Полевой и камеральный ноутбук гидрогеолога: обработка опытных откачек скважин (ANSDIMAT / AquiferTest / MODFLOW), барометрическая компенсация и ЗСО
Бурение глубокой артезианской скважины на известняк или песчаный водоносный горизонт для промышленного предприятия, посёлка или городского водозабора завершается главным испытанием — многосуточной опытно-фильтрационной откачкой (ОФО) и прослеживанием восстановления динамического уровня!
От точности снятия этой кривой S = f(lg t) на полевом ноутбуке гидрогеолога буквально зависит утверждение эксплуатационных запасов подземных вод на 25 лет (9 125 суток) вперёд в ТКЗ / ГКЗ (см. также подготовку финального геологического отчёта в ЕФГИ Росгеолфонда)! Завысили расчётный коэффициент водопроводимости пласта km всего в два раза — и уже на 4-й год эксплуатации водозабора динамический уровень проваливается ниже всаса глубинного насоса Grundfos SP / ЭЦВ, оставляя целый микрорайон или пищевой комбинат без капли воды!
Главная ловушка погружных датчиков уровня воды (Levelogger / Keller / ПДУ): ошибка на 25 сантиметров без барометрической компенсации!
Современный гидрогеолог опускает на кевларовом тросике в центральную и наблюдательные пьезометрические скважины автономные цифровые регистраторы давления с логарифмическим шагом опроса (каждые 0,5 с в первые минуты пуска и остановки насоса -> раз в 10 мин на 3-и сутки).
Но начинающие буровики забывают фундаментальный закон гидростатики: замкнутый (абсолютный) погружной датчик измеряет СУММУ столба воды над собой И столба атмосферного воздуха над устьем скважины (Pабс = ρ·g·hводы + Pатм)!
- Когда ночью над площадкой проходит циклон и атмосферное давление падает с
762до742 мм рт. ст.(ΔP = 20 мм рт. ст.), в пересчёте на пресную воду датчик рисует на ноутбуке ложное «падение уровня воды в наблюдательной скважине на27 сантиметров», которое вообще никак не связано с работой вашего насоса и на корню искажает уклон прямой Тейса — Джейкоба! - Золотое правило поля: в сухой обсадной трубе под оголовком всегда подвешивается воздушный барометрический логгер (
Barologger), синхронизированный с едиными системными часами полевого ноутбука до секунды! В окне Barometric Compensation Wizard на ноутбуке давление атмосферы вычитается из каждого отсчёта скважинного датчика, и контрольные замеры ручной электроуровнемерной рулеткой (УСК-ТЭ) бьются с графиком с точностью±2–3 миллиметра!
Интерпретация графиков откачки и восстановления на ноутбуке (ПК «АНСДИМАТ» и MODFLOW 6)
| Программный комплекс на ноутбуке | Для каких задач применяется | Ключевое инженерное преимущество |
|---|---|---|
Отечественный отраслевой стандарт ПК «АНСДИМАТ (ANSDIMAT)» |
Оперативная полевая и камеральная интерпретация одиночных, кустовых, ступенчатых и экспресс-откачек (схемы Тейса, Джейкоба, Хантуша — Джейкоба с перетеканием, Боултона для безнапорных пластов, скин-эффект несовершенной скважины) | Прямо на устье скважины за 5 минут по первым часам восстановления уровня показывает, вышел ли график в полулогарифмическом масштабе S — lg t на представительный прямолинейный асимптотический участок пласта или скважина упёрлась в непроницаемую границу (разлом / выклинивание линзы песка) и нужно продлить откачку ещё на сутки, пока бригада не демонтировала насос и ДЭС! |
Численное 3D геофильтрационное и геомиграционное моделирование USGS MODFLOW 6 + MT3DMS / MODPATH (ModelMuse / Python FloPy) |
Крупные групповые водозаборы от 1 000+ м³/сут, дренаж глубоких карьеров (в связке с 3D геологическими каркасами из Micromine / Leapfrog) и расчёт II и III поясов Зон санитарной охраны (ЗСО) |
Трассировка обратных линий тока частиц MODPATH (200 / 400 суток бактериального выживания для II пояса ЗСО и 9 125 суток (25 лет) химического подтягивания для III пояса ЗСО по СанПиН 2.1.4.1110-02) с выгрузкой точных кадастровых контуров поясов в QGIS для постановки ЗОУИТ в ЕГРН! |
Чек-лист гидрогеолога на площадке опытной откачки
- [ ] Перед спуском логгеров в скважину проверьте заряд батареи самого полевого ноутбука (инструкция по диагностике АКБ), очистите внутреннюю память
Memory Clearдатчика ТОЛЬКО ПОСЛЕ двойного сохранения предыдущего объекта на SSD и внешнюю флешку, и вбейте в заголовок логгера номер скважиныSKV_2R_PUMP_20261020! - [ ] Контролируйте постоянство дебита
Q (м³/ч)импульсным/электромагнитным расходомером каждые 30–60 минут и отводите сбрасываемую воду по трубопроводу достаточно далеко вниз по рельефу, чтобы исключить обратную инфильтрацию откачанной воды в первый от поверхности безнапорный горизонт!
Частые вопросы
Можно ли не делать проект Зон санитарной охраны (ЗСО) с санитарно-эпидемиологическим заключением Роспотребнадзора, если вода из скважины на заводе идёт только на мытьё полов и подпитку градирни?
Различайте целевое назначение подземных вод в вашей лицензии на недра! Для технического водоснабжения (при условии полной физической изоляции технического водопровода от питьевой сети!) разработка санитарного проекта ЗСО питьевого источника по СанПиН 2.1.4.1110-02 не требуется, тогда как для хозяйственно-питьевого водоснабжения людей и пищевых производств утверждённый проект ЗСО 3 поясов с внесением границ ЗОУИТ в Росреестр является безусловным требованием Закона № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»!
Когда водозаборному предприятию не требуется государственная экспертиза запасов подземных вод в ТКЗ/ГКЗ?
В соответствии со статьёй 29 Закона РФ «О недрах» предоставление участков недр местного значения для добычи подземных вод с объёмом водоотбора не более 100 кубических метров в сутки осуществляется без проведения геологического изучения для оценки и государственной экспертизы запасов подземных вод, однако лицензия на недра, прибор учёта водоотбора, паспорт скважины и отчётность 4-ЛС в Личном кабинете недропользователя остаются обязательными!