Designlösungen

Der Zweck der geplanten Wasseraufnahme ist die Reservewasserversorgung der Stadt in Notsituationen in Friedenszeiten und für einen besonderen Zeitraum. Der Betrieb von Bohrlochwasserentnahmen im Normalbetrieb umfasst deren regelmäßiges Pumpen. Die Häufigkeit des Pumpens von Pumpgeräten beträgt 1 Mal in 3 Monaten. Die Pumpdauer beträgt 1 Tag. Entsprechend der Projektaufgabe sind alle Wasserentnahmestellen mit Zapfanlagen zur Betankung von Tankwagen ausgestattet. Als Wasserhebegeräte zur Wasserversorgung von Verbrauchern werden elektrische Bohrlochpumpen der Marke ETsV 10 - 120 - 60 installiert. Die Ausrüstung wird geliefert mit: einer Steuer- und Schutzstation vom Typ SUZ - 100 (30 - 100A), VU , NU-, ZSH-Sensoren, USK-Füllstandsensor -TE-2-100, die eine vollständige Kontrolle über den Betrieb von Geräten und Füllständen ermöglichen. Signale über die Notabschaltung der Pumpanlagen und das Erreichen des Not-Mindestniveaus in den Brunnen werden auf dem Bedienfeld an der Pumpstation des 1. Aufzugs des FAC angezeigt. Zur Signalübertragung sieht das Projekt die Verlegung eines Steuerkabels KVBbShv10x1,5mm2 von jeder Pumpstation am Brunnen vor. Die Verlegung des Steuerkabels ist im Unterabschnitt „Stromversorgungssystem“ angegeben. Das Ein- und Ausschalten der Pumpausrüstung der vorgesehenen Brunnenwassereinlässe sowie die Umschaltung auf Notstromversorgung erfolgt im manuellen Modus.

Übersicht

Die Wasserversorgungsstation befindet sich auf der linken Flussuferterrasse oberhalb der Flussaue innerhalb des Gebiets. Der erkundete Bereich des Untergrunds, der im Status einer Grundwasserlagerstätte anerkannt ist, wird innerhalb des vergrabenen Tals des linken Nebenflusses des Flusses identifiziert, das einen Komplex wasserführender, hochpermeabler intermoränischer Sand-Kies-Kies-Ablagerungen enthält. Die Erschließung der Grundwasserreserven der Lagerstätte soll im Rahmen der Umsetzung der Maßnahmen des „Zielprogramms zur Organisation der Reservewasserversorgung der Stadt in Notsituationen in Friedenszeiten und für einen Sonderzeitraum“ erfolgen. Das geplante Wassereinlassschema besteht aus einer Gruppe von fünf Produktionsbrunnen (unter Berücksichtigung des vorhandenen Brunnens), die sich im ICBC-Gebiet befinden. Vier Brunnen sind in Betrieb, einer ist Reserve. Die tägliche Durchflussrate jedes Brunnens beträgt 3600 m3/Tag, während die Gesamtdurchflussrate der geplanten Wasserentnahme 14400 mXNUMX/Tag beträgt. Dieses Projekt sieht die Bohrung von vier Erkundungs- und Produktionsbrunnen auf dem Gebiet des Wasserwerks vor. Basierend auf dem Zweck der geplanten Wasserentnahmestellen werden die Dauer des Notfallzeitraums und die Qualität des Grundwassers durch die „Anleitung für die Vorbereitung und den Betrieb von Trinkwasserversorgungssystemen in Notfallsituationen“ M, 1991 (im Folgenden: "Anweisung"). Die Gesamtbetriebsdauer in Notsituationen beträgt bis zu 2 Jahre (unter Berücksichtigung gelegentlicher Verbindungen für 25 Jahre), die Häufigkeit von Notsituationen wird mit 1 Mal pro Monat angenommen. Das Projekt wurde gemäß den grundlegenden Anforderungen der „Anweisungen zur Erstellung von Projekten und Kostenvoranschlägen für die geologische Erkundung“, M., 1993 (Anhang zur Verordnung von Roskomnedra vom 22.11.93. November 108 Nr. XNUMX) erstellt.

Quelle der Wasserversorgung

Der geologische Abschnitt des Grundwasservorkommens wird durch Gesteine ​​der Sedimentbedeckung des Vendian-, Unterkambrium- und Quartärzeitalters repräsentiert. Das Vendian-System im Kotlin-Horizont besteht aus einer Abfolge von Schluff- und Sandsteinen mit Tonzwischenschichten (Nizhnekotlinskaya-Suite) und dichten Tonen mit Sandsteinzwischenschichten (Verkhnekotlinskaya-Suite) mit einer Gesamtdicke von etwa 200 m. Die Lagerstätten des Unterkambriums werden durch die Horizonte Lomonossow und Lontow repräsentiert. Der Lomonossow-Horizont liegt in einer Tiefe von 95-100 m und besteht aus Sandsteinen, manchmal Sanden, mit Tonzwischenschichten mit einer Gesamtdicke von 10 ... 15 m. Der Lontovskiy-Horizont ist eine homogene Schicht aus Montmorillonit-Tonen von charakteristischer bläulicher Farbe (blaue Tone) mit einer Mächtigkeit von 60...70 m. Quartäre Ablagerungen werden durch Sedimente glazialer, interglazialer und postglazialer Komplexe repräsentiert, die hinsichtlich Lithologie und Mächtigkeit nicht konsistent sind und meist 30–50 m dick sind. In Bereichen vergrabener Täler, die die Mächtigkeit der unterkambrischen Ablagerungen durchschneiden, beträgt die Mächtigkeit steigt auf 100 m oder mehr. Im gesamten Abschnitt der quartären Ablagerungen werden folgende Formationen unterschieden: Dnjepr-Moräne ( g II dn ) – Gerölllehm mit einer Gesamtdicke von nicht mehr als 2 ... 3 m; Moränen sind lokal in den Talwegen alter Täler verbreitet, die durch Gletscher repräsentiert werden Dnjepr-Moskau-Formationen (fll dn-ms - überwiegend fluvio-glaziale Sande unterschiedlicher Körnung (manchmal mit Kies-Kies-Material), die das alte vergrabene Tal füllen. Die Mächtigkeit der Ablagerungen variiert von einigen Metern (an den Seiten des Tal) auf 30 ... 35 m (im Thalwegteil). Moskauer Moräne (g II ms) - Gerölllehm und sandiger Lehm mit einer Mächtigkeit 2... 10 m. Teilweise ist die Moräne erodiert. Mikulin-Ablagerungen (t III mk) - Tone, Lehme, lokal verteilt, in Erosionsgebieten der Moskauer Moräne, liegen sie direkt auf den Dnjepr-Moskau-Sedimenten. Die Mächtigkeit der Mikulinsky-Ablagerungen im Bereich der Lagerstätte beträgt hauptsächlich 2...7 m. Moskau-Valdai-Lagerstätten (flg,l P-Sh ms-vd) - Sande verschiedener Korngrößen mit Linsen aus Tonablagerungen mit einer Gesamtdicke von 15 ... 30 m. Luga-Moräne (g III vdlz) - Gerölllehm, 5 ... 15 m dick. Ein Komplex supramoränischer Ablagerungen: (lg ШЪ, IIV) - Bandtone, Lehme, Sande mit einer Mächtigkeit von 7 ... 15 m. 

Hydogeologische Bedingungen

Im hydrogeologischen Abschnitt des betrachteten Gebietes werden folgende Hauptgrundwasserleiter und -komplexe unterschieden: Grundwasserhorizont; Intermoränenkomplex (als Teil des oberen und unteren Intermoränenhorizonts); Lomonossow-Horizont; GDer Grundwasserhorizont ist sporadisch verteilt und beschränkt sich hauptsächlich auf moderne Ablagerungen sowie auf dünne sandige Zwischenschichten in gebänderten Tonen und Lehmen oberquartärer Ablagerungen (g, lg Wb). Der Grundwasserspiegel liegt in der vorherrschenden Tiefe von 0 m. Der intermoränische Grundwasserleiterkomplex ist auf die alten vergrabenen Täler beschränkt, erstreckt sich hauptsächlich in Breitenrichtung und wird hydraulisch durch die oberen und unteren intermoränischen Horizonte repräsentiert aufgrund des Fehlens einer dauerhaften trennenden Tonschicht miteinander verbunden. Der obere intermoränische Grundwasserleiter (fl lg, l П-Ш ms - vd) im betrachteten Gebiet liegt in Tiefen von 15...35 m direkt unter der Luga-Moräne, unterlegt von Tonformationen der Moskauer Moräne. Bei den wasserführenden Gesteinen handelt es sich hauptsächlich um fein- und mittelkörnige Sande, wobei an der Basis des Grundwasserleiters Kies- und Kieseleinschlüsse zu erkennen sind. Der Wassergehalt des oberen Zwischenmoränenhorizonts ist durch spezifische Brunnendurchflüsse von 2,2...2,8 l/s gekennzeichnet. Der untere intermoranische Grundwasserleiter (f II dn-ms) liegt in Tiefen von 60...85 m unter den Ablagerungen der Moskauer Moräne oder direkt unter dem oberen intermoranischen Horizont, unterlegt von Gerölllehm der Dnjepr-Moräne oder Tonen des Unterkambriums. Wasserführende Gesteine ​​​​sind durch Sande unterschiedlicher Körnigkeit dargestellt, deren Dicke von einigen Metern nahe der Horizontgrenze bis zu 30 ... 35 m im Thalweg-Teil alter Täler reicht. Der Wassergehalt des Horizonts am Standort ist durch spezifische Brunnendurchflüsse bis zu 3,9 l/s gekennzeichnet. Der Lomonosov-Grundwasserleiter (C\ 1 m) liegt in einer Tiefe von 80 ... 90 m und wird durch Sandsteine, manchmal Sande, mit Zwischenschichten aus Ton mit einer Dicke von dargestellt 10.. 15 m. Der Wassergehalt des Horizonts ist sehr gering, die spezifischen Durchflussraten von Brunnen überschreiten in der Regel nicht Hundertstel Liter pro Sekunde. Innerhalb des betrachteten Gebiets hat der Lomonossow-Horizont aufgrund seines sehr geringen Wasservorkommens keine praktische Nutzungsbedeutung.

Methodik und Arbeitsumfang. Hauptentwurfsparameter von Explorations- und Produktionsbohrungen

Gemäß der Leistungsbeschreibung ist geplant, an der Stelle der geplanten Wasserentnahme auf dem Gebiet des Wasserwerks vier Erkundungs- und Produktionsbrunnen bis zum unteren intermoränischen Horizont zu bohren. Bohrmethode - Stoßseil. Brunnentiefe - 85,0 m. Statisches Niveau - 10,0 m. Spezifischer Durchfluss - 3,9 l/s. Betriebsflussrate - 150 m / Stunde. (3600 m / Tag). Geschätzter dynamischer Wasserstand im Brunnen -25,0 m. PDas Projekt sieht die Durchführung von Feld- und Kameraarbeiten vor. Die Feldarbeit umfasst: Bohren von 4 Erkundungsbohrungen; hydrogeologische Arbeiten; Ausrüstung von Brunnen mit Wasserhebegeräten; Durchführung topografischer und geodätischer Arbeiten. Das Bohren der Brunnen erfolgt im Schlagseilverfahren unter Verwendung von UKS-22M-Bohrgeräten mit Bodenprobenahme. Der anfängliche Bohrdurchmesser beträgt 600 mm, der letzte – bei einer Auslegungstiefe von 85,0 m – 300 mm. Die Bohrungen sind im Gange: von 0,0 bis 17,0 Meter mit einer Spitze D = 600 mm; von 17,0 bis 35,0 Meter mit einer Spitze D = 500 mm; von 35,0 bis 60,0 Meter mit einem Spitzen-D = 400 mm. von 60,0 bis 85,0 Meter mit einem Spitzen-D = 300 mm. Der Abstand der Bodenproben beträgt 3 m, jedoch nicht weniger als 1 Probe aus jeder Schicht. Das Bohren von Brunnen wird von Beobachtungen der lithologischen Zusammensetzung und Mächtigkeit passierbarer Gesteine ​​sowie der Lage des Wasserspiegels während der Gelierung begleitet. 

Gutes Design

In Übereinstimmung mit dem geologischen Entwurfsabschnitt wurde das folgende Bohrlochdesign übernommen: Der 1. Futterrohrstrang d = 24“ (Oberflächenleiter) wird in eine Tiefe von 17 m eingezogen. Der Bohrlochkopf wird mit einer Grube mit den Maßen 1 x 1 m und einer Tiefe von 1 m ausgehoben und mit Zementmörtel verfüllt. Warten auf die Aushärtung des Zements (WSC) – 3 Tage. Der 2. Futterrohrstrang d=20" wird bis zu einer Tiefe von 35 m eingezogen, gefolgt von der ringförmigen Injektion der Rohrstränge im Bereich von 17,0-0,0 m und dem Austritt der Zementaufschlämmung am Bohrlochkopf. Arbeitsaufwand - 3 Tage. 3. – Der Arbeitsstrang aus Mantelrohren d=16“ wird bis zu einer Tiefe von 60 m transportiert, gefolgt von der ringförmigen Injektion der Stränge im Bereich von 35,0–0,0 m und der Freisetzung von Zementschlamm am Bohrlochkopf. OZTs – 3 Tage . 4. Ein Arbeitsstrang aus Mantelrohren d = 12 Zoll wird in eine Tiefe von 85 m transportiert. 5. - Filtersäule d = 8“, „versenkt“ auf der Stopfbuchse im Tiefenbereich von 60-85 m installiert. Der Filter hat einen Durchmesser von 8" mm und eine Gesamtlänge von 25 m. Der Blindteil über dem Filter ist 5 m lang. Das Installationsintervall des Arbeitsteils des Filters wird gemäß dem geologischen Entwurfsabschnitt bestimmt und beträgt 65 ... 85 m. Der Arbeitsteil des Filters ist ein Rohr D8", perforiert mit versetzten runden Löchern, mit einer Einschaltdauer von 35 %, umwickelt mit Edelstahldraht. Nach dem Einbau des Filters wird der Rohrstrang d = 12“ auf eine Tiefe von 65 m angehoben unter gleichzeitiger Kiesverfüllung des Filterstrangs im Intervall 85.. .60 m. Weitere geophysikalische Untersuchungen des Bohrlochs werden durchgeführt: Gammastrahlenmessung, Messschiebermessung und Temperaturmessung. Tiefe, Bohrlochdesign und Filtertyp werden während des Bohrvorgangs entsprechend dem tatsächlichen geologischen Querschnitt und den hydrogeologischen Parametern des Produktionsgrundwasserleiters angepasst. Nach Abschluss der Installation der Filtersäule wird das Bohrloch gepumpt, um das Bohrloch von Bohrkleinpartikeln zu reinigen.