| |||||
МЕНЮ
| Предварительная оценка запасов подземных вод месторождения Ростань (г. Борисоглебск)развития неогеновой палеодолины была подтверждена перспективность девонских отложений как источника централизованного хозпитьевого водоснабжения. Из-за прекращения финансирования проведение детальной разведки было остановлено и объем выполненных работ ограничился бурением и опробованием пяти вышеупомянутых скважин. В соответствии с «Программой геологоразведочных работ на территории Воронежской области на 1999 г.», ГГП «Воронежгеология» в марте 1999 г. приступило к составлению ПСД на детальную разведку месторождения «Ростань». По предложению ГГП «Воронежгеология» проведение работ на участко «Ростань» было разбито на два этапа: на первом этапе изучается средне- верхнефаменский комплекс, на втором - уваровско-тамбовский комплекс (см. рис. 2). Первый этап работ разбит на 2 очереди: I очередь - оценка прогнозных запасов водоносного средне-верхнефаменского терригенно-карбонатного комплекса , II очередь - оценка эксплуатационных запасов этого комплекса. При получении положительных результатов по работам первой очереди, при отрицательных - работы второго этапа. К настоящему времени выполнены работы I очереди первого этапа, начаты работы второй очереди (2005 год), которые замедлились вследствие недостатка финансирования. 4.2 Схема размещения скважин Рис. 2 [pic] Как следует из схемы (на рис.2), проектный водозабор состоит из 14 скважин, располагающихся на расстоянии 300-400 м друг от друга. Общая протяженность ряда скважин проектируется в пределах 5 км с севера на юг (почти в меридианальном направлении). Суммарный дебит скважин составит порядка 44000 м3/сут. 4.3 Характеристика качества подземных вод По химическому составу воды средне-верхнефаменского водоносного горизонта в пределах переуглубленной части палеодолины гидрокарбонатные магниево- кальциевые с минерализацией 0,4-0,5 г/дм3. По качеству воды и в бортовых, и в центральной частях палеодолины отвечают требованиям СанПиНа. Наиболее новая информация о химическом составе вод представлена в анализах на основе проб скважины 56 р.э. (таблицы 1 и 2). |Табл|Формула |[pic] | |ица |химического | | |№1. |состава | | |Резу| | | |льта| | | |ты | | | |полн| | | |ого | | | |хими| | | |ческ| | | |ого | | | |анал| | | |иза | | | |воды| | | |из | | | |сква| | | |жины| | | |56 | | | |р.э.| | | | |Карбонат-ион |<0.6 | | |Гидрокарбонат-ион |323.0 | | |Нитриты |<0.003 | | |Нитраты |<0.1 | | |Сульфаты |34.0 | | |Хлориды |9.0 | | |Железо |0.2 | | |Магний |16.0 | | |Кальций |75.0 | | |Аммимак |<0.05 | | |Калий |2.0 | | |Натрий |19.0 | | |Сухой остаток |323.0 | | |(вычисл.) | | | |Общая |484.0 | | |минерализация | | | |Кремниевая кислота|6.20 | | |Окисляемость |0.08 | | |пермангантная | | | |Жесткость | | | |некарбонатная | | | |Жесткость |5.06 | | |карбонатная | | | |(мг-экв/дм3) | | | |Жесткость общая |5.06 | | |(мг-экв/дм3) | | | |Водородный |7.31 | | |показатель | | | |Цветность, градус |10.0 | | |Мутность |5.9 | | |Вкус и привкус, | | | |балл | | | |Запах, балл |1.0 земл. | | |Глубина |до |160,3 | | |залегания | | | | |водоносного | | | | |горизонта | | | | | |от |131,8 | | |Индекс водоносного|D3fm2-3 | | |горизонта | | | |№ скважины |56 р.э. | | |№ п/п |1 | |Табл|Полифосфаты |<0,01 | |ица | | | |№2. | | | |Резу| | | |льта| | | |ты | | | |опре| | | |деле| | | |ния | | | |микр| | | |оком| | | |поне| | | |нтов| | | |в | | | |проб| | | |ах | | | |воды| | | |из | | | |сква| | | |жины| | | |56 | | | |р.э.| | | | |Фенолы |<0,0005 | | |Нефтепродукты |<0,02 | | |Cпав |<0,015 | | |Cd |<0,0008 | | |Hg |<0,0003 | | |Co |<0,025 | | |Ni |<0,005 | | |Ba |<0,05 | | |B |<0,05 | | |Cr |<0,01 | | |Br |<0,005 | | |I |<0,02 | | |Pb |<0,003 | | |Mo |<0,0003 | | |F |0,31 | | |Cu |0,02 | | |Mn |0,11 | | |Zn |0,01 | | |Al |<0.02 | | |Глубина |до |160,3 | | |залегания | | | | |водоносного| | | | |горизонта | | | | | |от |131,8 | | |Индекс водоносного |D3fm2-3 | | |горизонта | | | |№ скважины |56 р.э. | | |№ п/п |1 | 4.4 Схематизация гидрогеологических условий района Участок «Ростань» расположен на водоразделе р.р.Хопер и Ворона, являющихся естественными дренами. Предыдущими исследованиями установлена тесная взаимосвязь между всеми гидрогеологическими подразделениями, развитыми в районе работ и единство режимообразующих факторов. Формирование эксплуатационных режимов средне-верхнефаменского водоносного комплекса будет происходить преимущественно за счет перетока из вышележащего уваровско-тамбовского горизонта, который в свою очередь, взаимосвязан с белогорским и четвертичными горизонтами и комплексами. Разгрузка последних осуществляется в долины рек. В связи с вышеизложенным, внешние границы модели на западе, юге и востоке ограничены естественными дренами - нижнее течение р.Ворона - р.Хопер - которые в модели реализованы как граничные условия III рода (H/Q связанные функциональной зависимостью) (рис. 3). Рис. 3 [pic] Северная граница модели была удалена за пределы возможной области развития депрессионной воронки в питающем уваровско-тамбовском горизонте и реализована граничные условия II рода (Q=const=0). Разработка модели осуществлялась на планшете масштаба 1:50000. Площадь моделирования была разбита на блоки имеющие размеры от 350м • 350м до 1850м •1500м. Минимальные размеры блоков модели приурочены к району проектируемого водозабора и обусловлены необходимостью реализации в модели проектных эксплуатационных скважин. Максимальные размеры блоков - к краевым частям модели (в связи с этим здесь отмечаются отклонения модельного и фактического положения русел моделируемых поверхностных водотоков). Всего было задано 37 блоков по оси J (строки) и 35 блоков по оси I (столбцы). Общее количество блоков расчетной модели составило 1295. Общая площадь моделирования составила 41,2x30,9 км=1273км2. Фильтрационные свойства гидрогеологических подразделений развитых в районе изучены в незначительном объеме и приурочены в основном к первым от поверхности горизонтам и к краевым частям модели. В связи с этим выделение зон с различными коэффициентами фильтрации выполнено на основе общегеологических условий развития тех или иных отложений с учетом имеющихся результатов определения Кф по одиночным и кустовым откачкам. При разработке математической модели в разрезе было выделено 4-е основных водоносных комплекса: - в первый комплекс включены все водоносные и водоупорные отложения четвертичного, неогенового и мелового возрастов, залегающие выше аптекою водоупора; второй комплекс модели представлен глинами аптского возраста; - третий комплекс представлен валанжинскими песчано-глинистыми отложениями; четвертый комплекс модели - известняками вернедевонского возраста. С целью реализации в модели ламкинского водоупора, в составе первого комплекса выделено три слоя. Таким образом, в вертикальном разрезе моделируемой территории выделено - 6 слоев: 1 слой (Q + N2bg) состоящий из гидравлически взаимосвязанных между собой и поверхностными водотоками гидрогеологических подразделений: - современный аллювиальный горизонт; - верхнечетвертичный аллювиальный горизонт; - нижнечетвертичный (южно- воронежский) аллювиальный горизонт; - белогорский терригенный горизонт. Данный слой развит по всей моделируемой территории. Плановая неоднородность фильтрационных свойств первого слоя отражена в выделении 5 зон с коэффициентами фильтрации от 1 до 30 м/сут. Максимальные значения Кф приурочены к верхнечетвертичным аллювиальным отложениям, минимальные - к области развития южно-воронежского горизонта. 2 слой (N1lm) представлен глинами тамбовского возраста имеющими повсеместное распространение в центральной части модели. В пределах развития данного водоупора выделено две зоны с Кф - 0,1 и 0,5м/сут, которые отражают фациальную изменчивость отложений. Минимальное значение Кф приурочено к центральной части области развития тамбовских глин, максимальное - к южной и северной частям, где глины залегают в виде маломощных прослоев в толще песков. 3 слой (n1+k1а) включает в себя водоносные уваровско-тамбовский терригенный горизонт. Плановая фациальная неоднородность отложений реализована в выделении 5-ти зон с Кф от 5 до 40м/сут. Максимальные Кф приурочены к области развития переуглубленной части неогеновой палеодолины. По мере уменьшения мощности неогеновых отложений и, соответственно, увеличения мощности отложений апта альба, уменьшался и Кф. Первые три слоя модели объединены в единый комплекс и имеют общий статический уровень. 4 слой модели (K1a) представлен водоупорными глинами аптского возраста, распространенными практически по всей области моделирования, за исключением переуглубленной части неогеновой палеодолины (m=0м). По всей области развития аптского водоупора задан Кф = 0,01 м/сут. 5 слой модели ( K1v) представлен песчано-глинистыми отложениями валанжинского яруса. Данный слой развит на всей площади моделирования, минимальная мощность его отмечается в пределах переуглубленной части неогеновой палеодолины. В плане было выделено 4 зоны с коэффициентами фильтрации от 15 до 0,5м/сут. Максимальное значение КФ=15м/сут приурочено к участку разведки «Махровский». Минимальное значение приурочено к восточной части территории, к области погружения кровли девонских известняков, где происходит увеличение мощности валанжинских глин. 6 слой модели (D3) - представлен известняками целевого средне- верхнефаменского водоносного комплекса и развит по всей области моделирования. Вскрытая мощность отложений достигает 30м, однако результаты резистивиметрии показали, что мощность зоны наиболее активной трещиноватости не превышает 15 м и приурочена она к верхней части разреза. В связи с этим, мощность шестого слоя модели по всей территории была задана равной 15 м. Плановая фильтрационная неоднородность этого слоя была реализована в отношении нескольких зон с коэффициентами фильтрации от 0,1 до 75м/сут. Максимальные значения приурочены к переуглубленной части палеодолины. 4.5 Расчет эксплуатационных запасов месторождения подземных вод “Ростань” Учитывая сложные геолого-гидрогеологические условия участка работ, в ФГУП «Воронежгеология» прогнозная оценка эксплуатационных запасов месторождения “Ростань” была подсчитана методами математического моделирования. При разработке математической модели в разрезе выделялось четыре основных водоносных горизонта, причем с целью реализации ламкинского водоупора, в составе первого комплекса было выделено три слоя. Таким образом, в вертикальном разрезе моделируемой территории выделено 6 слоев. Проведённые расчёты подтвердили возможность отбора 44000м3/сут воды на участке «Ростань» из средне-верхнефаменского терригенно-карбонатного комплекса верхнего девона. Максимальное расчетное понижение по намечаемому к эксплуатации комплексу составляет 25,4м, по питающему - 23,7м (при допустимом понижении для питающего пласта - 42,9м). Ущерб поверхностному стоку p.p. Хопёр и Ворона не превысит 1,5% от минимального меженного их расхода Разработанная геофильтрационная модель района работ обладает достаточно большим запасом прочности, так как при решении прогнозных задач задано низкое значение гравитационной водоотдачи для первого модельного комплекса и не учитывается приток подземных вод поступающий с северо- восточной границы района. В силу сложности характера вычислений с использованием специализированных программных средств, автору данной курсовой работы не было возможности проверить точность результатов. Был выбран косвенный метод прогнозной оценки эксплуатационных запасов месторождения: путем пересчетов на основе более простой модели работы водозабора, абстрагируясь от тесной связи с уваровско-тамбовским водоносным комплексом, наличия напора в средне- верхнефаменском водоносном горизонте, а также различного дебита каждой из 14-ти скважин проектного водозабора. Во внимание принимались только основные гидродинамические параметры. Расчетные данные: H = 30 м (мощность безнапорного пласта); K = 75 м/сут (коэффициент фильтрации); Т = 957 м2/сут (коэффициент водопроводности); ay = 1,8*104 м2/сут (коэффициент уровнепроводности); n = 14 скважин (количество скважин в ряду); 2? = 461 м (ср. расстояние между скважинами); длина линейного ряда = 5950 м. Допустимое понижение Sдоп=15 м. Расчет производится по формуле: [pic], где: Qсум. – суммарный расход всех взаимодействующих скважин водозабора м3/сут. Q0 – дебит наиболее нагруженной скважины, работающей в центре водозабора, для которой определяется понижение уровня, м3/сут. Q1 …. Qn – дебиты скважин, вызывающих срезки, расположенных на расстоянии r1 …. Rn Rn – приведенный радиус водозабора, определенный по формуле Rn=1,5[pic], где t – расчетный срок эксплуатации водозабора = 10000 сут. Qсум принимаем равным 44000 м3/сут (заявленная потребность), тогда Q1 … Q2 == 3143 м3/сут. r0 = 0,2 м (скв. №7 – 56 р.э.); r1 = 337,5 м (скв. №8 – проектная); r2 = 675 м (скв. №9 – проектная); r3 = 1012,5 м (скв. №10 –проектная); r4 = 1350 м (скв. №11 – 55 р.э.); r5 = 2130 м (скв. №12 – проектная); r6 = 2910 м (скв. № 13 – проектная); r7 = 3700 м (скв. № 14 – 51 р.э.); r8 = 375 м (скв. № 6 – проектная); r9 = 750 м (скв. №5 - проектная); r10 = 1125 м (скв. № 4 – проектная); r11 = 1500 м (скв. №3 – 57 р.э.); r12 = 1875 м (скв. №2 –проектная); r13 = 2250 м (скв. №1 – проектная). Тогда: [pic] [pic]= 30 – 16 =14 м. Таким образом, было получено понижение, не превышающее допустимого. Заключение В результате произведенных исследований было установлено: 1. По качественным характеристикам воды средне-верхнефаменского водоносного комплекса удовлетворяют требованиям СаНПиН. 2. Количественные характеристики данного комплекса изучались с использованием схемы будущего водозабора из 14-ти скважин с совокупным дебитом 44000 м3/сут двумя методами: моделированием в программном комплексе MCG (создан в МГУ, кафедра гидрогеологии) и относительно простым схематичным методом оценки расчета водозаборных сооружений в однородном неограниченном пласте при постоянном дебите скважин. В первом случае, максимальное понижение составило 23 м при допустимых 42, во втором – 14 м при допустимых 15-ти. Учитывая несовершенство любой математической модели вследствие невозможности учесть все факторы, определяющие гидродинамику, задача подтверждения одних расчетов другими изначально не ставилась. Целью расчетов было показать, что максимальное понижение центральной скважины водозабора в обоих случаях окажется меньше допустимого, то есть водозабор с его экономико-технологическими характеристиками сможет без проблем функционировать заданное расчетами время (10000 суток). А, следовательно: 3. задача хозпитьевого водоснабжения г. Борисоглебска с потребностью 52000 м3/сут может быть решена в соответствии с планом за счет использования ресурсов месторождения «Ростань» (44000 м3/сут). Оставшиеся потребности могут быть удовлетворены водами неогеновых и четвертичных водоносных комплексов городского водозабора «Чигорак». ЛИТЕРАТУРА А. Опубликованная: 1. Боревский Б.В., Дробноход Н.И., Язвин Л.С. “Оценка запасов подземных вод”, Киев, Выща школа, 1989 г. – 407 с. 2. Климентов П.П., Кононов В.М. “Методика гидрогеологических исследований”, Москва, Высшая школа, 1989 г. – 448 с. 3. Мироненко В.А. “Динамика подземных вод”, Москва, Недра, 1983 г. – 357 с. 4. Плотников Н.И. “Поиски и разведка пресных подземных вод”, Москва, Недра, 1985 г. – 370 с. 5. Жернов И.Е. “Динамика подземных вод”, Киев, Вища школа, 1982 г. – 324 с. Б. Фондовая: 6. Заключение о результатах работ первой очереди I этапа по объекту «Изыскание дополнительных источников водоснабжения г. Борисоглебска Воронежской области на участке «Ростань»», г. Воронеж, 2001 г. ГРАФИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ: 1. Гидрогеологическая карта масштаба 1:50000, совмещенная с картой фактического материала; 2. Гидрогеологические разрезы по линиям I-I, II-II; 3. График колебания дебита и динамического уровня в скважине 56 р.э. и др. данные по скважине; 4. Иллюстрированное приложение работ на участке месторождения “Ростань”; 5. Моделирование работы проектного водозабора, использующего ресурсы средне-верхнефаменского водоносного комплекса; 6. Геологическая карта района работ масштаба 1:200000 с разрезом. |
ИНТЕРЕСНОЕ | |||
|