Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Определение гидробиологическихпараметров и расчеты водозаборовв двухслойных водоносных горизонтах

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Определение гидробиологическихпараметров и расчеты водозаборовв двухслойных водоносных горизонтах"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ПО ГЕОЛОГИИ И МИНЕРАЛЬНЫМ РЕСУРСАМ

УЗБЕКСКОЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ

- ОБЪЕДИНЕНИЕ „УЗБЕКГИДРОГЕОЛОГИЯ" ИНСТИТУТ ГИДРОГЕОЛОГИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ

им. О. К. ЛАНГЕ

РГ6 ОД

На правах рукописи О 4 .0!(Т 1393 " удк 556.342:532.546

ЧЕБОТАРЕВА Ольга Викторовна

Определение гидрогёолбгйчёскИк параметров и расчеты водозаборов в двухслойных водоносных горизонтах

04.00.06—Гидрогеология

А втор еф а11

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент—1993

Работа вкполнена в Институте гидрогеологии и инженерной геологии им. O.K. Яанге ( ГКДРОКНГЕО ) ПО "Узбекгидрогеология"

Научные руководители: доктор геслого-ыичералогических наук,

профессор Л.С. 2звин

доктор технических наук, старший научный сотрудник И.Х. Хабибуллаев

Официальные оппоненты: доктор геолого-иинералогических наук.

профессор В.Г. Самойленко

кандидат технических наук Р.Н. Ясыанов

Ведущая организация ПО "Кызыдтепагеология" Госкоигеологии

Республики Нзбекистак

Защита состоится 9 сентября 1993 г. в 1С.00 часов на заседании специализированного совета Д.С71.01.21 при Институте гидрогеологии и инженерной геологии ии. O.K. Ланге (ГМДРОИНГЕО)

Отзыв на автореферат в 2-х экземплярах, заверенных печатью учревдения, просив направлять ученому секретарю Совета по адресу: 700041, г. Таикент, ул. Морозова, 64. ;

С диссертацией kosho ознакомится в библиотеке кнститдта ГИДРОЙНГЕО. :

Автореферат разослан "__"______________1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат

геолого-кинералогических наук^^ Н.М. Знаров

ОБЙАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РПООТИ.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМИ.Интенсивная хозяйственная деятельность во нее более возрастающих размерах приводит в изменению геологической среди и одной из ее важнейших частей под. змной гид.~ росферы. В связи с этим все большее значение приобретают вопроси прогнозирования, управления процессом формирования ресурсов и качеством подземных вод. Решение этих задач на основе целенаправленной трансформации структуры потоков подземных под требует составления геофнльтрациошшх моделей тождественных гидрогеологической обстановке месторождения. При этом осоОое значение приобретает учет фильтрационной неоднородности водоноеннх горизонтов. Важность этого фактора подчеркивается рядом исследователем, изучавших данннй вопрос.

Разновидность!!) фильтрационной неоднородности является слоистое строение водоносного горизонта в разрезе, когда чередуются пласты с разними фильтрационными свойствами. Основные перспективнне месторождения подзешшх поп. Республики Узбекистан имеют слоистое строение. Довольно распространен случай, когда пласт, как правило, небольшой по мощности с высокими Фильтрационными свойствами подстилается более мощным эксплуа-' тируемым водоносным пластом, но с худшими фильтрационннми свойствами. Такие гидрогеологические условия существенно цслокняют задачу определения гидрогеологических параметров и расчета'водозаборов и вызывают необходимость новых методических подходов к их реиеиии.

ЦЕЛЬ работы -• совершенствование существующих и разработка новых методов, определенны гидрогеологических параметров и' засчета водозаборов в двухслойных водоносных горизонтах.

ЗАДАЧИ исследований: -'анализ фильтрационных свойств в разрезе водоноеннх горизонте основных месорогдений ппдзенинх вод Республики Узбекистан; - оценка современного состояния задачи фильтрации подземных ¡од к сквакино в двухслойних водоноеннх горизонтах; ■

анализ современных кетодш) оценил геофильтрационных параиет-юн в двухслойных водоносных горизонтах по данным огшнш-¡•и.ньтрапио'нных работ (ОФР);

- разработка аналитической формулы для расчета поиикений i двухслойной водоносном горизонте разделенном слабопроницаемш слосн;

- разработка приближенной аналитической формулы яла расчет« понижений при работе водозаборной сквамиш в двухслойном водо-носноы горизонте не разделенном слабонроницаеиин слоем;

- разработка методики расчета фильтрационных параметров ] двухслойном горизонте не разделенном слабопроницаемим слое при проведении OOP.

МЕТОДИКА исследований при решении задач основана:

- на анализе результатов обработки результатов twP при нодсчо те эксплуатационных запасов на участках Кибрай, Чиназ и Южни; Чирчишшго месторождения, Конторок 'шрчик-Кслесского место рождения, Туябугуз - Ахаигаранского настороаделий и други ыесторо«дс'1Ш1"Г,

- на обобщении и анализе фондовых материалов и опубликований литературы но гидродинамическим методам расчетов водозаборов определении геофильтрациошшх параметров в двухслойных водо косных горизонтах;

-на применении методов пряных и обратных интегралышх иреобра зований;

-на использовании методов аналогового ииделирооания на элект роиптеграторе иУСЗ-70;

- на применении численных методов с использованием. средств вычислительной техники.

НАУЧНАЯ 1Ш1ШШ) работв заклю iiiiUii'Si и следуй^еы;

1. С использовании!! метода интегралышх преобразований получе но новое приближенное аналитическое решение задачи 'фильтр.аци подзимних вод к скважине и двухслойное водоносном горизонт -разделенном слайонроницаеним слоси и более иирикои временно интервале по сравнении с суцествуьщики рвыелигши.

2. BusiiiJieiHi закономерности в гидродинамической структуре mm ка подземных вод в двухслойной водоносном горизонте, состоящс из двух пластов разной проницаемости оез разделившего слоя, водозаборной скважине, возыуцандей менее проницаем»! пласт, частности показано, что при откачке в вертикальной разрп: формируется три области фильтрации. Первая область предстшш ст собой основную часть мощности опробуемого шмета, ь котор< линии тока подземных вод к скваяинс горизонтально. Иторая о(

ласть представляет оставшуися часть ыоциости опробуемого пласта, где линии тона меняют свое направление на вертикальное. И третья область - это смогший водоносный пласт с лучшими фильтрациошшми свойствами, в котором линии тока горизонтальны.

3. На основе вн.чвленннх закономерностей в гидродинамической структуре потока разработано приближенное аналитическое внра-«епис для расчета поиияений в двухслойном водоносном горизонте без разделяющего слоя при работе водозаборной скванинн.

4, С использованием полученного внрпяения разработана методика определения фильтрационных параметров 0 двухслойном водоносной горизонте.

3. Предложеип рекомендации но конструкции опнтнчх кустов при проведенш) ()№ п двухслойных водолоелнх горизонтах.

15 ИГПИ'ГИЧКСИОМ 1ЫПНК разработана методика определения гидрогеологических параметров и рекомендации но конструкции слитного куста при проведении О'Л1 п двухслойном водоносно» горизонте без разделявшего слоя.

ЛПРОМЦИЯ РАПОТН. Основное результат» работн долохзпн на йсссовзпом семинаре по вопросам математического моделирования гидрогеологических процессов (пронесен геофильтрации, тепло-, плаго-. солпппрсноса в пэчяогрунтлх). ( Душанбе, 138П ), на I Всесоюзной сьезде инвенпров-геологов, гидрогеологов и геокрио-логон. (Киев, 1988), на Республиканском научном семинаре 'Применение математических истодов и ЗНК в гидрогеологии и инк-иерпой геологии ' (Таикент, ШШ), на Республиканской научно-технической конференции к 05-летшп геологии Узбекистана (Ташкент, 136 П.

ПУБЛИКАЦИИ. По тепе диссертации опубликовано 3 печатных работ и составлено. 10 научно-произнодс -ешшх отчетов.

(Ш'ЕН РАБОТИ, Диссертация содержит 137 страниц машинописного текста, 20 таблиц, 22 иллюстрации, список литпратурн из 104 наименований.-

.Работа вшюлнеНа в аспирантуре института ГИДР0ИНГЕ0 под руководством доктора .геолого-киипралогичепких наук, профессора Л.С.' Язвина и доктора технических наук, с.и.с. И.Х. Хабибулла-ева, который лвтор трапаст искрешшю благодарность. Автор вырастает свои нризнател1.иость к.г.-м.н. В.П. Борисову й коллективу лаборатории эколого-экономической оценки месторождений института ГИ/П'ОИИГЕО за помощь в пигшлшзнии работа.

СОДЕРЖАНИЕ РЙБОТ11.

ГЛАВА 1. Краткая характеристика особенностей гидрогеологического строения основных типов месторождений подземных вод Республики Узбекистан.

Глава содермт краткий характеристику фильтрационных свойств месторождений речных долин и конусов выноса Республики Узбекистан.

Гидрогеологические условия месторождений подземных вод Узбекистана освещены в работах В.А. Гейнца, O.K. Ланге, Г.А, Навлянова, C.B. 1£ирзаена, В,Г. СамоЛлипко, X.Ï. Туляганова, П.С, Хасанова, H.H. Ходмнбаева и многих других.

Вавнейшиии-месторойдснииыи подземных еод, при эксплуатации которых осуществляется хозяйствешт-лигьевое водоснабжение населенна . республики, явлавтеь месторождения речных долин и конусов выносов.-При этом по Фильтрационным свойствам в пределах данных месторождений виделяытез водоносные горизонты, которые являются двухслойными или их UOKUO схематизировать как двухслойные водоносные горизонты при интерпретации ОФР.

В работе принято, что к двухслойным водоносным горизонтам относятся водоносные горизоити:

I типа

-дна водоносных пласта с различными фильтрационными свойствами разделена слабопроницаемы слоем;

II типа

-два водоносных пласта с . разними фильтрационными свойствами контактируют непосредственно друг с другом без раз'делыщего слабопршшцасмого слой (рис.1).

Анализ фактического материала, приведенного в работах Û.H. Горшкова, Н.К. Махкамова, U.S. Неймана, В.Б. Сергеева, В II, Пономарева, И.Ф. Ьыарова и в работах с подсчетом эксплуатационных запасов, выполненных при участии автора, позволил выделить на месторождениях подземных вид Республики Узбекистан двухслойные водоносные горизонты I и II типов.

К водоносным горизонтам 1 типа отнесены подзимние води приуроченные к средней и нижней частям конусов выноса Ферганской долины. В пределах месторождений речных долин к подо-

СХ ЕМЫ

ДВУХСЛОЙНЫХ водоносных ГОРИЗОНТОВ

I тип , г ' • ^¡ШШШ : ■

; Ki ;. us _ '. ',

\ 'й-\ X \ Í* \ \ар \ \ \ v \ х \ v \ v \ N \ \ \ N \ M N \ \

ем ' . S ' , D • С , ' • Кг ' аг • • J •'«; i ') ■ Ô ' . ' ' ' , 0 О 1 ' . • 0 • S2 ' ' ' ' , ' • - < ■ • . < ' . ' ' ' .0 1 о '. < . 0 . ' • ' , , i .-.J-™,........... ......

л л )\

I2

А а

/

Рис. í

носннм горизонтам I типа omeceiiu Даиходяинское месторождение долины рек:' Зарафман, Туябугузский участок Ахангаранского месторовдения, нианая часть Чирчикского месторождения.

Ко II типу по фильтрационным свойствам в разрезе чаще всего относятся водоносные горизонты месторождений приуроченных к речник долинам. Это в первую очередь верхняя и средняя часть Чирчикского иесторовдения, средняя часть Ахангаранского месторождения, где расположены наиболее крупные водозаборы подземных вод из фуикционируюцих в республике Узбекистан, К месторождения!! II типа такке относятся Верхнезарафкапское и Карадарьинское месторождения в долине р.Зарафман.

В rjшве по кахдому из указании« месторождений приведены имеющиеся фактические данные по фильтрационным свойствам и мощностям водоносных горизонтов при двухслойном их строении.

Отмечается, что недоучет неоднородности фильтрационных свойств в разрезе приводит к значительным ошибкам при подсчете эксплуатационных запасов подземных вод, прогнозу их качества, при проектировании дренажных работ.

ГЛАВА 2.Современное состояние вопроса расчета водозаборов и определения гьефильтрациошшх параметров в двухслойных водоносных горизонтах.

В первом параграфе второй главы приводится обзор суцист-•вуюцих решений задачи о водопритоке к скважине дли расчета водозаборов в двухслойных вадоноспих горизонтах 1 и II типов.

Для водоносных горизонтов I тина существует несколько решений задачи о водопритоке к возмуцпшцей сквааипы1 в гидравлической постановив в зависимое7» от сделанных предпосылок о жесткой или упругом режиме фильтрации в слабонроницасьом разделяющем слое. В более простой постановке (аосткий режим) получено общее реыение И.А. Чарного, которое для практических расчетов не применимо, а так &е речения Ы. Хаптуаа и Ц.Даейко-Ва, Ф.И. Боченера, В.А. Иироноико и А.И. Сердюкпва, каждое из которых имеет ограниченная! область применения. В более славной постановке задачи (упругий реыим) обцее решение но получено, а частные решения Ы. Хантуыа, 15.А. Мироиенко и Й.И. Сердюкова, Ф.К. Бочевера и ПЛ. /¡агшина имеют существенные ограничения на временные интервалы применения формул. В связи с чем встает за

дача расширения кмсса решений задачи .о водопритоко к .сквааине в двухслойных горизонтах I типа для различных временных интервалов и комбинаций фИ1ьтрациошшх параметров скешшх пластов.

для двухслойных водоносных горизонтов JI типа Н.Н. Лап-ииним получено решение задачи о водопритокв к сквахине л гидродинамической постановке. Сложность расчета водозаборов lia практике по зависимостям Н.Н. Яапмина состоит в том, что слагаемые этого выражения являются функцией от параметра, для оп-редеясния которого необходимо найти бесконечное число корнай неявного трансцендентного уравнения, В связи с этим встает задача получения зависимости, описывающей поникенпл напоров при работе возмущающей сквазлшы в двухслойных горизонтах II типа, в более простом аналитическом кнраЪснии.

Зо втором параграфе приведен обзор аналитических, графоаналитических и численно-аналитических методов определения гидрогеологических параметров.

Вопросы определения геофильтоациошшх Параметров рас- " смотрены в трудах 15.Д. Сабузжина. lj.ll, Воровского, Н.Н, Еоче-вера, 11.11. Беригина, 11.К. Гиринского, Е.А. йомаккна, -Й.П. йи-роненко, П.П. Нагевича, Б.Г, Самсопона, Л.И. Сердвковз, В.И. Иестакова, Л.С. Язвина и других.

К графоаналитическим методам.относятся мртодн логарифмического прослеживания ¿жейкоба и методы эталонных иривнх Иол-тона;, Де Гли, Хантува.

К числен.но-аналитичоскии методам относятся нптоды направленные на численнне расчеты слоеных аналитических решений в . интегральной,форме, в виде дифференциальных уравнений, 'давлений неявного вида, а такяо методы численной реализации интог- * раямшх прямых и обратных преобразований Лапласа, Лапласа-Кар-сона,' Фурье с применением средств вычислительной техники. С применением чиплепно-пналиткческих методов разработана многочисленные нрогршшш? средства, кап для ЗВН тина ЕС так й для ■ персонал'.них компьютеров, основанные но минимизации функций качества, среди которых самый полный набор гидродинамических' схем реализован ' в пакетах программ разработанных независимо ПЛ1.Комаровым в ПНИИСЕ Госстроя СССР и О.Дулыште в институте Кибернетики АН ЛитССР. К численно-аналитическим ыгт'одаи мокно также, отнести унифицированный алгоритмы B.S. Георгиевского ориентированные па интерпретацию дгшинх опытных работ.

Особой место среди методов идентификации фильтрациошш параметров занимает имитационное моделирование. Решение обрат них задач по корректировке значений исходных фильтрационнц параметров на дискретных областях рассмотрено в работах Ф.Б Абуталиева, И.К, Гавич, Н.Ф. Карачевцева, О, Краиина, В.А Нироненко, U.C. Опшника, И.У. Умарова, И.Х. Хабибуллаева В.М. Иестакова и других. Моделирование фильтрационных про цессов, реализованное в коночных рааностях , широко представ лено в научных организациях стран СНГ.

Среди методов обработки данных ОФР на ЭВМ едествуе подход к вычислительной технике как к средству, предназначен ному только для визуальных оценок качества получаемой информа ции и диагностики ОФР, наиболее полно реализованный в институ те Соизгипроводхоз В.К. Иошиг/овим и В,И. Степановым.

Среди машшшх методоь определения параметров следде отметить статистические методы обработки исходной инфорыаци по данным опытных работ.

При всем многообразии перечисленных методов для водо носких горизонтов II тина не существует методики, позволяюще теоретически обоснованно подходить к расчетам фил'ьтрационнм параметров дифференцировано по пластам.

ГЛАВА 3. Расчеты водозаборных сооружений в двухслойных водоносных горизонтах I типа.

В главе получено выражение для расчета понижений двухслойных горизонтах I типа при работе водозаборной сквааин

Фильтрация подземных вод к сквынине в двухслойных, врдо носных горизонтах I типа в гидравлической постановке описыва с-тся следующей системой дифференциальных уравнений в частны производных с начальными и граничными условиями:

Э г* г г) Q, 5Г

i 35g 1 f. ç v 1 BS,

t = 0 s^ci.tl = sa(ï,t) = 0 t >0 г-*« s2(iit)=o

tim г]ТгТг M* = -й •г-о °г

де S{=S(te,t) , (1= 1,2) - шшимния напора d смежных пластах; T(.,at - коэффициенты иодопроводииости и пьезопроводности

меквых пластов; Bj._- коэффициенты перетекания, определяемые

авенствами: В, = V Т(/J~n , J<n = KP/mP

Кр , т» - коэффициент фильтрации и мощность разделяющего

лоя; Q. - расход сквакшш.

Решение системы уравнений (1) проведено методом интег-алышх преобразований Лапласа по переменной t при предполохе-ии, что общее рсмение систем в изображениях имеет вид:

S' = J5>|C(K0(cu,Z)+ Jb2C2Ka (ц^г) ( 2 ) §г= С^Оцг) -v СгК0(ш2г) де Kjx) -функция Ьессел.ч второго рода от мнимого аргумента улевого порядка, р. С, , сг, JVjb-.-nensBecTHue постоянные, оэффициекш , Сг определены при подстановке равенств (2) граннчнне условия. Значения величин jb< , рг определены при рямой подстановки соотношений (?) в систему уравнений (1). результате преобразований получено:_

аеш,- соответствует знаку f, - знаку -.

яя получении аналитического решения значение внражения \Л5*

редЬтпвлено в видв: _

ри переходе•!! оригиналам эта замена справедлива при: + S4* lai-aalT, тав1вг u>3>3 . а,агТг

згдп коэффициент Ci,C2 .^^определявтея равенствами:

■ г - * л JL -fig

Ц ' р га • ч - - р Jbj-Ji,

J.n У^п

;нерь в вираяснии (2) известим все коэффициенту. >иксшт к (2) обратное преобразование Лапласа, после'проведе-1Я ряда математических преобразований получено приближенное тлитическое решение системи дифференциальных уравнений: ,

s,(2,ty= r|= [w(uy-w(u',5)+Ci(г,t)]

tjtl (?)

^ 2 i* __ i1 ■ ' ' Q 4 "V Ц

. u= 55E * z ~ *vXnтртг' ÜCP= To^of»

¿LiSi., 11' — _lL._, n**_ т u " а,аг ~ 4ci**t а ' т^/а^Тг/а«

При теоретическом анализе полученного решения и численном сопоставлении его с приближенным решением И. Хантцва и по-ниЕенкяки, вычисленными методой Стехфеста ( численный ыето) получении обратного преобразования, . в которой отсутствуют ограниченна на временной интервал прншчачшя), установлено, что решение полученное автором в сравнении с реыениеи М. Хаитов; теоретически обосновано в более иирокол временной интервале i является болей точный приближением к истинна« значениям. понижений , но имеет более сложное математическое выражение.

ГЛАВА 4.Закономерности движения подземных вод к Скиави-ни .в двухслойных водоносных горизонтах II типа.

Б главе . приведены результаты моделирования и на еп основе выявлены закономерности формирования фильтрационноп потока к сквахинв в двухслойных водоносных горизонтах II типа Длы выяснения динамики снижении напоров при работе-возыд-навцей сквашш - двухслойной чапориоы горизонте II типа про ведено моделирование фильтрационного потока на злектром1ггегра торе. - НУСЗ-'/О с -исиольашшшеы рекомендаций Л. Лукнира Р.И. Не с такова,' На аналоговых моделях опытная сквакина задан, на"менее проницаемый горизонт ь центрл радиального потока. Мо делирование проведено при раз-личных соотношениях коэффициента фильтрации* иьезопронодности и иоцнисти контактирующих пласто для,какдаго из которых построена гидродинамическая сегка дви жениа подземных вод в вертикальном разрезе на заданные ьтмепт времени, а такие графики и таблицы модельных понижений напоро в опробуемом и''сыскных водоносных пластах.

На! рисунке ?. изображено гидродинамическое распределение напоров в вертикальном разрезе при различных соотношениях коэффициентов фильтрации, пьезопроподности и мощности смеяних пластов.

На основании • анализа гидродинамических сеток отмечены-следцшщие особенности "распределения напоров ц вертикальном разрезе.

Для точек, располозвнних на расстояниях от возмуцашцей скважина меньшем, чем суммарная мощность водоносного горизонта, у подошвы опробуемого пласта и в ого центральной части изолинии поникений напоров представляет собой практически верти-калыше линии, которые параллельны между собой. (1 линии тока являатся практически горизонтальными. В области контакта двух пластов происходит резкое искривление изолиний. При приближении к границе контакта пластов изолинии понияений из вертикальных линий, изгибаясь, приобретают форму практически горизонтальных. С увеличением соотношения коэффициентов фильтрации смежных пластов искривление изолиний понижений в опробуемой пласте усиливается, причем деформация линий тока практически ограничивается опробуемым пластом.

Изолинии понижений напоров в смежном пласте представлят собой практически вертикальные линии по всей мощности этого пласта, а линии тока соответственно являются горизонтальными.' И только в' первой вертикальном столбце блоков (прискваяинной области ) линии тока иритерпевают заметное искривление.

На основании анализа результатов моделирования сделаны следующие выводы (при г < и):

- п опробуемом пласте ( с худшими фильтрационными свойствами) поток у подоеиц пласта и его центральной, части горизонтальный,

- при приближении к границе контакта пластов поток в о пробуемом пласте деформируется из горизонтального в вертикальный;

• резкая зона деформации линий тока ограничивается опробуемым пластом;

- с увеличением'соотношения коэффициентов фильтрации основного и смешного пластов искривление линий тока в опробуемом пласте вблизи границы контакта усиливается;

- в смежном пласте лоток по вс<!й его мощности (за исилычением нрисквешшной зоны ) горизонтальный;

- форма линий то1;а не зависит от отношений коэффициентов пьо-

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНИЖЕНИЙ В РАЬРЕЬЕ ДВУХСЛОЙНОГО ГОРИЗОНТА ПО ДАННЫМ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ 1»<440 МИН.

1 сут

счт

уО^Щг

70,0 г [м]

т,Н5м

4 сут ШгвйОм п -м4 мг

оаг--Ю — ^ ^

•--*• • ст сз" с;

1—I—Г

2,5

22,0 Условные

Ь9,0 70,0

обоьнач ения:

чг-

Ьграница водоносных пластов; И ПС

Рис

2-ИЮЛИШ1И понижений напора

зопроводности или мощности сыежных пластов, а определяется отношением коэффициентов фильтрации,

Кроме аналогового моделирования для принятых значений фильтрационных -параметров праведен расчет тестовых аадач по аналитическим зависимостям 11.11. Лагшипп.

Расчетц понижений по аналитическим зависимостям показывают хорошее совпадение их результатов с понижениям полученными методом аналогового моделирования.- Следовательно, гостроепние гидродинамические сетки линий тока нозно использовать как достоверные для дальнейших исследований.

ГЛАВА 5. Методика расчета водозаборных скважин в двухслойных водоносных горизонтах II типа.

В главе получено выраяйние для расчета ноникений при работе водозаборной скважины в двухслойных горизонтах II типа.

Как было отмечено в предыдущей главе при возмущении двухслойного горизонта опытной откачкой вся его суммарная мощность в радиусе г<; а условно подразделяется на три выдержанных области.

Первая область представляет собой основную часть опробуемого пласта, где линии тока почти горизонтальны. Вторая область представляет оставшуюся часть опробуемого пласта, где' линии тока меняют свое направление на вертикальное. Обозначим ее ш2). ' И третья область - это сносный водоносный пласт, е котором линии тока горизонтальны,.

При таком разделении суммарной ьоцности пласта на три области в кавдой из них выполняют^ основные предпосылки гидравлической теории потоков. Нятиева-Гиринского для слоистых водоносных горизонтов: в опробуемой и имеаних пластах, которым соответствует первая и третья условно выделенные области, линии тока горизонтальны, а в разделяющем их пласте, -которому моашо поставить в соответствие вторую область, - вертикальны. В таком случае можно предположить, что для данной толщи применимы постановка задачи и ее аналитические решения, полученные для водоносных горизонтов I типа.

Оценим применимость решения, полученного автором, ь решения М. Хантува ( при жестком резине фильтрации в разделяющем слабопроницаемои пласте'), совпадающие при рапных коэффициент?"

пьезопроводневти сменных пластов, для дайной задачи.

В главе получена зависимость для расчета параметра при сопоставлении значения гидравлического пониаения напора по формуле H.H. Лапшина, определяемого соотношением:

5,СгЛ)"г|тГ™М + И (8)

ГДВ С - ОУ s№>qnw(u,4JM

ь •• (3)

и его значения из равенства (/) при условии а1 = Ог. Приравняв соответствушщж; гидравлические значения напоров, получено уравнение относительно, неизвестного параметра^ :

" £ = wiu , С«».

■ которое численно решено при заданных отношениях коэффициентов «с ( отновсние коэффициентов Фильтрации) иJb (отноаение мощно-, стой) в интервале: ЦсС^ЮО, O.i^Jb^l.

Установлено, что величина параметра ^ зависит от отно-всния мощностей смемпих пластов и является функцией от.параметра «с , прнолишшая зависимость которой от перемешшхсС,J1 описывается равенством: -щ = -i- (-1 +

0,05 6 ОИ = ^ (И)

где при a^^^o.s

'2 rn j

'г

Полученный параметр'Ч характеризует размеры области деформации потока относительно мощности 'опробуемого пласта при фильтрации из более проницаемого пласта в менее проницаемый пласт. -В свя-. зи с зтиы параметр предлагается'назвать 'коэффициентом мек-пластового сопротивления '. Учитывая полученное выракение для параметра , понижения- напоров, в дгухслойПых горизонтах II типа определяются .зависимостям^: • ■

гдр гг г ' ' Г1 • _, К| &-И-

(12)

■г

т,

Анализ полученных ранепств iiß основе сопоставления с результатами расчета пон|'.,сний :ш формулам 11.11, /тишина показывает высокую точность внрплений (12), которой »сочетании с просто-

той Ш1"ислений позволяет рекомендовать полученные автором равенства для практических расчетов понижений при работе водозаборных си вамп в двухслойных водоносных горизонтах II типа.

ГЛАВА 6. Методика расчета фильтрационных параметров в двухслойных водоносиих горизонтах II типа.

В иостой главе предлагается методика определения параметров и рекомендации по конструкции опытного куста при проведении OOP ц диухслойних водоносиих горизонтах II типа.

При проведении опытной откачки из менее проницаемого водоносного слоя двухслойного водоносного горизонта предлагаема следующий метод эталонных кривых расчета фильтрационных параметров .

1. По данным фактических понижений напоров в наблюдательной сквакине сыскного водоносного горизонта строится билогариф-ыичоский график в координатах Ц S - t(jt .

2. Построенный график фактических дашшх совмещается с

от <

4

одной из эталонных кривых семейства приведенного на рис. 3. При совмещении фактической кривой с эталонной следует найти такую кривуш г0 из семейства, чтобч приближение било наилучыим, а значение переменной ^о удовлетворяло неравенству:

3. После совмещения графитов выбирается точка с координатами (S0,t0) на графике фактических данных и с коорди-)шты1И|Jw(u)-w(u,2)]0J-jpJ на графике эталонных кривых.

1. Значения суммарного коэффициента воданроводимости Т и коэффициента пьсзонроводпости а рассчитываются по формулам:

Т

4t0u0

б. Но значении параметра г0 снятого с графика эталонных ириьнх определяется отношение коэффициентов фильтрации контак-ти^укких пласт он : ^г

Л = ' С= (п^г.)"*" а

при условии, что известно отнилмие мощна, тей снеапшх пластов^. Значение параметра ¡к так;« Mover бить определено равенством:

«X = < ( 2JTTaS л П4)

V ак0(г0) ' 1

на-

где л в - разница понижений напоров в смежных пластах при установившемся режиме фильтрации.

6. Значение коэффициента ' межпластового сопротивления' определяется соотношением:

7. Коэффициент водопроводимости смежных водоносных пластов Т, и Т2 находятся .из выражений:

Т - , т - Т

Если пониасниа в смекиои водоносном пласте в ходе опитной откачки отсутствувт, то расчет параметров следует проводить как для однослойного напорного водоносного горизонта.

Если мощность смежного пласта бельке мощности опробуемого, то опитнуи откачку следует проводить из пласта с большей, полностью и интерпретации данник ОФР проводить, кап описано в главе 2.

Если коэффициенты фильтрации пород равны, расчет параметров проводится по методикам предлагаемым для несовершенных скваиин.

3 соответствии с изложенной методикой расчета параметров для двухслойных водоносных горизонтов II типа предлагаются следующие рекомендации по конструкции опытного куста:

- центральную скважину следует оборудовать фильтрами только на один опробуемый пласт;

- фильтры наблюдательных енвамн следует располагать ь какдом пласте на глубине, раиной половине мощности опробуемого и смежного пластов;

- наблюдательные сквашш опытного куста следует располагать в опробуемом и смешном водоносных пластах на равных расстояниях от центральной сквашш;

- заморы в пьезометрах проводить одновременно;

- расстояние от центральной скважины до наблюдательной должно быть меньше мощности опробуемого пласта, т.ч. =

И главе рассмотрено применение методики определения Фильтрационных параметры! для водоносных горизонтов II типа на тестоном примере, а такие на результатах ОФР, проведенных на Яадыюрзинсиом и Сохском месторождениях нодзошшх вод.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Б результате работа сделаны следующие выводы.

1. Анализ гидрогеологического строения основных кесто-рогдений пресных подземных вод Республики Узбекистан показал, что месторождения речных долин и конусов выноса по фильтрационным свойствам являвтся двухслойными или их можно схематизировать как двухслойные водоносные горизонты 1 или II типа при проведении и интерпретации ООР.

2. Имевшиеся решения задачи о водонритоке к сквакине в двухслойных водоносных горизонтах не позволяют теоретически обосновано подходить к интерпретации данных ОФР в двухслойных водоносных горизонтах II типа.

3. Б работе с использованием метода интегральных преобразований получено повое аналитическое реяение задачи о водонритоке к сквашю в двухслойном водоносном горизонте I типа в более широком временном интервале по сравнению с существующими реиениями. При теоретическом анализе полученного решения и численном сопоставлении его с существующими решениями установлено, что решение полученное автором обосновано в более широком временном интервале и является более точны» приближением к истинным значениям.понижений.

4. На основании аналогового моделирования установлены основные закономерности формирования гидродинамической структуры потоков подзенних вод в двухслойных водоносных горизонтах II типа при возмущении опытной откачкой менее проницаемого Пласта, Выявлено наличие в вертикальном разрезе трех областей, характеризующихся различными направлениями фильтрационного потока.

0. С учетом выявленных закономерностей разработано гшдли-тическое выражение ,дла расчета ппнишен-'й в двухслойных водоносных горизонтах II типа при работе водозаборной скважины в менее проницаеыон пласте. При расчетах рекомендовано использование коэффициента 'межпластоного сопротивления ', характеризующего размеры области деформации фильтрационного потока.

О, На основе полученных выражений для расчета понижений предложена методика определения фильтрационных параметров в двухслойных водоносных горизонтах II типа, г тик число предло-«енного автором коэффициента 'меягпластового сопротивления'.

7. При проведении ОФР в двухслойных .водоносных I оризон-

тах П типа разработаны рекомендации по конструкции опытных кустов.

8. Предложенная методика определения фильтрационных параметров опробована на результатах ОФР, проведенных |ц Даль-верзинскоы и Сохском местороидениях подземных вод.

lío теме диссертации опубликованы следующие работы: 1. Особенности методики анализа опытных откачен и результатов эксплуатации крупных водозаборов в межгорных орошаемых речных долинах (на примере Чирчикскогп и Ахангаранского местороадений грунтовых вод) //Методы анализа и обработки гидрогеологических данных для прогноза ресурсов подземных вод. Таллин: Изд-во АН ЭССР. 1984. - С. 172-173 (в соавторстве с-Р.II. Абдулиным, В.Ф. Сидоренко, 1J.II. Пономареву;.)).

?.. Региональные изменения качества месторождений подземных вод Узбекистана // Ресурсы подземных вод и их охрана,от истощения и загрязнения / Тр. ГИДРОШП'Ь'О. Ташкент: САИГИКС', 1986. - С. 23—33 (в соавторстве с В.А. Борисовым, Ü.B. Маленшшм).

3. К методике исследований систем вертикального дренажа методом аналогии на основе расчета обобщенных параметров // Методика инженерных изысканий для мелиоративного строительства в Аридной зоне / Тез. докл. всесоюзного совецапия. Душанбе: ЛОЦИЙ, 1ЭО G. — * С. 133-134 (п соавторстве с Ü.H. Пономаревым).

4. Определение коэффициентов фильтрации двухслойной толщи при малой мощности и . большой проницаемости верхнего слоя для подсчета эксплуатационных запасов грунтовых вод // Применение ЗИМ при решении задач гидрогеологии и шшенерпой геологии /Тр. П1Д1ЧШ11Т0. Ташкент: САШ'ЙКС, Ш)7.- С. 46-52 (п соавторстве с li.II. Пономаревым, В.Ф. Сидоренко).

¡i. Влияние отбора крупного карьера на ресурсы подземных под долины р.Чирчик // '¡аиоиомернвети. изменения инженерно-геологических, гидрогеологических и геокриологических условий при интенсивном трхногешшм воздействии / Тез. докл. I Псесопзнога съезда ипыеиеров-геологов, гидрогоилогов и геокриологов , Киев, 10-14 октября, 1!Ш.~ Киев: Пауком думки, 1903",- С. 231 ?,'¡2 i и соавторстве г ¡II. Ф. Унаровкм, Г.Т. КнияпиковоА ). п. Уатсмтичешш мдьль филмрационного потопа к опытной

скважине в двухслойном безнапорном водоносном горизонте //Подземные воды (гидроминералыше ресурсы, разведка и охрана) /Тр. ГНДРОИНГЕО. Ташкент: СПИГИМС. 1983. - С. 10-14.

7. Метода оценки, принципы возмещения ущерба техногенного воздействия на питьевые ресурсы подземных вод // Гидрогеологические и иняенерно-геологические исследования в Узбекистане / Тр. ГНДРОИНГЕО. Ташкент: САИГШ1С,1992.- С. 74-78 (в соавторстве с Б.й. Борисовны, Т.В. Борисенко).

8. Определение фильтрационных параметров и расчеты водозаборных скважин в двухслойных водоносных горизонтах // Поиски, разведка и ресурсы подземных вод / Тр. ГИДРОИНГЕО. Ташкент: САИРИКС. 1993. СВ печати).

О.В. Чеботареванинг "ИККИ^ПТЛПМЛИ СУВЛИ ГОРИЗОНТЛАРНИНГ ГИДРОГЕОЛОГИК К9РСЙТГИЧЛЙРИНИ ПНЙ^/М вп сив ОЛИИ И1Ш00ТЛАРЙНЙ \ИСОВЛАШ " мавзусидаги фан иомзодлиги диссертаци"сига ^ис^а баеннона / 04.00.06 - гидрогеология /.

Диссертация^ заиф утказувчан ^атлаы билан булинган цамда булинмаген иккицатланли сувли горизонтлардаги суп олиш ^удуц-лари тойон ер ости сувларининг радиал харакатлапии ^ондешятла-ри куриб чицилгап.

Заиф утказувчан ^атлаи билан булинган иккш$атламли сувли горизонтлар учун интогралли узгартириплар усулидан фойдаланган цолда, харакатлантирцвчи ¡'¡уду^ тпмгш ер ости сувларининг сизи-липшни апшршш буйича янГи аналитик ачим топилгап.

Заиф утказувчан ^атлам билан Оулинмагап иики^атламли сувли горизонтлар учун нисбптан кап Зтна.,упчи ^атлампи харакат-лонтирувчи )|уд!Ц гомон ортнинг гидродинзник тузилмасидаги 150-нуииатлар анш{лангап. Мазкур ^онуниитлар асосида сув олиш цу-дуки ивлаотган пайтда аралага цатллмлардаги касайитларни ^исоб-лао учун аналитик ифодалац тавсия ^илинган.

; Топилган ечимдаи фойдаланилган >у>лда заиф Утказувчан ^ат-лам билан булинмаган иккжртламли супли горизонтларда ер ости сувларининг сизилил карипкич арини апи^лаи услублари имлаб чи^илган. .

Иккицатламли сувли ^атламларда такриба-сизилив ишларини нтказишга мулжаллаиган ^чдуцллр гурухчнипг конструкциялари буйича 'тавсиялар берилган.

R j 3 U LI i •• for the master's thesis by O.V.Chebotareva "DETERtailA'ilOH 01' Iirnil0G30L0GlCAL mAi.rS'ifilS MD WAE3K LEVEL 10V/ HT THI3.YIAE2LI Y.SLL3 El THE »70-KSD AiJJXESa (04.00.06-Hydrot;eoloey)

The thesis presents the regularities of radial underground water nic.-cuent towards the water well which nay be located either in the indivisable two-bed aquifer or in that, divided by a poor penes ¿rated layer.

i'or the two-bed aquifer with a poor penctrul -d layer "between two beds, a hot; approximate analytical solution of the problea for underground water "filtration into the disturbing well has teen found usin^- tho integral transposing method.

Tor the indivi3able two-bed aquifer which consists of beds of different pierneability, the regularities in hydro-■dynauic structure of water flow towards the.,well disturbing a loss penetrated bed, have been discovered. 'faking it into account'it has been proposed an analytical equubion for estimating the water level low o in contiguous beds while the vjater veil operating.

As a result of the mentioned invastigatious the methods of determining the filtration paraneters in .the indivisable two-bed aquifer have been worked out.

There have been {¿ivon so:^e reco;.u.iendatiens now to locate the experimental water wells l'or tho filtration .ei:-periuonta in the two-bod indivisable aquifer.