Общая схема и структура курсового проекта

Предлагаемая структура проекта ориентирована на наиболее рас­пространенную тематику, связанную с поисками и разведкой пресных вод для водоснабжения. В то же время она, в некоторой степени, учи­тывает специфику поисков и разведки минеральных и термальных вод, а в отдельных случаях и промышленных. Это связано с тем, что дей­ствующая в настоящее время «Классификация эксплуатационных запа­сов и прогнозных ресурсов подземных вод» устанавливает единые для перечисленных типов подземных вод принципу подсчета запасов.

Текстовая часть проекта включает в себя разделы: введение, общая часть, специальная часть, проект гидрогеологических исследова­ний и заключение.

Во введении указывается цель проектируемых работ и заявленная потребность в воде, формулируются задачи исследований, характеризу­ются материалы, на основе которых составляется проект с указанием стадии уже выполненных изысканий.

Выполняемый курсовой проект должен быть ориентирован на рабо­ты последующей стадии или подстадии.

В курсе «Поиски и разведка подземных вод», как указывалось вы­ше, вода рассматривается в качестве полезного ископаемого, т.е. объектом изучения являются месторождения подземных вод. Однако, учи­тывая понятие о месторождении, его наличие выявляется в процессе определенного этапа изучения гидрогеологических условий. В начале изысканий еще не ясно, будет ли в пределах исследуемого района вы­явлена площадь, которую можно отнести к месторождению, так как не всякое наличие подземных вод в недрах им является. Принято, что под месторождением подземных вод подразумевается такая часть площади распространения водоносных горизонтов или комплексов, в пределах которой под влиянием естественных или искусственных факторов созда­ются благоприятные условия по сравнению с окружающими площадями для отбора подземных вод в количестве достаточном для целесообраз­ного их использования в народном хозяйстве. Часть месторождения, где производится эксплуатация подземных вод, называется эксплуата­ционным участком или участком водозабора.

Исследования подземных вод проводятся в определенной последо­вательности (стадийности).

Региональные гидрогеологические исследования куда входит гидрогеологическая съемка, представляющая со­бой основной вид государственного картирования территории. В про­цессе съемки проводится расчленение разреза на водоносные, спора­дически обводненные, водоупорные, проницаемые, но безводные толщи; дается характеристика выделенных водоносных горизонтов и комплексов, водоупоров и зоны аэрации; изучается режим подземных вод, выясняют­ся условия формирования подземных вод, оцениваются естественные и прогнозные эксплуатационные, ресурсы подъемных вод и др.

Поисково-оценочная стадия Ее цель - выяв­ление водоносных горизонтов и участков для постановки разведочных работ и ориентировочной оценки эксплуатационных запасов подземных вод (категория С₂, в некоторых случаях С₁). В результате общих поисков осуществляется региональная оценка эксплуатационных запа­сов подземных вод. Детальные поиски позволяют изучить качество под­земных вод, экономическую целесообразность их использования, выя­вить месторождение подземных вод и водоносные горизонты, и участки для последующей разведки.

Разведочная стадия, куда входят предварительная, детальная и эксплуатационная разведки. Предварительная разведка предназначена для изучения геолого-структурных, гидродинамических и гидрохимических особенностей мес­торождения (участка). На этой стадии оцениваются основные источни­ки формирования эксплуатационных запасов, выбираются и обосновыва­ются участки для проведения детальной разведки. Эксплуатационные запасы подземных вод оцениваются по категории С₁ (нередко по кате­гориям А и В).

Детальная разведка позволяет получить данные для обоснования проекта строительства или расширения водозабора. Она может вклю­чать разведку нового или доразведку эксплуатируемого месторожде­ния. По результатам детальной разведки эксплуатационные запасы оце­ниваются по категориям А, В и С₁ в требуемых инструкцией соотноше­ниях, зависящих от сложности гидрогеологических и гидрохимических условий.

Эксплуатационная разведка включает надзор за строительством и эксплуатацией водозаборных сооружений, переоценку эксплуатаци­онных запасов подземных вод, перевод их в более высшей категории, корректировку проектов эксплуатации водозабора, охрану подземных вод от загрязнения.

Указав стадию, проектируемых исследований, приступают к сос­тавлению общей части проекта.

В общей части курсового проекта указывается местоположение месторождения (участка), приводятся административное положение, краткая физико-географическая характеристика, климат и орогидрография, геологическое строение и гидрогеологические условия место­рождения района поисков, сведения по действующим в районе водо­заборам. Кроме того, дается оценка степени его гидрогеологической изученности.

При описании геологического строения и гидрогеологических ус­ловий указывается возраст пород, их взаимоотношение, мощности, глубины залегания, литологический состав, основные элементы текто­ники, приводится характеристика условий залегания и распространения всех вскрытых водоносных горизонтов, сопоставляются уровни и напоры подземных вод. Основное внимание уделяется оцениваемому во­доносному горизонту. Характеризуется трещиноватость пород, положе­ние свободной (пьезометрической) поверхности, связь подземных вод с Другими водоносными горизонтами и поверхностными водами, питание и разгрузка в естественных условиях. Приводится качественная характе­ристика подземных вод, рассматриваются анализы, пределы колебания общей минерализации, содержание компонентов, сопоставление с ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» или требованиями потребителя, данные по фор­мированию солевого состава и прогноз возможных изменений качества при эксплуатации. Указываются значения коэффициентов фильтрации, водопроводимости, пьезо- или уровнепроводности.

Содержание специальной части в значительной степени определя­ется конкретными задачами проекта.

В этом разделе вначале приводится характеристика видов, объе­мов и методики ранее выполненных работ, а затем анализируются их результаты. Здесь должны быть приведет результаты опытных работ в скважинах - фактические дебита и понижения, зависимость между дебитами и понижениями (в случае откачек при нескольких режимах водоотбора), удельные дебиты, устойчивость дебитов во времени, ра­диусы влияния, взаимодействие скважин. Рассчитываются коэффициен­ты фильтрации, водопроводимости, пьезо- и уровнепроводимости, ре­зультаты гидрогеологических исследований и др. Далее необходимо обосновать, к какому генетическому типу относится изучаемое место­рождение. Типы применительно к месторождениям подземных вод, при­годных для питьевого и хозяйственного водоснабжения, приведены в рабочей программе. Для минеральных, промышленных и термальных вод типизация несколько иная. Она учитывает, главным образом, геолого-структурные особенности их залегания, которые, как пра­вило, приурочены к глубоким, частям артезианских бассейнов. Основ­ную роль на большинстве из них при формировании эксплуатационных запасов играют упругие запасы. Особая роль принадлежит составу и температуре подземных вод, которые должны отвечать определенным требованиям (кондициям).

Важное значение при выборе участка для проектируемых иссле­дований имеют условия распространения водоносных горизонтов, глу­бина залегания, условия питания и разгрузки, фильтрационные свойства коллекторов, качество подземных вод, близость к водопотребителю и др. Анализ этих факторов позволяет выбрать участок наиболее благоприятный для последующих изысканий и оценить сложность геоло­гического строения, степень неоднородности фильтрационных свойств водовмещающих пород и изменчивость гидрохимических характеристик водоносных горизонтов, установив принадлежность месторождения к той или иной группе сложности (простые, сложные и очень сложные).

Стадия изыскания, тип месторождения и сложность гидрогеологи­ческих условий определяют выбор метода подсчета эксплуатационных запасов подземных вод. Целесообразность предварительного подсчета эксплуатационных запасов связана с доследующим определением необхо­димого количества проектируемых скважин и их размещением на разведуемом участке.

Как известно, эксплуатационные запасы - это количество воды (м³/сут), которое можно получить рациональными в технико-экономи­ческом отношении водозаборными сооружениями при заданном режиме водоотбора и при качестве воды, удовлетворяющем потребителя в течение всего расчетного срока эксплуатации. Они могут быть подсчитаны гид­родинамическим, гидравлическим, балансовым методами и по аналогии. Наиболее распространенными методами являются гидродинамический (при­меняется, как правило, в простых и нередко в сложных условиях) и гидравлический (в сложных и очень сложных условиях). Оба метода часто используются совместно. Балансовый и метод аналогии использую­тся на ранних стадиях изысканий или как вспомогательные при гидродинамическом и гидравлическом методах.

Оценка эксплуатационных запасов гидродинамическим методом пре­дусматривает насчет водозаборного сооружения при принятых началь­ных и граничных условиях и параметрах водоносного горизонта в пре­делах рассматриваемой области фильтрации (аналитически с использо­ванием соответствующих формул или при помощи математического моде­лирования).

Гидравлический метод - основан на выявлении эмпирических (опыт­ных) зависимостей понижения уровня подземных вод в скважинах во времени при заданном дебите скважин и доказательстве, что это по­нижение не превысит допустимой величины.

Существенное значение имеет выявление в процессе изысканий источников, за счет которых обеспечивается извлечение эксплуатаци­онных запасов подземных вод. К ним относятся естественные и искус­ственные запасы, естественные и искусственные ресурсы, а также при­влекаемые ресурсы.

По Л.С.Язвину, естественные запасы - это объем (м³) гравитаци­онной воды в пласте в естественных условиях. Часть объема воды, вы­деляемая при снижении давления за счет упругого расширения воды и сжатия породы, называется упругими запасами,

Естественные ресурсы - это количество воды (м³/сут), поступа­ющее в водоносный горизонт в естественных условиях в результате ин­фильтрации атмосферных осадков, фильтрации из водотоков и водоемов перетекания из смежных водоносных горизонтов, территорий.

Искусственные запасы - объем (м³) подземных вод в пласте, на­копившихся в результате искусственного восполнения, орошения, под­пора водохранилищами.

Искусственные ресурсы - количество воды (м³/сут), поступающее в водоносный горизонт в результате фильтрации из каналов, водохра­нилищ, при орошении и др.

Привлекаемые ресурсы - это количество воды (м³/сут), получае­мое при увеличении питания подземных вод при эксплуатации водоза­боров в связи с возникновением или усилением фильтрации из рек, озер, перетеканием из смежных водоносных горизонтов.

Роль отдельных видов запасов и ресурсов в формировании эксп­луатационных запасов подземных вод, зависящих от конкретных гидро­геологических условий, и должна быть установлена в процессе проек­тируемых изысканий.

При составлении курсовых проектов по тематике, связанной с изучением гидрогеологических исследований месторождений полезных ископаемых, также должна быть выявлена степень сложности гидрогеологических условий, что предопределяет метод оценки водопритоков в горные выработки и объемы проектируемых исследований.

Классификацией эксплуатационных запасов и прогнозных ресур­сов подземные вод предусматривается их разделение в зависимо­сти от степени изученности, качества воды и условий водоотбора на пять категорий - А, В, С₁, С₂ и Р. По народнохозяйственному значе­нию эксплуатационные запасы подразделяются на балансовые (исполь­зование которых в настоящее время экономически целесообразно) и забалансовые, использование которых в настоящее время экономически нецелесообразно и технологически невозможно).

В соответствии с требованиями классификации к категории А отно­сятся запасы, изученные с детальностью, позволяющей надежно прогно­зировать их количество, качество и условия водоотбора. К категории В следует относить запасы, изученность которых позволяет при надеж­ной оценке их количества дать приближенный прогноз возможных измене­ний их качества и условий водоотбора. К категории С₁ относятся запа­сы, изученные с детальностью, позволяющей приближенно оценить их ко­личество, качество и условия водоотбора за расчетный срок эксплуата­ции месторождения. Запасы категории С₂ устанавливаются на основании общих геолого-гидрогеологических данных, позволяющих ориентировоч­но оценивать количество и качество в пределах благоприятных гидро­геологических условий без обоснования реальных условий эксплуата­ции. Прогнозные ресурсы (категория Р) учитывают возможность обнару­жения новых месторождений, предполагаемый масштаб которых основыва­ется на общих гидрогеологических представлениях, теоретических пред­посылках и на результатах проведения в районе геологического и гид­рогеологического картирования геофизических, гидрогеохимических и других видов исследований.

Балансовые эксплуатационные запасы подземных вод, используе­мые для проектирования новых и реконструкции действующих водозабо­ров, должны иметь следующие соотношения различных категорий (таб­лица). Указанные соотношения запасов должны быть достигнуты на участках водозаборов, намечаемых к строительству для удовлетворе­ния потребности в воде.

Отнесение запасов к той или иной категории при условии выпол­нения соответствующих требований регламентируется инструкциями по применению классификации эксплуатационных запасов для питьевых, минеральных, теплоэнергетических или промышленных вод. Так, для

подземных питьевых вод запасы категории А подсчитываются по расчет­ному дебиту опробованных и смежных с ними проектных скважин на де­тально разведанных месторождениях 1-й группы и по расчетному деби­ту опробованных скважин на месторождениях 2-й группы. На месторож­дениях 3-й группы к категории А относится только фактический дебит скважин, одновременно опробованных опытно-эксплуатационными откач­ками.

Запасы категории В подсчитываются на детально разведанных мес­торождениях по расчетному дебиту проектных скважин: для 1-й груп­пы - по скважинам, удаленным на двухкратное расстояние от опробо­ванных, для 2-й группы - по скважинам смежным с опробованными, а для 3-й группы - по фактическому дебиту скважин при подтверждении возможности его получения на расчетный срок эксплуатации.-

Запасы категории С₁ подсчитываются по расчетной производитель­ности водозаборов на месторождениях 1-й и 2-й групп (за вычетом запасов категорий А и В) или определенной по ограниченному объему данных опробования. Для 3-й группы подсчет может быть произведен по расчетному дебиту опробованных скважин в пределах приближенно установленной обеспеченности. Категории С₂ и Р оцениваются по ог­раниченному количеству донных или по аналогии.

Для месторождений минеральных, теплоэнергетических и промыш­ленных вод перечисленные условия для подсчета запасов в целом сохраняются. Однако повышенные требования предъявляются к длитель­ности опытных работ и, особенно, к сохранению качества воды. Для ря­да месторождений требуется предварительное рассмотрение так назы­ваемых кондиций-условий, при которых рентабельна их эксплуатация.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: