Методика проведения откачек из водоносных горизонтов

Откачки из скважин в зависимости от степени их водообиль- ности и желательной величины понижения уровня воды произ­водят различными водоподъемниками: эрлифтами, центробеж­ными насосами с горизонтальным или вертикальным валом, элек- тропогружными водяными насосами.

Для пробных откачек в слабо обводненных водоносных гори­зонтах можно применять желонирование. Диаметры фильтровых колонн и глубина центральных (опытных) скважин должны обес­печивать размещение в них водоподъемного оборудования, а диа­метры наблюдательных скважин — оборудования для замеров уровней и проведение пробных откачек. Минимальные внутренние диаметры разведочных и эксплуатационных скважин для прове­дения в них необходимого комплекса исследований — 80—100 мм, а наблюдательных — 50—80 мм. Оборудование скважин опытного куста должно обеспечивать замеры и регулирование дебита при от­качке (расходомеры, водомеры, счетчики), получение с необхо­димой частотой информации об уровне воды во всех скважинах, отбор проб воды для анализов, замер ее температуры, отвод откачи­ваемой воды на необходимое расстояние и пр.

Опытные откачки следует проводить с максимально возможным для выбранного водоподъемника постоянным дебитом (откло­нения дебита не должны превышать 10% его среднего значения), обеспечивая понижение уровня в центральных скважинах не менее чем на 3 м, а в наблюдательных — на 0,3 м. Продолжительность откачек — не менее 2 сут, а при определении коэффициентов уров- непроводности, пьезопроводности и перетекания — не менее 5 сут. Откачка грунтовых вод должна быть более длительной, чем на­порных.

Опытные скважины должны быть по возможности совершен­ными, т.е. вскрывать водоносный горизонт полностью, а бли­жайшие наблюдательные скважины — находиться на расстоянии, превышающем мощность водоносного пласта. Если скважины не полностью вскрывают водоносный горизонт, то фильтры на­блюдательных и опытных скважин следует размещать в опробу­емом пласте примерно на одинаковой глубине.

Для более точного определения параметров призабойной зоны желательно устройство затрубного пьезометра; для оценки харак­тера и степени влияния естественных колебаний уровня должны иметься режимные скважины вне зоны влияния откачки. При на­личии в подошве и кровле опробуемого горизонта слабопроница­емых пород необходимо иметь наблюдательные скважины для выше- и нижележащих водоносных горизонтов. Изменения уровней в опытных и наблюдательных скважинах регистрируют са­мописцами (типы СУВ-3, ГТП-20, РУЦ-2М и др.) либо различ­ными уровнемерами (электрическими, ленточными, поплавко­выми), рулетками и хлопушками. Замерять уровень следует:

• в процессе откачки: в первые 2 ч каждые 5—10 мин, в следующие 12 ч каждые 0,5—1,0 ч, затем до конца откачки каждые 2—3 ч;
• в процессе восстановления уровня после откачки: первые 15—20 мин каждые 1—2 мин, далее в течение 1—2 ч — каждые 3—10 мин, затем каждый 1 ч до получения нужного количества материалов.

Откачки для определения зависимости дебита скважины от по­нижения уровня Q =f(s) проводят на две-три ступени понижения, начиная с меньшего (в трещиноватых породах и мелкозернистых песках — с большего). Минимальное понижение должно состав­лять не менее 1 м, максимальное — превышать его в 2—3 раза и быть близким к предельно допустимому. Для контроля правильности таких откачек строят график Q =(s), который имеет обычно кри­волинейный характер (параболический, степенной, логарифми­ческий), выпуклый в сторону оси дебитов.

Для напорных вод этот график может быть и прямолинейным. Выпуклость графика в сторону оси понижений свидетельствует о не­правильности выполнения откачки и необходимости ее повтора.

Параллельно с графиком Q=f(s) строят график удельного де­бита q =f(s), т.е. дебита, приходящегося на 1 м понижения уровня.

Такой график имеет наклон и выпуклость в сторону оси пони­жений. Графики Q=f(s) и q=f(s) являются важнейшими характе­ристиками, позволяющими судить о возможной производитель­ности скважин, водообильности и фильтрационных свойствах го­ризонта.

При проведении кустовых откачек для более точного опреде­ления параметров желательно иметь не менее трех наблюдательных скважин, а в сложных гидрогеологических условиях (трещинные и трещинно-карстовые горизонты, наличие перетекания и затруд­ненная связь подземных вод с поверхностными, существенная не­однородность пород и т.п.) — не менее четырех. По возможности для наблюдений следует использовать все имеющиеся скважины. Наблюдательные скважины обычно располагают по лучам, ориен­тированным в направлении выявленных или возможных изме­нений гидрогеологических условий (по направлениям затухания или преобладания трещиноватости и изменения фильтрационных свойств, вдоль контуров питания и непроницаемых границ и пер­пендикулярно им и т.д.). В таблице приведены обобщенные реко­мендации по размещению первой и второй наблюдательных скважин при кустовых откачках в напорных и безнапорных гори­зонтах различного литологического состава; ориентировочная про­должительность откачек — 3—5 сут в напорных и 5—10 сут в грун­товых водах.

Рекомендации по размещению наблюдательных скважин при кустовых откачках

Опробование самоизливающихся скважин возможно при неиз­менном положении уровня в центральной скважине, но при этом обязательно нужна информация об изменении уровней во времени по наблюдательным скважинам. В процессе откачек ведут текущую документацию и камеральную обработку данных:

• заполняют журнал откачки (по установленной форме);
• составляют хронологические графики зависимости дебитов и понижения уровня в центральной и наблюдательных сква­жинах от времени;
• строят графики зависимости дебита и удельного дебита от пони­жения уровня и полулогарифмические графики зависимости по­нижения уровня от времени S =f(lgt).

Построение хронологических графиков и особенно графиков S = f(lgt) обеспечивает надежный контроль при проведении опыта. Показания графиков служат основой для регулирования частоты наблюдений и продолжительности откачки. После окончания от­качек во всех скважинах должны быть проведены наблюдения за восстановлением динамического уровня грунтовых вод с постро­ением всех необходимых хронологических графиков. В результате окончательной камеральной обработки материалов откачек с ком­плексным использованием приемов и методов расчетов устано­вившейся и неустановившейся фильтрации определяют основные гидрогеологические параметры: кривые дебита (Q =f(s)), коэффи­циенты фильтрации, проницаемости, водопроводимости, пьезо­проводности, (уровнепроводности), водоотдачи, радиусы влияния, параметры перетекания.