Анализировать гидрометеорологические факторы в гидрогеологическом заключении необходимо только тогда, когда они оказывают непосредственное влияние на местные гидрогеологические условия и, в частности, на режим подземных вод. Обычно же эти факторы в обоснованиях к проектам должным образом не анализируют, освещают только в порядке констатации и вследствие этого они нередко оказываются лишними.
Например, в гидрогеологическом обосновании проекта неуместно приводить данные о количестве выпадающих осадков, испаряемости, относительной и абсолютной влажности воздуха, если намечается бурение скважины на глубоко залегающий напорный водоносный горизонт, перекрытый мощными водоупорными толщами и имеющий область питания, расположенную далеко за пределами района, в котором бурится скважина.
Указанные данные и данные о гидрологическом режиме реки будут представлять определенный интерес, если скважина проектируется для использования грунтовых вод, питание которых непосредственно связано с местными (в пределах данного района) гидрометеорологическими условиями или с водами реки.
Для правильного проектирования скважины большое значение имеет анализ местных геолого-гидрогеологических условий района, поскольку они обусловливают различную обводненность даже близко расположенных участков и, следовательно, различную водообеспеченность скважин, находящихся на них. Эти различия особенно проявляются в горных и предгорных районах, но большое значение они имеют и в платформенных областях на участках со сложной тектоникой.
При составлении предполагаемого гидрогеологического разреза скважины не следует применять метод прямой экстраполяции разрезов ближайших скважин без учета особенностей общих тектонических условий района. Если такой метод с внесением поправки на разность в высотном положении существующей и проектируемой скважин можно применять в хорошо изученных платформенных областях, где распространены выдержанные пластовые водоносные горизонты и тектоника вполне ясна, то он непригоден, например, в предгорных областях, в зонах развития отложений конусов выноса и пролювиальных шлейфов.
К отличительным особенностям горизонтов напорных вод, образованных отложениями конусов выноса, относятся моноклинальная форма залегания с большими углами падения и весьма ограниченное распространение этих горизонтов по простиранию. Поэтому, располагая данными о гидрогеологическом разрезе только одной скважины, заложенной в области развития пролювиальных отложений, можно допустить грубые ошибки при проектировании новой даже близко расположенной скважины, если не учесть при этом характерные особенности геолого-гидрогеологических условий предгорий и, в частности, отсутствие здесь пластовых водоносных горизонтов, имеющих значительное простирание.
Таким образом, гидрогеолог, проектирующий разведочно-эксплуатационную скважину на воду, в процессе камерального изучения и проработки всех имеющихся материалов обязан провести рабочий гидрогеологический анализ территории, в пределах которой возможен выбор точки заложения скважины. При этом в зависимости от наличия материалов рекомендуется применять все уместные в каждом конкретном случае формы графических построений для составления вспомогательных рабочих профилей, карт изогипс кровли нужного водоносного горизонта и т. д. На основе этого экстраполяцией или интерполяцией можно составить предварительный гидрогеологический разрез проектируемой скважины.
Такие методы следует применять только в хорошо изученных районах и при наличии нескольких разрезов существующих скважин, закрепленных в плановом и высотном отношениях.
В условиях малоизученных районов, для которых из общих обзорных материалов имеются, например, только геологическая карта в масштабе 1:1 000 000—1:500 000 и профили по отдельным направлениям, прежде чем перейти к составлению проектного разреза, необходимого разработать предварительную рабочую гипотезу о местных геологических структурах. Целесообразно разработать рабочую гипотезу даже в нескольких вариантах для сопоставления и выбора наиболее близкой к действительности.
После подробного камерального изучения материалов перед проектированием скважины гидрогеологу рекомендуется выезжать на место, намечаемое для бурения, для рекогносцировки, участия в выборе точки заложения скважины и сборе дополнительных сведений в местных организациях. При этом большую ценность имеют данные по эксплуатации существующих скважин; эти данные необходимо собирать непосредственно на объектах водоснабжения.
Часто неправильно применяют метод проектирования, при котором точку заложения скважины намечают заранее на генеральном плане участка исключительно на основании технико-экономических соображений без учета гидрогеологических условий. Однако когда точку заложения проектируемой скважины нельзя перемещать или можно перемещать в ограниченных пределах (например, при необходимости усиления водоснабжения действующего предприятия), необходимы данные о точном ее местоположении и абсолютной высоте. Эти сведения облегчают привязку проектируемой скважины к определенному гидрогеологическому микрорайону или участку.
Иногда надо выбрать местоположение и проектировать новую скважину в дополнение к существующей и находящейся в эксплуатации (для усиления водоснабжения, как уже было сказано). Может также возникнуть необходимость заложения скважины на участке, расположенном неподалеку от эксплуатируемых скважин или скважины. Нередко также нужно проектировать вторую скважину, поскольку первая пробуренная скважина не обеспечивает расчетного дебита вследствие недостаточной водообильности вскрытого водоносного горизонта.
Местоположение второй скважины следует определять, исходя из общих гидрогеологических условий, данных бурения и опробования первой скважины, а также технико-экономических соображений и санитарной обстановки. При этом неизбежно возникает вопрос о наименьшем допустимом расстоянии между двумя скважинами.
На участках расположения групповых подземных водозаборов в определенных условиях допускается взаимодействие скважин с относительно небольшими коэффициентами снижения дебита или влияния скважин. Взаимодействие скважин группового подземного водозабора следует основывать на соответствующих опытных работах и расчетах.
При проектировании одиночных разведочно-эксплуатационных скважин, как известно, не проводятся предварительные изыскания, включающие буровые и опытные работы, по материалам которых могут быть определены радиус влияния и коэффициент снижения дебита. Поэтому расстояние между скважинами следует принимать, исходя из конкретных величин удельного понижения или удельного дебита действующей скважины. Большое значение имеет и глубина статического и динамического уровней воды. При неглубоком расположении этих уровней расстояние между скважинами можно допускать небольшое. Когда же эти уровни находятся на глубине, близкой к пределу возможной высоты подъема воды современными насосами, следует увеличивать расстояние между скважинами.
Однако даже в самых исключительных случаях расстояние между скважинами не следует принимать менее 20 м, если они эксплуатируют один и тот же горизонт. Это требование обусловлено тем, что при поочередной эксплуатации скважин в течение длительного времени неизбежны помутнение откачиваемой воды, вынос песка и т. д. Подобные явления обусловливаются резкими изменениями градиентов и направления потока подземной воды в зоне влияния скважины, нарушающими сортировку частиц водоносной породы, обусловленную установившимся режимом эксплуатации в условиях отбора воды из одной скважины.
При проектировании разведочно-эксплуатационной скважины на воду часто возникает вопрос о ее суммарном дебите, а также о положении статического и динамического уровней, когда скважина будет соединять два или больше водоносных горизонтов. От правильного решения этого вопроса зависят выбор эксплуатационного водоподъемника, определение глубины, на которую его нужно опустить, создание необходимого наивыгоднейшего понижения и т. д. В малоизученных районах эти вопросы могут быть решены только при проведении работ, после вскрытия и раздельного опробования каждого горизонта. В районах с хорошо изученными гидрогеологическими условиями прогноз может быть сделан заблаговременно в проекте при наличии данных, характеризующих основные параметры известных водоносных горизонтов по скважинам, эксплуатирующим эти горизонты.
Суммарный дебит при соединении к скважине нескольких гидравлически разобщенных водоносных горизонтов будет равен сумме дебитов отдельных горизонтов при соответствующем понижении уровней для каждого из них. При различной глубине статических уровней отдельных водоносных горизонтов в то время, когда из скважины не производится откачка, вода будет перетекать из горизонтов с большим напором в горизонты с меньшим напором.
Проектирование разведочно-эксплуатационных скважин для водоснабжения.
Белицкий А.С., Дубровский В.В., Издательство "Недра", 1968