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

Сергинское месторождение подземных вод
 






Техническая литература



Станок для бурения БУР-50:
Бурение скважин
  Разведка Сергинского месторождения подземных вод

ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Сергинское месторождение подземных вод в соответствии с принятой классификацией (см. табл. 4) относится к первому типу (подтипу «б») (месторождение подземных вод узких речных долин), в строении которого принимают участие два водоносных горизонта. На площади месторождения отмечаются сложные условия возобновления эксплуатационных запасов путем привлечения поверхностных вод, минимальный расход которых в год при 95%-ной обеспеченности меньше, чем заявленная потребность в воде. В связи с этим по степени сложности гидротеологических условий Сергинское месторождение относится ко второй группе.

Как отмечалось ранее, метод математического моделирования в настоящее время широко используется для решения самых различных фильтрационных задач. Весьма эффективно (как в научном, так и в производственно-экономическом отношении) моделирование может быть использовано на стадии предварительной и детальной разведки месторождения подземных вод, так как в этом случае предоставляется большая возможность корректировать объемы проектируемых разведочных гидрогеологических работ и их размещение по площади месторождения. В задачу моделирования в стадию разведки объекта входит прежде всего уточнение методики объемов буровых и опытно-фильтрационных работ, т. е. наиболее дорогостоящих и трудоемких работ при гидрогеологических исследованиях.

Ниже рассматривается пример эффективного использования моделирования при разведке инфильтрационного водозабора в долине р. Серги, на Урале.

Район Сергинского месторождения в геологическом отношении относится к Уфимо-Демидовской межгорной депрессии, имеющей меридиональное простирание и протяженность около 80 км при ширине 9—12 км. Депрессия сложена преимущественно известняками силурийского и девонского возраста и в рельефе представляет собой плато с интенсивным проявлением различных карстовых форм. Собственно месторождение приурочено к долине р. Серги с правобережным ее притоком — р. Демид. Долина р. Серги глубоко врезана в известняки и выполнена аллювиальными гравийно-галечниковыми отложениями, залегающими непосредственно на палеозойских известняках. Мощность аллювиальных образований изменяется на месторождении от 10 до 50 м (в переуглубленной части'долины) при ширине долины от 0,5 до 1,5 км (рис. 61).

Основным водоносным горизонтом являются известняки, характеризующиеся весьма неоднородной трещиноватостью и закарстованностью. Ширина полосы распространения известняков составляет около 7 км. Максимальная их проницаемость локализуется преимущественно вдоль русла реки и характеризуется коэффициентом водопроводимости от 1 до 3 тыс. м2/сут. На водораздельных площадях значение этого параметра в среднем составляет 100 м2/сут. Разведанная мощность известняков на участке 250—300 м, наиболее во- дообильная часть их, по данным расходометрии,составляет порядка 100 м.

Схема расположения скважин разведочной сети на стадии предварительной разведки
Рис. 61. Схема расположения скважин разведочной сети на стадии предварительной разведки. 1 — разведочные и наблюдательные скважины на аллювий; 2 — то же, на известняки; 3 — центральные скважины кустовых откачек; 4 — проектные разведочно- эксплуатационные скважины; 5 — то же, совпадающие с центральными скважинами опытных откачек; 6 — линии гидрогеологических профилей; 7 — кривая тектонического нарушения; 8 — аллювиальные отложения долины р. Серги; 9 — ри- фогенные известняки — основной эксплуатируемый горизонт подземных ВОД; 10 — суглинистые отложения

Аллювиальные отложения долины р. Серги также характеризуются неоднородной проницаемостью как в плане, так и особенно в разрезе, что обусловлено значительной глинизацией гравийно-галечникового материала, наличием в разрезе линз и слоев глин, супесей и суглинков. Это приводит к резкой анизотропии водопроводящих свойств аллювиальных образований. Так, величина коэффициента горизонтально направленной фильтрации в породах изменяется от 0,5 до 10 м/сут. Основной водоносный горизонт известняков палеозоя на месторождении отделен от реки водоносным горизонтом аллювиальных отложений.

Среднегодовой расход р. Серги года 95 %-ной обеспеченности в пределах месторождения составляет 7 м3/с; минимальный расход реки на тот же год обеспеченности, наблюдаемый в период январь — март, составляет 0,9 м3/с.
Учитывая сравнительно слабую проницаемость песчано- галечниковых отложений и достаточно высокую проницаемость водовмещающих известняков в подрусловой зоне р. Серги, схему водозабора для данных условий решено принять в виде линейного ряда скважин, водоприемная часть которых располагалась бы непосредственно в известняках. Ранее выполненными исследованиями (поиски и предварительная разведка) были установлены следующие основные источники формирования эксплуатационных запасов подземных вод на водозаборном участке: а) фильтрационные потери речных вод в песчано-га- лечниковых отложениях; б) емкостные (естественные) запасы этих образований; в) в меньшей степени естественные ресурсы трещинно-карстовых вод карбонатных пород, формирующихся за счет инфильтрации атмосферных осадков.

С целью изучения режима поверхностного стока реки — основного источника формирования эксплуатационных запасов подземных вод — были проведены балансово-гидрометрические исследования, а также проанализированы гидрологические материалы местной гидрометрической службы. В процессе поисково-разведочных работ выяснено, что заданная общая производительность проектируемого водозабора (линейного ряда скважин) в 1,6 - раза превышает меженный расход реки года 95%-ной обеспеченности. Последний, как отмечалось, достигал порядка 920 л/с, а заявленная потребность в воде 1500 л/с. Однако в период, когда отбор подземных вод на водозаборном участке будет превышать меженный сток реки, эксплуатационные запасы могут формироваться за счет естественных (емкостных) запасов грунтовых вод песчано-галечни- ковых аллювиальных отложений. 'Поскольку среднегодовой расход реки значительно превышает заявленную потребность, в период паводка может происходить восполнение сработанных естественных запасов грунтовых вод.

В связи с такими сложными условиями формирования эксплуатационных запасов возникла необходимость детально' изучить при разведке месторождения условия взаимосвязи поверхностных и подземных вод, подземных вод песчано-галечниковых отложений и карбонатных пород, а также условия периодической сработки естественных запасов подземных вод в межень с последующим их восполнением в паводок. Это обстоятельство определило некоторую специфику методики проведения предварительной разведки и вызвало необходимость при проектировании работ на стадии детальной разведки применить метод математического моделирования.