Материал: Гидрогеологические условия Орловского участка Борского месторождения подземных вод

Дебит откачки составил 1700 м3/сут, измерялся от одного до восьми раз каждые сутки объемным методом, объем резервуара 652 м³, время заполнения более 30 секунд. Сброс воды осуществлялся на понижения рельефа.

При интерпретации откачки использовалось Приложение №14 [8].

.2 Обоснование расчётной схемы для обработки опытно-фильтрационных работ

Для обработки откачки была использована программа AQUITEST (автор программы: Синдаловский Л. Н., СПГГИ, 1996 г.).

При интерпретации откачки, в качестве расчетной, была принята схема «Двухслойный пласт (б)», где один горизонт менее проницаемый, чем другой. Фильтр находится в нижнем, более проницаемом, горизонте. В верхнем горизонте расположен уровень грунтовых вод. Данная схема позволяет учесть особенности литологического строения, а именно глинистые пески с прослоями суглинков и торфов, залегающие в верхней части разреза и хорошо промытые пески разнозернистые с гравием и галькой в средней части. Схема «Двухслойный пласт (б)» применяется только в рамках обработки откачки.

Исходя из графиков режимных наблюдений (Рис.6.), не обнаружено гидравлической связи между р. Ватома и целевым водоносным горизонтом во всех наблюдательных скважинах, за исключением скважины 8Н, которая находится на пойменной террасе данной реки. Это объясняется геологическим строением террасы: прослой суглинков мощностью 5 м. в цоколе террасы экранирует водоносный горизонт. В связи с этим, в расчетной схеме влияние реки не учитывалось.

Рис. 6. Орловский участок, куст 3. Графики изменения уровня подземных вод и поверхностных вод р. Ватомы (по данным [14]).

Скв. 4Н, 8Н - верхняя часть, скв. 1Н, 6Н - средняя часть и скв. 3Н - нижняя часть неоген-четвертичного аллювиального водоносного комплекса; скв.5Н - нижнеуржумский относительно водоупорный горизонт

В рамках расчетной схемы были построены графики временного и комбинированного прослеживания для скважин №№ 1Н, 2 Н, 4 Н, 6 Н, 7 Н. При сопоставлении графиков комбинированного временного прослеживания было обнаружено, что отклонение графиков отдельных скважин от асимптоты (Рис. 7) происходит раньше, чем наступает квазистационарный режим работы скважин (Рис 10, 11.), что подтверждает площадное перетекание, а не срабатывание реки в качестве границы I/-III рода. Если бы русло реки являлось контуром обеспеченного питания, то расхождение графиков от асимптоты происходило практически одновременно с выходом скважин на квазистационарный режим работы. Учитывая этот факт, в расчетной схеме водоносный горизонт был задан изотропным и неограниченным в плане.

Рис. 7. Графики площадного прослеживания для скв №№ 1Н, 2Н, 6Н, 7Н. В перекрестье белых линий точка расхождения графиков отдельных скважин.

Полученные графики, в целом, отвечают ожидаемым графикам комбинированного и временного прослеживания, за исключением участка III (Рис.8). Этот участок не выражен, так как время откачки было недостаточным для сработки запасов смежного водоносного горизонта и дальнейшего развития депрессионной воронки.

Рис. 8. Закономерности изменения уровня при откачках в условиях двухслойного пласта с перетеканием из верхнего слоя: а - полученные по данным откачки (на примере скв. № 6Н), б - ожидаемые, исходя из расчетной схемы. [3].

Следовательно, при обработке опытной откачки невозможно определить параметры смежного с основным водоносного горизонта, за исключением фактора перетекания.

.3 Обработка опытной откачки

Графики временного прослеживания скважин обрабатывались попарно, согласно их удаленности от центральной скважины (№№1-6, №№2-7). Наблюдательная скважина 4Н обрабатывалась отдельно. В ходе опытно фильтрационных работ гидравлическая связь между целевым горизонтом и подстилающими отложениями не проявилась. Это можно диагностировать исходя из данных по скважине 3Н, которая оборудована на нижнюю часть неоген-четвертичного водоносного горизонта, отделенную прослоем суглинков. В скважине 5Н, оборудованной на подстилающий, относительно водоупорный уржумский горизонт, наблюдается снижение уровня, которое вероятнее всего связано с наличием перетекания воды по затрубью.

Определение фильтрационных параметров для модельных графиков временного и комбинированного прослеживания осуществлялось методом подбора.

В рамках расчетной схемы для целевого водоносного горизонта получены следующие параметры:

коэффициент водопроводимости Т, м²/сут;

коэффициент пьезопроводности, а*, м²/сут;

фактор перетекания В, м.

Рис. 9. График временного прослеживания для наблюдательных скважин №№ 1Н, 6Н

Рис. 10. График временного прослеживания для наблюдательных скважин №№ 2Н, 7Н

Рис.11. График временного прослеживания для центральной скважины № 4Н

Таблица 4

Сводная таблица гидрогеологических параметров, полученных по результатам обработки опытной откачки в программе AQUITEST

Исходя из принятых параметров для неоген-четвертичного водоносного горизонта, рассчитаны следующие величины:

- коэффициент фильтрации, м/сут;- мощность основного водоносного горизонта, м.

Таким образом:= 865/25, 4 = 34 м/сут.

µ* - коэффициент упругой водоотдачи пласта.

η* - коэффициент упругоёмкости породы, м^-1.

η*= 8,9 *10^-4/25,4=0,35*10^-4м^-1.

Таким образом, по результатам интерпретации данных, полученных при проведении кустовой откачки из скважины 3Р (куст № 3), Орловского участка Борского месторождения подземных вод, были получены следующие параметры для целевого неоген-четвертичного водоносного горизонта и смежного с ним горизонта того же возраста:

Таблица 5

Сводная таблица гидрогеологических параметров, полученных по результатам расчётов

Также была выявлена необходимость более длительных опытно-фильтрационных работ, поскольку это позволит решить ряд важных задач, а именно:

- составление адекватной схематизации гидрогеологических условий для неоген-четвертичного водоносного горизонта по всей площади Орловского участка, которая может быть использована в рамках гидродинамического метода оценки запасов подземных вод;

- определение параметров смежных водоносных и относительно водоупорных горизонтов для обоснования объёма привлекаемых ресурсов и проявления возможной гидравлической связи с р. Ватома;

- прогнозирование подтока слабо - и умеренносолоноватых вод из нижележащих отложений пермского возраста и определение его влияния на качественный состав вод целевого неоген-четвертичного водоносного горизонта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе написания данной работы был проведен анализ химического состава подземных вод неоген четвертичного водоносного горизонта и смежных с ним водоносных и водоупорных горизонтов. По его результатам воды были разделены на классы (гидрокарбонатный, сульфатный и хлоридный) и группы в соответствии с классификацией Алекина и ОСТ 41-05-263-86 [5], была отмечена изменчивость их состава. Также была произведена оценка качества подземных вод и соответствие их нормативной документации, а именно СанПиН 2.1.4.1074-01 [15].

По результатам оценки химического состава подземных вод на Орловском участке Борского месторождения подземных вод, воды неоген четвертичного водоносного горизонта признаны пригодными для использования в целях питьевого и хозяйственного водоснабжения при соблюдении следующих рекомендаций:

- необходимы дополнительные исследования для оценки качества и объёма подземных вод нижележащих пермских отложений, которые поступают в целевой водоносный горизонт по зонам повышенной трещиноватости и разбавляют его жесткими, слабо - и умеренно солоноватыми водами сульфатно-магниевого состава;

- необходимы мероприятия по снижению содержания в подземных водах неоген-четвертичного водоносного добавок и показателей, содержание которых не укладывается в нормы СанПиН 2.1.4.1074-01 [15], а именно железа, марганца, сульфатов и снижению общей жесткости.

Помимо оценки качества, по данным опытной откачки были получены следующие параметры для целевого водоносного горизонта: коэффициент водопроводимости - 865 м²/сут; коэффициент пьезопроводности -9,75*10⁴ м²/сут; коэффициент фильтрации 34 м/сут; коэффициент упругой водоотдачи пласта 8,9 *10^⁴; коэффициент упругоёмкости породы 0,35*10^⁴ м^-1 и фактор перетекания В, который варьирует от 300 до 420 м в зависимости от положения фильтровой колонны и удалённости наблюдательной скважины от центральной для смежного водоносного горизонта.

Результаты анализа интерпреттации кустовой откачки дают основания рекомендовать проведение дополнительных опытно-фильтрационных работ более длительного характера, поскольку на даный момент остаются нерешёнными следующие задачи:

-составление адекватной схематизации гидрогеологических условий на территории Орловского участка Борского месторождения подземных вод для последующего использования её в гидродинамическом методе оценки запасов подземных вод;

-определение параметров смежных водоносных и относительно водоупорных горизонтов для обоснования объёма привлекаемых ресурсов и проявления возможной гидравлической связи с р. Ватома;

-прогнозный расчёт притока в неоген-четвертичный водоносный горизонт некондиционных подземных вод из нижележащих отложений пермского возраста.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.      А.Е. Орадовская, Н.Н. Лапшин. Санитарная охрана водозаборов подземных вод. М., «Недра», 1987.

.        А.М. Белоозерова, Г.С Кулинич. Геологическое строение бассейнов реки Волги и нижнего течения реки Оки в районе г. Горького. ФГУ «ТФИ по Приволжскому округу», 1959 г

.        В.А. Мироненко, В. М. Шестаков Теория и методы интерпретации опытно-фильтрационных работ М: «Недра», 1978

.        О. А. Алекин, Основы гидрохимии,Л., «ГИМИЗ», 1953 г.

.        ОСТ 41-05-263-86 Воды подземные. Классификация по химическому составу и температуре, ВСЕГИНГЕО, 1986 г

.        Приложение № 1 (карта четверичных отложений) к отчету о поисках и оценке запасов подземных вод для водоснабжения г. Нижнего Новгорода, выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007 гг.

.        Приложение № 14 (Каталог скважин предшествующих исследователей) к отчету о поисках и оценке запасов подземных вод для водоснабжения г. Нижнего Новгорода, выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007 гг.

.        Приложение № 14 (Журнал опытной кустовой откачки) к отчету о поисках и оценке запасов подземных вод для водоснабжения г. Нижнего Новгорода, выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007 гг.

.        Приложение № 16 (Каталог эксплуатационных и поисково-разведочных скважин) к отчету о поисках и оценке запасов подземных вод для водоснабжения г. Нижнего Новгорода, выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007 гг.

.        Приложение № 26 (Каталог химических анализов проб воды, отобранных из скважин пробуренных ПРЦГМСН,) к отчету о поисках и оценке запасов подземных вод для водоснабжения г. Нижнего Новгорода, выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007 гг.

.        Приложение № 27 (Каталог анализов бактериологических показателей поверхностных вод) к отчету о поисках и оценке запасов подземных вод для водоснабжения г. Нижнего Новгорода, выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007 гг.

.        Приложение № 28 (Каталог анализов бактериологических показателей подземных вод) к отчету о поисках и оценке запасов подземных вод для водоснабжения г. Нижнего Новгорода, выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007 гг.

.        Приложение № 30 (Результаты радиологических исследований водных проб) к отчету о поисках и оценке запасов подземных вод для водоснабжения г. Нижнего Новгорода, выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007 гг.

.        Приложение № 33 (Режимные наблюдения. Водопост на р. Ватома) к отчету о поисках и оценке запасов подземных вод для водоснабжения г. Нижнего Новгорода, выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007 гг.

.        СанПиН 2.1.4.1074-01. «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Минздрав России, 2001

.        Т. Н. Орлова, Д. А. Базлов, В. Ю. Орлов Химия природных и промышленных вод, Я., ЯрГУ, 2013.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Нормирование результатов химического анализа подземных вод неоген - четвертичного водоносного горизонта относительно СанПиН 2.1.4.1074-01.[15]