Предпочтение всегда следует отдавать горизонтальному дренажу как наиболее удобному и экономичному при эксплуатации.

Гидрогеологические расчеты включают в себя определение притока воды, положения сниженных уровней, времени достижения требуемых понижений на дренируемой территории, в том числе в самих дренах, а иногда междренных расстояний.

Во многих случаях междренные расстояния выбираются исходя из технических возможностей прокладки дрен, тогда возникает задача о величине необходимого понижения в них, т.е. заглубления дрен.

Для подтопленных территорий наиболее характерно двухслойное строение водоносных пластов, нижний слой которых обладает большей проницаемостью, чем верхний. Свободная поверхность грунтовых вод обычно располагается в пределах верхнего слоя, мощность которого, как правило, достаточно велика (до 10 - 15 м и более). В отдельных случаях могут быть выделены и пласты с напорным питанием, однако такие схемы не типичны и в практике дренирования сравнительно редко представляют практический интерес.

При гидрогеологических расчетах дренажных систем учитываются строение водоносных горизонтов и характер их границ, условия естественного и техногенного (дополнительного) питания и дренирования подземных вод, а также степень гидродинамического несовершенства дренажных сооружений.

Особое внимание необходимо уделять дополнительному инфильтрационному питанию грунтовых вод. Интенсивность этого питания w достаточно велика и на отдельных участках достигает 10^-2 м/сут, в среднем же колеблется в пределах 5 · 10^-3 - 5 · 10^-4 м/сут, существенно увеличиваясь в период весеннего снеготаяния.

Горизонтальный дренаж в подавляющем большинстве случаев является самотечным, в дренах в процессе их эксплуатации поддерживается постоянный уровень воды, поэтому расчетные зависимости должны удовлетворять этому условию.

Вертикальный дренаж может работать как в режиме постоянного уровня воды в скважинах, так и при постоянном притоне. Режим работы скважин определяется проницаемостью грунтов. В хорошо проницаемых пластах водопонизительные скважины чаше всего в начальные промежутки времени работают при режиме постоянного притока, определяемого производительностью насосного оборудования. В слабопроницаемых грунтах и при самоизливе скважины работают в режиме постоянного уровня воды.

Если дренажная водопонизительная скважина прорезает несколько водоносных горизонтов, то при необходимости фильтры следует предусматривать в пределах каждого из них.

Комбинированные дренажи надлежит применять в случае двухслойного водоносного пласта при слабопроницаемом верхнем слое и избыточном напоре в нижнем или же с боковым притоком грунтовых вод. Горизонтальную дрену следует закладывать в верхнем, а самоизливающиеся скважины - в нижнем слое.

Горизонтальные и вертикальные дрены необходимо располагать в плане на расстоянии не менее 3 м друг от друга и соединять патрубками. В случае дренажных галерей устья скважин следует выводить в ниши, устраиваемые в галереях.

11. Схема полигонов закачки промстоков. Задачи гидрогеологического обоснования проведения закачки промстоков: приемистость скважин, распространение промстоков в пласте-коллекторе с учетом перетекания в пласте-покрышке.

ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ НА ПОЛИГОНАХ ЗАКАЧКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД РД 51-31323949-48-2000 ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ПОЛИГОНАХ ЗАКАЧКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

При закачке сточных вод в водоносные пласты-коллекторы должны решаться три вида задач:

· обеспечение подачи требуемого объема закачиваемых сточных вод (приемистость скважин) в пласт-коллектор;

· оценка изолированности пласта-коллектора при возможном перетекании сточных вод в соседние (особенно, вышележащие) водоносные горизонты;

· оценка распространения сточных вод в пласте-коллекторе для обоснования управляемого загрязнения подземных вод.

Применительно к решению этих задач должны устанавливаться необходимые гидрогеодинамические параметры, для определения которых проводятся опытно-фильтрационные и опытно-миграционные работы.

Опытно-фильтрационные работы (ОФР) проводятся для установления геофильтрационных параметров водоносных пластов-коллекторов, обусловливающих приемистость скважин, а также разделяющих (покрывающих) пластов, определяющих степень изолированности коллекторов от соседних (главным образом, вышерасположенных) водоносных пластов.

При гидрогеологическом обосновании объектов закачки сточных вод в горизонты подземных вод необходимо определять параметры водоносных пластов: проводимость Т, упругую емкость m* и расчетный радиус скважины г_с, характеризующий величину «скин-эффекта». Эти параметры используются в дальнейшем для прогнозирования приемистости скважин и размеров воронки депрессии.

учитывая высокую стоимость строительства ГГ скв в глубоких водоносных пластах, целесообразно тщательно оценить возможности использования для этой цели одиночных опробований с интерпретацией данных нестационарного режима.

При опробовании одиночных скважин в глубоких водоносных горизонтах наиболее приемлемыми для обработки являются данные восстановления напоров после предварительного опробования (откачки или налива) с постоянным объемом Q.

Используется схема изолированного напорного пласта, применительно к которой удобно проводить обработку данных восстановления напора S* в центральной скважине,

S*=

где t и t₀ - значения времени восстановления напора и первоначального опробования.

Обработка данных опробования проводится способом «прямой линии» с построением диагностического граф в коор S*, lgt*, и т о находятся значения Т, m*, .

Следует подчеркнуть особую значимость требования точности проведения таких опытных опробований, проводимых на опытной скважине, оборудованной расходомерами, водомерами и измерителями уровней с автоматической фиксацией замеряемых характеристик.

Особое значение имеет оценка величины Q-H °, связь которой с расходом закачки устанавливается по данным специальных опробований.

Характер этой связи обусловливается двумя процессами. С одной стороны, при увеличении давления воды в пласте происходят деформации в виде разуплотнения вплоть до формирования гидроразрыва пласта, при котором резко увеличивается приемистость скважин. С другой стороны, при закачке «чужеродной» жидкости, нередко содержащей гелеобразные и механические взвеси, может происходить процесс кольматации прискважинной зоны, приводящий к значительному сокращению ее проницаемости.

Особые опробования проводятся для выявления зависимости приемистости скважин от объема налива, причем такие опробования следует по возможности проводить с водным раствором, близким по составу к сточным водам.

Определение перетекания через пласты-покрышки по распределению температуры и минерализации в разделяющем пласте. Предлагается определять скорость фильтрации в разделяющем пласте по данным естественного распределения температуры по его глубине. Однако имеются существенные ограничения: уверенная интерпретация таких данных может осуществляться только при сравнительно высоких скоростях фильтрации в разделяющем пласте (не ниже, 10³м/сут); данные характеризуют лишь весьма локальную зону вокруг термометрической скважины

О пределение коэффициента фильтрации разделяющего пласта по данным опытных откачек является наиболее надежным.

Куст опытной откачки (закачки) должен включать две-три наблюдательные скважины, располагаемые на различных расстояниях (ориентировочно 200-1000 м от центральной). Такая откачка должна быть достаточно длительной, чтобы в характере временного прослеживания понижения уровней воды достаточно отчетливо проявилось влияние перетекания. Для выделения рабочих интервалов закачки и оценки их относительной проницаемости следует проводить динамическую расходометрию скважин, а при существенно различных напорах в отдельных пластах желательно проводить опробование в каждом из выделенных пластов с пакерной изоляцией их.

На крупных объектах закачки СВ, где предполагается устройство группы взаимодействующих скважин, целесообразно проводить кустовые опробования (наливы или откачки), используя эксплуатационные скважины. Задачей таких опробований является уточнение определения проводимости коллектора и сопротивления прискважинной зоны с учетом неоднородности и гетерогенности пласта, включая характеристики зон тектонических нарушений.

Гидродинамические расчеты при подземном захоронении сточных вод направлены на прогнозирование двух основных показателей: распространения (растекания) захороняемых вод в недрах;увеличения пластового давления в поглощающем горизонте вследствие закачки сточных вод.

Первый показатель определяет границы горного отвода, размеры и конфигурацию подземного хранилища сточных вод. Второй дает представление о том, насколько может увеличиться пластовое давление в поглощающем горизонте от закачки в него сточных вод, что позволит сопоставить эти значения с удерживающей способностью покрышки и герметичностью конструкции скважины.