24. Оцінка забезпеченості експлуатаційних запасів підземних вод родовищ в річкових долинах.

Специфічні особливості оцінки ЕЗПВ родовищ у річкових до­линах включають:

- розрахунок основних характеристик поверхневого стоку річки, який може забезпечувати відбір підземних вод; при цьому визнача­ється середньорічна, середньомеженна, мінімальна середньомісячна витрати річки 95, 90, 85 або 50 % забезпеченості (залежно від умов формування запасів і категорії водозабірної споруди за надійністю подачі води), а також відповідні цим характеристикам рівні води в річці та у водоносному горизонті;

- розрахунки гідравлічного опору та пропускної здатності русла річки, а також можливості відриву рівня підземних вод від дна річ­ки або слабопроникних руслових відкладів;

- розрахунок величини спрацювання і наступного поповнення єм­нісних запасів в умовах, коли водовідбір не забезпечений поверхне­вим стоком;

- розрахунок зміни поверхневого стоку в результаті експлуатації підземних вод.

Для розрахунків продуктивності водозабірних споруд найширше використовуються гідродинамічні методи. За однорідної будови водо­вмісної товщі ці розрахунки виконуються здебільшого аналітичним шляхом. У гірських річкових долинах при шаруватій будові розрізу і водоносних горизонтах великої потужності в умовах неоднорідності та анізотропії фільтраційних властивостей продуктивного водоносно­го горизонту перевагу надають використанню методу математичного моделювання. За умови вкрай неоднорідних фільтраційних властиво­стей водовмісних порід доцільно використовувати гідравлічні методи.

Метод гідрогеологічних аналогів успішно може бути застосований в усіх випадках шляхом використання лінійного модуля експлуатацій­них запасів. Метод аналогії практично незамінний для оцінки експлу­атаційної кольматації руслових відкладів.

На моделях родовищ у більшості випадків річка розглядається як гранична умова III роду, за досконалого русла - І роду. При відриві рівня від річки ця умова змінюється умовою II роду із заданою витра­тою, яка відповідає розрахованій пропускній здатності русла при па­раметрах, що характеризують переріз русла річки.

25. Розрахунок пропускної здатності русла річки при оцінці езпв у річкових долинах (не зовсім впевнена у правильності відповіді).

₍₁₎

де q_p - питома пропускна здатність русла річки (витрата фільтраційного потоку з річки на одиницю її довжини);

Ао - коефіцієнт перетікання; m_o – потужність слабо проникного шару; hp – глибина річки.

У зв'язку з мінливістю глибини і профілю дна русла річки в розрахунках слід брати середнє значення параметрів h_p і 2b з урахуванням реальної зміни їхньої величин.

Ці значення мають бути зведе­ні до рівня річки потрібної розрахункової забезпеченості. Так, за малої величини ємнісних запасів у розрахунках беруться h_p і 2b, які відпові­дають мінімальній 30-добовій витраті річки 95 % забезпеченості.

Наведені залежності застосовуються за умови наявності слабопроникного шару підруслом річки і невеликої потужності водоносного горизонту, коли вертикальною складовою потоку можна знехтувати.

У водоносних горизонтах значної потужності з вертикально-горизонтальною анізотропією фільтраційних-властивостей або складношаруватого будовою розрізу вертикальною складовою потоку нех­тувати не можна, оскільки вона обумовлює значну диференціацію знижень (напорів) з глибиною водоносного горизонту.

Максимальне значення A₀ відповідає найбільш глибоким інтервалам розрізу, мінімальне - верхнім (безпосередньо під дном річки).

Пропускна здатність річки може бути дуже спотворена і суттєво занижена, якщо використовувати для розрахун­ків параметра A₀ довільно взяті зниження рівня в п'єзометрах неза­лежно від глибини їхнього встановлення.

Величина пропускної здатності річки (власне руслових відкладів) має визначатися через параметр A₀ за формулою (1). Значення A₀ визначають стосовно самих верхніх інтервалів розрізу з викорис­танням для цього точкових підруслових або берегових п'єзометрів.

Пропускна здатність підруслової товщі в цьому випадку має розра­ховуватися за формулою

де А_г - комплексний коефіцієнт фільтраційного опору підруслової товщі потужністю m_z; Аzi_;, m_i, ki, - відповідно коефіцієнт фільтраційного опору, потужність і коефіцієнт фільтрації у вертикальному напрямку і-го (і = 1, 2, ..., п) інтервалу підруслової водовмісної товщі; величина тi,береться як глибина від дна річки до середини інтервалу, в якому за­міряно зниження рівня.

Вертикальні опори А_zi між інтервалами встановлення фільтрів розраховуються, виходячи з півсуми потужностей суміжних інтервалів і вертикального коефіцієнта фільтрації водовмісного горизонту к_і.

Для визначення експлуатаційного зниження S_p можуть використовуватися величини L або A_z, отримані для інтервалу розрізу, якому відповідає глибина обладнання фільтрами експлуатаційних свердловин. У гірських річкових долинах при зміні витрати річки Q_pістотнозмінюється змочений периметр русла. За істотної неоднорідності фільтраційних властивостей підруслових відкладів відмічається нелі­нійна залежність А_г від змоченого периметра русла річки, зміна яко­го визначається зміною рівня. Цю залежність можна використати для визначення пропускної здатності русла річки в різні гідрологічні періоди.

Графіки залежності Аг =f(Q_PJ,Аг =f(h_P)у долинах гірськая річок

При оцінці ЕЗПВ у дво- і тришарових пластах необхідно оцінювати:

а)умови взаємозв'язку продуктивного водоносного горизонту з тим, одо залягає вище;

б)умови взаємозв'язку першого від поверхні водоносного горизонту з річкою і пропускну здатність русла.

Якщо параметр A_z визначений за даними відкачувань або експлуатації продуктивного горизонту, то він характеризує узагальнений фільтраційний опір усіх відкладів між покрівлею продуктивного гори­зонту та річкою

де к_г і m_Zj,к_о’і m_o’ -відповідно вертикальний коефіцієнт фільтрації і потужність алювіального горизонту і слабопроникного шару, який розділяє водоносні горизонти. Для оцінки пропускної здатності русла річки використання цього параметра неможливе.

Для аналітичного розрахунку експлуатаційного зниження рівня в тришаровому пласті може бути використана схема з перетіканням за умови припущення про постійність рівня в пласті, що живить.

Розрахунок виконується за формулою,беручи

де km - коефіцієнт водопровідності пласта, з якого здійснюється від­качування; т₀ і к₀ -відповідно потужність і коефіцієнт фільтрації слабопроникного роздільного шару;

Максимальна величина живлення продуктивного гори­зонту в річкових долинах має оцінюватися відповідно до площі поши­рення алювіального горизонту і величини параметра \ = А_? -\.

В умовах горизонтів великої потужності або дво- і тришарових пластів у нерівності величина S_aon належить до першого від поверхні водоносного горизонту або самого верхнього інтервалу розрізу горизонту великої потужності.

За пропозицією М.С. Верзакова, маючи значення А_7І для різних ін­тервалів водоносного горизонту, визначається пропускна здатність для кожного інтервалу m_zi (рис. 55)за формулою (11.7). Для оцінки експлуатаційних запасів підземних вод доцільно використовувати мінімальне значення q , яке враховує положення в розрізі шару, що лімітує перетікання з річки.

Для річкових долин із пухкоуламковим складом руслових відкладів, особливо в гірських долинах з підвищеною каламутністю води, унас­лідок експлуатаційної кольматації руслових відкладів величина параметрів Д, і А_я, у часі може збільшуватися, a q зменшуватися.

Розрізняють два режими експлуатаційної кольматації:

1. кольматація під час межені -повна чи часткова, декольматація —під час повені;

2. безперервна кольматація, яка зростає в часі.

В обох випадках надійні вихідні дані для визначення значень q,Ад і А, можуть бути отримані лише з досвіду експлуатації водозабо-рів-аналогів.