УДК 332.142.6

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЛЬТРАЦИОННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА ПРИ КОНТАКТНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ЧЕРЕЗ БЕЗДЕЙСТВУЮЩИЕ ВОДОЗАБОРНЫЕ СКВАЖИНЫ

Вдовин Степан Андреевич
ФГБОУ ВПО "Поволжский государственный технологический университет"
магистрант

Аннотация
В данной статье приведены статистические данные по скважинам, расположенным в республике Марий Эл, а так же показаны теоретические методы исследования контактной фильтрации.

Ключевые слова: водозаборные скважины, контактная фильтрация, Марий Эл


THEORETICAL METHODS FOR STUDYING SOIL FILTRATION RESISTANCE AT CONTACT FILTRATION THROUGH A DORMANT WATER WELLS

Vdovin Stepan Andreevich
Volga State University of Technology
master degree student

Abstract
This article presents statistical data on wells located in the Republic of Mari El, and also shows the theoretical research methods contact filtration.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Вдовин С.А. Теоретические методы исследования фильтрационного сопротивления грунта при контактной фильтрации через бездействующие водозаборные скважины // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/10/58208 (дата обращения: 19.11.2016).

Согласно имеющимся статистическим данным количество бездействующих скважин в Республике Марий Эл неуклонно растет. В число бездействующих входят законсервированные, заброшенные и подлежащие консервации скважины. Каждая из них является потенциальным источником загрязнения подземных вод вследствие попадания загрязняющих веществ вместе с просачивающимися поверхностными водами.

Опасность такого загрязнения усугубляется тем, что для бездействующих скважин не соблюдается режим зон санитарной охраны, они не контролируются специальными службами.

Учет использования подземных вод на территории Республики Марий Эл ведется с1987 г. Одним из основных видов работ в области охраны подземных вод является выявление очагов и источников загрязнения подземных вод, проведение обследования водозаборов подземных вод с проверками выполнения условий лицензионных соглашений в части ведения объектного мониторинга на них, учет бездействующих и заброшенных скважин. Наблюдения за гидрохимическим составом и качеством подземных вод на территории техногенных объектов Республики Марий Эл проводится на объектном уровне.

По состоянию на 01.01.2012 в ведении водопользователей находится 1675 водозаборов подземных вод для хозяйственно-питьевых целей и 2623 эксплуатационных на воду скважин, в том числе: действующих – 1430, резервных – 482, в стадии строительства – 11, бездействующих – 452, из них бездействующих с выполнением мероприятий по временной консервации – 206. Ежегодно по материалам, представленным недропользователями, вносятся изменения в реестр бездействующих скважин[1].

В результате банкротства либо ликвидации ряда предприятий 263 скважины находятся в заброшенном состоянии. Из них 30 скважин подлежат ликвидации, 145 – передаче на баланс заинтересованным пользователям, 34 – законсервированы или подлежат консервации, остальные 54 скважины должны быть обследованы в последующем для уточнения их современного технического состояния. Всего в 2011 году проведена ликвидация и списание отсутствующих на местности 46 бездействующих и заброшенных скважин.

Статистика количества действующих, резервных, бездействующих, стоящихся, законсервированных и законсервированных скважин приведена на рис. 1.

 Рис. 1. Статистические данные по количеству скважин по республике Марий Эл

Согласно данному графику количество действующих, резервных и строящихся скважин с течением времени уменьшается, а количество бездействующих, законсервированных и заброшенных скважин увеличивается от года к году [1].

В период 2003-2011 гг. количество действующих скважин на территории республики снизилось с 1663 до 1430, за тот же период количество законсервированных скважин консервации увеличилось с 10 до 239, а количество заброшенных скважин, подлежащих консервации со 101 до 236.

Современные способы консервации бездействующих водозаборных скважин исключают возможность непосредственного проникновения поверхностных вод внутрь скважины, но существует и другая опасность загрязнения подземных вод при существовании бездействующих скважин – контактная фильтрация поверхностных вод по наружным стенкам скважины [2], рис. 2

 

Рис. 2. Расчетная схема возникновения контактной фильтрации

Поверхностные воды, например, атмосферные осадки, инфильтруются на расстоянии S от устья скважины, благодаря существованию непроницаемого оголовка. При этом неизбежна и боковая фильтрация, вследствие чего фильтрующиеся поверхностные воды на глубине Н достигают наружной стенки обсадных колонн, фильтруясь в дальнейшем по этой наружной стенке. Такое явление называется в гидравлике контактной фильтрацией.

Контактная фильтрация характеризуется многократным увеличением скорости фильтрации, возможностью возникновения суффозии – выноса грунта из внутренних слоев из-за высокой скорости фильтрации. Вынос грунта вызывает нарушения структуры, образование полостей, что в конечном итоге приводит к просадкам, разрушением защиты устья скважины. Помимо нарушения суффозионной устойчивости контактная фильтрация может вызвать загрязнение подземных вод поверхностными загрязняющими веществами.

Условие суффозионной устойчивости грунта записывается следующим образом:

VффI<Vф допф[I], где

Vф – скорость фильтрации грунта;

Кф– коэффициент фильтрации грунта;

I – градиент скорости фильтрации, равный тангенсу угла наклона депрессионной кривой;

Vф доп – допустимая скорость фильтрации, при которой не возникает суффозии, устанавливается в зависимости от типа грунта;

[I] – допустимый градиент скорости фильтрации, устанавливается в зависимости от типа грунта [3].

Таким образом, при оценке экологической безопасности консервации скважин необходимо расчетными методами проверять возможность возникновения такой контактной фильтрации вдоль стенок обсадной колонны и предусматривать меры, исключающие такую возможность.


Библиографический список
  1. ДОКЛАД об экологической ситуации в Республике Марий Эл ГУП РМЭ «Типография Правительства Республики Марий Эл», 2003 – 2012г.
  2. Дон Н.С., Шумилов В.А, Горбачев В.М. Предупреждение и ликвидация межколонных перетоков флюидов в наклонно направленных скважинах на месторождениях Западной Сибири // Обзорная информ. Сер.: Бурение, 1981.-Вып. 17.- 52 с.
  3. Бочевер Ф.М., Лапшин Н.Н., Орадовская А.Е. Защита подземных вод от загрязнения. – М.: Недра, 1976.


Все статьи автора «Вдовин Степан Андреевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация