Наблюдательная (мониторинговая) скважина. Пьезометр.

Что такое цикличные наблюдения в гидрогеологии?

Цикличные наблюдения – систематически повторяющиеся измерения с заданной периодичностью. Цикличность задается установленной программой наблюдений. В зависимости от типа объекта, геологических условий, интенсивности происходящих процессов назначают частоту производства наблюдений. Как правило измерения производят через равные промежутки времени, что позволяет провести необходимую интерполяцию значений во времени, оценить скорость и динамику изменений.

 Цикличные наблюдения по пьезометру – это система регулярных наблюдений за тем, как изменяется ситуация с подземными водами под влиянием природных причин и деятельности человека. Полученные сведения дают возможность решать задачи, связанные с прогнозированием и воздействием на уровень подземных вод. С помощью анализа наблюдательной сети скважин оценивают параметры водоносных горизонтов и водовмещающих отложений, которые не поддаются изучению во время кратковременных опытов.

Мониторинг включает систематические наблюдения и фиксирование результатов в журналах, ведение отчётной документации.

Назначение наблюдательной скважины

Мониторинговая скважина – это основа для системы сбора сведений во время мониторинга. Чем полнее и достовернее полученные данные, тем точнее и эффективнее прогноз.

С её помощью изучают поведение подземных вод, изучают, как изменяется их уровень, температура и химический состав.

Наблюдательная скважина может называться мониторинговой и режимной, так как исследует режим подземных вод.

Глубина гидрогеологической наблюдательной скважины колеблется от нескольких метров до сотен метров в зависимости от цели и содержания.

Также с помощью наблюдательной скважины производят анализ на содержание взвешенных веществ и нефтепродуктов грунтовых вод.

Наблюдательная скважина грунтовых вод помогает разобраться в реальном положении дел. Например, понять, куда направлен поток подземных вод, есть ли в нём вредные примеси и куда их понесёт, если они появятся. Наблюдательная скважина даёт реальную картину, является ли процесс или объект возможным источником загрязнения и как он влияет на соседние водозаборы.

Сведения, полученные с помощью наблюдательной скважины, помогают обосновать возможность добычи подземных вод.

Состав пьезометрической скважины

Для исследований используют самую глубокую скважину из имеющихся разведочных. Конструкция наблюдательной скважины подземных вод выбирается в зависимости от характеристик, которые нужно получить в ходе мониторинга.

После бурения скважина промывается от шлама и приводится в рабочее состояние.

Пьезометрическая скважина используется для мониторинга давления внутри пласта и контроля данных. Диаметр  скважины должен быть таким, чтобы обеспечить использование оборудования и проводить работы по откачке и очистке в случае заиливания. Он колеблется в размерах от 89 до 127 мм. 

Пьезометрическая скважина состоит из 3 частей:

• верхнего отверстия – устья со специальной высотной отметкой, которая контролируется каждые 10 лет. Верхнюю часть обсадной трубы выводят на 1 м от поверхности земли для удобства измерений.
• Стенки – боковых сторон, которые исключают загрязнение водоносного горизонта и изолируют от водоносных слоёв сверху и снизу. В затрубное пространство насыпают крупный песок.
• Дна – забоя с фильтром в виде вертикально-щелевой перфорации с нержавеющей сеткой.

После установки трубы верхняя часть затрубного промежутка тампонируется глиной и фиксируется цементным замком. Когда скважина используется для мониторинга глубинных водоносных горизонтов, то в конструкции предусматривают затрубное цементирование с изоляцией обсадными колоннами.

Верх скважины закрывается съёмной крышкой, которая защищает от попадания внутрь атмосферных осадков.

Для скважины наблюдательной срок полезного использования зависит от частоты эксплуатации, материала и конструкции обсадной колонны. 

Пьезометрическая скважина исследуется экспресс-методами и используется как реагирующая при гидропросушивании.

Типы мониторинга скважин

Основные типы мониторинга описаны в таблице.

Мониторинг наблюдательных скважин состоит из системы наблюдений, которые проводятся регулярно. Информация собирается обрабатывается, накапливается и анализируется. Затем проводится оценка состояний среды, на основании которой строится прогноз изменений под воздействием возможных природных факторов и хозяйственной деятельности человека.

Мониторинг выполняет следующие задачи:

• Собирает, обрабатывает и анализирует информацию о реальном состоянии подземных вод.
• Оценивает обстановку и прогнозирует изменения
• Выявляет и прогнозирует возникновение природных и техногенных процессов, которые влияют на подземные воды.

Цель мониторинга диктует конструкцию и количество наблюдательных скважин. Например, для изучения загрязнения подземных вод вокруг источника загрязнения бурят несколько десятков наблюдательных скважин.

Чтобы исследовать водоносные горизонты для водоснабжения, бурят кусты скважин на несколько водоносных горизонтов и наблюдают за уровнем вод, изучают их химический состав.

Для мониторинга пробы берут из существующих водозаборных скважин или из контрольно-наблюдательных скважин, которые бурят специально. Поэтому наблюдательная сеть представлена сетью скважин различного характера и возраста.

Объектный мониторинг отслеживает на действующих водозаборах качество воды, водоотбор и динамический уровень. На основании данных уточняются сведения, которые помогают выявить или предотвратить истощение подземных вод, загрязнения и другие негативные последствия изменений водоносных горизонтов.

Мониторинг за уровнем воды в скважине

С помощью уровнемера наблюдают за высотой подземных вод в наблюдательных скважинах для мониторинга грунтовых вод. Это позволяет корректировать глубину, на который погружают насос, чтобы предотвратить его поломку.

Наблюдение за отметкой воды помогает оценить, как влияет водоотбор на состояние вод под землёй отдельно взятого водозабора и управлять режимом работы водозаборных сооружений.

Лаборатория Экспертиз использует несколько видов оборудования для мониторинга уровня воды.

• Это портативные устройства для сбора данных сразу из нескольких скважин.
• Переносные устройства для непрерывного наблюдения в отдельно взятой скважине.
• Промышленные уровнемеры для стационарного использования в нефтегазовых скважинах.

Перечисленное оборудование позволяет избежать риска загрязнения воды, потери датчика из-за коррозии и помех внутри скважины.

Срок использования наблюдательной скважины и наблюдений за уровнем воды может составлять 50-100 лет.

Мониторинг за температурой воды в скважине

Данные наблюдения проводятся в условиях города, где возможны тепловые загрязнения подземных вод. В мониторинге используют автоматические системы, электронные температурные регистраторы, водяные термометры.

Замеры делают 2 раза подряд в течение нескольких минут. Результаты записывают в журнале с точностью до десятых долей градуса.

Наблюдения за химическим составом воды в скважине

Пользователи скважин, согласно законодательству, обязательно регулярно исследуют воду на бактерицидный и химический состав и радиологию. Это позволяет установить качество подземных вод.

Для анализа берутся пробы воды из наблюдательных скважин после проведения откачки. Частота забора проб и нормы показателей установлены в правилах и в требованиях по недропользованию.

Проведение отбора проб воды кроме знаний и навыков требует соблюдения мер безопасности, поэтому целесообразно доверить эти операции специалистам по гидромониторингу, лаборатории, которая занимается анализами или органам Госсанэпиднадзора.

На основании журналов наблюдений составляются отчёты, рекомендации и получать заключения о допустимости использования вод для питьевого водоснабжения.

Преимущества специалистов Лаборатории Экспертиз

Для проведения полноценного мониторинга подземных вод необходимо иметь специальное оборудование, датчики, иметь опыт работы с оборудованием, в том числе химикатами.

Лаборатория Экспертиз за годы работы собрала штат опытных специалистов, которые справляются со многими нестандартными задачами заказчиков. Это возможно и благодаря современному оборудованию и приборам, которые регулярно проходят поверку в контрольных органах.

После заключения договора составляется программа мониторинга, которая проходит согласование в государственных структурах.

Лаборатория Экспертиз проводит комплексные геологические работы и исследования на строительных объектах и при сооружении водозаборов.

Наблюдательные скважины и гидрогеология предполагают решение инженерно-геодезических задач.

В результате заказчик получает:

• итоги мониторинга в установленной форме,
• акт с указанием реального состояния обсадной колонны, скважины, насосов, установленная глубина скважины, какие ремонтные и профилактические работы проведены
• сведения по химическому и микробиологическому составу подземных вод.

Лаборатория Экспертиз нацелена на повышение качества выполнения работ. Применяем современное оборудование, успешный опыт решения задач и оптимизируем бизнес-процессы.