AnsQuick – Калькулятор гидрогеолога

Модуль AnsQuick: набор интерактивных калькуляторов для простого и быстрого расчета типовых гидрогеологических задач. В частности, с помощью модуля оцениваются понижения в водоносном пласте, притоки в котлован и траншею, барражный эффект от непроницаемых барьеров, гидравлическая эффективность водозаборных скважин и мн. др. Для большинства расчетов доступно автоматическое формирование отчета с указанием расчетных формул, графическим представлением результатов и списком использованной литературы.

Расчет понижений в пласте при откачке

Блок позволяет задать параметры водоносного горизонта и расход скважины для того чтобы оценить понижение в самой скважине и на любом удалении от нее на различные моменты времени.

Идеально подходит для планирования опытно-фильтрационных работ (ОФР), а также для решения задач по оценке запасов подземных вод.

В расчетный блок входят следующие схемы:

Пласты: напорный / безнапорный / с перетеканием /двухслойный комплекс / многопластовые системы
Полуограниченные и ограниченные пласты (пласт-полоса, прямоугольный пласт, круговой пласт …)
Откачка с постоянным понижением
Несовершенная / совершенная скважина

Оценка притоков подземных вод в карьеры и строительные котлованы

Расчетный блок позволяет оценить притоки подземных вод в открытую горную выработку (карьер, котлован). В программу встроен широкий набор аналитических уравнений, начиная от самых простых (уравнения большого колодца / Дюпюи), до более сложных, учитывающих несовершенство по степени вскрытия карьера, а также фильтрационную неоднородность в разрезе.

Модуль позволяет автоматически рассчитывать гидродинамический радиус влияния от водопонижения в зависимости от выбранных гидрогеологических условий с учетом времени работы, пьезопроводности пласта, инфильтрационного питания, расстояния до питающих и непроницаемых границ.

По результатам расчета блок формирует автоматический отчет, в котором содержатся все исходные данные, схема для расчета, формулы, суммарный приток подземных вод в выработку и список использованной литературы. Пример отчета можно посмотреть на этой странице. Расчеты проводятся в соответствии с СП 103.13330.2012.

Обучающий урок по расчету притоков подземных вод в строительный котлован доступен по ссылке.

Кроме того, в модуль интегрирована актуальная база данных по строительной климатологии. Это позволяет рассчитать притоки в открытую горную выработку от атмосферных осадков в соответствии с Рекомендациями по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с селитебных территорий, площадок предприятий и определению условий выпуска его в водные объекты. – М.: ОАО «НИИ ВОДГЕО», 2014. Пример автоматического отчета…

Наливы в зону аэрации по Болдыреву и нагнетания / пакерные опробования методом Люжона

В калькуляторе гидрогеолога встроен блок для интерпретации поинтервальных пакерных опробований методом Люжона.

Поинтервальные опробования, как правило, выполняются для изучения фильтрационной изменчивости вмещающих пород по длине ствола скважины. Этот вид опробований весьма распространен при исследовании неоднородности трещиноватых сред на участках добычи полезных ископаемых, на площадках глубинной изоляции радиоактивных отходов в геологические формации, а также при проведении инженерных изысканий в условиях сильно неоднородных сред. С реальными примерами обработки пакерных опробований на программе АНСДИМАТ вы можете ознакомиться на следующих страницах:

Также в программу встроен блок для обработки наливов в зону аэрации. Обработка проводится для стандартного налива по классической схеме с двумя кольцами (Метод Болдырева) и с учетом влияния капиллярной каймы (Метод Биндемана). Для интерпретации используются либо данные о расходе на период стабилизации, либо в нестационарной постановке с учетом характера падения расхода во времени.

Кроме классической схемы в программу заложены решения для обработки наливов через дно скважины в зону аэрации и на непроницаемый слой.

Оценка гидравлической эффективности водозаборной скважины

Блок предназначен для расчета гидравлического сопротивления (эффективности) водозаборной скважины. Понижение в опытной скважине как правило больше, чем в водоносном пласте сразу же за фильтровой колонной. Виной тому – неидеальная конструкция скважины (скин эффект, низкая скважинность фильтра), шероховатость труб и турбулентный поток, который возникает при больших расходах.

В западной практике принято проводить так называемые степ-тесты для оценки гидравлической эффективности скважины. Для этого в скважине без перерыва проводят несколько коротких ступеней откачки (от 3 до 5 ступеней) с увеличением расхода на каждой ступени. Результаты откачки обрабатываются по специальной методике, заложенной в калькулятор гидрогеолога.

По результатам обработки оцениваются линейные и нелинейные потери напора.Такой расчет позволяет: 1) спрогнозировать разницу напора в опытной скважине и в водоносном пласте при откачке для подбора дренажного оборудования и пр.; 2) подобрать оптимальный расход для проведения ОФР, чтобы влияние нелинейных потерь было минимизировано и они не смещали оценки фильтрационных параметров при интерпретации ОФР; 3) оценить конструктивное состояние скважины.

Приток через дно несовершенной противофильтрационной завесы (ПФЗ)

Не всегда противофильтрационная завеса может упираться в непроницаемое основание. Зачастую, для строительства котлована достаточно опустить ПФЗ на некоторую глубину и не заглублять ее в глинистый слой. Данный блок калькулятора позволяет оценить притоки в несовершенную ПФЗ в зависимости от ее глубины. Кроме того, расчетный блок позволяет оценить максимальные гидравлические градиенты, которые формируются при водопонижении вдоль стенки ПФЗ.

Расчет барражного эффекта

Строительство заглубленных сооружений может стать преградой для движения подземных вод. Локальная непроницаемая преграда в водоносном горизонте приводит к изменению линий тока и перераспределению напоров подземных вод, т.е. проявляется барражный эффект. Перераспределение напоров выражается в подъеме уровней воды со стороны потока перед непроницаемой преградой, а также снижением уровней с противоположной стороны. Барражный эффект может проявляться очень ярко при большой протяжённости фильтрационной преграды, или в условиях высоких градиентов потока подземных вод.

Блок позволяет рассчитывать подъем уровней грунтовых вод как на контуре барьера, так и на удалении от него. Также учитывается направление потока подземных вод по отношению к ориентировке самого барьера.

Подробнее в нашем кейсе…

Задача подпора подземных вод вблизи реки

Подъем уровней воды в реке неминуемо приводит к подъему уровней подземных вод на прибрежной территории. Скорость отклика подземных вод на изменения в реке зависят от пьезопроводности водоносного пласта и сопротивления русла реки. Расчетный блок позволяет оценить скорость подъема уровней грунтовых вод на различном расстоянии от реки. Задача может быть востребована для прогноза подтопления территорий, а также для определения фильтрационных параметров пласта и сопротивления русла реки.

Также блок позволяет оценить ущерб речному стоку от работы водозаборной скважины, расположенной вблизи реки.

Образование куполов растекания от техногенных инфильтрационных потерь

Модуль позволяет задавать на поверхности земли области повышенной техногенной инфильтрации и прослеживать формирование куполов растекания в подземных водах. Как правило, задача актуальна для городских и промышленных территорий, где фиксируются утечки из подземных коммуникаций, а также для территорий с искусственным поливом.

Дополнительно разработан калькулятор для блочных инфильтрационных систем. Калькулятор позволяет рассчитать размеры и конфигурацию инфильтрационных бассейнов, чтобы он был способен поглотить необходимый объем воды при штормовом событии и не подтопить территорию. Подробнее смотри кейс.

Калькулятор гидрогеолога находится в постоянном развитии. Выше мы представили лишь только небольшую часть существующего функционала калькулятора. За кадром остались такие возможности калькулятора, как расчет притоков в горизонтальные и вертикальные дрены, траншеи, оценка радиуса гидродинамического влияния различными способами, блок по экспертной оценке параметров по удельному дебиту, инструменты для пересчета координат и мн. др.