|
| ||
| Бурение скважин | Технология | Цены | Фото и видео | Техническая литература | ||
 |
ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАПАСОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД |
|
|
Техническая литература Станок для бурения БУР-50:  | Разведка и оценка эксплуатационных запасов подземных вод сары булунского месторождения ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАПАСОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД Для оценки разведанных запасов подземных вод в данных гидрогеологических условиях водохозяйственной деятельности необходимо было решить три задачи: 1) оценить эксплуатационные запасы подземных вод в условиях стокового периода, когда из Орто-Токойского водохранилища происходит попуск воды; 2) оценить эксплуатационные запасы применительно к гидрогеологическим условиям бесстокового периода, когда на месторождении нет питания подземных вод, т. е. в условиях частичной сработки емкостных запасов; 3) произвести оценку восполнения частично сработанных емкостных запасов подземных вод в последующий стоковый период. Решение этих задач выполнялось в два этапа. Для решения первой задачи были проведены аналитические гидродинамические расчеты общей производительности линейного ряда инфильтрационного водозабора по схеме полуограниченного в плане пласта с контуром постоянного напора по руслу р. Чу с учетом несовершенства гидравлической связи подземных и поверхностных вод. Для решения второй задачи была принята расчетная схема применительно к реальной конфигурации границ распространения продуктивного водоносного горизонта в плане с учетом неоднородности фильтрационных свойств по площади наличия на севере зоны естественной разгрузки. Решение этой задачи было выполнено методом математического моделирования на сеточной модели УСМ-1. Третья задача решалась с помощью аналитических расчетов с учетом четырехлетних натурных исследований изучения режима подземных вод. Для решения первой и второй задач были приняты следующие исходные гидрогеологические данные: — заявленная потребность в воде на текущую перспективу 840 л/с, а на отдаленную— 1200 л/с; — мощность продуктивного горизонта на стоковый период 73 м, на конец бессточного периода 63 м; — коэффициент горизонтальной фильтрации на участке водозабора 137 м/сут; — допустимое понижение уровня подземных вод продуктивного горизонта на конец бессточного периода 32 м, а на стоковый период 36 м (0,5 мощности пласта); — длина линейного ряда водозаборного сооружения 1155 м, в пределах ряда расположены участки опытных кустов V, VI и VII, водозаборное сооружение состоит из восьми узлов эксплуатационных скважин, в каждом узле по три скважины; —расстояние между водозаборными узлами 150 м; — дебит каждой скважины в узле 50 л/с, суммарная производительность узла 150 л/с, общая производительность водозабора принята 1200 л/с, что соответствует заявленной потребности на перспективу. Оценка эксплуатационных запасов для стокового периода, когда дебит водозаборных скважин будет формироваться исключительно за счет береговой инфильтрации поверхностных вод, была произведена по следующей расчетной формуле Форхгей- мера (для линейного ряда взаимодействующих скважин): где Spac — расчетная величина понижения уровня в водозаборной скважине в центре водозабора при взаимодействии ее в линейном ряду; Я— мощность безнапорного'продуктивного горизонта; k — коэффициент фильтрации пласта; | — поправка на несовершенство скважины, для которой производится расчет [11]; гс — радиус водозаборной скважины; г4 — расстояние от расчетной скважины до других узлов водозабора; р{ — расстояние до зеркальных отображений скважин — узлов водозабора (с учетом параметра AL); QCKB— дебит расчетного узла водозаборных скважин; Qi— дебит взаимодействующих узлов водозаборных скважин. Расчетные понижения уровней в узлах водозаборных скважин в стоковый период оказались в пределах от 4,4 до 6,3 м. Как отмечалось выше, оценка эксплуатационных запасов подземных вод в бессточный период в реке производилась методом математического моделирования. Для решения задачи в соответствии гидрогеологическими условиями месторождения была принята однослойная сеточная модель, границы области моделирования четко определялись картой водопроводимости пласта и условиями распространения в плане водоносного горизонта. Значения водопроводимости пласта на модели изменялись в зависимости от величины снижения уровня (степени осушения пласта). Решение задачи определялось продолжительностью бессточного периода — 250 сут в году. На модели было учтено наличие участка естественной разгрузки грунтовых вод. Водоотбор на модели задавался на участке расположения опытных кустов V, VI, VII и скважиной 777 в восьми блоках- узлах (как и для условий стокового периода) с равномерной нагрузкой на каждый блок. * Расчетная величина понижения уровня в водозаборных скважинах при работе в бесстоковый период будет слагаться из понижения в самой скважине, снятого с модели SM; дополнительного понижения уровня за счет размера блока А5бл, а также за счет несовершенства эксплуатационных скважин АЗнесов, которое можно определить по формуле S, рас. СКВ = + 0,217^), (22.3) ГД6 01 рас. скв — расчетное понижение уровня в водозаборной скважине в бессточный период; Дх = 100 м — размер блока на модели; го=0,11 м —радиус скважины; | — фильтрационное сопротивление, учитывающее несовершенство водозаборных скважин (определяется по таблицам) в зависимости от длины фильтра и мощности горизонта. Учитывая, что сработка уровней подземных вод в бессточный период будет происходить уже от ранее сниженного значения динамического уровня при работе водозабора в период наличия стока, общая величина понижения уровня к концу бесстокового периода будет определяться как сумма двух значений рассчитанных понижений при разных гидрогеологических условиях водозабора. Расчетное понижение уровня определялось для центральной скважины ряда. Результаты расчета приводятся в табл. 30. Таблица 30. Расчетные понижения уровня в стоковый бессточный периоды Заданный расход водозабора, л/с Понижение уровня на модели, м Суммарное понижение уровня на конеї^ бессточного периода, м В бессточный период В стоковый период 840 1200 13,7 19,5 1,1 1,7 14,8 21,2 4,4 6,3 19,2 27,5 Примечание. При оценке принято значение водоотдачи 0,1. Как видно из приведенных результатов моделирования и аналитических расчетов на конец бесстокового периода, суммарное значение понижения уровня будет меньше допустимых значений, что подтверждает .обеспеченность разведанных запасов. Как показали результаты моделирования, в бессточный период под влиянием эксплуатации водозабора будут полностью сдренированы родники в северной части месторождения. Решение третьей задачи по оценке условий восполнения частично срабатываемых емкостных запасов подземных вод было выполнено непосредственно по данным натурных наблюдений. Изучение режима изменения уровня в годовом разрезе, характеризующего сработку и возобновление запасов в условиях периодических попусков из Орто-Токойского водохранилища, проводилось на протяжении трех лет (1976—1978 гг.). Выше отмечались гидрогеологические особенности Сары-Бу- лунского месторождения, когда в период независимого режима (отсутствия стока в реке основного источника питания подземных вод) происходит сработка их емкостных запасов путем постоянной разгрузки в северной части месторождения. Режимными наблюдениями было "установлено, что годовая амплитуда колебания уровня подземных вод на разведочном участке (10—12 м) в многолетнем разрезе практически является постоянной (рис. 71). Время восполнения сработанных запасов четко определяется характером и режимом попусков поверхностных вод. При этом по участку месторождения протекают поверхностные воды, ос-^ ветленные от твердого стока в Орто-Токойском водохранилище, что практически исключает возможность проявления процессов кольматации русловых'отложений реки Чу. Режимные наблюдения также показали, что вблизи русловой части реки подъем уровня происходит довольно быстро (1—2 сут), а в периферийных частях долины процесс возобновления запасов продолжается до конца стокового периода. Общая продолжительность возобновления запасов составлеят 26— 31 сут (при наличии в северной части месторождения родникового стока). По данным режимных наблюдений были составлены карты годовых амплитуд колебания уровня подземных вод, позволяющие оценить объем восполнения их запасов. Если принять значение водоотдачи равным 0,1, то объем сработки составит 1,9- 107 м3; при з'начении водоотдачи 0,2 этот объем удвоится (наблюдения за 1979 г.). Учитывая, что при эксплуатации будущего водозабора производительностью 1200 л/с сработк'а запасов в период независимого режима будет происходить более интенсивно, общий объем восполняемых запасов, как показали простые расчеты, возрастет до 4-Ю7 м3. Объем восполнения запасов, таким образом, в период попусков будет всего в два раза больше фактически . зафиксированного в естественных условиях, что вполне реально. Категоризация разведанных запасов, как известно, является завершающим этапом их оценки. Для данных конкретных гидрогеологических условий Сары-Булунского месторождения категоризация эксплуатационных запасов была выполнена следующим образом. Линейный ряд скважин будущего водозабора при оценке запасов должен быть расположен вдоль р. Чу на участках V, VI и VII (см. рис. 66 и 67). К категории А при этих условиях могут быть отнесены разведанные запасы, соотв'етствующие расчетным дебитам пробуренных и опробованных кустовыми откачками разведочно-эксплуатационных скважин опытных кустов V (скв. 891, 893 и 1138), VI (скв. 991), VII (скв. 895 и 777) и совмещенных с каждой из скважин по две проектируемые скважины. Таким образом, к категории А отнесены дебиты фактически пробуренных скважин и четырех проектируемых скважин, общий дебит которых 600 л/с. К разведанным запасам категории В были отнесены расчетные дебиты проектируемых скважин, расположенных между раз-; ведочными кустами. В каждой точке при этом рекомендуется разместить по три рядом расположенные эксплуатационные скважины с дебитом 50 л/с (с общей нагрузкой 150 л/с), что доказано фактически опытными кустовыми откачками, проведенными на участке опытного • куста V в бессточный период. В соответствии с этим проектируется пробурить на водозаборе еще дополнительно по три скважины в четырех эксплуатационных точках общей производительностью 600 л/с (51,8 тыс. м3/сут). Всего по промышленным категориям было представлено к утверждению в ГКЗ СССР по категории А — 51,8 тыс. м3/сут и по категории В — 51,8 тыс. м3/сут, т. е'. 1200 л/с, что полностью удовлетворяет заявленную потребность в воде с учетом перспективного роста потребления. Кроме того, по месторождению были оценены эксплуатационные запасы по категории С |
|