Руководство - Методические рекомендации по применению Классификации эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод к месторождениям лечебных минеральных вод
Подождите немного. Документ загружается.
4.12. Из пробуренных при разведке или существующих скважин проводятся пробные,
опытные (одиночные и кустовые) и опытно-эксплуатационные откачки (выпуски).
Продолжительность перечисленных видов опытно-фильтрационных исследований в каждом
конкретном случае определяется исходя из особенностей решаемых задач и природных условий
месторождения. Длительность гидродинамического опробования должна обеспечить получение
данных, необходимых для обоснования расчетным или эмпирическим путем прогноза разработки
месторождения лечебных минеральных вод с проектным водоотбором при сохранении требуемого
качества воды в течение расчетного срока эксплуатации. Приводимые ниже величины
продолжительности откачек установлены исходя из накопленного опыта и являются
ориентировочными.
4.12.1. Пробные откачки (выпуски) проводятся на поисково-оценочной стадии с целью
получения данных для предварительной оценки водоносности продуктивных горизонтов,
фильтрационных свойств водовмещающих пород и качества воды, а также для сравнительной
оценки различных водоносных горизонтов или участков их развития с целью выбора
перспективных площадей, горизонтов, зон, интервалов для последующего изучения. На более
поздних стадиях геологоразведочных работ пробные откачки проводят из разведочных или
разведочно-эксплуатационных скважин для определения их возможной производительности.
Пробные откачки проводятся из одиночных скважин, как правило, с одним максимально
возможным понижением уровня воды продолжительностью 1–2 суток. В случае выявления
перспективных объектов, их длительность может увеличиться и вслед за пробной проводится
опытная откачка. В ряде случаев (многопластовые, трещинно-жильные месторождения и др.)
целесообразно принимать технологию проведения пробных откачек, обеспечивающую
поинтервальное гидродинамическое и гидрохимическое опробование скважин преимущественно в
процессе их бурения для надежного выделения наиболее благоприятных интервалов по степени
водоносности и качеству воды.
4.12.2. Опытные откачки (одиночные, кустовые и групповые) проводятся на этапе оценки
или разведки месторождений с целью установления характера зависимости дебита скважины от
понижения уровня воды, определения гидрогеологических параметров, ионно-солевого и газового
состава лечебных минеральных вод, их температуры, граничных условий и взаимосвязи
водоносных горизонтов, связи подземных и поверхностных вод, определения величин срезок
уровней при взаимодействии скважин, выявления закономерностей изменения уровней, дебита и
качества воды во времени в зависимости от режима водоотбора, а также для установления
оптимального проектного дебита скважин и режима эксплуатации.
Опытные одиночные откачки на месторождениях с простыми гидрогеологическими (в
первую очередь гидрохимическими) условиями проводятся при одном понижении уровня с
дебитом, близким к проектному. На месторождениях со сложными гидрохимическими условиями
(наличие в плане или разрезе подвижных гидрохимических или геотермических границ) или на
месторождениях с весьма сложными условиями формирования эксплуатационных запасов
минеральных вод и крайней неравномерностью трещиноватых коллекторов, опытные откачки
рекомендуется проводить при двух, реже трех ступенях понижения уровней воды, при этом на
первой ступени дебит должен быть близок к проектному. Различие в дебитах должно быть не
менее полутора-двух раз. Это позволит установить зависимость химического (газового) состава и
температуры отбираемых минеральных вод от величины понижения уровня и дебита скважины и
обосновать оптимальный режим эксплуатации.
Опытные кустовые откачки проводятся для получения исходных данных, используемых при
оценке гидрогеологических параметров водоносных горизонтов и оценки стабильности качества
лечебных минеральных вод при их отборе. На месторождениях со сложными и весьма сложными
гидрогеологическими условиями их проводят для оценки взаимовлияния скважин, горизонтов, а
также для определения степени подвижности гидрохимических и геотермических границ в плане
и разрезе. Продолжительность опытных откачек должна обеспечить решение указанных выше
задач и в среднем может составлять для одиночных 5–15 суток, для кустовых – 10–30 суток.
Одним из критериев при определении продолжительности опытной откачки может служить
достижение стабильности качественного состава подземных вод или получение устойчивых
данных для прогноза его изменения во времени. При наличии гидрохимических границ в
исследуемом водоносном горизонте продолжительность кустовых откачек может быть увеличена.
В случае удаленности таких границ может быть рекомендовано проведение опытно-
промышленной разработки месторождения (участка) на базе запасов категории С
1
.
4.12.3. Опытно-эксплуатационные откачки из одной или группы скважин (выработок),
пробуренных по схеме водозабора, проводятся при разведке месторождений лечебных
минеральных вод второй и третьей групп сложности, для которых граничные условия не могут
быть отображены в виде расчетной схемы. Целью опытно-эксплуатационных откачек является
установление эмпирических зависимостей изменения во времени уровней минеральных вод или
их качества при заданном водоотборе, а в отдельных случаях – и степени подвижности контуров
вод с различным составом. Такие откачки проводятся с дебитами, близкими к проектным. Их
результаты должны обеспечить надежное определение возможных эксплуатационных дебитов
скважин при устойчивом качестве воды и, желательно, уровенном режиме. Это достигается
проведением опытно-эксплуатационных откачек в различных режимах и в течение
продолжительного времени. На месторождениях 1-ой группы сложности их проведение, как
правило, не требуется. На месторождениях 2-ой и 3-ей групп сложности продолжительность
опытно-эксплуатационных откачек в зависимости от конкретных природных условий, может
составлять от 1 до 6 месяцев, иногда и более. При этом на месторождениях, которые подвержены
воздействию климатических факторов, они проводятся в сроки, охватывающие периоды
наибольшей и наименьшей интенсивности питания водоносного горизонта и в общем составлять
не менее одного годового цикла. Для оценки запасов минеральных вод крупных месторождений с
весьма сложными гидрогеологическими и гидрохимическими условиями (3-я группа), освоение
которых требует значительных материальных затрат, продолжительность опытно-
эксплуатационных откачек может составлять более одного года.
4.13. Общими требованиями к опытным откачкам являются:
их непрерывность при заданной ступени расхода (понижения) уровня;
постоянство расхода либо постоянство понижения уровня воды в скважине; в
необходимых случаях откачки проводятся с заданным режимом изменения расходов;
достижение на конец откачек в опытных и наблюдательных скважинах величин
понижения уровня воды, превышающих возможные ошибки измерения уровня (для обеспечения
необходимой точности последующих расчетов);
обязательное проведение наблюдений за восстановлением уровня воды в опытных и
наблюдательных скважинах после окончания откачек;
обеспечение отвода откачиваемой воды на расстояние, исключающее обратное
поступление ее в опробуемый водоносный горизонт в зоне влияния откачек;
осуществление при откачках минерализованных вод, особенно в течение длительного
времени, комплекса мероприятий по охране окружающей среды, согласованных в установленном
порядке.
4.14. Опытные и опытно-эксплуатационные откачки из скважин, включенных в схему
водозабора и используемых для обоснования запасов, проводятся в режиме и с дебитами,
соответствующими проектным. Для обоснования запасов лечебных минеральных вод в случае
заявленного прерывистого режима эксплуатации производятся откачки двух типов: с постоянным
расходом, соответствующим среднесуточному водоотбору, идущему в обоснование
эксплуатационных запасов, а также в прерывистом режиме с дебитом, в величину которого
вводится поправочный коэффициент, определенный по соотношению продолжительности суток и
планируемого времени прерывистого водоотбора, что требуется для подтверждения неизменности
качества воды при различных режимах водоотбора.
4.15. При поисково-разведочных работах должны быть получены данные, характеризующие
как естественный режим лечебных минеральных вод по сезонам года и в многолетнем периоде,
так и нарушенный режим в районах действующих водозаборов. Получение этих данных
осуществляется по специально оборудованной наблюдательной сети водопунктов.
Продолжительность режимных наблюдений должна быть не менее 1 года. Начинать их
рекомендуется с начала поисково-оценочных работ с целью:
уточнения условий взаимосвязи подземных вод различных водоносных горизонтов;
в соответствующих условиях – для оценки величины естественного питания водоносного
горизонта по сезонам года (по данным об амплитуде колебаний уровней и недостатке насыщения
пород);
получения данных об изменениях уровней, температуры, газонасыщенности вод для
введения поправок в понижения уровней при опытных, опытно-эксплуатационных откачках и
эксплуатации водозаборов;
определения расчетных гидрогеологических параметров (коэффициентов
пьезопроводности или уровнепроводности, коэффициентов фильтрации разделяющих
слабопроницаемых слоев и др.) по данным изменения уровней минеральных вод под влиянием
изменения атмосферного давления;
определение сезонных и многолетних изменений родникового стока (если эти работы не
входят в комплекс гидрометрических исследований);
изучения характера изменения качества минеральных вод в течение года и в многолетнем
периоде.
4.16. Во всех случаях, когда разведочные работы на лечебные минеральные воды проводятся
на участках или в районах действующих водозаборов, гидрогеологические исследования
начинаются с изучения опыта их эксплуатации, с целью:
оценки эксплуатационных запасов лечебных минеральных вод на участках действующих
водозаборов с неутвержденными запасами и переоценки запасов на участках водозаборов с ранее
утвержденными запасами;
использования имеющегося опыта эксплуатации при оценке запасов на вновь
разведываемых месторождениях в аналогичных гидрогеологических условиях;
оценки взаимовлияния действующих и вновь разведанных водозаборов, а также влияния
отбора лечебных минеральных вод на водные объекты, экологические и другие природные
условия данного района.
4.17. В процессе поисково-разведочных работ получается информация о качестве лечебных
минеральных вод для оценки возможности использования их по назначению. Отбор проб воды и
газа для изучения химического состава, бактериологических и органолептических показателей
осуществляется на всех стадиях геологоразведочных работ как при проведении откачек
(выпусков) различного назначения, так и при наблюдениях за режимом лечебных минеральных
вод оцениваемого и смежных с ним водоносных горизонтов. В пределах участка разведки по
изучаемому водоносному горизонту отбор проб воды и газа проводится обязательно из всех
скважин, используемых при оценке запасов лечебных минеральных вод, а также из всех
выработок, источников и других водных объектов, находящихся в зоне влияния водозабора.
Степень изученности качества лечебных минеральных вод должна обеспечить количественную
оценку тех показателей и свойств воды, которые определяют ее лечебную ценность, а также
вредных и токсичных компонентов. При этом качество лечебных минеральных вод,
предназначенных для внутреннего применения (питьевые лечебно-столовые и лечебные)
изучается по результатам полного химического анализа, включая определение всех макро- и
микрокомпонентов (биологически активных и токсичных), санитарно-бактериологического,
радиологического и газового анализов, согласно ГОСТ 13272–88 “Воды минеральные питьевые
лечебные и лечебно-столовые”, а для вод, предназначенных для промышленного розлива, также
СанПиН 2.3.2.1074–01 “Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых
продуктов”. Бактериологические показатели и вредные компоненты, ограничивающие
возможность использования воды по заданному назначению, необходимо определять не только в
питьевых минеральных водах, но и в используемых для бальнеологических целей. Во всех случаях
оценивается коррозионная активность подземных вод.
Частота отбора проб воды и газа и их количество определяются сложностью
гидрохимических условий. Количество и виды анализов, а также перечень подлежащих
определению компонентов устанавливаются в зависимости от гидрогеологических и
гидрохимических условий участка, типа и целевого использования лечебных минеральных вод.
Как правило, достаточную степень изученности качества минеральных вод обеспечивает отбор в
процессе всех откачек проб воды на общий химический анализ: при пробных откачках – 1 проба в
конце ее, при опытных – в начале, середине и конце, при опытно-эксплуатационных – обычно 4–5
проб равномерно в течение всей откачки, а в условиях изменчивости химического состава и
минерализации минеральных вод – до их стабилизации или при невозможности ее достижения, в
количестве, обеспечивающим возможность экстраполяции или прогноза изменения качественного
состава в зависимости от величины и режима водоотбора. Для большей части проб может
проводиться сокращенный химический анализ, для двух-трех, реже более – полный с
определением всех микрокомпонентов (полезных и токсичных), санитарно-микрбиологический и
радиологический. Кроме того, при опытных и опытно-эксплуатационных откачках до нескольких
раз в сутки целесообразно отбирать пробы на краткий анализ для определения содержания
характерных компонентов, что позволяет оперативно контролировать стабильность типа воды.
При этом анализы воды выполняются по метрологически аттестованным методам в лабораториях,
имеющих аккредитацию для выполнения соответствующих видов гидрохимических исследований.
Не менее 10 % химических анализов должны быть контрольными.
Отбор, хранение, транспортировка проб воды и их анализы осуществляются в соответствии с
действующими государственными стандартами.
4.18. При поисках и разведке лечебных минеральных вод должны быть получены данные,
характеризующие санитарные условия оцениваемой площади. Санитарные обследования
проводятся при участии представителей заказчика, местной администрации и санитарно-
эпидемиологической службы и включают визуальное выявление всех очагов и источников
возможного загрязнения лечебных минеральных вод. При необходимости бурятся специальные
скважины для исследования характера и степени загрязнения минеральных вод и оконтуривания
ореолов загрязнения.
Для обоснования мероприятий по защите лечебных минеральных вод от загрязнения по
согласованию с местной санитарно-эпидемиологической службой могут проводиться специальные
физико-химические исследования воды и грунтов, а также индикаторные опыты. Состав, объемы
и методика работ в каждом конкретном случае зависят от характера загрязнения и целевого
назначения решаемой задачи.
При определении границ округов горно-санитарной охраны следует руководствоваться
“Положением об округах санитарной и горно-санитарной охраны лечебно-оздоровительных
местностей и курортов федерального значения”, утвержденым Постановлением Правительства
Российской Федерации от 07.12.1996 г № 1425.
4.19. При разведке месторождений лечебных минеральных вод необходимо получить данные
для разработки мероприятий по охране недр и окружающей среды применительно к выбранному
способу сброса использованных в бальнеологических целях вод.
При подземном захоронении использованных вод необходимо оценить их совместимость с
подземными водами и водовмещающими породами поглощающего горизонта. В этих случаях
проводятся специальные разведочные работы с бурением скважин и опробованием их опытными
закачками на выбранном для этих целей участка (полигоне). Закачки проводятся при нескольких
ступенях расхода для выявления их оптимального режима. При закачках используют воду того же
или близкого состава, что и использованные воды. В результате опытных закачек должны быть
получены исходные данные для оценки изменения во времени приемистости скважин и давлений
закачки, прогнозирования физико-химических процессов в системе «использованные воды –
пластовые воды – водовмещающие породы» и скорости продвижения в водоносном горизонте
закачиваемых вод. Проведение таких работ осуществляется с учетом «Методических
рекомендаций по обоснованию выбора участков недр для целей не связанных с добычей полезных
ископаемых», утвержденных МПР России в установленном порядке.
Рекомендуемый способ и места сброса использованных вод во всех случаях
согласовываются с органами государственного санитарного надзора, при подземном захоронении
– с органами управления государственным фондом недр и горного надзора, при сбросе в открытые
водоемы – с органами, осуществляющими охрану природы и рыбных запасов, при сбросе в
бессточные котловины – с органами охраны природы, при сбросе в канализацию – с местными
органами коммунального хозяйства. При проведении разведочных работ в пределах округов
санитарной охраны действующих курортов рекомендуемые способы сброса использованных вод
согласовываются также с органами управления курортами.
4.20. Для обоснования проекта разработки месторождения (участка) лечебных минеральных
вод в процессе разведочных работ следует изучить инженерно-геологические условия
строительства на участке водозабора (наличие оползней, обвалов, карста, мерзлотных явлений,
размыва и переработки берегов, просадочных и слабых грунтов и др.) и получить данные для
характеристики устойчивости пород, вскрываемых эксплуатационными выработками. В
необходимых случаях также определяются возможные источники питьевого водоснабжения
будущего санаторно-курортного учреждения.
5. Требования к подсчету эксплуатационных запасов лечебных
минеральных вод
5.1. Подсчет эксплуатационных запасов лечебных минеральных вод заключается в
определении их количества, которое может быть получено на месторождении с помощью
рациональных в технико-экономическом отношении водозаборных сооружений при заданном
режиме эксплуатации и при качестве воды, удовлетворяющем требованиям ее целевого
использования в течение расчетного срока водопотребления. Эксплуатационные запасы лечебных
минеральных вод подсчитываются и учитываются в метрах кубических в сутки раздельно по их
типам и назначению использования.
Определение устойчивости качества лечебных минеральных вод в процессе разработки
месторождения является одной из важнейших задач оценки эксплуатационных запасов, особенно
если месторождение находится в сложных гидрохимических условиях.
Подсчет эксплуатационных запасов подземных вод включает в себя в общем случае:
определение расчетной производительности действующих водозаборных сооружений в
пределах оцениваемых месторождений и (или) их отдельных участков;
оценку обеспеченности эксплуатационных запасов естественными и привлекаемыми
источниками формирования с учетом их пространственно-временных изменений в течение всего
расчетного срока эксплуатации;
прогнозные расчеты понижения уровней подземных вод на конец расчетного срока
эксплуатации и их сопоставление с величиной допустимого понижения;
прогнозные расчеты возможных изменений качества подземных вод (или обоснование
его сохранения в заданных пределах кондиций без изменения) в течение расчетного срока
подсчета запасов;
оценку области влияния намечаемого водозабора и его взаимодействия в этой области с
другими существующими и проектируемыми водозаборами, а также месторождениями и
участками недр, по которым ранее утверждены и числятся на государственном учете запасы, либо
на которые выданы лицензии на пользование недрами для изучения или добычи подземных вод в
течение всего расчетного срока подсчета запасов, а также с дренажными и другими системами
добычи подземных вод или возврата (закачки) их в недра, находящимися в зоне влияния
оцениваемого месторождения:
оценку защищенности лечебных минеральных вод оцениваемых горизонтов от
загрязнения с обоснованием границ округа горно-санитарной охраны месторождения (участка) и
возможности его создания;
оценку воздействия намечаемого водозабора в области его влияния на компоненты
природной среды, которые могут быть подвержены изменениям вследствие добычи лечебных
минеральных вод (снижение уровня грунтовых вод и угнетение связанных с ним природных
ландшафтов, оседание земной поверхности, активизация трещинно-карстовых и других
экзогенных геологических процессов и т.п.);
геолого-техническое обоснование возможности освоения оцениваемого месторождения
(или его участка), включая схему и конструкцию водозаборных сооружений, а также расчетные
дебиты скважин и других каптажных сооружений;
квалификацию подсчитанных запасов по категориям и оценку их подготовленности к
соответствующим последующим этапам проведения геологоразведочных работ, а также
проектирования или эксплуатации.
Перечисленные элементы подсчета эксплуатационных запасов лечебных минеральных вод
входят в подсчет запасов независимо от типа месторождений, группы сложности
гидрогеологических условий, этапа и стадии геологоразведочного процесса, на котором он
выполняется. Однако состав, содержание и степень детальности подсчета запасов существенно
меняются в зависимости от указанных факторов.
5.2. Подсчет эксплуатационных запасов лечебных минеральных вод производится
преимущественно гидравлическим или комбинированным (гидравлическим в сочетании с
гидродинамическим), а также гидродинамическим методами. Дополнительно могут применяться
методы гидрогеологической аналогии и балансовый.
5.2.1. Гидравлический метод подсчета как правило применяется при оценке запасов
месторождений со сложными и очень сложными гидрогеологическими и гидрохимическими
условиями (3-й и частично 2-й групп сложности). Он заключается в определении оптимальных
возможностей месторождения (участка) по эмпирическим данным, полученным непосредственно
в процессе проведения опыта и комплексно учитывающим влияние различных факторов, от
которых зависит режим работы водозаборов, но учет которых иным, в том числе расчетным
путем, весьма затруднен, или невозможен. Так, при оценке запасов гидравлическим методом
опытным путем определяется их величина при устойчивых гидрохимических, температурных и
других качественных показателях подземных вод. В случаях, когда достижение стабильного
гидродинамического и гидрохимического режимов не представляется возможным, выполняется
экстраполяция установленных по опыту зависимостей уровней или качества лечебных
минеральных вод от величины намечаемого водоотбора и определяется возможный расчетный
срок разработки месторождения. Однако следует учитывать, исходя из природоохранных
требований, необходимость подбора опытным путем оптимального режима эксплуатации
лечебных минеральных вод при стабильном гидродинамическом и гидрохимическом режимах.
Это достигается в случае, если общее количество запасов не превышает величину их источников
формирования, что позволяет сохранить и уберечь от истощения и загрязнения месторождения и
участки лечебных минеральных вод. Основой для оценки запасов гидравлическим методом служат
опытные и опытно-эксплуатационные откачки, которые проводятся при двух-трех понижениях
уровня воды для обоснования оптимальных производительности, режима работы водозабора и
достоверного прогноза качества лечебных минеральных вод. Оценка запасов этим методом может
также проводиться по результатам мониторинга за разработкой месторождения.
5.2.2. Комбинированный метод подсчета запасов применяется, как правило, на
месторождениях 1-й и, частично, 2-й групп сложности, когда достоверно установлены все
факторы, влияющие на разработку участка и необходимые прогнозные оценки могут быть
выполнены расчетным путем, в том числе, для условий их эксплуатации при неустановившемся
режиме. При этом гидравлическим методом определяется понижение уровня воды в скважинах на
момент окончания опытных работ, а гидродинамическим – возможные его изменения во времени.
Опытными работами необходимо определить закономерность снижения уровней при устойчивом
отборе воды и доказать неизменность (или изменение в допустимых пределах) физико-
химических показателей минеральных вод во времени при данном водоотборе.
Основой для подсчета запасов комбинированным методом служат опытные или опытно-
эксплуатационные откачки, которые, в зависимости от сложности природных условий, могут
проводиться при одном или более понижениях уровня воды.
5.2.3. Гидродинамический метод подсчета запасов применяется только на пластовых
месторождениях 1-й группы сложности при региональном развитии лечебных минеральных вод
требуемого качества. Он заключается в расчете понижений уровня воды и обоснованию прогноза
ее качества на конец расчетного срока эксплуатации.
Основой для подсчета запасов гидродинамическим методом служат, как правило, опытные
откачки в сочетании с анализом опыта работы аналогичных действующих водозаборов.
5.2.4. Балансовый метод подсчета запасов носит приближенный характер и применяется в
первую очередь на ранних стадиях исследований, в том числе для оценки прогнозных ресурсов
лечебных минеральных вод. Он заключается в определении приходных и расходных статей
баланса лечебных минеральных вод и предназначен для оценки источников формирования
эксплуатационных запасов.
5.2.5. Метод гидрогеологической аналогии применяется для обоснования постановки
оценочных и разведочных работ на основании имеющейся по району исследований геолого-
гидрогеологической информации и результатов наблюдений за эксплуатацией действующих
водозаборов.
5.3. Подсчет эксплуатационных запасов лечебных минеральных вод в случае
неравномерного потребления проводится в двух вариантах: при непрерывном равномерном и
заданном неравномерном режимах водопотребления. Суммарный годовой или суточный объем
отбора в обоих случаях принимается одинаковым. За величину эксплуатационных запасов
принимается среднесуточный водоотбор. В расчетной схеме водозабора предусматривается
возможность обеспечения максимальной величины заданного водоотбора.
5.4. Прогнозные расчеты возможных изменений качества воды проводятся на
месторождениях, где имеются природные или техногенные источники некондиционных вод на
площади распространения продуктивных или других взаимосвязанных с ними водоносных
горизонтов и комплексов, либо источники загрязнения на поверхности земли, в зоне аэрации или в
первом от поверхности водоносном горизонте грунтовых вод.
Во всех случаях устанавливается расчетное продвижение контура некондиционных вод к
намечаемому водозабору. При неблагоприятном по указанным критериям времени подтягивания
некондиционных вод к водозаборным сооружениям и изменении требуемого качества лечебных
минеральных вод, может быть либо сокращен расчетный срок эксплуатации, либо обосновано
изменение объема или режима водоотбора, обеспечивающее сохранение качества лечебных
минеральных вод в рамках установленных кондиций.
5.5. Оценка защищенности лечебных минеральных вод от загрязнения из поверхностных и
приповерхностных источников и очагов в составе подсчета эксплуатационных запасов
выполняется, исходя из геологического строения и литологического состава пород,
перекрывающих оцениваемый водоносный горизонт.