Проект поисково-оценочных работ дорожного участка перспективных подземных вод с целью хозяйствено-питьевого водоснабжения пос. Лузино, Норильский район, Красноярский край

Воды делювиальных отложений, как и поверхностные, по химическому составу являются гидрокарбонатно-кальциевыми, их общая минерализация составляет от 10 до 500 мг/л. Состав наледного льда такой же, как и став делювиальных вод, из которых образуются в основном наиболее значительные наледи в долинах, расчленяющих Норильское плато. Общая минерализация воды, образующейся при таянии наледного льда, как правило, ниже чем минерализация делювиальных вод. Жесткость воды делювиальных отложений колеблется в пределах 0,5-8 и лишь в отдельных пробах достигала 24.

Поровые воды в аллювиальных отложениях приурочены к подрусловым таликам и прилегающим к ним площадям. Чаще всего они сосредоточены непосредственно в подрусловых частях ручьев и рек и не получают широкого развития даже в пределах пойменных террас. Их распространение как бы ограничивается желобом талых пород, вложенным в мерзлую долину водотока, непосредственно под его русловую часть. В низинных участках водотоков эти желоба несколько расширяются, а в отдельных случаях возникают небольшие подземные рукава-талики, приуроченные либо к староречью, либо к участкам, сложенным породами с большим коэффициентом фильтрации. Такого рода явления неоднократно наблюдались в припойменных участках ручьев Угольного и Медвежьего, в их нижних течениях.

Питание аллювиальных вод происходит за счет инфильтрации поверхностных вод через толщу аллювиальных аллювиальных отложений. Кроме того, отдельные таликовые островки (окна), сложенные хорошо водопроницаемыми осадками, служат иногда каналами непосредственной связи поверхностного стока с аллювиальными водами.

5. Обоснование видов, объемов и методика проектируемых исследований

№	Наименования вида работ	Ед. измерения	Объемы
1	Подготовительный период	месяц	1
2	Рекогносцировочное гидрогеологическое обследование участка	пог.км	0.2
3	Площадные геофизические исследования	пог.км	0.2
4	Буровые работы	пог. м	162,5
5	Геофизические исследования в скважинах	пог. м	480
6	Опытно-фильтрационные работы	бр/см	96,75
7	Стационарные наблюдения за режимом подземных вод	месяц	12
8	Гидрогеохимическое опробование	проб	50
9	Лабораторные работы	анализ	50
10	Топографо-геодезичсские работы	пункт	4
11	Камеральные работы	месяц	1

5.1 Подготовительный период

На данном этапе работы должны быть систематизированы, обобщены и проанализированы все накопленные по району работ материалы (аэрофотоснимки, результаты съемок, поисков и др.) на основе анализа и обобщения этих материалов еще до подготовки и утверждения проекта должны быть составлены карты геологической, гидрогеологической и геофизической изученности. Эти предварительные карты должны определять тот недостающий материал, который необходимо получить в процессе проведения разведочных работ. В соответствии с проектом составляется рабочая программа исследований, устанавливающая время и последовательность проведения намеченных видов работ, детализирующая методику их проведения, определяющая направления основных маршрутов, изучение фильтрационных свойств пород и качества подземных вод. Кроме того в подготовительный период осуществляется комплектация полевой партии инженерно-техническим персоналом, оборудованием, приборами, снаряжениями. Продолжительность проектирования 1 месяц.

5.2 Рекогносцировочное обследование

Рекогносцировочное обследование будет проводиться в начале разведочных работ вдоль бортов долин русел водотоков с целью до изучения геоморфологических, геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических особенностей участка и условий проведения работ и уточнения места заложения скважин, а так же выявляются возможные источники загрязнения подземных вод продуктивного горизонта. Маршруты будут выполняться в долине реки Енисей.

В процессе маршрутов осуществляться следующие виды работ: геоморфологические, геологические, гидрогеологические, гидрологические, геоботанические, геокриологические и инженерно-геологические. [4]

- Геоморфологические наблюдения.

Задачами геоморфологических наблюдений при гидрогеологических исследованиях являются: 1) изучения распространения и особенностей различных видов рельефа и их связь с подземными водами; 2) получение дополнительного материала для картирования геологических структур, толщ пород различного состава и, особенно четвертичных отложений; 3) оценка геоморфологических условий для практических целей. Особенное внимания будет уделяться месторождению речных долин, их террас и форм рельефа, связанных с деятельностью подземных вод (оползневые, карстовые, просадочные, суффозионные, болотные) или мерзлоты (термокарстовые, солифлюкционпые, пучинные и др.) Основным методом геоморфологических исследований будет непосредственное наблюдение и описание рельефа.

- Геологические наблюдения.

Задачами 'данного вида наблюдений будет являться: 1) изучение литологических особенностей, физических свойств и залегания пород с целью установления условий их обводненности; 2) привязка выделяемых водоносных горизонтов и комплексов к определенным литолого-стратиграфичеким толщам; 3) изучение физико-геолгических явлений. С помощью геологических наблюдений необходимо будет выявить такие особенности различных геолого-стратиграфических толщ, которые определяют их обводненность и фильтрационные свойства (трещиноватость, закарстованность, эффективную пористость, выветрелость, плотность, гранулометрический состав и др.)

- Гидрогеологические наблюдения.

Задачами гидрогеологических наблюдений при рекогносцировочном обследовании будут: 1) непосредственное выявление гидрогеологических объектов и их проявлений; 2) изучение степени и характера водоносности горных пород, условий залегания, распространения, питания и разгрузки подземных вод, их режима и взаимосвязи с поверхностными водами; 3) оценка физических свойств, химического состава и качества подземных вод, их влияния на физико-геолгических процессы, на условия эксплуатации и т.д. Объектами визуальных гидрогеологических наблюдений будут служить: естественные водоироявления (источники, участка высачивания, ручьи, поверхностные водопроявления, их вводно-физические и фильтрационные свойства.)

- Гидрологические наблюдения.

Задачами гидрологических явлений будут являться: 1) изучение взаимосвязи подземных и поверхностных вод; 2) измерение расходов выяснения физических свойств и химического состава поверхностных вод. Гидрологические наблюдения следует проводить па реках, ручьях, озерах, водоемах и болотах. При изучении будут устанавливаться следующие данные: размеры и глубина водотока и водоема, литологический состав и водоносность пород, слагающих дно и берега водотока и водоема; режим поверхностных вод, расход поверхностных вод на различных участках водотока, физические свойства и химический состав вод; определение мест подтока подземных вод по изменению температуры, минерализации поверхностных вод, по увеличению расхода потока. Гидрологические наблюдения будут выполняться в меженные периоды, когда питание рек осуществляется, главным образом, за счет подземных вод.

- Геоботанические наблюдения.

Будут служить одним из вспомогательных методов. Материалы таких исследований позволяют выявить участки и наиболее близким залеганием уровня грунтовых вод от поверхности. В качестве геоботанических критериев гидрогеологических условий будут использоваться как отдельные виды растений, так и растительные сообщества (гидроиндикаторы)

- Геокриологические наблюдения.

Будут производится с целью изучения закономерностей распространения и особенностей мерзлых пород, влияния мерзлоты на гидрогеологические условия изучаемой территории, физико-геолгических явлений, связанных с промерзанием и оттаиванием пород. Физико-геологические явления связанные с промерзанием и оттаиванием пород, служат поисковыми показателями на подземные воды.

- Инженерно-геологические наблюдения.

Задачами инженерно-геологических наблюдений являются сравнительное изучение прочностных, вводно-физических и фильтрационных особенностей горных пород, протекающих в них инженерно-теологических процессов и физико-геологических явлений. Объектами наблюдений будут горные породы, физико-геологические процессы, инженерно-геологические явления, гсоструктуры, геоморфологические, гидрогеологические, климатические и другие условия и факторы, которые рассматриваются в инженерно-геологическом аспекте.

Кроме вышеперечисленных наблюдений проектом предусматривается гидрогеологическое обследование действующих скважин.

На участке работ проектируется два профиля с 3 точками наблюдения, расстояние между профилями составит 300 м, между точками наблюдения так же составит 300 м.

В процессе маршрутов будут отбираться пробы воды на СХЛ - 4 проб и на Бак.анапиз - 4 проб. Общий объем проб составит 8 проб.

Объем работ составляет 900 пог.м.

5.3 Площадные геофизические исследования

Площадные геофизические исследования проводятся для обеспечения возможности корректировки объемов гидрогеологических исследований и более целенаправленного выполнения дорогостоящих видов работ.

Площадные геофизические исследования заключались в проведении электроразведочных работ методом вертикального электрического зондирования (ВЭЗ).

ВЭЗ- предназначено для уточнения геологического разреза, а так же глубины формирования

подземных вод, водоносных и водоупорных слоев. [6]

Техника выполнения зондирования: на поверхности земли собирается установка, состоящая из двух питающих электродов А и В и двух измерительных (приемных) электродов М и N, расположенных симметрично относительно центра

Через А и В от батареи или генератора в землю поступает электрический ток J, а между М и N с помощью прибора измеряют разность потенциалов U. Сделав первый замер, увеличивают разность АВ примерно на 20% и вновь измеряют ток J и разность потенциалов U.

На участке работ проектируется заложение 4 геофизических профилей, два из которых по направлению движения потока - 1000 м и 2 в крест простирания водного потока -750м.Объем работ составит 4 точки наблюдения.

Объем работ составит 750 пог.м.

5.4 Буровые работы

На стадии оценки бурятся разведочная и наблюдательные скважины. Они бурятся на площади перспективного участка и предназначены для уточнения его геолого-гидрогеологических условий, водоснабжения.

· Бурение гидрогеологических скважин позволяет непосредственно вскрыть и изучить геолого-литологический разрез, условия залегания и распространения выбранного продуктивного водоносного горизонта. Эта информации необходима для составления расчетной схемы участка.

· По буровые скважинам можно изучить фильтрационные свойства пород, слагающих продуктивный водоносный горизонт и разделяющие слои.

· Буровые скважины являются очень эффективным техническим средством для каптажа подземных вод, обеспечивающими длительную эксплуатацию.

Проектом предусматривается бурение 1 разведочной и 3 наблюдательных скважин, глубина которых определяется распространением многолетнемерзлых пород и составляет 50м. В процессе сооружения, опробования и документация скважин обеспечивается получение ценной информации о геолого-гидрогеологических условиях изучаемых площадей, о месторождениях подземных вод, их особенностях и условиях рационального народно-хозяйственного освоения и использования. Требование к способам проходки и конструкциям гидрогеологических скважин, во многом зависят от целевого назначения сооружаемых скважин, геолого-гидрогеологических особенностей изучаемого района, технико-экономических условий бурения скважин и специфики их последующего использования. В общем случае эти требования должны обеспечивать получения необходимого объема достоверной гидрогеологической информации, качественное опробование изучаемых водоносных горизонтов и выполнения остальных функций гидрогеологической скважины в соответствии с се целевым назначением при минимально возможных затратах труда, времени и средств.

Схема расположения скважин

Выбор способа бурения и буровой установки

Способы бурения гидрогеологических скважин выбирается в зависимости от местных геолого гидрогеологических условий, целевых задач исследований, глубины, диаметра проектируемых скважин и геолого-гидрогеологического разреза предполагаемых скважин. Учитывая промышленно-генетический тип и этапы поисково-оценочных работ скважины, размещаются по профилям, что поможет получить характеристики пространственной изменчивости фильтрационных свойств и мощность водовмещающих пород, а так же качества подземных вод. Два профиля закладывается по реке Енисей на расстоянии 500м. На профили по 2 скважины, расстояние между ними 250м. Проектная глубина скважин определяется целевым назначением по изучению водоносного комплекса и составляет 50 метров.

Бурение разведочной и наблюдательных скважин, будет проводиться на площади перспективного участка, установкой УГБ-3УК. Способ бурения ударно- канатный с опережающим обсадом.

Техническая характеристика бурового станка

Показатели	УГБ-3УК
Глубина бурения, м	300
Максимальный диаметр скважины, мм	600
Грузоподьемность барабана, кг
желоночного	1200(1300)
Число ударов бурового снаряда в 1 мин	40,50
Высота подьема бурового снаряда над забоем, мм: Наибольшая Наименьшая	800(1000) 500(350)
Грузоподъемность мачты, т	12
Высота мачты ( в рабочем положении) от устья скважины до центра оси инструментального ролика, м	13(12,5)
Двигатель: тип	АО-73-6
Мощность, кВт	22
Частота оборотов, об/мин	980
Масса станка с мачтой и двигателем, т	8,0

Преимущества: Возможность качественного вскрытия и опробования пласта. Отсутствие необходимости в снабжении установок водой и глиной. Успешное бурение в валунно-галечниковых отложениях, в породах, поглощающих промывочную жидкость.

Недостатки: Большой расход обсадных труб. Более низкие, чем при вращательном бурении скорости бурения. Ограниченность бурения скважин глубиной 150-200 метров.

Конструкция скважины, её диаметр и глубина должна обеспечить возможность установки в них насосного оборудования для последующего проведения откачек и наблюдений за уровнем подземных вод при опытных работах.

Выбор конструкции скважины зависит от ряда факторов ( их назначения, геологических и гидрогеологических условий, экономической целесообразности и т. п ) и определяется проектом работ по оценке месторождений подземных вод.

Выбор конструкции скважин

Конструкции гидрогеологических скважин определяется их целевым назначением, конечным диаметром, глубиной и способом бурения, характером разреза, способом опробования и другими факторами.

К конструкциям гидрогеологических скважин различных категорий предъявляются определенные требования. Они должны обеспечивать:

Эффективное и безопасное проведение работ по проходки скважины и вскрытию водоносных горизонтов.

Качественное опробование всех изучаемых водоносных горизонтов и их соответствующую изоляцию.

Размещение в скважине водоподъемного оборудования, испытательных снарядов и измерительных приборов.

Эффективное качественное выполнение необходимого комплекса гидрогеологических наблюдений и исследований.

Защиту водоносных горизонтов от загрязнений.

-Надежность и устойчивость условий использования скважины в соответствии с се назначением

- Возможность сооружения скважины с минимальными затратами труда, времени и средств.

- Быстрое и эффективное выполнение ремонтных и ликвидационных работ.

- Объем работ составит 162,5 м.



Выбор водоподъемного оборудования

В качестве водоподъемного оборудования был выбран эрлифт. Эрлифт это (воздушный подъемник) он не имеет рабочих частей в скважине и по этому надежен в действии. Эрлифт применяется, когда при незначительной глубине и диаметре скважины необходимо получить значительный объем воды. Он пригоден для откачки воды с песком. Недостаток эрлифта является низкий коэффициент полезного действия и необходимость высокого столба воды в скважине.

Расчет фильтра.

Поскольку водоносный пласт представлен песками, песчаниками и известняками предусматривается оборудование скважины дырчатым фильтром

В связи с тем, что удельный дебит изменяется от 0.5 до 1 л/с, берем его равным: q = 0.7 л/с;

'Гак как q = Т/130, значит Т = q * 130 = 7,84* 130=1014 м2/сут;

Т= Кф*ш, Кф=Т/тп=1014/45=22,5 м/сут,

Коэффициент фильтрации

Кф = 22,5 м

Длина рабочей части фильтра,

1ф= d * m.

где d - коэффициент, принимаемый равным 0.5 - 0.8 m - мощность водоносного пласта, м. 1Ф= 0.5 lф=0.5* 45=22,5 м

Допустимая скорость фильтрации

Vф = 65 * Кф= 65 * 22,5 = 1462.5 м/сут

Диаметр фильтра:

Дф = Qmax/3,14*lф* Vф

Дф = 200/ 3.14 * 22,5 * 1462,5 = 0.089 = 2 мм

В результате того, что заявленная потребность незначительна, диаметр фильтра по проведенным расчетам получается очень маленький, поэтому диаметр фильтра берется 114 мм. Водоподъемная часть фильтрационной колонны Дф = 0.114 м.

Следовательно, диаметр фильтрационной колоны будет равен 127мм и диаметр буровой колоны 132мм.

Расчет эрлифта

1. Глубина погружения смесителя.

Глубина погружения форсунки под динамическим уровнем излива подбирается, таким образом, чтобы она была в 2,0-2,5 раза больше глубины динамического уровня. Это отношение определяется коэффициентом погружения К. Наибольший равен 1,4 а наименьший 3,0 применяется для кратковременной работы эрлифта. Оптимальный коэффициент погружения 2,0-2,5; который определяется опытным путем. В данном расчете коэффициент погружения смесителя равный 2. К -- 2.

H=K*ho=2* 5=10.

К - коэффициент погружения смесителя, ho - глубина статического уровня воды.

2. Удельный расход засасывающего компрессором воздуха.

Vo= h*1,09/(13,1*lg((h(2-1)+10)/10)=5/13,1*lg1,5=1,03м3

С- коэффициент зависящий от коэффициента погружения, принимаем ею равным 13.1

Кпопр - поправочный коэффициент, зависит от диаметра труб, Кпопр=1.09

3. Полный расход воздуха

W=QV/60=200*1,03/60=3,4м3/мин

4. Пусковое давление воздуха.

Po=0,0l(kh-h0+2)=0,01(2*10-5+2)=0.17 Мпа, где

К - коэффициент погружения смесителя,

h - глубина динамического уровня воды,

ho - глубина статического уровня воды.

5. Рабочее давление воздуха.

Р=0,1 [h(k-1 )+5]=0,1 [10(2-1 )+5]=1,5 ат.

6. Расход смеси (вода+воздух) непосредственно внешней форсунки.

q1=(Q/360)*(Vo/(1+0,1)[hо(k-1)+5])=0,05*0,11=0,006м3/сек

7. Расход смеси на излив.

q2=(Q/3600)*(1+Vo)=0,05*2,03=0,1м3/сек

8. необходимая площадь сечения водоподъемной трубы

а) над смесителем: F1 = q1/V1=0,006/2=0,003

б)при изливе:: F2 = q2/V2=0,1/6=0,016

9.Определяем внутренний диаметр водоподъемной трубы. В качестве воздухозаборных труб принимаем насосно - компрессорные трубы с диаметром 120 мм, тогда водоподъемной трубы 40 мм.

Объем работ составил 162.5 пог.м

5.5 Геофизические исследования в скважинах

Геофизические исследования в скважинах проводятся с целью: изучение радиоактивности пород вскрытых скважинами.

Для характеристики геологического строения разрезов скважин в практике геологических работ применяется комплекс методов. Проектом предусматривается два метода - гамма-каротаж, нейтронный гамма-каротаж.

Каротаж основан на изучении физических полей с учетом влияния различных искусственных процессов и факторов, которые имеют место или могут быть вызваны при бурении скважин (воздействия бурового раствора с породами и подземными водами, гидравлическое возбуждение пласта, индикация подземных вод). Каротаж проводится обычно в нсобсаженных, заполненным глинистым раствором или чистой водой скважинах (реже в сухих и обсаженных скважинах). Совокупность каротажных диаграмм, полученных указанными методами, дает картину геологического строения разреза.[6j

Гамма-каротаж (ГК).

Радиоактивные методы позволяют произвести расчленение разреза скважин по удельному электрическому сопротивлению только в случаях, когда скважина не обсажена. Для однозначного и более детального расчленения разреза скважин электрическим методам часто выполняются в комплексе с гамма-каротажом. Благодаря относительно высокой проникающей способностью гамма-квантов, ГК применяют в любые скважины.

Сущность ГК заключается в изучении естественного гамма-тюля по стволу скважины путем регистрации интенсивности гамма-излучения, возникающего при самопроизвольном распаде радиоактивных элементов в горной породе.

Кстестветшая радиоактивность горных пород связана с присутствием в них элементов урана U218, торий Th232, антиноурапаи235 и проК40.

В общем случае показания гамма-каротажа нриблизителыт пропорциональны гаммактивности пород.

Самой высокой естественной радиоактивностью обладают магматические породы, самой низкой- осадочные, метаморфические промежуточной. Содержание радиоактивных элементов в магматических породах закономерно уменьшатся от кислых разностей к основным и ультраосновным.

По величине радиоактивности осадочные породы можно условно разделить натри труппы:

Породы с высокой радиоактивностью (аргиллиты, глинистые сланцы и др.)

Породы со средней радиоактивностью (глинистые песчаники, мергели и др.)

Породы с низкой радиоактивностью (песчаники и др.) Естественная радиоактивность пород в скважине измеряется радиометром. Он перемещается по стволу скважины, непрерывно регистрируя изменения радиоактивности пород, вскрытых скважиной. Для проведения исследований применяется аппаратура типа ДРСТ-2, ДРСТ-1 и др. В качестве датчиков может быть использованы газоразрядные, сцинтилляциониыс и полупроводниковые счетчики. Радиометры состоят из скважинного прибора и наземного пульта управления. Запись кривых осуществляется с помощью регистратора в любой каротажной станции.

При исследовании разрезов скважин методом ГК получают непрерывную кривую изменения гамма-излучения горных пород, называемую диаграммой ГК.

Интерпретация диаграмм 1 "К начинается с расчленения разреза и выделения пород с различной радиоактивностью. Зная радиоактивность горных пород, можно произвести расчленение разреза скважин. Радиоактивность некоторых осадочных горных пород (ачевролиты 1,1 -19,0мг-экв Ra/2; песчаники 0,7-1,5 мг-экв Ra/2.)

При определении границ пласта и их мощности следует учитывать, что форма кривой пласта с повышенной радиоактивностью исказиться за счет скорости (V) движения прибора и постоянной времени интегрирующей ячейки (г) прибора в следствии чего кривая получается асимметрична.

В общем случае граница пласта повышенной радиоактивности можно определить по точкам, соответствующим началу подъема кривой в подошве и началу спада в кровле пласта.

Далее определяют величину интенсивности гамма-излучения горных пород, Jy и преступают к литологическому расчленению разреза.

Объем работ составил 162,5 пог.м

Нейтронный гамма-каротаж (НГК).

Нейтронный гамма-каротаж основан на взаимодействии нейтронов с ядрами атомов веществ. Благодаря отсутствию электрического заряда на нейтрон не влияют электроны электронных оболочек и заряд ядра. Движение ней тронов определяется взаимодействием их с ядрами атомов. Это явление проявляется в виде рассеивания нейтронов и захвата их ядрами атомов.

Для получения потока нейтронов используются ядерные реакции. Наиболее широко применяют радиево-бериллевые или полониево-бериллиевые источники нейтронов. При бомбардировке атомов бериллия альфа частицами образующимися в результате распада радия или изотопа полония, происходит ядерная реакция с выделением нейтронов. Образовавшимися нейтронами облучается горная порода.

Чем больше энергии теряется при одном соударении, тем быстрей происходит захват нейтронов. Потеря энергии нейтронов и вероятность его захвата характеризуется тек называемым сечением рассеивания и сечением захвата ядер атомов водорода и хлора. Поэтому при наличии в породе водорода или хлора рассеивании или поглощение нейтронов связано с этими элементами. Поглощение, нейтронов ядрами атомов водорода характеризуется самым низким удельным потоком вызванным гамма-квантов, а поглощение - ядрами атомов хлора. В результате порода с высоким водородосодержанием (вода) отмечается на диаграммах НГК низкими показателями, а хлоросодержание породы (минеральные воды, Nad. Kcl) высокими.

Нейтронный гамма-каротаж выполняется с использованием скважинного радиометра, включающего наземный пульт управления и скважинные приборы со счетчиком гамма-квантов, расположенным на некотором расстоянии от источника. Для исключения прямого воздействия источника излучения на счетчик между ними помещается экран. Длинна зонда или расстояние между источником и счетчиком влияет па глубину или радиус исследования

НГК. В практике работ чаще всего используют зонды размером 40-60см. радиус исследования нейтронного гамма-каротажа при таких размерах зондов составляет 20-40см. Для выполнения работ НГК широко применяют двухканальную радиометрическую аппаратуру типа ДРСТ. В результате чего наблюдается сдвиг аномалий в сторону движения скважинного прибора.

Объем составил 162,5 пог.м.

5.6 Опытно-фильтрационные работы

Опытно-фильтрационные (ОФР) - основной и наиболее ответственный вид гидрогеологических исследований. Целью ОФР является определение гидрогеологических параметров водоносных горизонтов. Без установления этих параметров обычно невозможны количественные оценки и различного рода инженерные расчеты, связанные с выявлением подземных вод, их количественным и качественным изучением, народнохозяйственным освоением или регулированием.

Проектом предусматривается проведение пробных откачек из наблюдательных скважин, пробно-эксплуатационная кустовая откачка из центральной скважины.

Пробные откачки выполняются для предварительной оценки фильтрационных свойств и водообильности пород, качества подземных вод и сравнительной характеристики различных участков и зон водоносных горизонтов. Пробные откачки поводятся кратковременно (6-48ч), как правило на одну ступень понижения. Пробные откачки планируется проводить в наблюдательных скважинах куста 1н,2н,3н.

Методика их проведения соответствует общепринятой, в течение первого часа замеры уровня воды производились через 5-10 минут, в последующие 12 часов через 0,5-1 час и далее через 2-3 часа до конца откачки. Дебит и температура воды замеряются в начале, в середине и в конце откачки Отбор проб воды производится в начале откачки на СХА и бактериологический анализ.

По завершению откачки проводится наблюдение за восстановлением уровня первые 15-20 минут - через 1-2 минуты, далее в течение 1-2 часов через 3-10 минут, затем через час до восстановления статического уровня. При любых технических перерывах необходимо вести наблюдения за восстановлением уровня. Продолжительность откачки составит 9 бр/смен + 4,5 бр/смен на восстановление.

При пробной откачке из 3скважин отбираются пробы на:

- СХА будут отобраны пробы в конце откачки по одной пробе из каждой скважины.

- Бак. Анализ будут отобраны пробы в конце по одной пробе из каждой скважины.

В течение пробных откачек будут проводиться замеры температуры и дебита: в начале, в середине и в конце.

Пробно-эксплуатационная кустовая откачка -предназначенная для определения гидрогеологических параметров водовмещающих пород, изучения граничных условий месторождения подземных вод. Продолжительность пробно-эксплуатационной кустовой откачки не менее 15 суток. Общий объем пробно-эксплуатационной откачки составит 45 бр/см+ 22,5бр/см на восстановление.

Пробно-эксплуатационная кустовая откачка будет проводиться из центральной скважины, с параллельным наблюдением за понижением уровня подземных вод в наблюдательных, будет замеряться дебит и температура, отбираться пробы на следующие виды анализов:

- ПХА, спец. анализ, микрокомпонентный будут отбираться в начале в середине и в конце откачки.

- Бак. анализ - в начале в середине и в конце по одной пробе.

Замеры уровня воды при проведении ОФР осуществляются электроуровнемером, температуры воды - термометром, дебит будет замеряться объемным методом с помощью емкости известного объема V(л), которая наполняется за время t(с) определяющееся по секундомеру. Затем рассчитывается дебит по формуле Q=V/t. Методика проведения соответствует вышеописанной.

В процессе откачек работ будут отобрано 3 пробы на СХА, 9 проб на ПХА, 6 проб на спец. анализ, 6 проб на микрокомпонентный анализ, 9 проб на Бак. анализ.

Общий объем ОФР составит 81бр/см.

5.7 Мониторинг подземных и поверхностных вод

Мониторинг -это стационарное наблюдения, сбор исходных данных но качественному и количественному режиму их хранение, анализ, прогноз и разработка мероприятий такие как природоохранна и рациональное использования.

Стационарное наблюдение режима подземных вод является одной из важных частей общего комплекса поисково-оценочных гидрогеологических работ.

Для оценки качества, режима подземных вод назначаем мониторинговые наблюдения на 1 год эксплуатации с последующей передачей наблюдений заказчику.

При размещении стационарной наблюдательной сети по площади разведочного участка необходимо учитывать гидрогеологические особенности изучаемого месторождения (граничные условия фильтрационного потока в плане и разрезе), а так же необходимость решения следующих основных задач:

а), определение по наблюдательным скважинам годовой амплитуды колебания уровня подземных вод продуктивного горизонта, минимальные и максимальные глубины их залеганиями использования этих данных при ОФР;

б), оценка величины естественного питания подземных вод продуктивного горизонта в различные сезоны года ( по данным амплитуды колебания уровня подземных вод и величине недостатка насыщения пород);

в). Изучения характера и степени изменения качества подземных вод в годовом многолетнем разрезе( оценка режима качества подземных вод должна производится по результатом изучения химического и санитарио-бактериологического состава.)

Учитывая перечисленные выше задачи, в состав стационарных наблюдения за нарушением режима подземных вод должны входить:

изучение гидрогеологических параметров пород продуктивного горизонта;

наблюдения за изменением качества подземных вод (химическим составом, содержание в них вредных компонентов);

изучение техногенных процессов, формирующихся при длительной эксплуатации подземных вод и оказывающих свое негативное влияния па изменения окружающей среды;

В соответствии с временным постановлением ГКЗ России, непрерывность комплексных наблюдений за естественным режимам подземных вод должны составлять не менее 1 года.

Под мониторинговые наблюдений предаются: 3 скважины(разведочнаяя и 2 наблюдательных

), в которых будет проводиться наблюдение: за уровнем подземных вод. Частота замера уровня один раз в 10 дней, а во время паводков и межени один раз в 3 дня. За температурой воды частота замеров такая же, как и за уровнем воды; отбор проб на СХЛ раз в месяц; отбор проб на бактериологический анализ проводится 1 раз в квартал. Отбор проб будет производиться на следующие виды анализов: СХА, ПХА, спецанализ, микрокомпоненты, баканализ.

Для замера уровня будет использоваться хлопушка.

Для измерения температуры воды используется термометр.

Для отбора проб воды используется глубинный пробоотборник ИВ (объем прямых камер 2,5-Злитра).

Данные по гидрогеологическим и гидродинамическим режимам поверхностных вод реки Енисей проектируется получать с местной метеостанции по ближайшим стационарным гидропостам.

В соответствии с временным постановлением I'КЗ России, непрерывность комплексных наблюдений за естественным режимам подземных вод должны составлять не менее 1 года

Объем составит 1 год.

5.8 Гидрогеохнмическое опробование подземных вод

В соответствии с Федеральным законом «О санитарно -- эпидемиологическом благополучии населения» за качеством питьевой воды должен осуществляться государственной санитарно- эпидемиологический надзор и производственный контроль. Пробы будут отбираться в процессе полевых работ, во время маршрутных исследовапий,бурения скважин,ОФР и при мониторинге подземных вод.

Цель: Изучение процессов взаимодействия подземных вод с вмещающими горными породами и особенности миграции химических элементов в подземной гидросфере.

Гидрогсохимическое опробование будет проводиться в процессе опытно-фильтрационных работ и мониторинга подземных вод, а так же в результате маршрутных наблюдений.

Посуда для отбора проб должна быть чистой. Чистота посуды обеспечивается для взятия пробы на анализ СХА, ПХА и.пр. предварительным мытьем се горячей мыльной водой (стиральные порошки и хромовую смесь не использовать), многократно споласкивать чистой водой, для бактериологического анализа используется специальная стерильная посуда. В дальнейшем для отбора проб желательно использовать одну и ту же посуду. Сосуды, предназначенные для отбора проб, предварительно тщательно моют, ополаскивают не менее трех раз отбираемой водой и закупоривают стеклянными или пластиковыми пробками, прокипяченными в дистиллированной воде. Между пробкой и отобранной пробой в сосуде оставляется воздух объемом 5-10мл. в общую посуду отбирают только анализ тех компонентов, которые имеют одинаковые условия консервации и хранения.

Отбор проб, не предназначен для анализа сразу же (т.е. отбираемых заблаговременно), производится в герметично закрывающуюся стеклянную или пластмассовую посуду вместительностью не менее 1л.

Для получения достоверных результатов анализа воды следует выполнять, по возможности, скорее. В воде протекают процессы окисления-востаиовления, сорбции седиментации, биохимические процессы, вызванные жизнедеятельностью микроорганизмов и др. В результате некоторые элементы могут окислиться или восстановиться: нитраты - до нитритов или ионов аммония, сульфаты - до сульфитов, кислород может расходоваться на окисление органических веществ и.т.п. Соответственно могут измениться и органолептические свойства воды - запах, привкус, цвет, мутность. Биохимические процессы можно замедлить, охладив воду до температуры 4-5°С (в холодильнике).

Однако, даже владея полевой методикой анализа, не всегда можно выполнить анализ сразу после отбора пробы. В зависимости от предполагаемой продолжительности хранения отобранных проб может возникнуть необходимость в их консервации. Универсального коисервационного средства не существует, поэтому пробы для анализа отбирают в несколько бутылей. В каждый из них воду консервируют, добавляя соответствующие химикаты в зависимости от определенных компонентов.

Для Оценки качества воды хозяйственно - питьевого назначения существует СанПиН 2.1.4.1116-01 «Вода питьевая», требования приведены в таблице.

Пробы будут отбираться на следующие виды анализа

№ п/п	Вид работ	Рекомендуемые виды анализов	Количество отобранных проб
1.	Маршрутные исследования	СХА, бак. ан	8
2.	Опытно-фильтрационные работы	СХА, ПХА, бак. ан., м/к, спец. ан.*	14
3.	Мониторинг подземных и поверхностных вод	СХА, ПХА, бак. ан., м/к, спец. ан.	28
Общее количество отобранных проб:	50

Пробы воды будут доставляться в ящиках присыпанными опилками, чтобы бутылки не соприкасались.

При транспортировки пробы не должны перемерзать. Анализ будет произведен в течении 72 часов с момента отбора. Пробы будут храниться в холодильнике. В случае более длительного хранения в паспорте пробы будет сделана отметка.

5.9 Лабораторные работы

Лабораторные работы включают определения химического, бактериологического, микрокампонентного состава подземных вод, а также проверку воды на радиоактивность. Все виды определяемых компонентов приведены в таблице(7).

Качество подземных вод оценивается по данным лабораторных исследований в подземных водах должен быть определен состав, как это следует из требований СанПиН.

Химические компоненты и бактериологические показатели, определяемые различными методами

№ п/п	Вид анализа воды	Объс м проб ы	Определяемые компоненты	Количество анализо в
1	СХА	0,5-1,0	Физические свойства, рН, ПСОз", S042", C1',N032~, Са2+, Mg2\ Fe2+, Fc3+, NH4, N02", C02 своб., H2S, 02, Si02, сухой остаток, окисляемость. Вычисляется: Na++K+( по разности), жесткость общая, карбонатная и некарбонатная. С02 агр.	28
2	ПХА	1-2	Физические свойства. Сухой остаток, жесткость окисляемость, рН, ПСОз', S042\ C1",N032", Са2+, Mg2", Fe2+, Fe3+, NFL,, N02\ C02 своб., 1 l2S, 02, Si02, сухой остаток, окисляемость. Вычисляется: жесткость общая, карбонатная и некарбонатная С02 агр.	7
3	Микрокомпоне нтный состав	1-2	Ag, Al, As, Be, Cd, Co, Cr, Cu, 1-е, Mn, Mo, Ni, Fb, Sb, Se, Sn, Sr, V, Zn, и пр.	5
4	Специальный анализ радиационной безопасности	0,5	Альфа-радиоактивность, бета радиоактивность	5
5	Бактсриологиче ский анализ	1,5	Коли -индекс, коли- титр	13

Объем работ составит 50 проб.

5.10 Топогеодезические работы

Цель: инструментальная плановая и высотная привязка проектируемых выработок 4 скв. Проектом предусматривается привязка запроектированных скважин. Привязку делают относительно ближайших опорных пунктов и триангуляционных сетей, в соответствии с требованиями СниПа 1.0,2.07-87. Плановая привязка выработки долясна проводиться положением теодолитного хода теодолит 2Т-30. Между исходными пунктами не должно превышать 50м, а углы при определенной точки должны быть менее 30°. Высотная привязка выработки должна осуществляться техническим и тригонометрическим нивелированием от реперов нивелир 11-3. Точность планово-высотной привязки выработок относительно ближайших пунктов 0,5мм в плане и 0,1 по высоте. В результате работ должны быть представлены схемы теодолитных ходов, полевые журналы, каталоги координат и высот выработок, ведомость вычисления координат и высот. Объем работ: 4 пункта привязки.

5.11 Камеральные работы

Камеральные работы являются завершающим этапом гидрогеологического исследования, это окончательная обработка материалов всех выполненных работ. Камеральная обработка материалов проходит в два этапа:

Текущая обработка материалов. В задачу таких работ входит полевая документация скважин, составление геологического разреза, построение графиков S=f(Q); S=f(t), ведение журналов всех видов опытно-фильтрационных работ, мониторинговых наблюдений, обрабатываются и анализируются результаты лабораторных исследований.

Окончательная обработка включает написания текста, отчета, составление графических приложений, объем и состав соответствует стадии поиска для целевого водоснабжения.

Для составления отчета необходимы следующие документы:

Полевой дневник

Карта фактического материала

Карта гидрогеохимического опробования

Каталог водопунктов

Каталог химических анализов

Полевая гидрогеологическая карта

Ведомость на отправления - в лабораторию проб

Журнал бурения

Журнал откачки

Журналы режимных наблюдений

Данные геофизических исследований

Отчет

Разрезы колонки

Объем работ па проведения камеральных работ 1,0 месяц.

6. Оценка эксплуатационных запасов (ЭЗ) подземных вод

Оценка эксплуатационных запасов подземных вод сводится к прогнозу изменения уровня подземных вод при заданном водоотборе в течении всего срока эксплуатации. Эта задача решается следующим образом:

Гидрогеологический бассейн.

По типизации В.М. Степанова месторождения в поровых коллекторах.

Промышленно-генетический тип - месторождение в области развития многолетнемерзлых пород;

По степени сложности месторождение приурочено к третьей группе сложности:

Фильтрационная неоднородность.

Месторождение приурочено к области развития многолетнемерзлых порол.

5.При оценки эксплуатационных запасов используется гидродинамический метод.

6. Расчетная схема. Пласт ограничен с двух сторон параллельными, непроницаемыми границами:

Полуограниченный пласт с одной границей второго рода

7.Выбор метода расчета: гидродинамический метод, расчет эксплуатационных запасов подземных вод и их промышленная категоризация.

Дано:

заявленная потребность в воде назначена заказчиком - Q_заяв. = 200 м³/сут.

q= T/130=30*46,5/130=10,7 л/с

мощность обводненной зоны - m = 46,5 м

коэффициент водоотдачи - м = 0,02

коэффициент фильтрации - k = 30 м/сут.

1.Рассчитываем допустимое понижение S_доп

Sдоп=0,5*46,5=23,2м; 70% Sдоп=16,24м

2.Определяем дебит одиночной скважины Q_скв.:

Qckв =q*S_с*86,4=10,7*3*86,4=2773 м3/сут.

q - удельный дебит,

S- понижением.

3.Определяем количество скважин:

п = Озаяв/QcKB = 200/2773=1 скв, где

п -количество скважин;

Озаяв -- заявленная потребность в воде

Рассчитываем коэффициент обеспеченности:

Кобс=Qпрог/ Qзаяв =2773/200=13.8

4.Рассчитываем понижение S_р. и сравниваем с допустимым S_доп

,

,

Поскольку заявленная потребность будет удовлетворятся одной эксплуатационной скважиной Sвн не учитывается и поэтому Sp = Sскв

Sскв=(200/2*3,14*46,5)*ln 39600/0,12=9,3 м

где: Q-дебит скважины, м³/сут; k - коэффициент фильтрации, м/сут; r_с - радиус скважины, м

Rпр = 39600 м

где: R_пр - приведенный радиус области влияния скважины, м; а - коэффициент уровнепроводности, t - период эксплуатации, сут (10⁴)

a=1395/0,02=69750м²/сут

Т =km=30*46,5= 1395 м²/сут

где: м - коэффициент водоотдачи,

S_р = S_пр = 9,31 м

(9,31 м < 35 м)

Qэ.з.=Sдоп*Qmax=35* 2773=97055м³/сут

Вывод: Заявленная потребность в воде будет обеспечена с помощью одной скважины.

В соответствии с проведенными раннее исследованиями, эксплуатационные запасы классифицируем по категории P₁

7. Мероприятия по охране и рациональному использованию водных ресурсов

Система мер, обеспечивающих Санитарную охрану подземных вод, предусматривает:

- гигиеническое нормирование состава и свойств подземных вод, используемых для питьевых и лечебных целей;

- организацию или эксплуатацию зон санитарной охраны (ЗСО) источников централизованного питьевого водоснабжения;

- регламентирование порядка представления в пользование недр для добычи полезных ископаемых (включая добычу питьевых вод), а также для строительства и эксплуатации подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых;

регламентирование различных видов хозяйственной или иной деятельности, оказывающих влияние на состояние подземных вод (включая источники нсцентрализованпого хозяйственно-питьевого водоснабжения), в том числе и на перспективу;

санитарно-эпидемиологическую экспертизу технологий, проектов строительства, реконструкцию объектов, прямо или косвенно влияющих на состояние подземных вод;

привлечение к ответственности, предусмотренной законодательством Российской Федерации за нарушение санитарных норм и правил.

Мероприятия по защите подземных вод от загрязнения при различных видах хозяйственной деятельности должны обеспечивать:

водонепроницаемость емкостей для хранения сырья, продуктов производства, отходов промышленных и сельскохозяствснных производств, твердых и жидких бытовых отходов;

предупреждение фильтрации загрязненных вод с поверхности почвы в водоносные горизонты;

герметизацию систем сбора нефти и нефтепродуктов; При бурении скважин должны быть предусмотрены:

меры предупреждающие затрубиый переток загрязненных вод в водоносные горизонты;

использование реагентов, разрешенных к применению Минздравом России;

обвалка устьев скважин;

- храпение сыпучих материатов и химических реагентов под навесом на гидроизоляционных настилах.

До начала проведения буровых работ места размещения емкостей для храпения горючесмазочных материалов, реагентов, буровых растворов, сбора производственных отходов должны быть обвалованы и обеспечены гидроизоляцией.

Буровые скважины на воду, в том числе поисковые, наблюдательные, которые не пригодны к эксплуатации или использование которых прекращено, должны быть ликвидированы или законсервированы в установленном порядке.

Выбуренный шлам,твердые отходы производства, материалы и реагенты,непригодные к дальнейшему использованию, должны направляться в шламоотвалы и на полигоны захоронения промышленных отходов в зависимости от класса опасности отходов. Санитарно -- эпидемиологическое заключение о соответствии гигиеническим требованиям выбранного участка для размещения шламоотвалов и полигонов захоронения промышленных отходов и их обустройства выдается органами и учреждениями службы, осуществляющей государственный санитарно -- эпидемиологический надзор на данной территории. Не допускается:

захоронение отходов, размещение свалок, кладбищ, скотомогильников и др. объектов, являющихся источником химического,биологического или радиационного загрязнения в области питания и разгрузки подземных вод,используемых или перспективных для использования в питьевых,хозяйственных и лечебных целях.

необоснованное использование подземных вод питьевого качества для иных нужд;

загрязнение подземных вод в процессе добычи полезных ископаемыхщроведению работ по водопонижению,при строительстве и эксплуатации дренажных систем на мелиорируемых землях;

отвод без очистки дренажных вод с полей и ливневых сточных вод с территорий населенных мест в овраги и балки;

применение, хранение ядохимикатов и удобрений в пределах водосборов грунтовых вод,используемых при централизованном водоснабжении;

орошение сельскохозяйственных земель сточными водами,если это влияет,или может влиять на состояние подземных вод.

Производство ликвидационных работ должно осуществляться в соответствии с нормативными пунктами по охране природы, действующими на территории России. Охрана земель. Подъездные пути между участками производства буровых работ должны прокладываться с учётом существующих просек, границ полей, с максимальным использованием полевой дорожной сети. Для охраны почвы от загрязнения бытовыми производственными отходами, последние складируются в контейнеры и вывозятся в отведенные места. Необходимо исключить розлив и утечку нефтепродуктов при заправке, использовать для этого воронки, подставки. При откачке воды из скважины с химическим загрязнением, воду собирать в ёмкости. Скважина, оборудованная для режимных наблюдений, должна быть надёжно герметизирована.

После проведения работ 1 наблюдательная скважина будут ликвидирована, а центральная скважина перейдет на следующую стадию геологоразведочных работ по водоснабжению.

Заключение

Запроектированные виды и объемы работ позволяют деализировать условия ормирования эксплуатационных запасов подземных вод, их качества и основных гидрогеологических параметров до степени, позволяющей обосновать рациональную схему водозабора и соответствующее их качество требованиям.

Объемы гидрогеохимического опробования подземных вод в сочетании с лабораторными работами позволят оценить воздействия планируемого водозабора на окружающую среду. Это даст возможность своевременно предпринимать меры по охраноокружающей среды.

По данным расчетов прогнозные ресурсы составят 2773 м3/сут. Этого достаточно для удовлетворения заявленоной потребности в 200 м3/сут

Список используемой литературы и фондовых материалов

1. Отчёт по производственной практике за третий курс.

2. А.М. Бейсебаев, Н.Т. Туякбаева, Б.В.Фёдоров «Бурение скважин и горно-разведочные работы».

3. Аузина Л.И. Методические указания по дисциплине «Поиски и разведка месторождений пресных вод».

4. ГОСТ 2874-82. Вода питьевая. М., Изд-во стандартов, 1982.

5. Афанасьев И.С. и др. Справочник по бурению геологоразведочных скважин. СПб.: ООО «Недра», 2000. 712 с.

6. Диденков ЮН, Чернов А.Ю.. Полевые методы гидрогеологических исследований. Учебное пособие. Иркутск, ИрГТУ, 2002. 66 с.

7. Плотников Н. И. Эксплуатационная разведка подземных вод. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., Недра, 1979. 272 с.

8. Плотников Н. И. Поиски и разведка пресных подъемных вод: Учеб. пособие для вузов. М.: Недра, 1985. 370 с.

9. Постановление Главного санитарного врача РФ от 25 июня 2001 г. №19 "О введении в действие санитарных правил - СП 2.1.5.1059-01".

Размещено на Allbest.ru

...