Проект гидрогеологических исследований пресных вод аллювиальных отложений долины реки Назарбай на стадии "оценка месторождения" (стр. 3 из 10)

Питание водоносного горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, поглощения поверхностных вод, в том числе паводковых, а также, в условиях полуаридного климата, за счет конденсации водяных паров в зоне аэрации. Разгрузка подземных вод, скорее всего, осуществляется в русло реки.

Судя по всему, водоносный горизонт аллювиальных отложений имеет тесную гидравлическую связь с водами р. Назарбай (гравийно-галечниковые отложения, бурные паводки и т.д.). Однако сильные сезонные колебания поверхностного стока реки не дают нам оснований рассматривать её в качестве контура постоянного напора. В то же время отсутствие данных о внутригодовом распределении стока не позволяет судить о восполнении эксплуатационных запасов подземных вод (ЭЗПВ) речными водами. Кроме того, нет никаких данных о качестве вод р. Назарбай.

В рассматриваемых условиях возможными источниками формирования ЭЗПВ могут являться:

1. естественные запасы подземных вод -

;

2. привлеченные ресурсы в период наличия поверхностного стока -

;

3. естественные ресурсы потока -

;

4. конденсация водяных паров в зоне аэрации -

.

Таким образом, балансовое уравнение эксплуатационных запасов подземных вод может быть записано в следующем виде:

; (1)

где t – время сработки запасов;

и - коэффициенты (доля) сработки естественных запасов и ресурсов подземных вод.

На данном этапе изучения, ввиду отсутствия необходимых данных, количественная оценка может быть выполнена только для первой составляющей ЭЗПВ, то есть для естественных запасов подземных вод:

; (2)

где μ – водоотдача;

Vпл – объём пласта, вычисляемый по формуле:

(3)

Для оценки естественных запасов Vе зададимся геометрическими размерами пласта-полосы в пределах изучаемого района:

- ширина пласта-полосы:

;

- длина пласта-полосы:

;

- средняя естественная мощность:hе ср = 30м.

Примем:

.

Подставив эти значения в уравнения (2) и (3), получим:

Добыча воды водозабором за расчетный период 25 лет (10000 сут) при потребности Qсум = 40000 м³/сут составит:

Сопоставление возможного водоотбора за весь срок эксплуатации с величиной естественных запасов подземных вод свидетельствует, что организация водоснабжения поселка с

предоставляется возможным, т.к. естественные запасы подземных вод в 2.5 раза превышают возможный водоотбор. При этом никак не учитывались другие источники формирования ЭЗПВ.

Как показывает анализ геолого-гидрогеологических условий, в пределах изучаемого месторождения выделяются два участка, различающихся по гидрогеохимическим условиям формирования ЭЗПВ. Это северо-восточный и юго-западный участки примерно одинаковые по своим размерам (см. рис. 1,2). В пределах северо-восточного участка продуктивный аллювиальный водоносный горизонт как бы вложен в непроницаемые глинистые отложения неогена. То есть дно и борта долины непроницаемы с выполнением ГУ-II (

). В соответствии с этим при эксплуатации водозабора в пределах этого участка исключается подтягивание некондиционных вод девонских отложений.

В пределах юго-западного участка продуктивный горизонт залегает непосредственно на трещиноватых породах девона, характеризующихся наличием в них солоноватых и солёных вод (с минерализацией до 10 г/л), в связи с чем, при эксплуатации водозабора на этом участке возможно подтягивание некондиционных вод девонских отложений.

Таким образом, можно сделать вывод, что наиболее перспективным участком МПВ для проведения гидрогеологических исследований на стадии "оценка месторождения" является северо-восточный участок, длина которого в пределах листа карты вверх по долине реки составляет около 12,5 км при преобладающей ширине полосы 4000-4500 м и средней мощности водоносного горизонта равной 30 м.

Как показывает выполненный анализ, гидрогеологические условия изучаемого МПВ относительно простые. Они могут быть схематизированы и представлены в виде типовой расчётной схемы. Расчётная схема представлена на рис. 4.

В пределах перспективного (северо-восточного) участка расчетная схема месторождения представляет собой грунтовый условно-однородный поток в виде пласта полосы (в плане) с двумя непроницаемыми условно параллельными границами (борта долины), на которых выполняются ГУ-IIрода (

). Вверх и вниз по реке пласт принимается бесконечным.

Роль реки на данном этапе оценки месторождения не учитывается. В данных условиях наиболее оптимальным методом оценки ЭЗПВ является гидродинамический. Этот метод позволяет учесть основные особенности формирования эксплуатационных запасов подземных вод изучаемого МПВ.

В целом гидрогеологические условия месторождения являются достаточно простыми, однако, учитывая отсутствие сведений о режиме р. Назарбай (режиме уровня, качества, расходов), рассматриваемое МПВ следует отнести ко II группе сложности, то есть к месторождению подземных вод со сложными гидрогеологическими условиями.

Рис. 4. Расчетная схема МПВ на перспективном (северо-восточном) участке

4. Определение положения и размеров участка дальнейших исследований. Определение общего потенциала месторождения подземных вод

4.1 Определение положения и размеров участка дальнейших исследований

Для изучения месторождения подземных вод на стадии «оценка месторождения» необходимо уточнить положение и размеры участка работ, чтобы избежать лишних затрат труда, времени и средств на проведение исследований.

Размеры выделенного выше перспективного (северо-восточного) участка МПВ довольно значительны (его длина по долине порядка 12,5 км при средней ширине 4000-4500 м). Что касается местоположения участка, то очевидно, что он тяготеет к наиболее широкой части речной долины, то есть несколько ниже по долине от линии разреза А-Б (см. рис.1).Оптимальной в данном случае является схема линейного водозаборного ряда, расположенного в непосредственной близости от реки (чтобы обеспечить благоприятные условия восполнения запасов).

Размеры участка исследований уточняем через определение размеров водозабора, заведомо обеспечивающего потребность поселка в воде (

) при самых неблагоприятных условиях работы водоснабжения. Неблагоприятными условиями, при данном условии, является отсутствие поверхностного стока. Принимаем условно, что река существует лишь в паводки, длительность которых , длительность меженного периода . При работе водозабора в таких условиях будут иметь место 2 этапа:

1)Межпаводковый период (

). Водозабор будет работать за счет сработки естественных запасов. При этом снижение УГВ возможно до величины . В нашем случае .

2)Паводковый период (

). Будет происходить восполнение сработанных естественных запасов пласта.

Таким образом, будет иметь место циклический характер работы: сработка запасов в межпаводковый период и восполнение – в паводок (см. рис 5)

Размерв водозабора, обеспечивающего потребность поселка в воде, определяем путем разведочного расчета. Ориентировочно, длину водозабора принимаем по следующим положениям:

1) допустимое понижение УГВ к концу расчетного периода не должно превышать

;

2) расстояние между скважинами принимаем не меньше мощности пласта, чтобы исключить влияние любых видов несовершенства скважин друг на друга;

3) исходя из условия обеспечения сплошности ЗСО I пояса, принимаем расстояние между скважинами

.

Количество водозаборных скважин принимаем исходя из их водозахватной способности, рассчитываемой по формуле:

,