Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Исследование гидрохимической инерционности скважин при изучении параметров миграции в пористых грунтах

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Исследование гидрохимической инерционности скважин при изучении параметров миграции в пористых грунтах"

2 2 0 5 9 §

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ~~

«УЗ БЕ КГ ИД РО ГЕОЛОГИЯ»

ИНСТИТУТ ГИДРОГЕОЛОГИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИ им. О. К. ЛАЯГЕ

На правах рукописи УДК 556.388.001.57.

РАХМЕДОВ ИСОХУЖ А ИБРАГИМОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОХИМИЧЕСКОЙ

ИНЕРЦИОННОСТИ СКВАЖИН ПРИ ИЗУЧЕНИИ ПАРАМЕТРОВ МИГРАЦИИ В ПОРИСТЫХ ГРУНТАХ

04.00.06 — гидрогеология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолсго-минералогичсских наук

Ташкент — 1990

Работа выполнена к Институте гидрогеологии и инженер-, ней геологии (Гидроиигео) им. О. К. Ланге.

Научный руководитель: доктор геолсго-мпнералогическпх

паук, профессор САМОЙЛЕМКО В. Г.

Официальные оппоненты: доктор гсолсго-мннералогическик

паук, академик АН УзССР, профессор

СУЛТАНХОДЖАЕВ А. И.

кандидат геолого-минералогических паук- старший научный сотрудник ЕНИКЕЕВ Н. И.

Ведущая организация: кафедра гидрологии и гидрогеологи:.! Ташкентского института инженеров ирригации и механизации грпьского хозяйства.

Защита состоится « € » Ы«>и$ '990 г. в_

часов па заседании специализированного совета Д. 071.01.01 при Институте гидрогеологии и инженерной геологии ПО «Узбекгидрогеслогия» по адресу: 700041, Ташкент, ул. Морозова, 64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института Гидроиигео.

Автореферат разослан « ^ » _1990 г-

Ученый секретарь Специализированного совета

Р. А. ЯКУБОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Эффективность решения проблей охрани Подземных под от язнення, управлении их качество«, добычи полезных иско-:нх методом подземного выщелачивания и др. определяйте зависят от достоверности расчетных параметров, наиболее значимы из которых т.н. миграционные, управляюцио масоопереносоц в подземной гидросфере л характеризующие проявление и интенсивность загрязнения и самоочищения подземных вод - активная Па и элективная Пз пористость водовмещающей среди, козф-. фициенты распределения Ji загрязнителя между твердой а гид-кой фазами грунта, его гидродисперсии J) , скорости деструк-• ции (распада) f и пр.

Определение миграционных параметров базируется на интерпретации результатов пространственно-временного прослеживания динамики концетрации мигрирующих в Пластовых водах примесей-индикаторов. Достоверность оцениваемых параметров, ошибки их расчетных значений зависят от надежности фиксирования динамики концентрации во времени C(t) , а опыт показывает, что ошибки хакоИ фиксации чаще всего связаны с явлением т»н. "гидрохимической инерционности" наблюдательных скваяин (ГНС). Суть этого явления в тон, что при нестационарной гидрохимическом реяцмо наблюдаемые в скваяинах изменения концентрация индикатора отстапт от реальных изменений, происходящих а пластовой воде в точках их заложения.

При опытно-миграционных работах (ОМР) и наблюдениях (ОМН) динамика C(t) фиксируется именно скважинами.и явления ГИС су-пественио сказываются на достоверности получаемых результатов, служат причиной оиибок миграционных параметров и снижения гф-фоктивности обосновываемых иии мероприятий. Поэтому повииенио достоверности оцонки миграционных параметров при ОМР и ОМН за счет минимизации ГИС представляется несомненно актуальный.

Целью работы являлась - разработка способов уменьшении (при строительстве и эксплуатации) и приемы количественного учета (при обработке материалов наблюдений) гидрохимической инерционности енвалнн для обеспечения необходимой точности оценок миграционных параметров и, тем самым, повнпсиия эффективности обосновываемых гидрохимическими расчетами водоохранных, мелиоративных и прочих мероприятий.

Основной задаче!! исследований била экспериментальная

hi ЗТсКА

iccepTai

ipTai?^1' -ITOl

расшифровка количественной значимости факторов формирования гидрохимической инерционности сквааин.

Методикой исследований были выбрани лабораторный эксперименты на физических моделях. Для обработки и анализа экспериментальной информации использовался аппарат математической статистики, в том числе т стандартные программы ЭВМ; целесообразность учета ГИС и количественная роль факторов ее формирования исследовались численниш1 анализами, а натурная проверка и апробация выводов проводилась в ходе полевых опытов и наблюдении.

Научная новизна работы усматривается в том, что б ней впервые:

1) проведена экспериментальная количественная расшифровка факторов формирования гидрохимической инерционности, позволившая дополнить применяемые модели ГНС с учетом роли конструктивных элементов сквакан, спорости миграции индикатора, их состава и материала обсадных труб;

2) выявлена неконстантность во времена ранее применявшегося коэффициента охносптсл^игй ннерционн^пти аЬ и показано, что абсолютное запаздывание гидрохимической реакции сквагин ¿¿1 является специфической характеристикой каждой из них в' условиях опыта.

3) обоснованы рекомендации по минимизации проявлений ГйС при проведении ОШ? и ОМН." .

Практическая значимость работы - в обосновании рекомендаций по оптимизации конструкций сквакин и способам учета их гидрохимической инерционности при опытно-миграционных работах ц наблюдениях на водозаборах, мелиоративных объектах, при мониторинге загрязнения и самоочищения подземных вод.

Апробация работы. Основные полонения работы опубликованы в 5 статьях, додомкы в научной семинаре "Теоретические основы и иойодика гидрогеологического прогноза загрязнения подземных вод", 1987 г., Москва, на I Всесоюзном съезде инаене-ров-геологов и геокриологов, Киев, 1988 г., на заседаниях лаборатории математического моделирования Гидрокнгео.

Работа опробовалась на заседаниях кафедра "Гидрогеология '¡{ шггеиеряая геология" Та^Г У, в проблемной лаборатории фильтрации, в огделе "Ресурсы и охрана подземных вод" Гидроингео, на НТО Ферганской гидрогеологической вкспадйцил.

Структура и объем работ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и ракоиендаций, оодэр-siîi список литературы из 96 наименований, 58 рисунков, 17 таблиц, объам тэиота /&о стр.

Автор выракает искреннюю благодарность научноцу руководителю, профессору Самойленко В.Г., а также всей, принявший участие в работе - совею», активной помощью, друяеокой критикой - профессору Хасанову А. доценгаи Нагевичу П.П., Та-хирову Н.Т,, к.г.-м.н. Инамову Э.И., Арипову С.А., Хабибул-лаеву ИД., Сергееву В.В., сотрудникам Приташкентской и Ферганской гидрогеологических экспедиций.

СОДЕРЖАНИЕ FABOTU

Методические приемы оценки миграционных параметров основаны па анализе прослеживаешь по наблюдательниц скважинам так называемых "индикаторных кривых" - динамики изменения во вреивин концентрации индикатора (загрязнявшего вещества) в водах енваяшш.

Неизбежность погрешностей в фиксировании индикаторной волны, по иашии опытным и натурным данный, достигающих ОД^ к более, предопределена явленной т.н. гидрохимической инерционности наблюдательных скважин. Суть этого явления - в запаздывании изменений концентраций индикатора в воде скваяины относительно ПХ Д1ПШ1/ИШ! в пластовой водо профилмровой эозн. Учесть такое запаздывание мегшо вводом поправочного коэМ'И.цк-еита к изученной динамичности концентрация в ее воде екглкшш п используя для оценки параметров такие пересчитанные индикаторные кривые Cr(t)l JL(dCc/dt) = dCr/dt '

Анализ влияния ГИС на погрешности миграционных параметров показывает, что в оценках гидродиоперсии .оно хотя я кзпео значимо, чем в оценках активной (эффективной) пористости грунтов, по достаточно велико, чтобы констатировать пообходг.аоотт, его практического учета при миграционных исследованиях.

Руководствуясь, преимущественно априорными представлениями о природе формирования гидрохимической инерционности скваяин, В.А.Мироненко, В.Г.Румыния, В.."..Учаев (1980 г.) предложили проступ - в сравнении с более ранними рскснеидация-ни Илина и Чураепп ( 1973 ) - модель коэффициента гидрохшш-

ческой инерционности

Л* , (I)

1>до коа^шциоитси иснакеимя потока на входе в окьи«:шо' ч учитывается ее гидродинамическое несоиерцепство, кольматацин прискважшшой зоны; отноиение Л/п* определяет способность содержащейся в зоне фильтра води раао'аьлить ноет}«акции в него раствори; расстояние скважины от источники заерпэнения , по мысли авторов, характеризует степень выравнивания различий в концентрации пластовой и ьнутриоквакиниой води.

Модель (I) так и не'нашла ьирокого применения в практика нелепых работ и нет даке публикаций о ее экспериментальной проверке. Соискатель поставил перед собой задачу такой проверни, экспериментальной расшифровки количественной значимости факторов формирования гидрохимической инерционности скважин, поскольку ¡шели место сомнения в полноте и объективности учета этих факторов моделью. В частности, далеко не очевидна роль расстояния от источника загрязнения; неиалошаыпу ирод- . ставлялись соотношения длини фильтра £<р как приемника растворов и глухой водозапелпенной части обсадных труб ¿с , куда (под влиянием диффузии, тепловой, плотностной конвенции и других движителей) перемещается из фильтра индикатора,способствуя росту ГИС; а также скорость миграции, увеличание которой способствует контрастности Сг и Сс и может да:;е приводить к нивелировке амплитуд последней. В (I) не учтены такье влияние концентрации индикатора в мигрирующих растворах и, главное, роль его сорбции обсадными трубами.

Для расшифровки многофакторного процессь основным методом исследований были выбраны лабораторные эксперименты на физических моделях, что с меньшей трудоемкостью могло обеспечить необходимую большую иовторность опытов, целенаправленное варьирование или заданное сохранение постоянства численных значений изучаемых факторов.

Всего было выполнено 90 опытов и в каждом из них сняты индикаторные кривые по 3-8 модельным скважинам и 1-4 датчикам концентрации в пластовой воде. Обработка такого объема информации даже упрощенным методом характерных концентраций потребовала привлечения вычислительной техники, а ее статистический анализ выполнялся на базе стандартных программ ЭВ:.5.

Половинп экспериментов (^7 опытов) выполнена на малой миграционной модели (рисЛ). Это - короб длиной I, шириной 0,25 и глубиной 0,'t метра, разделенный на три сектора, верхний из которых предназначался дли подачи води и запуска индикаторов, а нижний - для их отвода и бил приспособлен для регулирования расхода потока. Средний отсек длиной 0,67 м. был равномерно заполнен однородным песком и на расстоянии 0,'t't м от границ» с верхним в его дн'шцо оборудовались гнезда для кропления планово меняет« моделей сква.пш, В скважинах и в грунте мс.тду ними устанавливались кондуктометрические датчики (КД), индицирующие динамику концентрации мигрирующих растворив в сква'пшах Сс(1) и пласте СГ(Р .

В 20 опытах (№ 'й-63.) изучалась влияние диаметра наблюдательна* сквзяин d и длин» их фильтра ¿<р . В опытах ,'i.V. <й-52 при d =15 ми наблюдения параллельно проводились по четырем скважинам с ^,-5,10,15 и НО см, установленном так, чтобы середина их фильтров была на одной глубине 20 см ст дни.

глубина скважин и стслб води и них ( Lc-= 28,5 cu) также были одинаковы, а их взаиморасположение при проведении каждо-' го onura менялось, чтобы исключить влияние ориентировки и расстояния от бортов лотка - в прпдпололенин вероятности отклонении потока от одномерного. Диалогично'-прсводались onuxu при

d =¿2 ми (Y.V 53-58) и 29 мм 59-63). Для погауотт представительности rt'Joopicu данных этих опытов при статистическом анализ!, она была ебьодиисип с данными опытов t,J,i 6'f-68a, 70-72а, 7 0-7 0 а ил сорбционпой сорил, такл:е как и № 'й-63, провиденных с консервативным- индикатором NdCl- статистическая однородность оСп.одинснноН выборки была предварительно доказана.

С нити .'. 6'»-У» (20 опытов) изучали влияние сорО'ционнпх пропоссоп. В каждом опыте лаблпдепич параллельно проводились но сь-иачяплг! с d -29 и 13 ми при одинаковой длине фильтра

/„-~Г0 см. Вчрьирстлсн мо торса л обсадных труб - полистирол, сюкло и сталь; индикатс;.-консервативный NaCl % слабо сорбируемый NliVOj 'a сильно сорбируемый Cu50i. Зо всех опытах на малом лотке непроизвольно (но тао'лицо случайных чисел) менялся также и расход ¡.илыралиошюги истока - в интервале 0,0'(8-0,107 м3/сут.

/ioHiui'j опытов с удовлетворительной точность» подтвердили пГ';д11',-оилку ''одели (I) о прягч-il пропорциональности показателя ГИ/ а1*((с~£г)/(г диаметру сквонии (л^/лС^с/^clj ) и выявили

J

I

B-

55

I

g

4

!

I

1. .1

(

b

К!

I

V /

h

"t

I

a . , a 5

U/AJ QtfJ 9!f*UJOex>A6¿J

1 Л

III

s**

I

! !

I 1

§

1

*4

g

«3

I

I

■s

I

I

4///fj 'QlJj ifiiuscrbfiof/

наличие предполагаемой нами связи с длиной их фильтров и размерами водоэаполненной глухой части обсадных труб^ ь^/л^ Установлено несомненное влияние на

сорбции индикатора материалом обсадных труб, что проявилось даже в опытах со считающимся консервативным ЫаС1 , значения лС при регистрации которого полистироловыми трубами били вн-ше, чем при применении стальных и стеклянных. Я опытах яе о 1 МЩ и Си50^ гидрохимическая инерционность скважины много: кратно (с СиЗО), - в 18 раз на стальных трубах) возрастает и ; чётко проявляется дифференцированность ее величины материалом труб.

Эти выводы полностью подтвердились данными следующих се. рий опытов и натурных наблюдений. Что же касается связей со скоростью миграции, то ее наличие и априори предполагаемый прямой характер подтлердились, но форма связи - близкая к параболической в этой серии, дальнейшими работами была уточнена.

Большой миграционный лоток (БМЛ) состоял ил трех отсеков - верхнего (для запуска воды и растворов), среднего - собственно миграционного и нижнего, предназначенного для сбора и последующего отвода профильтровавшихся растворов.

Размеры большого миграционного лотка - средний отсек имел длину 2,1 м - позволяли проводить наблюдения по четырем рядам скваяин. Поэтому главной целью опытов было выявление и количественная оценка связей Г11С с их расстоянием до места запуска индикаторов, а тпкке прослеживание временной изменчивости л( . Чуть мсиыло половины (45 опытов) выполнено на большом миграционном лотко. Варьировании условиями опытов по матрице трех[;акторных и трехуравнонннх экспериментов ориентировала их и на проверку роли конструктивных элементов скважин (№ 10-38), сорбируоиостн индикаторов (№ 10-45), скорости миграции.

Полученные на БМЛ данппо (рио.2) подтвердили ранее сдо-донные выводы и уточнили некоторые из них. В частности, связь со скоростьп фильтрации статистически достоверно характеризовалась ими как прямая линейная л^/д^* У(/У/ . Удостоверили онн и большое влияние сорбциошшх .процессов, количественная диф^еронциреванность которых активностью материала труб и индикатора не позволила однако переИти к обоснованию-модели их проявления и формировании ГНС. Помимо подтверждения выводов

ю

!Ш, на БМЛ выявлены близкие к прямым связи расстоянии Ь о абсолютным запаздыванием реакции скважин л1 . Рост инерционности с увеличением концентрации запускаемых растворов визуально фиксировался, но попытки их иодолыюИ увязки были беэ-успешшши ввиду слабой численной коррелированности.

Натурные опыты с запуском индикаторов в свободные и воз, буждаемые откачкой водоносные горизонты принесли, к сожалению, ; мало дополнительной информации.

Первые проводились на первой левобережной терраса Сыр-дарьи, сложенной с поверхности слоем супесей мощностью 1,5 ы. Ниже залегают глинистые пески, на глубине 4,5 и подстилаемые выдержанным слоем суглинков мощностью 0,8-1,5 м. В период наблюдений грунтовые поды но имели здесь мощного питания. Они вскрыты в кровле песков, в которых и проводились опыты, всого их проведено 8, в том число 7 с запуском , и I - с сов-

местным запуском АгаСС и Си<50/, .

Дли запуска оборудовались 3 скважины на расстоянии 1,5 ц друг от друга по липни гидроиэогипс. Они были обсалены трубами а'=10б им с фильтром в интервала 2-4 м. На расстоянии I, 3, 5 и вниз по линии тока от центральной из них располагались наблюдательные кусты. Блияайиий состоял из двух скважин в 0,3 м по обе стороны от линии тока. Сквалины имили фильтры в интервале 2,5-3,5 м и оборудовались одна мотпллической, а другая - полистироловоИ трубой а1=57 мы. При аналогичном взаиморасположении и конструктивных параметрах двух сквсшш второго куста, они разнились диаметром металлических труб - 57 и 108 мм. Дие скважины третьего куста с металлическими трубами с/=57 мм отличались длиной фильтров - 3 и I и.

Перед вторым годом опытов наблюдательная соть была реконструирована и оборудованы 2 куста (в I и 2 м от пусковых) с 4 скважинами в каждом - в 0,25 и 0,5 м по обе стороны от линии тока, проходящей через центральную скважину пуснсвого куста. Все скважины обсаливались металлическими трубами с^о57 мм при глубине забоя 4,5 м от поверхности земли и разнились длиной фильтров (0,5; ,0; 1,5; 2,0 и), причем сородина всех фильтров ориентировалась на глубину ~3 н.

Наблюдения проводились по кондуктометрическим датчикам в сква.типах и пластовой вода. Последние по оси каждого куста

сбор.удовз.чись в несбсагенноИ скважине • а в пусковом створе к

обсадной трубе центральной скваншш, -специально приваривалась трубка заглубленная до середины фильтра и выведен-

ная на поверхность для спуска на кабеле КД. Во избежание заиливания нижний конец трубки, к которому спускался датчик, изолировался сеткой.

Опыты удостоверили ранее выявленный характер связей Л(с1)% ^(¿с,^), что же касается влияния расстояний миграции ¿ , то вследствие их малости оно практически не проявилось и отличия не превышали Ъ% (рис.3).

Важным представляется выявление высокой инерционности пусковых скважин, сказывающейся - ввиду неучитываемое!!! немгновенности импульса - на искажении данных об изменчивости й и |^t во времени и по пути миграции.

Опыты в возбуждаемых откачкой потоках подземных вод про-, водились на участках "Буйрак" (периферия конуса выносов р.Сох) и Кибрайского водозабора (долина р.Чирчик) и заключались в свободном запуске индикатора в пусковую при одновременной откачке из наиболее удаленной скважины. В ходе опытов наблюдали за инерционностью пусковой и промежуточной наблюдательных скважин, для чего к муфтам их обсадных труб при оборудовании Приваривалась трубка <¿=1,5 дюйма. Поскольку гравийно-галеч-ииковый состав отложений исключал опасность заиливания, низ труб оставался открытый и к нему в полой трубке с/=1/4" в зону фильтра выводился кондуктометрцческий датчик, регистрация показаний которого производилась по подсоединенному к нему гальванометру. Аналогичными датчиками фиксировалась динамика Концентрации индикатора в стволе сквааин. Поскольку индикатор-'ные кривые были с выраженными экстремумами, привязка (С) не проводилась и они строились в относительных показаниях гальванометров.

Быстротечность опытов на фоне выявившейся высокой инерционности пусковых скважин - остаточный импульс загруженного индикатора в их затрубье фиксировался еще в период, когда Генерируемые ш индикаторные кривые в промежуточных скважинах проходили свой максимум - не позволила получить сколь-либо . ценную дополнительную целевую информацию. Хотя для обоснования наших рекомендаций эта представляющаяся закономерной неудача опытов была ваана.

Наиболее информативными оказались натурные наблюдения за

динамикой техногенно сформированных ареалов загрязнения в эо-нах влияния прудов-накопителей стонов и очистных сооружений НЗАУ (коиусовтвыиосов р.Сох, рис.4), УзКТЖМ (долина р.Чнрчик), АХЗ (долина р.Ахангаран) - все эти ареалы прослеживались в гравийно-галечниковых отложениях большой мощности и проницаемости. Скорости фильтрации на втором участке ввиду больших уклонов были на порядок выше, чем на первой, и в 2-3 рааа превосходили наблюдавшиеся в прибортовой части долины р.Ахангаран.

Наблюдения проводились по створам скважин, удаленных на разные (от 20 до 390 и) расстояния от источников загрязнения и фиксировали индикаторные кривые, отражающие формирование в этих источниках аномально высоких загрязняющих импульсов. Замеры динамики солесодержания подземных вод производились с частотой I раз в сутки - I раз в три дня по кондуктометричес-кии датчикам в стволе скважин и в затрубье их фильтров.

Материалы этих наблюдений экспериментально ^проявили - и количественно весьма достоверно - зависимость и от расстояния до источника загрязнения Ь . Форма этой связи, с отклонениями но более 12%, отвечает постулированной моделью (I): Ц/Ьь , т.е. наши сомнения в наличии этой связи, как будто бы, не подтвердились. С другой стороны, можно считать подтвердившейся и неучитываемую (I), но фиксируемую все- ' т лабораторными экспериментами и близкую по природе нивелирования контрастности концентраций пластовой и сквакинной во- • ды, прямую связь ¿¿¿/л1; = • И хотя подтверждение это может считаться косвенным - инерционность скважин 56, 16 створа УзКТЮ! более чем па порядок выше, чем скв.19, 20 створа к НЗАУ, но ничем иным, кроме пропорционального различия скоростей фильтрации, ею объяснить нельзя, поскольку и лнтологичес-кий состав отложений, и состав загрязняющего воду комплекса, и конструктивные параметры скважин, и длительность их эксплуатации для этих участков практически аналогичны, а расстояния от источников загрязнения должны обусловливать обратные соотношения инерционности.

Сле/var /w¿,oo'i¿vavA>&¿r MaS.vo#e»t/¿. f.l¿„ ЛЗД> Л/t-PÛ

на-

as

S as

V

4аг ч

v

a

s os

à

4

ai

Û.J

Дина/миА'аг л/г/л'с'/) ¿K?¿/j¿y¿¿¿/¿/ ¿$oyMmoSó/r Sop

á sope ¿va'£j7/oge//¿/¡!/.

20ХД ...» N*2Û

—— —К.

S XI 2S 1 s XII ¿5 s / л| j // ai i ш su s tv ¿i i s V цстци

J -9 â S i 3 » г Гад

ч

Рис. 4 Afuáp&qí/otféVÁ/e /scyfosogews? £ ¿оме wSoxo^s/gcxveo

3<y<foga? c/júsw¿/x i/goÔpMi/à.

к

ВЫВОДЫ 1! РЕШЕНДАЦИИ

1. Выполненный комплекс лабораторных экспериментов, полевых опытов и натурных наблюдений (на трех участках) за распространением техногенных миграционных потоков показал, что факторы формировании гидрохимической инерционности скважин, априори, учтенные в предложенной В.А.Мироненко с соавторами модели (I) ГИС, в общей, отвечают той роли, которая отводится им этой модель».

Данные практически всех опытов с высокой степенью точности подтверждают, в частности, что показатель ГИС Л а I + ) прямо пропорционален внутреннему диаметру обсадных труб Ы , индицируя краткую с1/п* разбавляющую способность воды в зоне фильтра наблюдательной скважины. Экспериментально подтверждена и обратная пропорциональность гидрохимической. инерционности скважин их расстоянию от источника загрязнения - погрешности замеров при лабораторных опытах, обусловленные их кратковременностью и малыми размерами физических моделей, не позволили достоверно выявить и количественно оценить эти связи, но многосуточныв натурные наблюдения ' за распространением загрязненных потоков подземных вод на расстояния десятки и сотни метров количественно подтвердили нор-ректяость соотношения .

2. Помимо учтенных модель» (I), наши исследования выявили и другио количественно значимые факторы формирования ГИС.

Важнейшим из них является скорость миграции загрязнителей V I связанная с Л прямой пропорциональностью У//^- а ^[/л^ , устойчивость и численная корректность которой просле--яены всеми лабораторными и натурными опытами л наблюдениями, кроме выполненных на малом лотке. Значимость этой связи наиболее проявилась при анализе данных наблюдений по участку УэКТШ, где более чем на порядок высокие значения ГИС могли быть объяснимы только соответствующими аномально высокими ( скоростями миграционного потока, тогда как другие факторы по величине были равнозначны установленным для всех участков.

Аппроксимация соотношений л( , выявленных лабораторными экспериментами для скважин,-при прочих равппх условиях, разнящихся только длиной водоприемника - фильтра , наилучшим образом обеспечивалась по >

длина непроточной части заполненного водой ствола скваянни. Корректность такой аппроксимации подтверкдаюг и данниз опихоа с загрузкой индикатора в'свободный лоток грунтовшс вод.

3. Проведенные исследования на позволила азчерпыЕаЕза оценить количественно все факторы формирования ГИС - прездз всего, ввиду неустойчивости проявления эхах фзктороз, гзкзв, очевидно, подвергенных виеании воздейсгвияц.

В г.ерзув очередь, сказанное относится а проявлзиняи рога сорбциониих процессов, существенно ospasar^au акзавнссть влаяния как сорбента (материал обсадных груб), cais я ссрбата (индикаторов) .

Дэле для считавдейся консервативной t~bC¿ инершюнзоогь скванш ид полистирола была устойчиво больше, чаи у сгзльаих па (3-Щ). Лучзая сорбцзонная активность МЩобусловила, з среднем, пятикратный рссг ГНС з сразнзниа с яаблвдзаисЛ з идентичных опытах с A'&Cf , но этот рос; дл^ергяцлруегся з зависимссгн от материала сбсадшсс труб узе з бр^азЗ сгепезг. (в 2-3 раза). В-опытах sa п высоко сорбаруешш Си$Рл срздятл ' инерционность скважин возрастает более чех ка псрядоз (¿z 20 раз), а амплитуда диффэренцяациа П1С .раэгзчнтад иагзрпгз труб иохет превышать 1С ОД. Если CuSOi "паго rr:rzi с ся стальнши трубами а инерционность lamí скгз™:::! íura з 2-3 ц более раз зыае, то А'зС' з, з üshksíI ^зрз, A'uYJj zj^zi сорбировались трубана из поластисс.'з - т.г. рз.ть активности индикатора цзбзрагглгпа 2 с i zzzz

фильтров сярзчлл.

Для изучениях ггпдгстгсроэ гцачгзлл ПЗ -г.'гглгкл з цен, соответственно их ссрб^руе!:сс;л

(* ^A'iNOs ¿ ). sa о 7.~zzz"zz-~"~:ztz

показателей ГИС зяачензга ::зг**:::лг::гоз сizzzzz'z,:lz~ nz~z-рующшс иадпкагороз з грунлах не пргзо-зггя пзпз :zzz~zzs для окваяш с грубацд из obrero згазер^ага. 'diz'zzzz г

закой пропорционалгностч дзтдиз о Г.13 с TpjCatn п:з zzrs.zzsz.-y-ла. Для стеклянных труб зпачеп:'л П'.С при psrsictpamt гзгл гз-пользовашшх'ипдзкатсров ниаеларозаяы, а ~гл с^злзз'гс -•чаптся аномально гысолой пнерцпонностго прз реглзтрл ; Поиск количественных связей &t с прсязлезл.и::.»- copír^c::-йых процессов.доллзн быть лродоаяоа-как рзелзреяиея ссзортл-liOHia индикатороз с разнмгги янапеяяяйг Л , гак п песагзсз-

ыыми оценками сорбционноЛ активности материала обсадных труб.

Практически безуспешным оказался и поиск количественных связей ГНС с варьируемой концентрацией мигрирующих индикаторов С, • Наличие такой связи прослеживается во всех опытных данных; о том, что эта связь прямая, повсеместно свидетельствовало размещение экспериментальных данник относительно осред-няюлих кривых регрессии. Однако, количественная значимость этого аргумента очевидно подавлялась влиянием независимо и параллельно варьируемых в опытах других 'актеров ( V , L , d и пр.), потому коэффициенты корреляции ГЛС с С„не превышали 0,3-0,4, что не позволило выявить достоверные регрессивные и, тем более, функциональные связи «/ (С,).

Поиск их - задача дальнейших исследований.

Провиденная экспериментальная расшифровка факторов, определяющих количественную значимость показатели гидрохимической инерционности скважин &t = Ji-i , где J. - коэффициент пересчета фиксируемой скорости изменения концентрации индикатора в воде наблюдательных ci:na:i;iH в действительные со изменения в пластовой воде затрубья dCr/dt = J.(dCc/dt) показала, что модель (I) не в полной мере учитывает влияние всех этих факторов. Правильно интерпретируя роль диаметра сквагсин и верно полагая »t обратно пропорциональной их удаленности от источника индикаторного импульса L , в модели (I) игнорируются перераспределение загрязнителя в глухой части ствола скважин и влияние ого сорбирусмости обсадными трубами, а роль скорости массепереноса в пласте трактуется только л привязке к обеспечению транспорта индикатора к скшшше.

На основе проведенного выше анализа этих факторов формирования ГНС, се модель доллна быть более полной '

¿~rvc//n«e,U (а)

где множитель f" характеризует количественно пока не расшифрованную роль сорбциошшх процессов - судя по полученным данным значения )"■ могут изменяться от ¿1 для близких к консервативным индикаторам {Nad ) до >10 для впсокосг.-рбир.у'!'Шк

В отличие от (I), моделью (2) коз ¡фщиепт J. характеризуется изменчивым во времени, что отвечает и опытным данном и материалам натурных наблюдении, достаточно jЯ^лигммю (о коэффициентами корреляции 0,67-0,97 по дощчп о-п-.ин)

сшу.отодьотюуя о закономерной уменьшении Л за 1)0р.]ОД иабли-допш:» Веля шмплакляя ат::м.! «в наблюдениями и о писанная и глпнч и константность индивидуальной для каздои сккшпш величины на случайна, а, как ми предполагаем, предопределена природ:):; [.армирования гидрохимической лнврцньннос-И), то выполненная аппроксимация данных наблюдений урчвнения-м:1 прямой рагрзсснн вида л¿'a-6t корректна только для сравнительного короткого времени формирования индикаторных кривых, а при , Л-О , <1—1 , т.а. связь приобретает фортку экспоненты.

Множитель в (2), следователшо, долаан учитывать д закономерности изменчивости Л в процесса фиксирования индикаторной волны и имеет размерность времени. Кинетика концентрации загрязнителя в стволе окважшш при одномерной его миграции в пласта, с учетом (2) может быть описана уравнением

ЫСс/с/1 (Сг - Сс)/Го1, (з)

где, как было показано, множитель Г изменчив во времена а нуздаэтся в экспериментальных оценках._

5. Неконстантность показателей и Л во времени очевидно, равно имеет место для модели (I) а (2), хотя авторы (I) (Мирононко В.А., Румыния В.Г., Учаев В.К., 1380) в своих построениях полагают Л. постоянны?,!. Поэтому практическое применение моделей следует считать на вполне корректным дахе с учетом выявленной упрощенности и неполноты первой, неопределенности численных значений Г второй»

Целесообразно ориентироваться з этих целях на абсолют- ■ ную гидрохимическую инерционность скважин , оцениваемую как разность времени проявления сходственных относительных концентраций индикатора ( С ) в воде скваашш ( ¿с.е ) н пластовой в ез затрубье (/л¿ ): г .

Основанием для такой ориентировки служи очзюдкая независимость л/ от / - в противоположность , где значения 1г объективно растут в хода опыта. Что яэ касается факторов формирования взличшш а/ , тз по данным опытов сна представляйся, в основном, аналогачли!« участвующими в формировании : столзнь коль-чатнровлшгостл снеянлн, препятствующая проникновению в нее ¡.шграруюиах растворов а ацдицдруамая -показателем ^ ; соотноазлиа внутреннего ддаыетра сквлыа а

активной пористостью пласт cf/fl«, обусловливающее кратность разбавления поступавших растворов водой, содернацейся в зоне фильтра скваашш; объем непроточней части обсадных труб

куда из фильтровой зоны мигрирует поступающий в нее индикатор, увеличивая инерционность скважин; расстояние or Есточ.гака загрязнения L н скорость фильтрации (миграции) V ; состав к концентрация загрязнителей в мигрирующих раст-Еорах и т.д.

6. Поскольку проведенные исследования выявили затрудне-нея в практическом учете ГйС, следует обратить внимание обоснование рекомендаций по минимизации 'проявлений гидрохимической инерционности в искажении информации, получаемой при CLIP, СИЯ е по результатам стационарного изучения режима подземных есд:

а) скЕагшш, предназначенные для наблюдении при CLIP а СИН целесообразно оборудовать приспособлениями для вывода коЕдукюметрическцх датчиков в затрубье скважин. Проводя свос работы б гравиИно-галечниковых отложениях, мы для этой цели приваривала к муфтац обсадных труб при установке фильтровоИ колонки выводимую на поверхность земли трубу ci'I,5", через которую на кабеле или в полсЯ трубко малого диаметра спускался е зону фмлмрз кондуктоиетрический датчик;

б) диаметры, наблюдательных скважин, использование которых для затрубпк КД по какнн-то причинам не приемлемо, додз-еы быть минимальны (57-73-89 км), длина их (¿лльтров - охватывать интервал опробования, достигать кровли водоносного горн-зонта при шшпмадьнсП длине отстойника. Расстояния скважин для СШ1 от Есючлшса техногенного загрязнения, гензрируюцего миг-рацпсяны!; кмпульс, целесообразно минимизировать критерием (!'нрснсш:о В Д., Румынии В.Г., 1986)', L„,nb fOV„ Л ,где

Vm- ориентировочная скорость миграции;it ~ ожидаемая абсо-г.г;г.2я инерционность скваги;;и: судя по данный наиих опытов, vj::uc ориентироваться на &£„^^ 10 суток для консервативных е слабссорбвруешх индикаторов;

в) если СИР проводятся на фоне откачки со свободной за-грузгей индикатора в пусковую скважину, тс помимо прометутсч-zxz. ЕаЗггдгхелызз:, глзЕнне затруднения в инерционности пусчо-isr, cijcr3?£srcrx?2 стсосГБекяаз cirzoaernrr. от рЕ?Ч1тно-кг;к;-snzci ехгж к^ггз u ncrt-jj чг">тгтс1'. кгтерчр'ча^и

индикаторных кривых, По зтой празчина применение такой схвиц OÎ.1P на рокомавдуо'хся;

г) минимизация проявлений гидродинамической и гидрохимической (сорбционной) кольматнрованности снвааян обаспачиваа!-ся их обязательными подготовительными антлкольыатацпонними промывками а прокачками, предшествующими 011Р и лорд од;) чески сопровождающими ОЛН, а такяа недопущением использования всякого рода обмоток и сеток, част применяемых на практика во избежание заиления сквахян в плывунных породах. Целесообразны периодические оценки гидоодинамической колшатации по ивтода-ке, описываемой в (Маронэнао В.А., Румынии В,Г., IS86).

Правадашшв рваоыендацил широко опробовались а внедрялись наш| в практику гидрорекимных а водоохранных работ Гад-роингео, Ферганской, Голодностепской, Прпташкентской эксаеда-ций, на базе и при активной помощи коллектива которых соискатель проводил своп натурные исследования.

Основные, полонашш диссертации опубликованы в следующих ■ работах: '

1. Некоторые результаты физического моделирования иигра-цаи загрязнителей. Вопросы гидрогеологии аридной зоны.СА1Ш"'С. Ташкент, 1984, с.30-37) (Соавторы Арнпов С.А., Хмирзз А.У.).

2. û влиянии гидрохимической инерционности наблодатель-1шх сквааин'на точность оценка иаграцасшшх параметров. Применение метода математического моделирования для решения гидрогеологических задач: сб.науч.тр./ТапГ/, Тсиканг, 1287,0,78-32.

3. Влияние конструкции наблюдательных сквахян на точность оценки миграционных параметров, Сборник трудов Всесоюзного семинара "Таоретическиа оспоры л ыагодака гидрогеологического прогноза загрязнения подземных вод". МГУ. (В печати).

4. О влиянии конструкции наблюдательных скдаглн на их гидрохимачесяуз инерционность, Сборник грудов САПП".:0 "Прзмз-нендв ЭВМ при решении задач гздрогэологпи и шпзнерноЦ гяояо-* . тли". Ташкент, ISS7, с.28-34,

5. К обоснованию минимизации л учага гидрохимической ннар-» цио1щости сквэяан, Тезисы к докладам I Всесоюзного съезда cine- ! норпв-гззлогов, гидрогеологов п гзокриодогов, ¡Уев, 1923,0,I6S--' Î67, часть 4. .(Соавтор СашЙяонко В,Г.),