В книге излагаются вопросы, изысканий подземных вод для технологического и хозяйственно-питьевого водоснабжения энергетических объектов. Рассматриваются методы, а также состав и содержание изыскании подземных вод раздельно применительно к объектам разных типов и мощностей (тепловые электрические станции, гидравлические станции, подстанции, переключательные пункты и пр.) и к разным стадиям проектирования с учетом разнообразия природных условий, причем методы изысканий излагаются с точки зрения возможности устройства групповых водозаборов и одиночных разведочно-эксплуатационных скважин; приводится методика определения запасов подземных вод. Книга рассчитана на инженеров-геологов и гидро-геологов, а также на инженеров специалистов по водоснабжению, занимающихся вопросами изысканий и проектирования водозаборов подземных вод для энергетических объектов.

Предисловие

Глава первая. Исходные данные для организации гидрогеологических изысканий
1. Общие положения
2. Расчетное водопотребление
3. Требования к химико-бактериальному составу и физические свойства воды
4. Оформление организации изысканий для целей водоснабжения

Глава вторая. Общие задачи изысканий подземных вод и требования к изысканиям
5. Задачи изысканий подземных вод для разных стадий проектирования
6. Влияние обеспеченности района подземными водами, величины водопотребления и степени изученности на задачи изысканий
7. Задачи изысканий для разных объектов о различных гидрогеологических условиях
8. Задачи изысканий в связи с требованиями инструкции по применению классификации эксплуатационных запасов подземных вод
9. Исследование химического и бактериального состава и физических свойств воды
10. Изыскания для проектов зон санитарной охраны водозабора
11. Программа изысканий

Глава третья. Изыскания для водоснабжения государственных районных электрических станций и теплоэлектроцентралей
12. Общие положения
13. Выбор площадки
а) Полевые работы в районах, примыкающих к речным долинам в платформенных областях
б) Полевые работы в районах, примыкающих к речным долинам в горных и предгорных областях
14. Проектное задание
а) Изыскания для тепловых электростанций с водохранилищами
б) Изыскания для тепловых электростанций без водохранилищ
15. Рабочие чертежи

Глава четвертая. Изыскания для водоснабжения гидравлических электростанций
16. Составление схемы использования реки
17. Проектное задание
а) Изыскания для гидроэлектростанций плотинного типа
б) Изыскания для гидроэлектростанций деривационного типа
18. Рабочие чертежи

Глава пятая. Изыскания для водоснабжения подстанций, переключательных пунктов и других мелких объектов
19. Общие положения
20. Выбор площадки подстанции
21. Гидрогеологическое обоснование проекта одиночной разведочно-эксплуатационной скважины для водоснабжения
22. Проектирование бурения и опробования одиночной разведочно-эксплуатационной скважины
а) Общая часть проекта скважины
б) Специальная часть проекта скважины

Глава шестая. Применимость разных способов бурения разведочных и разведочно-эксплуатационных скважин при изысканиях подземных вод
23. Общие положения
24. Ударно-канатный способ бурения
25. Роторный способ бурения
26. Колонковый способ бурения

Глава седьмая. Отчетные гидрогеологические материалы
27. Общие положения
28. Отчеты и записки по гидрогеологическим изысканиям для целей водоснабжения, для выбора площадки и для схемы использования реки
29. Отчеты и записки по гидрогеологическим изысканиям для целей водоснабжения, для проектного задания
30. Окончательная геолого-техническая документация по одиночной разведочно-эксплуатационной скважные на воду

Литература
Приложение

Предисловие

Среди всех отраслей народного хозяйства ведущая и опережающая роль в создании материально-технической базы коммунизма предназначена энергетике. В течение ближайших 20 лет генеральной перспективой предусмотрено построить около 200 мощных районных электростанций, 260 крупных теплоэлектроцентралей, 180 мощных гидроэлектростанций и несколько сот тысяч километров линий электропередачи с многочисленными подстанциями.

В связи с этим будет постоянно увеличиваться потребление воды при строительстве и эксплуатации энергетических объектов.

Известно, что подземные воды являются лучшим источником хозяйственно-питьевого водоснабжения. Но, кроме этого, во многих случаях оказывается предпочтительнее использовать подземные воды также и для целей технологического водоснабжения — питания паровых котлов на тепловых электрических станциях.

Поэтому окажутся необходимыми изыскания запасов подземных вод для каждого энергетического объекта.

В практике проектирования и строительства энергетических объектов гидрогеологические изыскания подземных вод для целей водоснабжения не соответствуют тому уровню, который достигнут, например, Гидроэнергопроектом в инженерно-геологических изысканиях. Как известно, опыту изысканий для целей строительства гидроэнергетических объектов обязана в значительной степени своим развитием и достижениями советская школа инженерной геологии. Изыскания же подземных вод для водоснабжения энергетических объектов совсем несправедливо считаются задачей второстепенной и поэтому зачастую выполняются несовершенными методами и средствами и поэтому, естественно, нередко не достигают намеченных целей.

Например, при проектировании и строительстве тепловых электрических станций существовало мнение, что изыскания подземных вод для целей водоснабжения проектируемого объекта вообще не входят в круг обязанностей изыскателей и что эти работы являются функцией сторонних организаций, занимающихся проектированием и бурением скважин на воду.

В настоящее время это принципиально неправильное представление почти изжито, однако в изысканиях подземных вод еще продолжают наблюдаться весьма существенные недостатки.

Одним из самых существенных недостатков в этих изысканиях является несвоевременная их организация. Вместо того чтобы организовывать изыскания подземных вод с момента начала работ по выбору площадки или по составлению схемы использования реки в комплексе со, всеми изысканиями, о них нередко вспоминают только на стадии рабочих чертежей, после поступления жалоб на отсутствие воды от строителей объекта.

Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 7 октября 1961 г. «О мерах по более эффективному использованию капитальных вложений и усилению контроля за вводом в действие строящихся предприятий», предусматривает коренную реорганизацию проектно-изыскательских работ и кладет конец упомянутым выше ненормальностям.

Основные положения реорганизации касаются упорядочения сроков готовности проектной документации. К 1-му сентября года, предшествующего году начала строительства, должны быть закончены и выданы утвержденное проектное задание на строительство объекта и рабочие чертежи на все здания и сооружения, подлежащие сооружению в первый год строительства. Обязательным условием возможности начала основных строительных работ на промышленной площадке поставлено выполнение подготовительных работ и наличие законченных строительством  сетей и сооружений электроснабжения и водоснабжения.

Из этого следует, что заблаговременные изыскания подземных вод, а также проектирование и сооружение соответствующих водозаборов являются теперь обязательными.

Серьезным дефектом в изысканиях обычно является недостаточная продуманность и недоработанность программ работ. Это влечет за собой преждевременное решение отдельных частных вопросов, неверное направление изысканий, излишние буровые работы, упущения в изучении общих геолого-гидрогеологических условий и необоснованность выводов в заключительных материалах. Изыскания на участках водозаборов, как правило, начинаются со стадии буровой разведки, причем выбор участка обычно носит случайный характер и целесообразность его не обосновывается данными гидрогеологической съемки. При этом недоучитывается необходимость всестороннего изучения и анализа геологических, геоморфологических и гидрогеологических условий, а также выделения участков, наиболее перспективных с точки зрения возможности использования подземных вод для целей водоснабжения. Не выявляются области питания и дренирования водоносных горизонтов на основе именно такого анализа. Как правило, не принимается во внимание необходимость оценки ресурсов подземных вод, что имеет первостепенное значение особенно в районах интенсивного их использования и в малоизученных районах при большой потребности в воде.

Недостатками полевых работ являются перерывы в откачках и другие нарушения режима проводимого опыта. В иных случаях неоправданными бывают весьма продолжительные откачки из скважин, вскрывающих, например, высоконапорные воды в горизонтах, ранее достаточно подробно разведанных и хорошо изученных. Встречаются случаи разведки горизонтов с заведомо неудовлетворительными показателями химического состава воды.

Серьезным недостатком изысканий в процессе камеральной обработки полученных материалов является недооценка реальной природной обстановки и в связи с этим неправильное или неуместное пользование расчетными формулами. Иногда расход потока и длина створа разведочных скважин в условиях сильно дислоцированных, трещиноватых водоносных пород рассчитываются по эмпирическим формулам и справочным данным, вместо того чтобы использовать фактические данные. Радиус влияния при этом также рассчитывается по формулам, и не принимаются во внимание данные наблюдений в контрольных скважинах, нередко не подтверждающие величину радиуса, полученную расчетом. Это свидетельствует о недооценке возможностей и пределов применимости расчетных формул. В результате расчеты оказываются неправильными, а данные, полученные на их основе, дезориентирующими. Расчеты возможного максимального дебита скважины нередко значительно превышают пределы допустимой экстраполяции и т. п.

Одной из причин многих недостатков изысканий на воду является отсутствие каких бы то ни было специальных методических руководств, пособий или инструктивных материалов, ориентирующих изыскателей-гидрогеологов в отношении возможностей использования подземных вод в качестве водоснабжения энергетических объектов. Условия же сооружения водозаборов подземных вод в энергетическом строительстве значительно отличаются от условий сооружения этих водозаборов для иных видов строительства: промышленного, городского, транспортного и др.

Эти особенности следующие.

Во-первых, большинство энергетических объектов располагается в непосредственной близости от поверхностных водотоков или реже водоемов. В результате этого значительно сужается круг возможных геоморфологических ландшафтов, в пределах которых приходится вести гидрогеологические изыскания. В частности, это будут главным образом долины рек и примыкающие к ним территории. В то же время известно, что другие объекты (например, промышленные предприятия с безводным технологическим процессом, железнодорожные станции и пр.) сооружаются в самых разнообразных геоморфологических условиях и вдали от речных долин.

Во-вторых, возведение большинства энергетических объектов всегда связано с созданием также и гидротехнических сооружений и водохранилищ, которые, как известно, значительно изменяют существующие гидрогеологические условия и режим подземных вод. Поэтому в этих случаях бывает необходимо составление прогноза измененного режима подземных вод и влияния его на эффективность работы проектируемого водозабора. Строительство же других Промышленных объектов большей частью не сопровождается возведением гидротехнических сооружений и, следовательно, естественные гидрогеологические условия не претерпевают изменений под воздействием этих сооружений. Поэтому в таких случаях не возникает необходимости прогноза режима подземных вод, измененного упомянутыми сооружениями, который является обязательным при гидрогеологических изысканиях в целях водоснабжения энергетических объектов.

Автором сделана попытка создать первое методическое пособие для изыскателей и проектировщиков, работающих в области водоснабжения энергетических объектов подземными водами.

Книга рассчитана на специалистов, и поэтому в ней отсутствуют расчетные схемы и формулы для определения расходов подземных вод, определения их запасов, взаимодействия скважин, их дебитов и т. п., а также методические и инструктивные материалы по производству отдельных видов изыскательских работ. Имеется в виду, что общие и специальные вопросы методики и техники производства самих гидрогеологических изысканий должны быть хорошо знакомы читателю.

Автор ставил себе задачу написать пособие по принципиальным вопросам организации, направленности и проведения изысканий подземных вод в различных гидрогеологических условиях, применительно к различным видам и типам энергетических сооружений разной мощности и подразделением видов и объемов этих изысканий по стадиям проектирования. При этом имелось также в виду, что объемы изысканий должны быть наименьшими, а результаты их наиболее эффективными.

В этих целях приводятся рекомендации выполнять на начальных этапах изысканий некоторые полевые работы, которые ныне не принято производить. Именно при этом условии может появиться возможность избежать излишних дорогостоящих подобных работ на следующем этапе изысканий, что значительно сократит и сроки окончания работ.

В связи с тем, что недавно издан ряд обязательных постановлений, регламентирующих добычу подземных вод, в пособии освещены вопросы порядка оформления организации и проведения изыскательских работ в связи с этими новыми требованиями. Освещены последние требования Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых к полноте полевых работ и к составу отчетных материалов изысканий для отнесения запасов подземных вод к той или иной категории и утверждения этих запасов. Приведены некоторые справочные данные о нормах водопотребления, охарактеризованы требования к устройству водозаборов со стороны органов санитарного надзора и т. п. Все эти вопросы мало известны изыскателям, работающим в области энергетического строительства.

Автор выражает искреннюю благодарность В.С. Эристову, Д.М. Юринову и Л.Д. Белому за содействие изданию этой книги и особенно благодарит А.Г. Лыкошина и А.С. Белицкого за ценные замечания, сделанные ими при подготовке книги к печати.