Проблемы гидрогеоэкологии. Том 2 - Мироненко В.А.
ISBN 5-7418-0123-4
Скачать (прямая ссылка):
ществляется под защитой колонны обсадных труб, которая извлекается по мере оборудования скважины пробоотборниками. Пластовая вода, поступающая в камеру через ее пористую перегородку и клапан, поднимается на поверхность под действием избыточного давления нагнетаемого инертного газа (например, азота).
Существует и другой вариант оснащения пункта гидрохимического контроля стационарными секционными пробоотборниками, приемлемый для пористых комплексов небольшой (до 10 м) мощности. Для получения гидрохимических проб с различных глубин используются короткие ("точечные") фильтры, жестко закрепленные на основной (несущей) трубе и соединенные тонкими металлическими трубками с устьем скважины (рис. 19.3); при этом фильтры могут фиксироваться на расстояниях друг от друга по вертикали, измеряемых всего лишь десятками сантиметров. Сама несущая труба оборудуется сетчатым фильтром и может использоваться для отбора усредненных проб и замера уровней. Вся конструкция помещается в породу под защитой обсадной трубы, которая впоследствии извлекается. Для дифференцированного поднятия проб на поверхность можно применять распределительное усройство, соединенное гибкими шлангами со всеми секциями.
Рис. 19.2. Конструкция секционного пробоотборника (а) и схема установки капсул в скважину(б): 1 — пластиковая стенка капсулы-коллектора; 2 — нейлоновые трубки; 3 — пористая мембрана секции; 4 — шариковый клапан; 5 — забой скважины; б — извлекаемые колонны обсадных труб; 7 — стенка скважины; 8 — пористая обсыпка; 9 — глинистые перемычки; 10 — пробоотборник.
а б
Рис, 19.3. Типовые конструкции секционных пьезометров с внутренней (а) и внешней (б) водоотборными трубками: 1 — полиэтиленовая трубка; 2 — несущая труба; 3 — пористая мембрана; 4 — герметичная пробка; 5 — металлическая трубка; 6 — фильтр для отбора усредненных проб; 7 — «точечный» сетчатый фильтр.
В последнее время все шире стали использоваться аналогичные стационарные секции, содержащие колонку грунта природного состава и состояния. Такая колонка, полученная из отобранного с определенной глубины образца грунта, помещается в капсулу, которая опускается в скважину на исходную глубину и оставляется там на длительный период. В дальнейшем капсула вновь поднимается на поверхность для всесторонних анализов грунта и внутрипоровой жидкости. Возможен также вариант периодического отбора раствора из капсулы без ее извлечения. Таким образом создаются уникальные возможности для изучения состояния грунта и содержащегося в нем подземного флюида в гидрогеохимической и биогеохимической обстановке, максимально приближенной к реальной.
Стационарные пробоотборники под дном технических водоемов. Они устанавливаются для контроля за изменениями в химиче-
273
ском составе воды, инфильтрующейся из бассейна промышленных стоков через донные отложения. При выборе конструкций наблюдательных систем (закладываемых до заполнения бассейна) необходимо учитывать возможность их эксплуатации в различных гидродинамических режимах нисходящей инфильтрации — не только при полном, но и при частичном водонасыщении порового пространства. В условиях полного водонасыщения для отбора проб могут быть рекомендованы либо секционные пьезометры, аналогичные по своим техническим характеристикам описанным выше, либо еще более простые системы автономных камер — коллекторов, располагаемых на различных глубинах. Представительность таких наблюдений определяется прежде всего надежностью изоляции (посредством цементации и глинизации) интервала отбора от прямой инфильтрации воды через зону, нарушенную при оборудовании контрольного пункта. Для отбора поровых вод из донных отложений, инфильтрация через которые происходит при неполном водонасыщении, могут применяться системы типа лизиметров, также этажно размещаемых под дном водоема. Конструкции подобных пробоотборников-лизиметров достаточно детально разработаны; высокая эффективность их внедрения подтверждается практикой исследований в зоне аэрации. Одна из типовых конструкций и схема установки представлены на рис, 19.4. Основным элементом является пористая керамическая чашка, через которую поровая влага поступает в герметичную капсулу в результате создаваемого в ней разрежения (порядка 1000 Па); последнее достигается при помощи вакуумного насоса, соединенного с камерой полиэтиленовой трубкой. После накопления необходимого объема пробы, вакуумная установка отключается, а собранная вода вытесняется на поверхность нагнетаемым в камеру воздухом (или инертным газом) через другую трубку. Для установки пробоотборника проходится шурф или скважина; на забое устраивается бентонитовая подушка для изоляции лизиметра снизу. Вокруг керамической чашки и несколько выше пространство заполняется тонким кварцевым порошком — для улучшения ее контакта с вмещающими породами. Выше лизиметра ствол скважины (шурф) на некотором интервале тампонируется бентонитовой смесью и заполняется экранирующими дно бассейна отложениями. В одной точке наблюдений могут быть расположены два-три лизиметра (один под другим).
