Оценка запасов подземных вод инфильтрационного водозабора - Кусковский В.С.
ISBN 5-7692-0490-7
Скачать (прямая ссылка):
С использованием исходных гидрогеологических данных (гл. 1—5) проведены расчеты по идентификации параметров моделей, в частности фильтрационного сопротивления AL и параметра, характеризующего фильтрационные свойства слабопроницаемого слоя под дном водоема.
С использованием рассчитанных значений указанных параметров определены допустимые значения суммарных водоотборов на действующем участке А и проектируемом Б для разных уровней воды в водохранилище — от отметки НПУ = 113,7 м до УМО ¦— 108,5 м. Основное ограничение: значение напора на стенке скважины не должно опускаться ниже заданного критического уровня. При использовании модели 1 (гл. 7) проведено девять вариантов расчета с различными значениями коэффициента водопроводимости. Получены различные значения допустимых суммарных водоотборов в зависимости от отметки уровня воды в водохранилище. В результате проведенных расчетов выявлено, что при эксплуатации гидрогеологических скважин участки А и Б не зависят друг от друга и запасы по каждому участку представлены отдельно. Из рассмотренных вариантов наиболее достоверным можно считать вариант 6 (табл. 7, 19). По значениям коэффициента водопроводимости Af этот вариант является промежуточным между вариантами 1 и 3. В варианте 1 учитывается прибрежная зона с М> 200 м2/сут, а в варианте 3 значения М занижены до 150 м2/сут. В варианте 6 учитывается также безнапорность пласта на участке Б. По варианту 6 при отметке уровня воды в водохранилище 113,7 м суммарная производительность на участке А составляет 12 420 м3/сут, а на участке Б — 5690 м3/сут, а при минимальной отметке уровня воды в водоеме 108,5 м суммарные расчетные дебиты скважин соответственно снижаются до 8810 и 3550 м3/сут.
При среднегодовой отметке уровня воды в водохранилище 112,5 м расчетная производительность скважин на участке А составила 11 690 м3/сут, а на участке Б — 5220 м3/сут. Расчеты производительности скважин, проведенные при использовании модели 2 (гл. 8), практически полностью подтверждают рассчитанные по первому методу запасы.
Приведем ряд рекомендаций по освоению месторождений и охране окружающей природной среды при эксплуатации.
При освоении участка Б, бурении эксплуатационных гидрогеологических скважин и вскрытии водоносного комплекса возможны отклонения от прогнозных данных, полученных в настоящей работе, а также в проекте. Вероятнее всего, дебиты отдельных скважин могут быть больше, чем прогнозируемые. Это объясняется тем, что обводненность коренных пород — черносланцевой толщи (Djjur) — крайне неравномерна и зависит от степени трещиноватости и размера трещин. Не исключено, что некоторые отдельные скважины вскроют обводненную крупную трещину, как это произошло на участке А (скважина Зэ). Рекомендуется не отклоняться от намеченного местоположения будущих скважин, для этого есть все необходимые условия. Также рекомендуется динамичный уровень подземных вод не опускать ниже допустимой отметки 100 м. При этом в разные сезоны года в зависимости от уровня воды в водохранилище может быть разная суммарная производительность скважин участка Б: при НПУ = 113,7 м — 6,7 • 103 м3/сут, при УМО = 108,5 м — 4,2 • 103 м3/сут. Учитывая опыт эксплуатации участка А, при освоении участка Б следует ожидать также повышенное содержание железа и марганца в воде — в 2—3 раза выше нормы. В связи с этим уже при проектировании работ на участке Б необходимо предусмотреть применение современных методов освобождения от лишнего количества этих элементов. Рекомендуется применять технологию обезжелезивания и деманганацию подземных вод непосредственно в водоносном горизонте (пласте). Эта технология уже около 20 лет успешно используется за рубежом, где эксплуатируется более 150 установок (Германия, Швеция, Финляндия, США и др.), а в пределах России и СНГ — более 40 (УФА, Подмосковье, Санкт-Петербург, Тюменская область, Амурская область, Украина, Беларуссия). При этом необходимо использовать «Методические рекомендации», выполненные НТЦ «Дальгеоцентр» (д.г.-м.н. В.В. Кулаков, Б.С. Архипов, к.г.-м.н. С.А. Козлов) и утвержденные МПР РФ в 1999 г.
Следует указать, что эксплуатация водоносного горизонта на участке Б также приведет к усилению процессов заиливания и кольматации, что может со временем уменьшить производительность водозабора на этом участке. Для того чтобы проследить за скоростью протекания указанных негативных процессов, необходимо дополнительно пробурить наблюдательные скважины глубиной не менее 70 м и организовать режимные наблюдения на них.
Разработанная методика прогнозных расчетов и оценки запасов подземных вод на основе методов математического моделирования может быть эффективно использована для моделирования инфильтрационных водозаборов при произвольных гидрологических и гидрогеологических условиях. Предложенные авторами модели и вычислительные алгоритмы позволяют повысить качество и точность расчетов, что увеличивает степень соответствия разрабатываемых компьютерных моделей реальным гидрофизическим процессам в природных средах. Математическое моделирование дает возможность оценивать экологическую обстановку на реальных водохозяйственных объектах и моделировать мероприятия, компенсирующие нежелательные техногенные воздействия.
