Комплекс лабораторных работ
«Поиски и разведка месторождений подземных вод
И их охрана от загрязнения»
Выполнила:
студентка гр. ПРИЗ-08 Е.В. Кушина
Проверил:
В.А. Бешенцев
Тюмень, 2012 г.
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
СОДЕРЖАНИЕ…………………………………………………………………….3
2. Природно-хозяйственные условия объекта водоснабжения………………..4
2.1. Административное положение района работ………………………………4
2.2. Рельеф………………………………………………………………….…...…..6
2.3. Климат…………………………………………………………………..…..….7
2.4. Гидрография…………………………………………………………………..9
2.5 Геологическое строение………………………………………………..……10
2.6. Гидрогеологические условия…………………………………………..…...12
2.7. Существующее водоснабжение……………………………………….…….15
3. Обоснование конструкции водозаборной скважины………………………..16
4. Оценка эксплуатационных запасов подземных вод…………………………19
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЙОНА
Административное положение
В административном отношении район работ расположен в Уватском районе Тюменской области (рис. 2.1.).
Административным центром района является с. Уват. В составе района 12 сельских администраций, которые включают 43 сельских населенных пункта. Большая часть населения исторически расселена по берегам реки Иртыш; остальные районы практически не заселены. Количество жителей в населенных пунктах колеблется от 1 до 5500 человек. Около 70 % населения сосредоточено в четырех населенных пунктах: п. Туртас, с. Уват, с. Демьянское, ст. Демьянка. Все население района является сельским.
Изыскиваемый нефтепровод расположен в 440 км северо-восточнее г. Тюмень и идет западнее автодороги «Тюмень – Нефтеюганск» параллельно ей в 400-500 м. Начинается нефтепровод в 42 км от НПС «Демьянское» и заканчивается на ПСП в районе НПС «Демьянское».
В районе изысканий в настоящее время существуют объекты, связанные с добычей и транспортировкой нефти (автодороги, трубопроводы, ЛЭП, и т.п.).
Сообщение участка работ с базой экспедиции (г. Нефтеюганск) возможно колесным транспортом по существующим автомобильным дорогам.
Летом возможно судоходство по реке Иртыш.
Передвижение по участку работ в зимнее время возможно на гусеничных вездеходах, снегоходах и пешим порядком. В летнее время – на гусеничных вездеходах, а также пешим порядком.
Сообщение участка работ с базой экспедиции в г. Нефтеюганске и г. Тюмень возможно колесным транспортом.
Район работ расположен в залесенной местности и поэтому категория сложности изыскательских работ II-III.
Рис. 2.1. Обзорная карта Уватского района
Рельеф
Рельеф местности равнинный. Около 60% занимают болота. Болота покрыты мелким хвойным лесом или кустарником. Абсолютные отметки колеблются от 45 до 75 м.
Первая надпойменная терраса прослеживается узкой полосой вдоль поймы р. Демьянка. Терраса аллювиальная, верхнечетвертичного возраста. Абсолютные отметки выделяются условно и изменяются от 35,0 до 40,0 м.
Пересекаемые трассой поверхности II озерно-аллювиальной надпойменной террасы (a,laQIII2) имеет абсолютные отметки 40,0-50.0 м, III-ей (LaQII3)-50.0-65.0м, IV-ой (LaQII4) -65.0-90.0м.
Поверхности неровные, пологоволнистые, дренированы и залесены, на отдельных участках заболочены. Леса представлены березой, осиной с примесью кедра, ели, сосны. Напочвенный покров представлен зелеными мхами, багульником, брусникой. Абсолютные отметки поверхности равнины, пересекаемой трассой нефтепровода изменяются от 41,38 до 71,5м.
Выделены следующие типы болотных микроландшафтов:
· сосново-кустарничково-сфагновый;
· грядово-мочажинный;
· мочажинно-грядовый.
Болота занимают 40.9% трассы, приурочены к понижениям рельефа. Береговые склоны болот пологие. Уровень болотных вод колеблется в пределах 0,0-0,5 м в зависимости от времени года и микроландшафта.
Суходольные участки приурочены к склонам долин рек и ручьев, наиболее повышенным участкам. Почвенно-растительный слой имеет мощность от 0,1 до 0,3 м.
Климат
Особенности климата рассматриваемой территории обусловлены ее географическим положением и связанным с этим незначительным притоком солнечной радиации. Наиболее важными факторами формирования климата являются западный перенос воздушных масс и континентальность. Взаимодействие этих двух факторов обеспечивает быструю смену циклонов и антициклонов, способствует частым изменениям погоды и сильным ветрам. Выположенный равнинный рельеф не обеспечивает достаточного стока поверхностных вод, что создает условия для избыточного увлажнения подстилающей поверхности и атмосферного воздуха. Влияют на формирование климата длительное промерзание земной поверхности, обилие болот, озер и рек.
Регион характеризуется продолжительной и холодной зимой с сильными ветрами и метелями, непродолжительным теплым летом, короткими переходными - весенним и осенним – сезонами.
Радиационный баланс подстилающей поверхности имеет четко выраженное сезонное изменение. По данным наблюдений метеостанции Тобольск, отрицательный баланс наблюдается с октября по февраль и изменяется от –1,2 до –0,8 Ккал/см2. В летний период радиационный баланс достигает значения 8,1 Ккал/см2. Годовой суммарный баланс составляет 30,4 Ккал/см2.
Среднемесячные значения изменяются от минус 22,0-19,2 0С в январе до плюс 16,9-17,6 0С в июле; при этом средняя температура зимних месяцев составляет минус 17,7-20,6 0С, летних – плюс 14,6-15,60С. Разность средних температур воздуха самого холодного и теплого месяцев в году, являющаяся одним из показателей степени континентальности климата, составляет 36,8-38,90С.
Относительная влажность воздуха в течение года достаточно высокая, с максимумом в октябре-декабре – 82%; весной происходит плавное снижение относительной влажности, достигая минимума в мае-июне – 64-66 %.
Среднегодовое количество осадков в районе составляет 559-676 мм, однако сезонное распределение их крайне неравномерно.
Основная масса осадков наблюдается в теплый период года (с апреля по октябрь) при максимуме в июле-августе (77-82 мм).
Устойчивый снежный покров на территории образуется в среднем в конце октября, при этом сроки его появления и образования из года в год сильно колеблются в зависимости от характера погоды в предзимний период. Число дней с устойчивым снежным покровом составляет 185-189 дней.
Наибольшей высоты снежный покров достигает к концу зимы – началу весны. Максимальная высота снежного покрова на защищенных участках может принимать значения 98-129 см.
Характеристика ветрового режима имеет различия в северной и южной частях рассматриваемой территории. В целом, за год по ст. Демьянское преобладают ветры южного, юго-западного и юго-восточного направлений.
Наиболее характерными атмосферными явлениями рассматриваемой территории являются метели, изморози и грозы.
Гидрография
Трасса нефтепровода проходит по правосторонней террасе реки Демьянка, правого притока реки Иртыш, пересекает реку Нюрым, Большая Березовка и Безымянный ручей, впадающие в р. Демьянка, далее в р. Иртыш.
Равнина, пересекаемая нефтепроводом, сложена озерно-аллювиальными отложениями I-IV террас рек Иртыш и Демьянки. Формирование равнины происходило в средне- верхнечетвертичное время. Поверхность равнины осложнена современными отложениями пойм мелких водотоков.
Поверхность поймы р. Демьянка (aQIV) волнисто-западинная, сильно залесена, представляет собой замшелые частично подболоченные леса. Древостой представлен в основном осиной, березой с примесью ели и кедра. В напочвенном покрове- мох, багульник, осока. Абсолютные отметки поймы р. Демьянка варьируют в пределах 28.0-35.0.
Геологическое строение
В геоморфологическом отношении район инженерно-геологических изысканий протянулся на 40 км по правобережной надпойменной террасе р. Демьянка, территория которой в свою очередь является поймой и надпойменной террасой р. Иртыш, осложненной многочисленными старичными озерами и мелкими водотоками.
Исследуемая территория расположена на поверхности I-IVнадпойменных террас.
Геологический разрез сложен современными аллювиальными, озерно-аллювиальными отложениями (aQIV, laQIV), представленными глинистыми грунтами- от твердого до текучего показателя консистенции. Биогенные отложения представлены торфом (bQIV).
В зоне аэрации глинистые грунты желтовато-серые, ожелезнены, ниже уровня грунтовых вод – зеленовато-серые. На участках, где озерно-аллювиальные отложения перекрыты болотными отложениями, глинистые грунты имеют показатель текучести от мягкопластичного (пластичного) до текучего.
Суглинки и супеси, слагающие разрез района, с поверхности имеют показатель текучести от твердого до мягкопластичного.
Современные отложения болот представлены торфами сфагнового, реже гипнового и шейхцериево- пушициевого состава, от средней до сильной степени разложения, темно-коричневого цвета. Физические свойства торфа зависят от степени разложения и влажности. Пористость, сжимаемость, водопроницаемость снижается по мере возрастания степени разложения, и растут с увеличением влажности.
Болота сосново- кустарничково-сфагнового микроландшафта характеризуются плотным торфом I типа с сопротивлением торфа сдвигу более 0,15 кг/см2. Мощность торфа изменяется от 0,6 до 5,8 м, средняя мощность 4,0 м.
Болота грядово-мочажинного микроландшафта характеризуются наличием менее плотного торфа II типа. Сопротивление торфа сдвигу от 0,05 до 0,15 кг/см2. Мощность торфа варьирует в пределах 3,0-7,0 м.
Болота мочажинно- грядового микроландшафта характеризуются слабым торфом III типа. Сопротивление торфа сдвигу < 0,05 кг/см2. Мощность торфа варьирует в пределах 3,5-6,0 м.
Минеральное дно болот выполнено суглинками мягко- текучепластичной консистенции, в верхней части разреза суглинки заторфованы.
На своем протяжении трасса нефтепровода пересекает следующие ландшафтно-геоморфологические типы местности:
· Суходолы
· Болота I, II, III типа
· Поймы рек и ручьев
Суходолы – ровные, дренированные участки. Грунтовая толща суходолов сложена суглинистыми грунтами различной консистенции. Уровень подземных вод составляет 3,5м и более.
Болота I типа имеют сосново-кустарничково-сфагновый микроландшафт; приурочены к дренированным окраинам болотных массивов. Торф I типа сильноразложившийся, мощностью от 0,4 до 9,0м.
Болота II, III типа имеют грядово- мочажинный, мочажинно-грядовый микроландшафтный облик, приурочены к центральным частям болотных массивов. Торф II, III типа, от среднеразложившегося до слаборазложившегося, мощностью до 3,5м.
Болотные отложения залегают на суглинистых отложениях.
Гидрогеологические условия
Территория прохождения трассы нефтепровода располагается в центральной части Западно-Сибирского артезианского бассейна. На исследуемом участке выделяется два гидрогеологических этажа.
1. Водоносный горизонт верхнечетвертичных- современных озерно-болотных отложений (lb III-IV).
2. Водоносный горизонт верхнечетвертичных- современных озерно-аллювиальных отложений (al III‑IV).
Водоносный горизонт верхнечетвертичных современных озерно-болотных отложений (lbQIII-IV)
Характерной особенностью территории является широкое развитие болотных отложений. Водовмещающие породы представлены торфами. Мощность водоносного горизонта изменяется от 0,5 до 7,0 м.
Величины коэффициента фильтрации верховых торфов изменяются от 0,9 до 4,75 м/сут. В основном наблюдается следующая закономерность: с увеличением степени разложения торфов величины коэффициентов фильтрации уменьшаются.
Воды безнапорные. Наивысшие отметки горизонт имеет в период «большой воды» (июнь-июль) за счет избыточного увлажнения и подпора от озер и небольших речек.
Нижним водоупором служат как уплотненные торфа (хорошей степени разложения), залегающие в большинстве случаев в подошве торфяных залежей, так и относительно водоупорные суглинистые породы четвертичного возраста различного генезиса. В ряде случаев водоупор в подошве отсутствует, и горизонт имеет прямую гидравлическую связь с нижележащими водоносными горизонтами и комплексами.
Основное питание горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков. Разгрузка осуществляется, главным образом, за счет поверхностного стока в ручьи и реки, стекающие с болотных массивов, реже – в виде высачиваний и родников по берегам рек.
Водоносный горизонт современных озерно- аллювиальных отложений ( alQIII-IV )
Этот водоносный горизонт пользуется весьма значительным площадным распространением. Водовмещающие породы представлены суглинками, супесями и песками мелкими. Мощность их составляет 2-8 м. Воды горизонта – безнапорные. Уклоны грунтового потока почти на всей территории менее 0,002. Максимальное стояние уровней приходится на июнь – начало июля, минимальное – на конец марта – начало апреля. На большей части территории водоносный горизонт из-за отсутствия в его подошве водоупора, имеет гидравлическую связь и общий уровень с водами нижележащего водоносного горизонта.
Область питания горизонта совпадает с областью его распространения. Питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и паводковых вод. Подпитывание происходит из окружающих водоносных горизонтов и комплексов, расположенных гипсометрически выше, а также подстилающего водоносного горизонта. Разгрузка их происходит в эрозионную сеть, а также за счет испарения.
Установившийся уровень подземных вод в пробуренных скважинах колеблется от 0 до 0,2 м на болотных массивах (абсолютные отметки установившегося уровня болотных вод составляют 42,2-68,77м) и от 1,8 до 6,5 м для подземных вод (абсолютные отметки установившегося уровня подземных вод составляют 39,5-66,78м). Учитывая, что верхняя часть разреза сложена суглинками и супесями, обладающими низкими фильтрационными свойствами, в осенне-весенний период в зоне аэрации образовывается временный горизонт подземных вод типа «верховодка». В весенне- осенний периоды возможен подъем уровня подземных вод на 1-1,5м.
Воды по химическому составу пресные. Вода из ручья- гидрокарбонатно- сульфатно- кальциевая; химический состав подземной воды из скважины на берегу р. Нюрым- сульфатно- гидрокарбонатно- калиевый- магниевый (скв. 29, глубина отбора 0,5м); болотной воды- сульфатно- кальциевый (скв. 43, глубина отбора 0м). Вода, отобранная из скважин под опоры РРЛ, имеет гидрокарбонатно-кальциевый состав. Воды обладают средней степенью агрессивности по отношению к сооружениям из бетона нормальной проницаемости вод (согласно СНиП 2.03.11-85 табл. 5,7); по отношению к свинцовой оболочке кабеля подземные воды обладают высокой степенью агрессивности по общей жесткости (согласно ГОСТ 9.602-2005 табл.3); по отношению к алюминиевой оболочке кабеля воды обладают средней степенью агрессивностипо содержанию иона железа (согласно ГОСТ 9.602-2005 табл.5).