Гідрогеологічні дослідження мінеральних вод у зв'язку з будівництвом санаторію "Пролісок"

Виходячи з умов розвіданого родовища, розрахунок експлуатаційних запасів виконаємо ще й аналітичним методом.

Доцільність застосування аналітичного методу оцінки запасів необхідна для підтвердження високої категорії розвіданих запасів даного родовища.

Розрахунок зниження рівня в експлуатаційній свердловині виконаємо для режиму роботи 12 годин на добу протягом 50 років (5 * 10⁴ діб). Для обчислень використовуємо формулу:

де: Q - експлуатаційний дебіт, 86.4м³ / добу

km - коефіцієнт водопровідності, 108.08 м² / діб

а - коефіцієнт рівнепроводимості, 2 * 10⁴ м² / діб

t - розрахунковий термін експлуатації, 2 * 10⁴ діб

r_o - радіус свердловини, 0.073 м

R - величина фільтраційного опору, що враховує недосконалість свердловини і визначається залежно від ставлення потужності горизонту: m = 25.5 м до радіусу свердловини r_o = 0.073 м і довжини фільтра l = 17.7 м до потужності горизонту, тобто:

Тоді, R=3.45

Розраховане пониження менше допустимого.

Розрахунок зниження рівня в експлуатаційній свердловині виконаємо і для перериваного режиму експлуатації протягом 50 років (2 * 10⁴ діб). У цьому випадку експлуатаційний дебіт склав: 172.8 м³ / добу

Величина допустимого пониження в нашому випадку становить 383 метри.

Розрахункове зниження набагато менше допустимого. Звідси зробимо висновок, що свердловину можна експлуатувати з проектним дебітом.

8.4 Оцінка забезпеченості експлуатаційних запасів

На Драбівському родовищі мінеральних вод оцінка забезпеченості експлуатаційних запасів визначається величиною природних ресурсів підземних вод у відкладах нижнього тріасу. Якщо розглядати цю величину, як витрата підземного потоку, забезпеченого харчуванням то оцінку виконаємо шляхом визначення величини витрати потоку з виразу:

Q_e = k * m * I, де:

k - коефіцієнт фільтрації, м / добу

m - потужність водоносного горизонту, м

I - ухили підземного потоку, де: , де:

H₁ і H₂ - абсолютні відмітки п'єзометричної поверхні в свердловинах 3031 і 3030 м

L - відстань між свердловинами, рівне 2.6 метра.

Q_e=108.07*0.012=1.3 м³/діб

Формування природних ресурсів відбуватиметься на площі розвитку депресійної лійки і матиме форму круга.

Визначимо розміри воронки депресії з виразу:

L - довжина кола воронки, м

Q_е - фактична продуктивність свердловини, 86.4 м³ / добу

Визначимо радіус області, що забезпечує формування природних ресурсів, рівних експлуатаційним запасам, за формулою:

Радіус впливу водозабору в кінцевий термін експлуатації родовища розрахуємо за формулою:

Як видно з наведених розрахунків, радіус впливу водозабору буде набагато більше області формування природних ресурсів, які забезпечені природними ресурсами.

Таким чином, експлуатаційні запаси підземних мінеральних вод Драбівського родовища на кінцевий термін експлуатації є забезпеченими.

9. Оцінка підготовленості родовища для проектування лікувальних комплексів

9.1 Існуюче водопостачання

Для господарсько-питних цілей на території санаторію «Пролісок» пробурена одна свердловина. Свердловина експлуатує водоносний горизонт в нерозчленованих нижнє-середньо четвертинних алювіальних і перекривають їх середньо четвертинних воднольодовикових відкладах. Глибина свердловини - 52 м. Свердловина обсаджена трубами діаметром 6 до глибини 52 м з відстійником.

В інтервалі 45-51 м встановлений сітчастий фільтр. Свердловина обладнана електрозаглибним насосом ЕЦВ-5, гирло герметично закрита чавунною плитою. Водовідбір зі свердловини становить 68 м³ / добу.

Також на території санаторію «Пролісок» в 1994 році при проведенні пошукових робіт пробурена свердловина №2870 глибиною 490 м. Свердловиною розкриті води в верхньо пермских і нижнє тріасових відкладеннях, хлоридно натрієві з мінералізацією 5.9 г. / дм³. Дебіт свердловини при досвідченої відкачці склав 0.42 дм³ / с при зниженні 67.46 м. Свердловина використовувалася для режимних спостережень на стадії попередньої розвідки мінеральних вод.

9.2 Оцінка агресивності підземних мінеральних вод

Агресивні властивості мінеральних вод визначалися за результатами випробування свердловини №3031 в процесі дослідно-експлуатаційної відкачки.

Агресивність підземних вод по відношенню до металу оцінюється за коефіцієнтом корозії (К_к), який визначається за формулою Стеблер:

К_к = 1.008 (rMg - r HCO3), де:

rMg, r HCO3, rCa - вміст у мг-екв / дм³.

За коефіцієнтом корозії розрізняють води:

1. Не корозійні, якщо К_к +1.008 rCA <0.

2. Полу корозійні, якщо К_к <0, але К_к +1.008 rCA> 0.

3. Корозирують, якщо К_к> 0.

За отриманими розрахунками видно, що води відносяться до корозуючих з коефіцієнтом корозії від 13.4 до 23. Вміст у воді агресивних гідрокарбонатів від 3.5 до 4.67 мг /екв /дм³, що характеризують витравлюють агресивність, свідчить про агресивні властивості води по відношенню до залізобетонних конструкцій.

Дані бактеріологічних проб води, виконаних в Драбівської райСЕС

№№	№№ скв.	Місце взяття проби	Дата	Колі-тітр	Колі - індекс	Число колоній в 1 мл
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	3031 3031 3031 3031 3031 3031 3031 3031 3031 3031 3031 3031	Санаторій «Пролісок»	1.08.11 р. 14.09.11 р. 30.10.11 р. 30.11.11 р. 03.12.11 р. 31.12.11 р. 16.01.12 р. 09.02.12 р. 23.02.12 р. 27.02.12 р. 28.02.12 р. 01.03.12 р.	- - - - - - - - - - - -	< 3 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3	1 0 0 2 0 0 0 1 0 0 0 0

Сульфатної агресивністю води не володіють, так як вміст SO₄ у воді до 100 м / дм, що набагато нижче допустимої норми, на водневого показника, за яким води мають слаболужну реакцію (рН = 6.8-7.95).

Таким чином, дані води мають агресивними властивостями по відношенню до бетону та металу.

З хімічного складу в даній воді виявлені: Метаборна кислота - 0.53 - 1.05, кремнієва кислота - 6.25 - 8.9. З мікрокомпонентів, які є токсичними, виявлені: ванадій - 0.011 - 0.02 мг / дм³ при допустимій норм для мінеральних вод - 0.4 мг / дм3; фтор - 0.44 - 0.56 мг/дм³ при допустимій нормі 5 мг / дм3; хром - 0.004-0.011 при нормі 0,5 мг/дм³.

Радіоактивні елементи у воді не виявлено або перебувають у малих кількостях.

У бактеріологічному відношенні води здорові (колі-індекс <3).

Отже, води цілком можуть бути використані в лікувальних цілях.

9.3 Оцінка підготовленості родовища

В результаті виконаних робіт по попередній розвідці Драбівського родовища хлоридних натрієвих мінеральних вод для санаторію «Пролісок» з достатньою повнотою вивчені геолого-гідрогеологічні умови фільтраційних властивостей, хімічний склад підземних вод. Виконано підрахунок експлуатаційних запасів по категорії А в кількості 86.4 м³ / добу. Згідно із заявкою, потреба санаторію «Пролісок» на перспективу дорівнює 65 м³ / добу. Як бачимо, заявлена ??кількість води повністю забезпечується розвіданими запасами категорії А в кількості 86.4 м³ / доб.

Тому, співвідношення категорій родовище вважається підготовленими до промислового освоєння. Слід зазначити, що дебіт розвідувально-експлуатаційної свердловини перевищує заявлену потребу, що, в свою чергу, дає можливість нарощувати потужності цього санаторію. Крім того, існує принципова можливість в нарощуванні запасів, так як розрахункове зниження значно менше допустимого.

В процесі експлуатації необхідно вести систематичний контроль за зміною якості відбирається води і водоотбором. Для цього експлуатаційна свердловина повинна бути обладнана витратоміром і пристосуванням для виміру рівнів. Виходячи з перерахованих вище рекомендацій, може бути вирішено питання раціонального використання мінеральних вод Драбівського родовища.

10. Розрахунок зон санітарної охорони родовища мінеральних вод

Кордон I пояса - 30 метрів (для напірних горизонтів).

Основним параметром, що визначає відстань від кордону другого поясу зони санітарної охорони до водозабору, є розрахунковий час Т_м просування мікробного забруднення з потоком підземних вод до водозабору, яке має бути достатнім для втрати життєздатності та вірулентності патогенних мікроорганізмів, тобто для ефективного самоочищення. Кордон другого поясу визначається гідродинамічними розрахунками, виходячи з умов, що якщо за її межами через зону аерації або безпосередньо у водоносний горизонт надійдуть мікробні забруднення, то вони не досягнуть водозабору. Так як наша територія відноситься до II кліматичного району, то Т_м = 200 діб.

III пояс зони санітарної охорони призначений для захисту підземних вод від хімічних забруднень. Розташування кордонів III поясу ЗСО також визначається гідродинамічними розрахунками, виходячи з умови, що якщо за її межами у водоносний горизонт надійдуть хімічні забруднення, вони або не досягнуть водозабору, переміщаючись з підземними водами поза області харчування, або досягнуть водозабору, але не раніше розрахункового часу Т_х. Час просування забрудненої води від кордону III поясу ЗСО до водозабору повинно бути більше проектного терміну експлуатації водозабору (25-50 років). Джерелами хімічного забруднення підземних вод є неочищені виробничі стічні води, фільтрація з накопичувачів та інших технічних водойм і ємностей, які збирають виробничі відходи і стоки, забруднений поверхневий стік з міських і сільськогосподарських територій склади хімічних добрив та ін.

Розрахунок зон санітарної охорони виконаємо графоаналітичним методом відповідно до рекомендацій.

Враховуючи, що одиничний витрата є дуже малою величиною (ухил природного потоку дорівнює 0.012), тобто практично відсутня, область захоплення водозабору являє собою коло, радіус якої визначається за формулою:

Q - витрата водозабору, м³ / добу;

T - розрахунковий час просування частинок води від меж зон санітарної охорони до водозабору, діб;

m - потужність водоносного горизонту, м;

n - активна пористість водоносного горизонту.

Для розрахунку зон санітарної охорони на Драбівському ділянці приймаємо такі значення:

Q = 172.8 м³ / добу; Т-200 діб; n - 0.2.

Потужність водоносного горизонту приймаємо рівної потужності обводнених пісків m = 25.5 м. У покрівлі обводнених пісків залягають червоно-бурі глини, які служать місцевим водоупором.

Тоді радіус зони санітарної охорони другого поясу (R₂) дорівнює:

Зона 2 пояса з урахуванням зони суворої санітарної охорони складе:

50 + 47 = 97 =100 метрів

Радіус зони санітарної охорони третього поясу (R₃) при Т₃ = 2 * 10⁴ діб дорівнює:

Безпосередньо в зонах обмежень джерелом забруднення відсутні.

Забруднення на значній глибині з водоупорами великої потужності практично виключається.

Висновки

Тема дипломної роботи - гідрогеологічні дослідження мінеральних вод у зв'язку з будівництвом лікувального комплексу санаторію «Пролісок»

Основними висновками по цій роботі є:

1. Клімат у цьому районі помірно-континентальний. Він характеризується теплим літом та не дуже холодною зимою.

Згідно з даними Черкаської метеостанції максимальна середньомісячна температура повітря за багаторічний період є 20.6 С^0.

Територія відноситься к лівобережній частині Придніпровської низовини та представляю собою рівнину, зайняту древніми і молодими терасами річок: Дніпра, Сули, Оржиці. На півночі, Придніпровська низовина межує з Поліською низовиною і приурочена до Дніпровсько-Донецької тектонічної западини. В адміністративному відношенні район відноситься до Драбівського району Черкаської області.

2. Район робіт в геологічному та гідрогеологічному відношенні дуже добре вивчений.

Планомірне вивчення геологічної будови та гідрогеологічних умов району почалось у кінці 60-х років, коли в 1958-1960 роках А.М. Безуглий завершив комплексну геолого-географічну зйомку масштабу 1:200000.

3. Територія району більшій своїй північно-східною частиною розташовується в межах південного схилу ДДЗ, а меншій, південно-західною половиною охоплює частині східного крила головного і північну частини Смілянського антиклінальних ділянок Українського кристалічного щита. Більш детальну інформацію ви побачите на тектонічній карті

4. Район робіт розташований в межах Дніпровсько-Донецької западини. Докембрійський фундамент перекритий потужною товщею осадових утворень пермі, тріаса, юри, крейди палеогену і відкладеннями четвертинної системи.

Кристалічні породи утворюють щільний докембрійський фундамент. Потужність відкладень мезо-кайнозоя виключенням четвертинної системи зростають в сторону занурення ДДЗ. Більш детальну інформацію ви можете побачити на геологічній мапі району.

5. У сучасному рельєфі територія характеризується плоскою, похилою на південний захід поверхнею, порізаною неглибокими, слабкомеандруючими річковими долинами з пологими схилами річок Супій, Чумчак, Золотоношка, Кропивна, Ковраець.

Найбільш великою річкою на території ділянки є річка Супій. Ширина її заплави сягає чотирьох кілометрів, спостерігається добре виражена 2 надзаплавна тераса шириною 0.8 - 2.6 км. Погана видимість порід не дозволяє виявити подробиці геологічного розвитку досліджуваної території.

Як всяка геосинклінальная зона, Український щит пройшов етапи накопичення терригенно-вулканічних відкладень, складчастості і интрузій магми, розломів і жильних впроваджень.

У перебігу нижнього архею вся область щита представляла рухливу зону. У верхньому археї або нижньому протерозої рухлива зона виникала в середній і східній частинах щита.

6. У Черкаській області видобуваються такі корисні копалини: буре вугілля, торф, бентонітові глини, каоліни, граніти, глинисті породи, карбонатні осадові породи (крейда, мергель), осадові уламкові породи (пісковики). Великі запаси прісних і мінеральних підземних вод.

Поклади високо гліноземністих сировин представлені на досліджуваній території родовищем каолінів піздньо крейдового і ранньо палеогенового віку, розташованого в Золотонішському районі на кордоні Дніпровсько-Донецької западини і Українського кристалічного щита.

7. Відповідно до геологічною будовою в межах району визначені наступні водоносні горизонти:

- Водоносний горизонт в сучасних алювіальних відкладеннях заплав річок та днищ балок (a_IY);

- Водоносний горизонт верхньо четвертинних алювіальних відкладень (a_III);

- Водоносний горизонт середньо четвертинних алювіальних флювіогляціальних і перекривають їх середньо-верхньо четвертинних відкладень (a, f_II, f_IIdn);

- Водоносний горизонт в нерозчленованих ніжно четвертинних алювіальних і перекривають їх середньо четвертинних воднольодовикових відкладень (a_I, f_IIdn);

- Водоносний горизонт в межигірських відкладеннях (P₃mz);

- Водоносний горизонт в канівських і бучакського відкладеннях (P₂kn + P₂bc);

- Водоносний горизонт в альбских і сеноманських відкладеннях (K₁al + K₂s);

- Водоносний горизонт у відкладеннях байосського ярусу (I₂b);

- Водоносний горизонт у відкладеннях нижнього відділу тріасової системи (T₁vd + T₁mv);

- Водоносний горизонт у відкладеннях шебелінської і кореневської свит (Т₁sb + T₂ kr)

- Води тріщинуватою зони докембрійських кристалічних порід;

8. Гідрогеологічні параметри розроблюваного водоносного горизонту повинні задовольняти заявлену потребу у воді для санаторію. Ця потреба становить 65 м³ / добу.

Розроблюваний водоносний горизонт не повинен також містити токсичні компоненти в небезпечних для здоров'я людини концентраціях, мати низький рівень агресивності, стабільність гідрохімічних показників.

У ході роботи і досліджень отриманих результатів стало ясно, що води досліджуваного водоносного горизонту цілком придатні для використання їх у лікувальних цілях; задовольняють всім, пропонованим до них вимогам.

Список використанних джерел

1. Айзенверг Д.Е. Каменноугольные отложения ДДВ. Биологический журнал АН УССР, т. 13. вып. 2. 1953.

2. Бабинец А.Е. Минеральные воды УССР. Вестник АН УССР, №7, 1958.

3. Балабушечив И.А. Геологическое строение ДДВ по данням геофизических исследований. Издательство АН УССР, 1950

4. Дмитриев Н.И. Ледниковые долины области Днепровского оледенения и прилегающей к ней полосы. ХГУ, 1940

5. Клименко В.Я. Структура ДДВ и условия ее формирования. АН СССР, 1955.

6. Рябухин Г.Е. Каневские дислокации среднего Приднепровья. Бюллет. МОИП, 1953.

7. Бондарчук В.Г. Геология Украины. АН УССР, 1959.

8. Кузнецов С.С. Геология СССР. Издательство «Высшая школа», М, 1968.

9. Наливкин Д.В. Геология СССР. Издательство АН СССР, М., 1962.

10. Гигиенические требования и контроль за качеством. ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая», М., 1983.

11. Гидрогеология СССР. М., «Недра», 1971. Т.5. 502 с.

12. Осауленко В.Т. Обработка результатов испытаний грунтов. - Днепропетровский ун-т, 1992.

13. Грунтоведение: учебник для вузов. - М.: изд-во МГУ, 2005.

14. Звіт Черкаської ДРЕ «Попередня розвідка Драбовського родовища мінеральних вод для санаторію» Пролісок «», 1995

Размещено на Allbest.ru