Виды опытно-фильтрационных работ

Фильтрация воды

Основное свойство воды -текучесть. В подземном пространстве вода фильтруется через массив горной породы. Фильтрация – движение жидкости в насыщенной ею пористой среде, обусловленное наличием гидравлического градиента — перепада напоров. Объем фильтрующейся воды называется –фильтрационным потоком. Частным случаем фильтрации является инфильтрация и перетекание через слабо проводимый слой. Вода фильтруется через водоносные слои называемые -водоносными горизонтами.
Исходя из этого фундаментального уравнения фильтрации, выделяют типы параметров.
- Характеризующие фильтрационный поток – напоры, скорости, расходы.
- Характеризующие фильтрационные свойства породы: емкость и проницаемость – фильтрационные параметры.
- Характеризующие питание и разгрузку — инфильтрация.

Параметры фильтрации

Основными фильтрационными параметрами являются: коэффициент фильтрации, водопроводимость, коэффициент гравитационной и упругой водоотдачи, уровнепроводности и пьезопроводности, перетекание, сопротивление подрусловых отложений.
Параметры необходимы для определения водопритока в карьеры и котлованы, проектирования дренажной системы и гидроизоляции подземных парковок и подвалов.
Для определения фильтрационных параметров можно использовать лабораторные методы. Но наибольшей точностью обладают полевые методы, названные опытно-фильтрационными работами (ОФР).

Откачка воды

ОФР основаны на фильтрационном возмущении в водоносном горизонте путем откачки воды из скважины или нагнетания.
Опытные откачки могут быть одиночными и кустовыми. Куст скважин состоит из центральной скважины, в которую устанавливается насос и наблюдательных скважины (пьезометров). Из центральной скважины происходит отбор воды, и как следствие понижение уровня подземных вод. Замеры понижения производятся не только в центральной скважине, но и в наблюдательных скважинах. В гидрогеологических исследованиях полный комплекс фильтрационных параметров можно определять только по данным кустовых откачек. Данные одиночных откачек позволяют найти только коэффициент фильтрации, того слоя, в котором расположен фильтр скважины. Особое внимание стоит уделить выбору способа бурения скважин, т.к. от этого зависит кольматация прискважинной зоны и вносится погрешность в определении фильтрационных параметров.

Экспресс- налив и откачка

Для ориентировочной оценки проницаемости грунта применяются экспресс — опробования, целью которых является изучение реакции скважины на мгновенное возмущение уровня подземных вод. При гидрогеологических исследованиях применяют экспресс-наливы и экспресс-откачки. При экспресс-наливе в скважину «мгновенно» наливается вода и затем прослеживается постепенное снижение уровня подземных вод. При экспресс-откачке производится импульсный отбор воды и скважины, а затем прослеживается восстановления уровня.

Схематизация условий

После проведения опытов, необходимо интерпретировать полученные данные и рассчитать фильтрационные параметры.
Многообразие геологических условий требует выделения расчетных схем. Расчетная схема – упрощенная математическая модель участка пласта, отражающая его характерные гидрогеологические и гидродинамические особенности.
Основные расчетные схемы приводятся ниже.
- Напорный водоносный горизонт.
- Безнапорный водоносный горизонт.
- Однородный водоносный горизонт в плане и/или разрезе.
- Гетерогенный водоносный горизонт в плане и/или разрезе.
- Изолированный водоносный горизонт.
- Водоносный горизонт, дренируемый рекой.
- Водоносный горизонт с перетеканием.
- Водоносный горизонт с инфильтрационным питанием.
- Степень вскрытия скважиной водоносного горизонта – совершенная и не совершенная.

Определение фильтрационных параметров

После схематизации условий производится определение фильтрационных параметров различными способами, которые можно разделить на четыре основные группы.
- Графоаналитические способы основаны на преобразовании исходных аналитических зависимостей и построении индикаторных диаграмм. Данная группа методов наиболее информативна и удобна.
- Точечные способы основаны на использовании одного или двух замеров. Полезны при стационарном режиме фильтрации, а также для быстрой и приближенной оценки свойств водоносного горизонта.
- Подбор параметров (способ совмещения кривых прослеживания) – решение прямой и обратной задачи для поиска необходимых фильтрационных параметров с последующим сравнением фактической и эталонной кривых. Способ обычно применяется для сложных условий проведения опыта.
- Авторские алгоритмы определения параметров – определенная последовательность действий, основанная на графических и точечных способах, для получения фильтрационных параметров. Применяется только к конкретным расчетным схемам.

Поиск по сайту: