ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.12.2023
Просмотров: 211
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Бақылау сұрақтары:
4-дәріс. Жерасты суларының қорлары және оларды анықтау тәсілдері. Жерасты суларының серпімділік қорлары
Мазмұны: Халық шаруашылығында пайдалану үшін жарамды жерасты сулары өзіне тән ерекшеліктері бар пайдалы қазындылардың бірі болып табылады. Бұл ерекшеліктердің ең бастысына тек жаңару мен тайыздануы ғана емес, суалуға байланысты қарқынды қоректену де жатады. Мысалы, жер беті сулары өзімен гидравликалық байланыстағы жерасты суларын пайдалану кезінде арылу облысынан қоректену облысына айналуы мүмкін. Жерасты суларының тағы бір ерекшелігі олардың қозғалғыштығы мен қоршаған ортамен тығыз байланысы. Бұл жағдай қабаттың шекаралық жағдайлары кезінде көрінеді. Шекаралық жағдайлар деп жерасты суларының жер беті суларымен өзара әрекеттесу жағдайы айтылады. Барлық осы факторлар пайдалану жағдайына және көбінесе пайдалану кезінде жерасты суларының сапасының өзгеруіне де әсер етеді.
Жерасты суларының пайдалы қазындылар ретіндегі тағы бір ерекшелігіне бір кенорны шегінде орналасқан жеке сутартқыштың әсерін де жатқызуға болады. Бұл сутартқыштың өзара әрекеттесу процестері су қорларын бір учаске бойынша қосындылауға мүмкіндік бермейді.
Жерасты суларының қорларын бағалау кезінде қатты пайдалы қазындылар қорларынан айырмашылығы қабаттағы жалпы су көлемімен қатар жерасты суларының табиғи жағдайда қоректенуін және оның пайдалану процесінде өзгеруін білу керек.
Жерасты суларының тағы бір маңызды ерекшелігі жерасты суларын пайдаланудың келешегін анықтау кезінде судың көлемі мен оның қабатқа түсу шамасы ғана емес, сонымен қатар жерасты суларының сутартқыш ғимараттарына қозғалысына кедергісін есептейтін сусиыстырушы жыныстардың сүзілулік қасиеттері де ескеріледі. Сондықтан, жерасты суларын тарту мүмкіндігін анықтау кезінде су ресурстарының қамтамасыз етілуімен сипатталатын баланстық аспект және суды өндірудің техникалық мүмкіндіктерімен гидродинамикалық аспект ескеріледі. Осындай жолмен, жерасты суларын пайдалы қазындылар ретінде анықтау кезінде келесі түсіндірмелік сипаттамалар бөлінеді:
-
сулы горизонттағы судың мөлшері; -
сулы горизонтқа табиғи жағдайда немесе пайдалану кезінде түсетін судың мөлшері; -
сутартқыштармен техникалық-экономикалық жағынан тиімді деп алынатын судың мөлшері.
Жерасты суларының қорларын бағалау кезінде қатты пайдалы қазындылар қорларынан айырмашылығы қабаттағы жалпы су көлемімен қатар жерасты суларының табиғи жағдайда қоректенуін және оның пайдалану процесінде өзгеруін білу керек.
Гидрогеологиялық зерттеулер практикасында классификациялаудың толық реті бар, онда “қорлар” және “ресурстар” түсініктерінде айырмашалық беріледі. Бір авторлар оларды синонимдер деп санаса, басқалары қорлар тек қабаттағы судың көлемін анықтайды, ал ресурстар қабатқа жерасты суларының түсуі деген көріністі жақтайды.
Берілген курста Н.Н. Биндеман мен Ф.М. Бочевертің классификацияларында қарастырылған түсініктерге сүйенеміз.
Төменде қорлардың келесі түрлері жете қарастырылады:
| V , м3 |
| Vсыйым., м3 |
| Vсерпім., м3 |
| Vp, м3 |
| Qт, м 3/тәу. |
| Qқос., м3 /тәу. |
| Qпайд., м 3/тәу. |
| Qболж., м 3/тәу. |
Табиғи қорлар деп таужыныстарының кеуектеріндегі, жарықшақтарындағы, карстарындағы және басқа қуыстарындағы гравитациялық судың көлемі айтылады.
Сыйымдылық қорларын - қабатты құрғату кезінде одан босап шыққан судың көлемін және серпімділік қорларын – арынды сулы горизонтта қабаттық қысым төмендеген кезде одан босап шыққан судың көлемін бөледі.
Жерасты суларының сыйымдылық қорлары таужыныстарының гравитациялық сиымдылығымен анықталады. Бұл сыйымдылық суға қаныққан жыныстардың ауырлық күшінің әсерінен судың бір бөлігін еркін ағу түрінде беру қабілеті, немесе суға қанықпаған таужыныстарының белгілі су мөлшерін еркін суға қанығу кезінде араластыру қабілеті.
Бірінші жағдайда бұл – еркін суқайтарымдылық, екіншісінде – суға жеткілікті қанықпау.
Еркін суқайтарымдылық шамасы болып суқайтарымдылық коэффициенті табылады
, яғни таужынысынан еркін ағып шыққан гравитациялық су көлемінің
оның құрғаған көлеміне қатынасы 
:
шамасының мәні таужыныстарының қасиеттері мен құрамына байланысты және келесі мәндерге ие болады:| - құмды жыныстар - құмдақтар, саздақтар - тозаңды және сазды құмдар - жарықшақты ізбестастар - тақтатастар, құмтастар | - 0,1 – 0,2 - 0,02-0,05 - 0,05-0,1 - 0,005-0,1 - 0,001-0,03 |
Сыйымдылық қорлары шамасы Ve формула бойынша есептеледі
, мұндағы Ve сыйымдылық қорлары;
μ суқайтарымдылық коэффициенті;
W қабаттың көлемі.
Әртекті қабаттар кезінде
, мұндағы μi және Wi суқайтарымдылық коэффициенті және жеке i-інші учаскедегі қабаттың көлемі (i = 1, 2, 3, 4, …, n).
Арынсыз сулы горизонттардағы сыйымдылық қорлары деңгейлік режимнің өзгеруіне байланысты тұрақты өзгеріп отырады. Олар максималды (деңгейдің ең жоғары беті кезінде), минималды және орташа болуы мүмкін.
Грунтты сулардың деңгейлері ауытқу зонасында орналсақан гравитациялық судың көлемі реттегіш қорлар деп аталады, олар формула бойынша анықталады
, где Vp реттегіш қорлар;
μ суқайтарымдылық коэффициенті;
W жерасты суларының жоғарғы және ең төмен деңгейлері арасындағы қабаттың көлемі;
F сулы горизонт тараған аудан;
h деңгейдің ауытқу амплитудасы.
Негізгі әдебиет: (3 нег.[113-116])
Қосымша әдебиет: (4 қос.[23-34])
Бақылау сұрақтары
1. Жерасты суларының қорлары түрлері, олардың сипаттамалары.
2. Жерасты суларының табиғи қорларын қалай түсінесіз?
3. Жерасты суларының табиғи қорлары қандай тәсілдермен есептелінеді?
4. Жерасты суларының табиғи қорларының есептік формуласына кіретін негізгі параметрлер.
5-дәріс. Жерасты суларының серпімділік қорлары, сипаттамасы, анықтау тәсілдері. Жерасты суларының табиғи ресурстары, сипаттамасы, анықтау тәсілдері.
Мазмұны: Жерасты суларының серпімділік қорлары – қабаттардың жарықтары мен кеуектерінде орналасқан, қабатты ашқан кезде және судың көлемдік ұлғаюы және таужыныстарының қуыстылығының азаюы есебінен қабаттық қысым төмендеген кезде одан босап шығатын судың көлемі.
Қабаттардың серпімділік сыйымдылығы серпімді режим кезінде тұрақталмаған сүзілу жағдайларында көрінеді. Қабатта қысым ұлғайған кезде су көлемі бойынша азая отырып сығылады, бұл жағдай атмосфералық қысымға қарағанда қабатқа судың үлкен көлемін сиыстыруға мүмкіндік береді. Қысым төмендеген кезде кері көрініс жүреді және белгілі бір су мөлшері босап шығады, себебі су кеңейеді де, таужыныстарының кеуектілігі азаяды. Ең серпімді иілгіштікке борпылодақ және нашар цементтелген құмдар ие болады.
Ірі артезиан алаптарында босап шыққан су мөлшері үлкен көлемдерге жетуі мүмкін. Серпімді қорларды формула бойынша анықтайды:
, мұнда Vy серпімді қорлар;
W – сулы қабаттың көлемі;
ΔP пайдалану кезінде қабаттық қысымның төмендеуі;
β қабаттың серпімді сыйымдылық коэффициенті.
Қабаттың серпімді сыйымдылық коэффициенті β* қабаттық қысымды бірлікке дейін төмендеткен кезде қабаттан босап шыққан сұйық көлемі қабаттың көлемінің қандай үлесін құрайтынын көрсетеді.
* = nB + n
мұнда n – таужыныстарының кеуектілігі;
βв судың көлемдік серпімділік коэффициенті , оның мәні (2,7 5,0) · 10-6 1/м тең;
βп су сиыстырушы жыныстардың көлемдік серпімділік коэффициенті, оның мәні (0,3 2,0) · 10-6 1/м тең.
Осыдан серпімді сыйымдылық коэффициенті (1,5 4,0) · 10-6 1/м шектерінде орналасады.
Қабаттың серпімді сыйымдылық коэффициенті көрсеткіші болып арын төмендеген кезде қабаттың су беру қасиетін сипаттайтын, серпімді суқайтарымдылық коэффициенті (μ*) табылады. Серпімді суқайтарымдылық коэффициенті судың серпімділік қасиетттері және таужыныстарының иілгіштігі есебінен төмендеу кезінде қабаттан бөлінетін су көлемінің Wy пьезометрлік бетте осындай кезде қалыптасатын төмендеу көлеміне Wд қатынасымен анықталады:
. Серпімділік қорларды серпімді суқайтарымдылық коэффициенті бойынша формуламен анықтайды
мұндағы R - төмендеу шұңқырының радиусы;
ΔPср - арынның орташа қалқымалық төмендеуі.
Борпылдақ таужыныстар үшін μ* коэффициентінің орташа мәні 10-3 – 10-4, жарықшақ үшін – 10-3 - 10-4 құрайды.
Жерасты суларының табиғи ресурстары туралы ілім негізін Ф.П.Саваренский құрады, ол табиғи ресурстардың берілген ауданның су балансын жерасты суларының түсуі қамтамасыз ететінін түсінді. Біраз талқылаудан соң “ресурстар” және “қорлар” түсініктерінің орнына көп гидрогеологтар жерасты суларының қоректенумен қамтамасызданатын судың құйылуы немесе ағып кетуі түсінілетін «жерасты суларының табиғи ресурстары» терминін қолдана бастады. Бұл термин жерасты суларының қоректенуі мен қозғалысын бір тұтас біріктіреді.
Л.С.Язвиннің анықтауы бойынша, табиғи ресурстар – бұл табиғи жағдайда атмосфералық жауын-шашынның, өзендер мен көлдерден сүзілу, жоғары және төмен жатқан горизонттардан сүзіліп ағу, көрші территориялардан құйылу нәтижесінде сулы горизонтқа түсетін су көлемі. Сулы горизонттың табиғи ресурстары осы горизонттың барлық кіріс элементтерінің қосындысына тең.
Мемлекеттік комитеттің қорлар бойынша нұсқауы: “Табиғи ресурстар – бұл гидрогеологиялық жағдайдағы сулы горизонттың пайдаланумен бұзылмаған жерасты суларының, сулы горизонттың табиғи ресурстары осы горизонттың барлық кіріс элементтерінің қосындысына тең қоректену шамасы” .
Жерасты суларын пайдалану кезінде гидрогеологиялық бұзылған жағдайларда сулы горизонттың қоректенуі атмосфералық жауын-шашынның сіңуі, грунт сулары бетінен буланудың азаюы және транспирация есебінен ұлғаюы мүмкін.
Арынсыз суларда судың түсу көзі болып табылады:
- сіңіп қоректену;
-
бүйірлік су құйылу; -
аэрация зонасының конденсациялық сулары есебінен қоректену; -
жер беті суларының сіңуі; -
арыны жоғары төмен жатқан қабаттан төсеніш арқылы судың құйылуы.
Табиғи ресурстардың арылу көздері болып табылады:
-
жер беті суқоймаларымен және ағын суларымен арылу; -
булану және транспирация; -
бүйірлік су ағу; -
қабатқа төсеніш арқылы аз арынмен ағып кету.
Арынды қабаттарда табиғи ресурстар келесілер есебінен қалыптасады:
-
бүйірлік су құйылу; -
төсеніш пен жабын арқылы сүзіліп өту.
Арылу бүйірлік ағып келу (кету) және сүзіліп өту арқылы жүреді.
Судың сулы қабатқа түсу процесі өте әртүрлі және бірнеше факторлар қатарына байланысты, олардың ең бастылары: