Бурение скважин | Технология | Цены | Фото и видео | Техническая литература
    
   

Методика и основные результаты оценки эксплуатационных запасов подземных вод

 






Техническая литература



Станок для бурения БУР-50:
Бурение скважин
  Методика и основные результаты оценки эксплуатационных запасов подземных вод

Результаты площадных и специальных исследований на опытном полигоне позволили обосновать фильтрационную схему месторождения, в том числе построить карты водопроводимости водоносных горизонтов (рис. 56) и коэффициентов фильтрации разделяющих глинистых 'отложений. При построении карты и выделении границ зоны с различными значениями водопроводимости были учтены следующие факторы, влияющие на формирование фильтрационных свойств трещинно-карстовых пород в рассматриваемом районе.

1. Морфология рельефа водовмещающих пород, определяющая увеличение их трещиноватости и закарстованности в наибольшей степени в долинах рек первого порядка (прежде всего в долине р. Клязьмы) по сравнению с долинами притоков малых рек и водоразделами.
2. Глубина- залегания водоносного горизонта. Отмечена общая тенденция к уменьшению фильтрационных свойств водоносных пород с юга на север в направлении погружения водоносных пластов.
3. Тектонико-структурные особенности района (наличие флексур, поднятий и депрессий). В зонах тектонических нарушений может отмечаться усиление трещиноватости пород.
4. Характер развития депрессионных воронок при эксплуатации подземных вод, обычно вытянутых по долинам рек по зонам с повышенными фильтрационными свойствами.
5. Наличие в разрезе участков размыва в юрских глинах.
6. Наличие погребенных доюрских палеодолин.

При построении карт вертикальных коэффициентов фильтрации глинистых разделяющих отложений k0 учитывались данные специальных опытно-фильтрационных работ, закономерности, выявленные при проведении электроразведочных, геотемпературных, водно-гелиевых и радиоизотэпных исследований, а также литологический состав отложений и результаты определений их физико-механических свойств. Дифференциация по площади базировалась на данных о величине кажущегося удельного электрического сопротивления рк, изменяющегося от 5 до 80 Ом • м,. Величина kQ меняется от 10~3 до 10~6 м/сут.

Учитывая сложные условия формирования подземных вод и сложные процессы взаимодействия между водоносными горизонтами, переоценка эксплуатационных запасов для всего района в целом и оценка запасов собственно Среднеклязьминского месторождения были выполнены методом математического моде-" лирования. Схема модели в целом соответствовала природным гидрогеологическим условиям района. Три водоносных горизонта (мезо-кайнозойский, клязьминско-ассельский и касимовский) рассматривались на модели как единая водопроводящая и емкостная среда; два слабопроницаемых пласта (юрский и щелковский) рассматривались только как водопроводящие. Питание рек учитывалось на модели с граничными условиями III рода с коэффициентом перетекания k0/m0= \ • \0~2 и Sp=0; Взаимодействие мезо-кайнозойского и клязьминско-ассельского водоносных горизонтов определялось фильтрационной проводимостью их разделяющих, юрских глин, а клязьминско-ассельского и касимовского — разделяющих щелковских глин. Глины на модели были схематизированы как безъемкостная среда, поскольку каждый слабопроницаемый пласт моделировался как однослойный. Поскольку задача решалась в понижениях уровня (при заданном расходе водозабора), внешние границы модели, совпадающие с линиями тока, были заданы граничным условием II рода Q = const. Основные гидрогеологические параметры водоносных горизонтов, а также разделяющих слоев, принятые на модели, приведены в табл. 22. При решении прогнозной задачи на модели не была учтена инверсия разгрузки клязьминско-ассельского и касимовского водоносных горизонтов на юге месторождения в области распространения литологических «окон» как не обоснованная натурными данными, что дает определенный запас в выполненных расчетах.

В результате решения на модели прогнозной задачи было показано, 'что в конце прогнозного срока эксплуатации (^пр = 25 лет) практически весь водоотбор подземных вод на площади месторождения будет формироваться за счет перетока подземных вод сверху, который, в свою очередь, определяется сработкой емкостных запасов мезо-кайнозойского комплекса (27%), притоком и перехватом естественных ресурсов из рек (73 %). На основании решения эпигнозной задачи установлено, что в настоящий период на действующих водозаборах доля, сработки емкостных запасов мезо-кайнозойского водоносного комплекса меньше и составляет всего 18%, перехват естественных ресурсов и приток из рек составляет 82 %. Таким образом, интенсификация водоотбора с учетом действующих и будущих водозаборов приводит к более существенной сработке емкостных запасов грунтовых вод, что определяется более обширным распространением депрессионных воронок. Приток из рек формируется в основном за счет инфильтрации поверхностных вод р. Клязьмы (63%), из остальных рек приток составляет от 14 до 2 % от общего притока из рек. Очевидно, в натурных условиях изъятие речного стока будет значительно меньше, так как на модели учтены не все источники формирования эксплуатационных запасов подземных вод из-за недостаточной изученности месторождений. Емкостные запасы мезо-кайнозойского комплекса, очевидно, будут играть более существенную роль в формировании эксплуатационных запасов, поскольку на модели была задана минимальная величина его гравитационной водоотдачи (10%). Тем не менее даже при таких наиболее жестких условиях не произойдет осушения мезо-кайнозойского комплекса» Максимальные понижения уровня наблюдаются в восточной части долины р. Клязьмы в зоне сосредоточенного водоетбора (до 14 м при мощности 20 м и в пределах литологических «окон», до Ш м при мощности 15 м). В зоне минимальных мощностей, порядка 5 м, в юго-западной части месторождения, снижение уровней в мезо-кайнозойском комплексе не превышает 4 м.

Схематизированная гидрогеологическая единица

Водопрово- димость. м2, сут

Водоотдача

Коэффициент перетекания

Мезо-кайнозойский водоносный ком­плекс

10—150

0,1

Клязьминско-ассельский водонос­ный горизонт

250—4000

3,2-Ю-32,0; Ю-4

Касимовский водоносный горизонт

200—5000

5,2-10"' 2,0-10-*


Юрский слабопроницаемый пласт

9,0-10-3

1,7.10-'

1-ю-2

Щелковский слабопроницаемый пласт

9.6- Ю-4

5,0-10-' 1,5-10-"


Снижение уровней в клязьминско-ассельском и касимовском водоносных горизонтах, как показали результаты моделирования, не будет превышать допустимых значений, т. е. SPac4^ что определяет обеспеченность-разведанных запасов.
Таким образом, в результате прогнозного моделирования установлены оптимальное распределение эксплуатационного водоотбора и его общая величина. Категоризация эксплуатационных запасов проведена с учетом имеющегося фактического материала. Общая величина эксплуатационных запасов подземных вод в пределах оцениваемой площади всего месторождения с учетом действующих водозаборов составила более 1 млн. м3/сут с примерно равным ее распределением между обоими эксплуатационными водоносными горизонтами. В эту величину входят и эксплуатационные запасы действующих водозаборов с учетом возможности увеличения или сокращения действующего водоотбора.
Собственно по Среднеклязьминскому месторождению эксплуатационные запасы составили около 0,5 млн. м3/сут. Проектные водоотборы состоят из линейных рядов узлов скважин в долине »рек Клязьмы (длина около 50 км) и Киржача (длина около 15 км).
В каждом узле, как правило, проектируются спаренные скважины по одной на каждый водоносный горизонт с производительностью от 2 до 7 тыс. м3/сут каждая, в зависимости от величины водопроводимости и допустимого понижения уровня. В схеме водозаборов расстояние между водозаборными узлами 1 км.