяется техникоэкономическими расчетами и может составлять 200-250 метров и более.

При Sр<S

эксплуатационные запасы являются обеспеченными. Если

доп

расчетное понижение воды в скважинах больше допустимого, то это значит,

что суммарный дебит водозабора подземных вод необеспечен источниками формирования запасов, либо фильтрационные свойства пласта недостаточны для получения расчетного дебита. В этом случае расчеты следует повторить, уменьшив проектный расход водозаборного сооружения, либо изменить схему водозаборного сооружения.

Оценка эксплуатационных запасов обычно проводится на расчетный срок, определяемый проектной организацией. Если такой срок не установлен, то расчетное время работы водозабора принимается равным

сутки (27.4 года). Этот срок превышает амортизационный период работы водозаборного сооружения и является достаточным для проведения переоценки эксплуатационных запасов по данным многолетней эксплуатации, либо для изыскания других дополнительных источников водоснабжения рассматриваемого объекта.

Оценка ЭЗПВ на месторождениях подземных вод выполняется применительно к наиболее рациональной при данных гидрогеологических условиях схеме водозабора, которая определяется по данным техникоэкономического сопоставления различных вариантов эксплуатации. Наиболее распространенным типом водозаборов подземных вод являются водозаборы, состоящие из того или иного количества скважин с различной схемой их расположения:

1) группы скважин, беспорядочно расположенные по площади;

2) линейные ряды скважин;

3) кольцевые системы скважин;

4) сетки скважин.

Кроме скважинных водозаборов в практике водоснабжения используются галереи, лучевые водозаборы, шахтные колодцы.

Для выполнения гидрогеологических прогнозов при оценке ЭЗПВ могут применяться следующие методы: гидродинамические, гидравлические, балансовые, гидрогеологических аналогов и экспертных оценок. Выбор метода прогнозирования зависит от сложности гидрогеологических условий оцениваемого месторождения или района, степени их изученности, целевого назначения расчетов, наличия опыта эксплуатации действующих водозаборных сооружений.

1.6.1. Классификация запасов и прогнозных ресурсов питьевых, технических и минеральных подземных вод

Группы месторождений питьевых, технических и минеральных

подземных вод по сложности геологического строения и гидрогеологических условий. Необходимая и достаточная степень разведанности

запасов питьевых, технических и минеральных подземных вод определяется в зависимости от сложности геологического строения и гидрогеологических условий месторождений или участков недр, а также

водохозяйственных, экологических, горно-геологических и других условий [3, 5]. По перечисленным условиям и признакам месторождения и участки недр подразделяются на следующие группы:

1-я группа. Месторождения или участки недр с простыми геологическим строением, гидрогеологическими, водохозяйственными, экологическими и горно-геологическими условиями. Характеризуются ненарушенным залеганием и устойчивой мощностью водоносных горизонтов, однородными фильтрационными свойствами водовмещающих пород, выдержанными гидрохимическими закономерностями, возможностью количественной оценки основных источников формирования эксплуатационных запасов по данным геологического изучения месторождений или участков недр.

Особенности строения и гидрогеологических условий месторождений или участков недр 1 группы определяют возможность выявления в процессе их геологического изучения запасов категории В, С

и С2.

2-я группа. Месторождения или участки недр со сложными геологическим строением, гидрогеологическими, водохозяйственными, экологическими и горно-геологическими условиями. Характеризуются нарушенным залеганием, неустойчивой мощностью и осложненным внутренним строением водоносных горизонтов, неоднородными фильтрационными свойствами водовмещающих пород, не выдержанными гидрохимическими закономерностями. Источники формирования запасов и их возможные изменения в процессе эксплуатации месторождения надежно могут быть определены лишь частично. Обоснованные количественные прогнозы изменений расходов, уровней и качества подземных вод возможны в пределах надежно определенных источников формирования запасов, а сверх пределов – приближенно.

Особенности строения и гидрогеологических условий месторождений или участков недр 2 группы определяют возможность выявления в процессе геологического изучения запасов категорий С

и С2 и по результатам разведки

запасов категории В.

3-я группа. Месторождения или участки недр с очень сложными геологическим строением, гидрогеологическими, водохозяйственными, экологическими и горно-геологическими условиями. Характеризуются ограниченными размерами, резко изменяющимися мощностью и фильтрационными свойствами водовмещающих в основном трещиноватых и закарстованных пород, сложными гидрохимическими закономерностями. Источники формирования эксплуатационных запасов могут быть определены приближенно. Количественные прогнозы изменений расходов, уровней и качества подземных вод возможны на основе анализа общих гидрогеологических и водно-балансовых закономерностей и по аналогии с эксплуатируемыми месторождениями.

Особенности строения и гидрогеологических условий месторождений или участков недр 3 группы определяют возможность выявления в процессе

геологического изучения запасов категории С2 и по результатам разведки категории С

4-ая группа. Месторождения или участки недр с исключительно сложными геологическим строением, гидрогеологическими, газогидрохимическими и горно-геологическими условиями. Характеризуются резкой изменчивостью распространения в плане и разрезе коллекторов трещиноватых зон в породах различного генезиса. Источники формирования запасов не могут быть определены достоверно. Количественные прогнозы расходов, уровней, качества, температуры могут быть выполнены по данным длительных выпусков (откачек) или опытно-промышленной эксплуатации. 4 группа выделяется для месторождений или участков недр минеральных подземных вод.

Особенности строения месторождений или участков недр определяют возможность выявления по результатам разведки запасов категорий С и по данным опытно-промышленной эксплуатации запасов категории С1.

Группы месторождений питьевых, технических и минеральных подземных вод по степени их изученности. Месторождения питьевых,

технических и минеральных подземных вод по степени их изученности подразделяются на две группы – разведанные и оцененные [6].

К разведанным относятся месторождения, эксплуатационные запасы которых по количеству и качеству подземных вод, а также водохозяйственным, экологическим и горно-геологическим условиям изучены по данным геологоразведочных и других видов работ с полнотой, достаточной для проектирования и строительства водозаборных сооружений по добыче подземных вод. Разведанные месторождения по степени изученности должны удовлетворять следующим требованиям:

1) обеспечивается возможность квалификации запасов по категориям, соответствующим группе сложности геолого-гидрогеологических условий месторождения или участка недр;

2) строение водоносных горизонтов, величины гидрогеологических параметров и закономерности их изменений, горно-геологические условия водовмещающих пород изучены с детальностью, обеспечивающей обоснование исходных данных, достаточных для выбора рациональной конструкции водозабора и водозаборных скважин, проектных нагрузок на скважины, размеров зон и округов санитарной (горно-санитарной) охраны;

3) качество подземных вод изучено с детальностью, обеспечивающей оценку возможности использования подземных вод по соответствующему целевому назначению с учетом требований, установленных законодательством Российской Федерации в области санитарно-эпидемиологического благополучия населения и о природных лечебных ресурсах, лечебно-оздоровительных местностях и курортах, а также выполнить прогноз возможных изменений качества в процессе эксплуатации подземных вод;

4) источники формирования запасов в процессе эксплуатации месторождения или участка недр установлены на основании комплекса параметров и показателей и методических приемов, позволяющих определить их величину с необходимой достоверностью;

5) рассмотрено и оценено возможное влияние добычи подземных вод на окружающую среду и даны рекомендации по проведению наблюдений за воздействием водозаборных сооружений на компоненты природной среды и мероприятиям по снижению негативны х экологических последствий.

К оцененным месторождениям относятся месторождения, запасы которых по степени изученности геолого-гидрогеологических условий, качества подземных вод, источников формирования запасов изучены в степени, позволяющей обосновать целесообразность предоставления в пользование участков недр для дальнейшей разведки и добычи подземных вод. Оцененные месторождения по степени изученности должны удовлетворять следующим требованиям:

1) обеспечивается возможность квалификации запасов по категории

С1 и (или) С2;

2) строение водоносных горизонтов, величины гидрогеологических параметров и закономерности их изменений, горно-геологические условия водовмещающих пород изучены в степени, необходимой для обоснования принципиальной возможности строительства водозаборных сооружений по добыче подземных вод и организации зон и округов санитарной (горносанитарной) охраны;

3) качество подземных вод изучено с детальностью, обеспечивающей принципиальную оценку возможности использования подземных вод по соответствующему целевому назначению;

4) источники формирования эксплуатационных запасов определены приближенно или по аналогии;

5) рассмотрено возможное влияние добычи подземных вод на окружающую среду.

Категории запасов и прогнозных ресурсов питьевых, технических

и минеральных подземных вод по степени геолого-гидрогеологической изученности. Запасы питьевых, технических и минеральных подземных

вод по степени геолого-гидрогеологической изученности подразделяются на категории А, В, С1, С2 [3, 5].

Запасы категории А выделяются на месторождениях или участках недр, в пределах которых имеются действующие водозаборы по добыче подземных вод. Запасы категории А должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1) величина запасов не превышает среднегодовую производительность

водозаборных сооружений (м3/сутки) за последние три года и возможность

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 147 8 9 10 11 12 13 14 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]