« ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ГИДРАЛИЧЕСКОГО

 
514 
части скважины располагается выше уровня воды в самой сква-
жине, т.е. образуется участок глухой трубы. Данное явление на-
зывается   «гидравлическим скачком уровня». И хотя величина 
«гидравлического  скачка»  в  скважине  не  велика  (в  среднем  от  
0,2  до  0.5  м),  его  образование  существенно  влияет  на  значение 
коэффициента  фильтрации,  а,  следовательно,  и  на  значение 
удельного дебита в скважине. Таким образом, рассчитав значе-
ния  «гидравлического  скачка»  можно  увеличить  точность  зна-
чений расчетных гидрогеологических параметров 
С гидродинамической точки зрения данное явление проис-
ходит следующим образом. Если провести из точки пересечения 
кривой  депрессии  со  стенками  колодца  поверхность  равного 
напора, то вероятный вид последней (рис. 1) в разрезе предста-
вится  кривой  линией  АВ,  отклоняющейся  в  верхней  части  от 
колодца  под  углом,  соответствующим  углу  падения  депресси-
онной  кривой,  а  в  нижней  -  приближающейся  к  вертикальной 
линии.  На  этой  линии  пьезометрический  напор  будет  во  всех 
точках  одинаковым,  равным  высоте  уровня  грунтовой  воды  у 
конечной точки А кривой депрессии. Если бы на этой же высоте 
стоял и уровень воды в колодце, тогда бы вода, заключенная на 
участке  грунта  между  поверхностью  А-В  и  стенками  колодца, 
не  могла  бы  двигаться,  так  как,  чтобы  это  движение  соверша-
лось, необходимо некоторое падение напора Аа, которое может 
развиться, лишь за счет прыжка ∆h. 
 
A
a
B
∆h
S
0
 

 
515 
 
Рисунок 1 Образование « гидравлического скачка» в  скважине 
 
Исходя из вышеперечисленного, можно сделать вывод, что 
явление  «гидравлического  скачка»    в  скважине  обязательно  и 
постоянно, а величина зависит от следующих условий: 
•  конструктивных  особенностей  фильтра  (длина,  тип,  ха-
рактер перфо- рации, диаметр, рабочая площадь); 
•  технических особенностей обсадных труб; 
•  величины понижения напора в скважине; 
•  понижения уровня воды в скважине; 
•  коллекторских  свойств  вскрытых  водоносных  пород, 
степени и характера их нарушения в призабойной зоне; 
Определив  факторы  зависимости  изменения  значения  гид-
равлического скачка в скважине необходимо выявить наиболее 
точные    методы,  определяющие  величину  «гидравлического 
скачка».  Следует  отметить,  что  не  все  методы  определения 
уровня воды в скважине учитывают величину «гидравлического 
скачка» в ней. 
Отказавшись от использования пьезометрической трубки в за-
трубном пространстве, мы воспользовались двумя доступными ме-
тодами: полуэмпирическим и графическим. 
 
 
 
Определение «гидравлического скачка уровня» 
 
в скважине полуэмпирическим методом Абрамова. 
 
Преимуществом метода Абрамова является его простота и 
возможность применения для любых, даже самых сложных сис-
тем  расположения  скважин  и  условий  их  работы.  Основываясь 
на  данных  экспериментальных  исследований,  С.  К.  Абрамов 
предложил  следующую  эмпирическую  формулу  для  определе-
ния скачка уровня воды у ствола скважины при ее откачке: 

 
516 
    
kF
QS
h
α
01
.
0
=
∆
                                     (1) 
где ∆h – скачок уровня в м; 
Q – дебит скважины в м3/сутки; 
S – понижение уровня воды в скважине в м; 
k – коэффициент фильтрации водоносных пород в м/сутки; 
F – рабочая площадь фильтра в м
2
, равная πdl   
(здесь d – диаметр фильтра, l – его длина). 
        Коэффициент  α  для  совершенных  скважин  С.  К.  Абрамов 
рекомендует ориентировочно принимать:  
•  для сетчатых и гравийных фильтров – 15 – 25 (в среднем 20)  
•  для дырчатых, щелистых и проволочных фильтров – 6–8 
(в среднем 7) 
Формула (1) показывает, что чем больше дебит скважины и 
понижение  уровня  воды  в  ней  и  меньше  проницаемость  водо-
носных пород, а также чем меньше диаметр и длина приемной 
части  скважины,  тем  больше  скачок  уровня  воды.  Это  следует 
учитывать при определении предполагаемого удельного дебита 
проектируемой разведочно-эксплуатационной скважины. 
   Расчет ведется  в следующем порядке: 
1.  Сначала по выбранной формуле вычисляют k и S   
2.  Затем  подставляя  полученное  значение  k  в  формулу  (1) 
вычисляют скачок  ∆h. 
3.  После,  подсчитывают  понижение  у  внешней  поверхно-
сти фильтра 
h
∆
−
= S
S
затр
                               (2) 
 
4.  По  S
затр 
  вновь  вычисляют  значение  k,  повторяя  такой 
расчет 3-4 раза, находят окончательную величину коэффициента 
фильтрации и значение ∆h, увязанные между собой. 
Таким  способом  были  проведены  расчеты  для  5  населен-
ных  пунктов  Атырауской  области  и  получены  следующие  ре-
зультаты: 
1.  н.п. Кетебай 

 
517 
1
.
0
2
47
.
0
66
.
0
6
.
0
20
01
.
0
01
.
0
=
⋅
⋅
⋅
=
=
∆
kF
QS
h
α
м 
2.  н.п. Бегайдар-Кызылуй 
214
.
0
58
.
1
119
.
0
18
.
2
1
.
0
20
01
.
0
01
.
0
=
⋅
⋅
⋅
=
=
∆
kF
QS
h
α
м 
3.  н.п. Буйрек 
55
.
0
76
.
3
142
.
0
52
.
5
73
.
0
20
01
.
0
01
.
0
=
⋅
⋅
⋅
=
=
∆
kF
QS
h
α
м 
4. н.п. Сарымайшагыл  
46
.
0
88
.
1
247
.
0
4
.
2
57
.
0
20
01
.
0
01
.
0
=
⋅
⋅
⋅
=
=
∆
kF
QS
h
α
м 
5.  н.п. Мынтобе  
09
.
0
88
.
1
029
.
0
07
.
2
067
.
0
20
01
.
0
01
.
0
=
⋅
⋅
⋅
=
=
∆
kF
QS
h
α
м 
Находим коэффициент фильтрации с учетом влияния «гид-
равлического скачка»:  
h
∆
−
= S
S
затр
            
)
'
2
(
'
ln
0
S
H
S
r
R
Q
K
−
=
π
                                      (3) 
110
.
0
)
56
.
0
86
.
3
*
2
(
56
.
0
*
14
.
3
079
.
0
3218
ln
3
.
0
)
'
2
(
'
ln
0
1
=
−






=
−
=
S
H
S
r
R
Q
K
π
 
м/сут 
 
0143
.
0
)
96
.
1
34
.
2
*
2
(
96
.
1
*
14
.
3
084
.
0
28
.
21
ln
1
.
0
)
'
2
(
'
ln
0
2
=
−






=
−
=
S
H
S
r
R
Q
K
π
 м/сут 
 
010
.
0
)
97
.
4
35
.
8
*
2
(
97
.
4
*
14
.
3
107
.
0
45
.
60
ln
73
.
0
)
'
2
(
'
ln
0
3
=
−






=
−
=
S
H
S
r
R
Q
K
π
 м/сут 
 

 
518 
036
.
0
)
4
.
2
77
.
3
*
2
(
4
.
2
*
14
.
3
084
.
0
3
.
26
ln
57
.
0
)
'
2
(
'
ln
0
4
=
−






=
−
=
S
H
S
r
R
Q
K
π
 м/сут 
0207
.
0
)
66
.
0
02
.
2
*
2
(
66
.
0
*
14
.
3
084
.
0
4
.
18
ln
062
.
0
)
'
2
(
'
ln
0
5
=
−






=
−
=
S
H
S
r
R
Q
K
π
 м/сут 
 
Определение «гидравлического скачка уровня»  
в скважине графо-аналитическим методом Коля 
 
Для обработки кустовой откачки С.А.Коль предложил гра-
фоаналитический  метод,  по  которому  вычисляется  одно  значе-
ние по замерам понижений на всех наблюдательных скважинах, 
при количестве их не менее трех. 
  
График этот строится следующим образом, по оси абсцисс 
в  логарифмическом  масштабе  откладывается  расстояние  от 
опытной  скважины  до  наблюдательных,  а  по  оси  ординат  в 
обыкновенном  масштабе  –  отметки  уровня  воды.  Для  горизон-
тальной оси удобен масштаб 1 логарифмическая единица в 5см, 
для вертикальной- 1:20 или 1:50. На графике показывается есте-
ственный пьезометрический уровень воды до откачки, наносят-
ся  точки,  характеризующие  уровни  воды  в  каждой  наблюда-
тельной  скважине  при  всех  понижениях  и  проводятся  кривые 
депрессии  (которые  выражаются  прямыми  линиями)  при  всех 
понижениях.  Эти  «прямые»  депрессии  ведутся  в  виде  уравно-
вешенных линий при помощи прозрачной линейки, таким обра-
зом,  чтобы  отклонения  точек  от  прямой,  были  наименьшими  и 
суммы  отклонений    с  обеих  сторон  были  равны.  Если  одна  из 
точек  отходит  от  прямой  проходящей  через  остальные  точки, 
необходимо  проверить  наблюдения  по  этой  скважине  и  пра-
вильность нанесения точки на график (Рис.2). 
 

 
519 
-8,00
-7,00
-6,00
-5,00
-4,00
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
S
,м
lg r
S
1
S
0
S
2
 
 
Рисунок 2 График определения гидравлического скачка уровня 
в скважине № 836, н.п. Кетебай 
 
На основании полученных  расчетных значений коэффици-
ента  фильтрации  4  способами,  можно  судить  о  том,  что  значе-
ния коэффициента фильтрации, полученных по формуле Дюпюи 
для 2-х наблюдательных скважин, несомненно,  завышены. Ме-
жду тем, метод Коля, так же дает завышенные значения. Пока-
затели значений, полученных при расчете коэффициента фильт-
рации  с  учетом  «гидравлического  скачка  уровня»  полуэмпири-
ческим  методом  Абрамова  дают  реальные  показатели  коэффи-
циента  фильтрации  в  эксплуатационной    скважине.  Поэтому,  в 
дальнейшем, при расчетах рекомендуется использовать данный 
метод. 
Таблица 2  
Сводная таблица значений коэффициента фильтрации 
 
Населенный 
пункт 
Коэффициент 
фильтрации, 
рассчитанный 
по формуле 
Дюпюи для 
2х наблюда- 
тельных 
скважин, 
м/сут 
Коэффици-
ент фильт-
рации, рас-
считанный 
по формуле 
Дюпюи для 
центральной 
скважины, 
м/сут 
Коэффициент 
фильтрации, 
рассчитанный с 
учетом «гидрав-
лического скач-
ка» полуэмпири- 
ческим методом 
Абрамова, 
м/сут 
Коэффици-
ент фильт-
рации, по-
лученный 
по методу 
Коля, 
м/сут 
Кетебай 
0,47 
0,094 
0,110 
0,121 
Бегайдар-
Кызылуй 
0,119 
0,0140 
0,0143 
0,0143 

 
520 
Продолжение табл.2 
Буйрек 
0,142 
0,010 
0,010 
0,056 
Сарымай-
шагыл 
0,247 
0,033 
0,036 
0,167 
Мынтобе 
0,029 
0,0187 
0,0207 
0,0187 
 
Заключение: 
1.  В ходе данной работы было определено, что «гидравли-
ческий  скачок»  происходит  в  любой  скважине,  так  как  иначе,  
вода в ней просто перестала бы двигаться. 
2.  На  величину  «гидравлического  скачка»  влияет  опреде-
ленный набор факторов. 
3.  Пренебрежение  расчетом  «гидравлического  скачка»  мо-
жет  привести  к  завышению  величины  коэффициента  фильтра-
ции  и  как  следствие  последующие  расчеты  и  материальные  за-
траты тоже будут некорректны.   
4.  Применение  данных  методов  ведет  к  уменьшению  по-
грешности до 75-100%. 
5.  Предлагаемая методика расчета была проведена  для ре-
альных  откачек  в  Атырауской  области,  были  произведены  рас-
четы  доказывающие  необходимость  учета  «гидравлического 
скачка» в скважинах. 
 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
 
1. А.Завалей Поиски и разведка подземных вод. Алматы,2002 
2. 
Отчет  о  результатах  работ  по  объекту:  «Поисково-разведочные 
работы  для  выявления  месторождений  подземных  вод  с  целью  водо-
обеспечения  9  сельских  населенных  пунктов  в  Атырауской  облас-
ти».Атырау,2008 
 
 
Рахимов Т., Руководитель:  
к.г-м.н. проф. Завалей В. А
 
 

 
521 
«
СОСТАВЛЕНИЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ 
ЮЖНОГО КАЗАХСТАНА МАСШТАБА1:500 000 С 
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ 
ТЕХНОЛОГИЙ» 
 
Казахстан по разведанным запасам и прогнозным ресурсам 
подземных вод занимает одно из первых мест среди стран СНГ. 
С учетом аридного климата, редкой речной сетью и прогресси-
рующим  ухудшением  качества  поверхностных  вод,  подземные 
воды  являются  стратегическим  ресурсом,  играющим  особую 
роль в обеспечении населения питьевой водой. 
Вместе с тем, гидрогеологические особенности страны пре-
допределили  неравномерность  распространения  ресурсов  пре-
сных подземных вод, что влияет на характер водообеспеченности 
ее отдельных регионов и населенных пунктов. Далеко не все го-
рода Казахстана полностью обеспечены запасами подземных вод 
разведанных месторождений. [1] 
Создана в стране гидроминеральная база для развития санатор-
но-курортной индустрии, имеется высокий потенциал теплоэнерге-
тических  подземных  вод,  наличие  промышленных  подземных  вод 
дают перспективы развития новой добывающей отрасли. 
Данная работа содержит информацию по методике состав-
ления  мелкомасштабных  гидрогеологических  карт  масштаба 
1:500  000  Южного  Казахстана  в  геоинформационной  системе 
MapInfo.  Материал  выполнен  в  соответствии  с  научно-
исследовательской работой по договору с Комитетом геологии и 
недропользования в которой автор работы участвовал в качестве 
одного из ответственных исполнителей 
Иследования      заключались  в  выполнении  следующих  ви-
дов работ: 
- сбор информации по гидрогеологическим условиям регионов; 
- составление легенды к гидрогеологическим картам масштаба 
1:500 000  
-  подготовка  топографической  основы для  составления гидро-
геологической карты масштаба 1:500 000; 

 
522 
-  составление  компьютерным  путем  гидрогеологических  карт 
масштаба 1:500 000 
- составление текста отчета. [2] 
 
1. 
Методика  составления  гидрогеологической  карты 
Казахстана масштаба  1: 500000  
1.1. 
Составление разреженной топографической основы 
 
Для  составления  гидрогеологической  карты  М  1:500  000 
были приобретены топографические планшеты. Информация на 
этих планшетах представленная в программе MapInfo состоит из 
целого  ряда  слоев,  в  совокупности  представляющих  полную 
характеристику  топографических  условий,  речной  сети, 
подъездных путей, населенных пунктов и другой информации. 
В  общем  виде  на  топографической  карте  масштаба  1: 
500000 представлены следующие слои: 
-  GridMeterTxt,  FrameABC,  Frame,  FrameTxt,  GridMeter- 
рамка топографической основы с указанием значений северной 
широты  и  восточной  долготы,  секундной  сетки,  наименование 
планшета и его номенкулатуры, зарамочные надписи; 
-  Legent,  Legent_add  –  легенда  к  топографической  основе: 
населенные  пункты,  автомобильные  дороги,  реки  и  озера,  от-
метки  глубин,  отметки  высот,  зеленые  насаждения,  болота,  со-
лончаки,  пески,  сечение  рельефа,  государственные  границы, 
схема расположения прилегающих листов; 
-  Exp  -  названия  населенных  пунктов,  рек,  озер,  горных 
вершин, ледников; 
- Picket- пикеты, тригопункты, точки с указанием абсолют-
ных отметок поверхности земли; 
-  Roads,  Roads_add  –  автомобильные,  полевые,  проселоч-
ные дороги, мосты; 
- Railways, Railways_add- железнодорожные пути; 
- Energy- линии электропередач; 
- Oilgas- газопроводы, трубопроводы; 
-  Boundary,  Boundary_add-  государственные  границы,  гра-
ницы районов; 

 
523 
- Hydro_add, Hydro- водные объекты; 
- Ground, Ground_add- пески; 
- Veg_ground- зеленые насаждения; 
- Relief_add, Relief- рельеф. 
С учетом того, что часть этой информации не представляет 
интереса при составлении гидрогеологических карт и, более то-
го,  может  являться  объектом  перегрузки  гидрогеологических 
карт,  часть  слоев  с  топографической  карты  сняты  и  оставлены 
лишь слои, которые дают информацию о зарамачном оформле-
нии,  названии  населенных  пунктов,  рек,  озер,  горных  вершин, 
ледников,  пикетов,  тригопунктов,  точек  с  указанием  абсолют-
ных отметок поверхности земли, автомобильные, полевые, про-
селочные  дороги,  мосты,  железнодорожные  пути,  линии  элек-
тропередач,  газопроводы,  трубопроводы,  государственные  гра-
ницы, границы районов, водные объекты, пески, зеленые насаж-
дения,  рельеф.  Это  слои:  GrimeterTxt,  FrameABC,  Frame, 
frameTxt,  GridMeter,  Exp,  Picket,  Roads,  Railways,  Dwelling,  En-
ergy, Boundary, Boundary_add, Hydro_add, Hydro, Relief. [3] 
 
1.2. 
Геологическая основа 
В  качестве  геологической  основы    для  построения  мелко-
масштабной  гидрогеологической  карты  масштаба  1:500  000 
принята  изданная  геологическая  карта  Казахстана  масштаба 
1:500 000 составленная коллективом авторов под редакцией С.Е. 
Чагабаева. 
Эта  геологическая  карта  Южного  Казахстана  и  записка  к 
ней  представляют  итог  поисково-съемочных  работ,  выполнен-
ных  в  основном  геологами  Южно-Казахстанского  территори-
ального геологического управления.  Детальность,  время  прове-
дения и ценность первичного оригинального материала, естест-
венно, отразились на качестве, как текста записки, так и листов 
геологической  карты.  Проведенные  совещания  по  корреляции 
стратиграфии и интрузивных образований Казахстана наметили 
объемы,  и  возраст  основных  геологических  подразделений  по 
части наиболее изученных регионов. [4] 

 
524 
Качественно  выполненная  и  опробированная  геологическая 
основа является гарантом и качественного выполнения и построения 
гидрогеологических  карт,  так  как  границы  распространения  выде-
ляемых гидрогеологических подразделений как правило совпадают 
с границами геологических объектов и лишь тогда когда геологиче-
ские  подразделения  имеют  сходные  гидрогеологические  условия, 
площади  распространения  этих  подразделений  объединяются  в 
обобщенные гидрогеологические комплексы с сохранением конфи-
гурации внешних границ  
Зоны тектонических нарушений, отмеченные на геологиче-
ской  карте  выделяются  зонами  линейных  гидрогеологических 
подразделений, которые в свою очередь могут быть разломами 
водоносными,  неводоносными,  а  так  же  гидрогеологическое 
значение которых неопределенно. 
Границы  распространения  четвертичных  отложения  выде-
ленные  на  геологической  карте,  как  правило,  принимаются  та-
кими же границами при выделение водоносных горизонтов чет-
вертичных  отложений.  В  том  случае,  когда  покровные  четвер-
тичные отложения с геологической карт сняты, границы их рас-
пространения  и  свойства  берутся  с  изданных  гидрогеологиче-
ских карт масштаба 1:200 000. [5] 
В целом, при сканировании и наложении геологической ос-
новы  на  разреженную  топографическую  основу  наблюдается 
практически полное совпадение геологических контуров и топо-
графических элементов с ними связанных 
 
1.3. 
Использование  результатов  гидрогеологических 
съемок масштаба 1:200 000 для построения карты. 
Гидрогеологическое  картирование  мелкого  и  среднего 
масштабов на территории Казахстана началось преимуществен-
но в довоенные годы и уже к 1967 году практически вся терри-
тория  республики  была  покрыта  съемкой  мелкого  масштаба 
(1:500000).  В  этот  период  гидрогеологические  карты  масштаба 
I:500000 составлялись в результате преимущественно рекогнос-
цировочных  обследований  местности  с  бурением  редкой  сети 
картировочных  скважин,  характеризующих  в  основном  первые 

 
525 
от поверхности водоносные горизонты и комплексы и обследо-
ванием  имеющихся  колодцев  и  родников.  Нижележащие  водо-
носные горизонты и комплексы, часто содержащие пресные во-
ды, при этих съемках практически не изучались. В то же время 
составленные  гидрогеологические  карты  масштаба  1:500000    и 
пояснительные записки к ним дают общее представление о гид-
рогеологических  условиях  территории  и  служили  основой  для 
проведения более детальных гидрогеологических исследований. 
На  гидрогеологических  картах  масштаба  1:200000  и  в  по-
яснительных записках к ним помимо общих сведений о распро-
странении  подземных  вод  дается  характеристика  условий  их 
формирования,  гидродинамической  и  гидрогеохимической  зо-
нальности, освещается влияние природных факторов на форми-
рование  ресурсов  и  химического  состава  подземных  вод. Боль-
ше внимания стало уделяться изучению литологического соста-
ва, как водовмещающих пород, так и пород зоны аэрации. В свя-
зи  с  этим  гидрогеологическая  карта  масштаба  1:200000  в  на-
стоящее время представляет большой практический интерес для 
проектных и научных организаций как основа для решения раз-
личных задач по водообеспечению подземными водами населе-
ния, объектов промышленности и сельского хозяйства. [6] 
При  составление  гидрогеологической  карты  масштаба  1: 
500 000,особенно  в  тех  случаях  где  четвертичные  отложения  с 
геологической  основы  сняты  информация  по  гидрогеологиче-
ским картам масштаба 1:200 000 является базовой и использует-
ся при условии некоторых генерализации границ. 
Для  этого  гидрогеологические  карты  масштаба  1:  200 000 
сканируются  и  в  регистрируются  в  программе  МаpInfo  в 
системе Гаусса-Крюгера (Пулково)  
Затем  масштаб  этих  карт  уменьшается  до  масштаба  1:500 
000  и  уменьшенные  таким  образом  карты  сшиваются  в  рамках 
стандартных  планшетов  масштаба  1:500  000.  на  каждом  таком 
планшете размещается девять уменьшенных листов. Как прави-
ло,  контура  гидрогеологических  подразделений  соседних  карт 
совмещаются, так как изначально границы этих карт их автора-
ми были согласованы. В случае несовпадения этих границ осу-

 
526 
ществляется  их  корректировка  с  учетом  геологического  строе-
ния и гидрогеологических условий территории. 
Водопункты, данные по минерализации и химическому со-
ставу  гидроизогипсы,  гидроизопьезы  заимствуются  из  умень-
шенных гидрогеологических карт. 

жүктеу/скачать 27,56 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: