Оценка запасов подземных вод инфильтрационного водозабора - Кусковский В.С.
ISBN 5-7692-0490-7
Скачать (прямая ссылка):
В 1980 г. было выполнено математическое моделирование водозабора с целью переоценки эксплуатационных запасов подземных вод в связи с тем, что фактические возможности водозабора оказались ниже эксплуатационных запасов, утвержденных ГКЗ в 1962 г. В расчетах по оценке запасов, проведенных в 1962 г., не учитывалось фильтрационное сопротивление ложа водохранилища, характеризующее взаимосвязь поверхностных и подземных вод.
Численное моделирование 1980 г. включало в себя уточнение граничных условий и фильтрационных параметров, определение динамики значений фильтрационного сопротивления ложа водохранилища по имеющимся данным режимных наблюдений за 1963—1979 гг., прогнозирование производительности водозабора на последующие годы. В отчете 1980 г. [1] приведен обзор литературы по расчету и эксплуатации береговых инфильтрационных водозаборов, сооружаемых на берегах открытых водоемов.
При эксплуатации таких водозаборов уровни в скважинах снижаются до отметок, меньших уровня воды в водоеме. Это приводит к возникновению движения грунтовых вод от водоема к скважинам и одновременно к инфильтрации из водоема в грунт. Во всех случаях движение грунтовых
вод к водозаборным сооружениям происходит со стороны водоема с большими градиентами по сравнению с градиентами фильтрационного потока, поступающего со стороны коренного берега. В связи с этим приток искусственных грунтовых вод к береговому инфильтрационному водозабору всегда превышает приток естественных грунтовых вод. Благодаря интенсивному питанию со стороны водоема, береговые инфильтрационные водозаборы позволяют при прочих равных условиях обеспечить ббльшую производительность, чем водозаборы подземных вод обычного типа.
Важнейшей и специфической причиной недостаточной производительности береговых водозаборов являются в подавляющем большинстве случаев процессы заиливания и кольматации донных отложений при инфильтрации поверхностных вод в грунт [25, 26], протекающие более интенсивно на зарегулированных реках (водохранилищах).
В то же время отмечается, что «период от начала эксплуатации ин-фильтрационного водозабора до момента, когда кольматация начнет заметно сказываться на снижении его эксплуатационного дебита, зависит от литологического и гранулометрического состава русловых отложений; гидрологического режима реки; объема и состава твердого стока; величины перепада между горизонтом воды в реке и динамическим уровнем воды в скважинах водозабора; степени мутности воды в реке; объема воды, отбираемого водозабором, и может исчисляться многими годами и даже десятками лет» [27, 28].
Для крупных рек и водохранилищ характерно наличие гидравлической связи между водоемом и фильтрационным потоком, удобным способом учета влияния сопротивления ложа реки является сдвиг уреза на величину ДL. При этом участок водоносного пласта длиной АХ й водопроводи-мостыо М должен быть эквивалентен фильтрационному сопротивлению ложа реки, а на контуре водоема задается граничное условие 3-го рода [14, 15].
Область моделирования фильтрации показана на рис. 21. Область включает в себя отложения 3-й и 4-й террас р. Оби (см. рис. 3). Граница области состоит из следующих участков. Участок AF является контуром уреза водохранилища, AM — граница отложений 2-й террасы р. Оби, Ж — граница отложений 4-й террасы р. Оби, участок ML находится на значительном удалении от линии водозабора (более 3 км), влияние которого здесь практически не сказывается, участок FH является линией тока.
В гл. 1 подробно описаны гидрогеологические условия исследуемой территории. Подземные воды на участке водозабора приурочены к трещиноватой зоне пород палеозоя, пескам и песчано-гравийным отложениям террас р. Оби. Гидравлически они представляют единый водоносный комплекс с одним режимом и одинаковыми условиями формирования.
В пределах 3-й террасы (участок Б) воды безнапорные, а на 4-й террасе имеют напор, равный 8—12 м.
Водообильность трещиноватых пород низкая. Их коэффициент фильтрации по данным опытных откачек равен 1—2 м/сут и лишь в единичных случаях достигает 10 м/сут. При суммарном опробовании вскрытого скважинами комплекса коэффициенты фильтрации, полученные в процессе поисково-разведочных работ, изменялись от 4 до 60 м/сут и в среднем со-
О 500 1000 1500 2000 2500 х, м
Рис. 21. Разностная сетка с эксплуатационными скважинами.
ставили 15—16 м/сут. С использованием этих данных была составлена карата коэффициента водопроводимости эксплуатационного водоносного горизонта. Согласно карте коэффициент водопроводимости песчано-гравий-но-галечниковых отложений изменяется от 550 до 150 м2/сут, а за границей распространения этих отложений средний коэффициент водопроводимости отложений Приобского плато принят одинаковым — 20 м2/сут.
Для уточнения граничных условий летом 1979 г. было пробурено дополнительно к существующим наблюдательным скважинам еще три: 38а, 12а и 55а. Скважина 38а располагалась практически на урезе водохранилища. Абсолютная отметка уровня воды в ней оказалась равной 106 м при
