Введение к работе
Актуальность проблемы. На территории Юго-Западного Таджи-истана, как и во многих других аридных районах Средней Азии и азахстана, основним источником питьевого водоснабжения населе-ая являются подземные воды месторождений в речных долинах. В эссматриваемых условиях месторождения подобного типа хнрактери-дася рядом специфических особенностей, основные из которых -включительно большая мощность водовмещающих отложений, сложная жономерность распределения фильтрационных свойств в разрезе, їличие вертикально-горизонтальной анизотропии, сложные условия іаимосвязи речных и подземных вод. Методика проведения и обработки данных оштно-фильтрацион-х работ (ОФР), являющихся основным видом гидрогеологических ис-едований при разедке и оценке эксплуатационных запасов подзем-х вод таких месторождений в целом разработана достаточно дета-но. Однако ряд вопросов нуждается в дальнейшем развитии. К тэ-м вопросам относятся обоснование методики геофильтрационной эматизации, выбор метода проведения гидродинамических расчетов, Зор оптимальных схем опытного куста, учет естественного режима цземных вод и.ряд других.
Решение этих' вопросов позволит повысить достоверность гидрологических прогнозов при оценке эксплуатационных запасов мес-эдждений подземных вод и существенно увеличить эффективность шодимых исследований.
Целью работы является совершенствование и разработка мето-! геофильтрационной схематизации, постановки и интерпретации яых ОФР для оценки-запасов подземных вод речных долин межгор-впадин в связи с рациональным использованием водных ресурсов, овные задачи исследований, решаемые для достижения намеченной и, сводились к следующему:
I) Изучение закономерностей рэспредечения фильтрационных йств и проведение на этой основе фильтрационной схематизации, кность геологических условий находит отражение в большом коли-гве геофчлътрзционных параметров, что обусловливает п?станоЕ-таеледующих задач.
I) Оценка влияния каждого из параметров геофильтрзционн^й ш на результат решения прогнозных задач при подсчете экеплуч-
- г -
тационных запасоЕ подземных вод.
3) Разработка методики интерпретации ОФР, включающей:
выбор метода гидродинамических расчетов,
обоснование дискретизации модели,
обоснование способов учета естественного режима
при обработке опытных данных.
4) Разработка методики проведения ОФР, обусловленной мето
дикой их последующей интерпретации.
Работа выполнена в основном на материалах разведки Душанбин ского и Правобережно-Вахшского месторождений пресных подземных вод (МПВ), расположенных в Юго-Западном Таджикистане. Заявленная потребность в воде составляет соответственно 4.5 и 7.5 м5/с.
Методика ьыполнения работы включала анализ и обобщение фак тического и литературного материала, полевые исследования при проведении разведки МШ в долинах рек, численные эксперименты и математическое моделирование изучаемых процессов.
Научная новизна работы состоит в следующем:
1. На основе изучения закономерностей распределения фильтр?
ЦИОКНЫХ СЕОЙСТВ ВОДОНОСНЫХ ОТЛОЖеНИЙ, ДІЯ КОТОрЫХ ХЭраКТвГ-НЫ 2Н
чительная мощность (порядка 1000 м), налим".- вертикально-горизоь тальной анизотропии, тенденция к уменьшению коэффициента фильтр.-, щи с глубиной предложена геофильтрэционнвя схематизация разрез; в виде схемы зонно-анизотропкого строения, заключающейся в ьыде лении нескольких зон с различающимися коэффициентами фильтрате внутри каждой из которых отложения могут обладать вэртикэльно-гс ризонтальной анизотропией.
-
Показано влияние особенностей строения разреза на закон. мерности формирования уроненного режима подземных еод при эксплу атации. В частности проведена количественная оценка влияния коэ1] фициентов фильтрации нижней зоны разреза и вертикально-горизоь тальной анизотропии на формирование пошэкений уровня при эксплуг тац>їи верхней зоны в различных условиях взаимосвязи речных и псі земных вод.
-
Разработана методика интерпретации данных ОФР для спре.і~ ления гидрогеологических параметров. В кач- jt-вє основного метедг обработки рекомендуется применять численно-аналитическое моделирование, Преимуществом КОТОРОГО Перед ЧИСЛеННЫМИ МеТОДаМИ ЛЕЛЯ"-!
ся малое время счета и отсутствие дискретизации модели по времени и радиальной координате.
Обоснована оптимальная степень дискретизации модели по оси Z при проведении численно-аналитических расчетов откачек и водозаборных сооружений.
При выборе расчетной (интерпретационной) схемы предложено использовать ограничение числа одновременно определяемых геофильтрационных параметров. Это достигается двумя способами: последовательным определением искомых значений и введением фиксированных соотношений между параметрами различных слоев разреза.
Обосновано применение способов учета естественного режима для террасовых и приречных участков. В первом случае предлагается использовать корреляцию с изменением уровня в скважине-аналоге, во втором - с изменением уровня речных вод.
4. На основе выявленных закономерностей разработана методика проведения, опытных работ и-конструкции опытных кустов для расчета основных_геофильтрационных параметров. Определены критерии, контролирующие __
расположение скважин, предназначенных для расчета коэффициентов фильтрации отложений и коэффициента перетока подруслового слоя,
возможность применения схемы неограниченного (радиального) потока при проведении откачек вблизи реки.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработанные методы геофильтрационной схематизации, постановки и интерпретации данных ОФР, позволяют повысить достоверность гидрогеологических прогнозов и являются основой рационального проведения разведки месторождений подземных вод в речных долинах при значительной мощности водовмещающих отложений.
Реализация результатов. Содержание работы во многом определено конкретными задачами, возникающими в ходе разведки Душанбинского и Правобережно-Вахшского месторождений подземных вод, ее результаты вошли в производственные отчеты Южной Гидрогеологической Экспедиции, защищенные ь ГКЗ СССР и ТКЗ ПГО "Таджикгеологяя".
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации изложены в 5 печатных работах. Результаты исследований докладывались на 15,16,17 и 18 конференциях молодых ученых геологичес-
кого факультета Ш'іі (Москва, isaa, іуву, lysu, іуйі годы), семинаре всесоюзной школы передового опыта "Методика проведения и интерпретации опытно-фильтрационных и опытно-миграционных рзоот при разведке подземных вод" (ЬОКГИНГЕО, 1989), совместном семинаре каф. гидрогеологии МГУ и ЛГИ "Математическое моделирование гидрогеологических процессов" (Москва, І9УІ). Многие положения работы вошли в научные отчеты Южно-Таджикской (1987,1990) и Гис-саро-Хатлонской (1991) партий каф. гидрогеологии геологического факультета МГУ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 141 наименований, 35 таблиц, 50 рисунков. Объем машинописного текста 121 страниц.
АЕТор выражает глубокую признательность научному руководителю профессору В.М.Шестакову за предложенное направление работы, постоянное внимание и большую научно-методическую помощь, а также м.н.с. В.Л.Веселовой за полезные советы и предоставленное программное обеспечение.
Автор искренне благодарит за ценные советы и замечания сотрудников кафедры гидрогеологии МТУ, с.н.с. Р.М.Никитина и доц. Р.С.Штенгелова, а также сотрудников Южной ГТЭ А.П.Баранова", Ю.П. Дьяченко, Н.Н.Журавлева за помощь в проведении совместных полевых исследований.