geologyИзвестия высших учебных заведений. Геология и разведкаProceedings of higher educational establishments. Geology and Exploration0016-77622618-8708Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting10.32454/0016-7762-2019-4-58-67geology-430Research ArticleГИДРОГЕОЛОГИЯ И ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯHYDROGEOLOGY AND ENGINEERING GEOLOGYФильтрация подземных вод к выработкам большого диаметраFiltration of the underground water to the workings of a large diameterБураковМ. М.BurakovM. M.

Офис 506, 43а, Мынбаева ул., Алматы 050008

Of. 506, 43а, ul. Mynbaeva, Almaty 050008

michael.burakov@gmail.comТОО НППФ «КазГИДЭК»КазахстанLP RPDC «KazGIDEK»Kazakhstan201903092019045867Copyright © Бураков М.М., 20192019Бураков М.М.Burakov M.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geology-mgri.ru/jour/article/view/430

Приведено полученное автором приближённое решение задачи притока напорных подземных вод к водоприёмной системе большого диаметра при возмущении водоносного горизонта с постоянным дебитом.

Решение получено с использованием наиболее общего метода отыскания приближённых решений — метода интегральных соотношений Г.И. Баренблатта. Выполнено сопоставление результатов вычислений на базе этого приближённого решения с вычислениями на основе точного решения задачи о притоке флюидов (воды, газа, нефти) к водоприёмным системам большого диаметра — «большим колодцам» — «укрупнённым скважинам». Это сопоставление показало, что приближённое решение обеспечивает вычисление понижения пьезометрического уровня подземных вод (при известном постоянном дебите возмущения) в любой точке водоносного горизонта, в том числе, на стенке водоприёмной системы, с относительной погрешностью менее 5 % для широкого диапазона значений времени от начала возмущения. Полученное решение имеет несоизмеримо большую область приложений в сравнении с традиционно используемым в гидрогеологической практике методом «большого колодца».

An approximate solution obtained by the author for the problem of the flow of pressure groundwater to a large-diameter water receiving system with a disturbed aquifer with a constant flow rate has been given. The solution has been obtained using the most general method of finding approximate solutions — the method of integral relations of G.I. Barenblatt. Comparison of the computational results based on an approximate solution with computations based on accurate and well-known approximate solution about the inflow of fluids (water, gas, oil) to large-diameter water receiving systems — «big wells» — «enlarged wells». This comparison has shown that an approximate solution provides a calculation of piezometric groundwater level lowering (with a known constant disturbance flow rate) at any point of the aquifer, and also at the wall of the receiving system, with a relative error of less than 5 % for a wide range of times from the beginning of the disturbance. The resulting solution has a disproportionately large area of application in comparison with the «big well» method traditionally used in hydrogeological practice.

водоприёмная система большого диаметраводоносный горизонтвозмущение с постоянным дебитомwater receiving system of large diameteraquiferconstant flow disturbanceReferencesБаренблатт Г.И. О некоторых приближённых методах в теории одномерной неустановившейся фильтрации жидкости при упругом режиме // Известия АН СССР. Отделение технических наук. 1954. № 9. С. 35—49.Barenblatt G.I. On Some Approximate Methods in the Theory of One-Dimensional Unsteady Fluid Filtration in the Elastic Mode. Izvestiya AN SSSR. Otdeleniye tekhnicheskikh nauk — News of the Academy of Sciences of the USSR. Department of Technical Sciences, 1954, no. 9, pp. 35-49. (in Russian).Б о ч е в е р Ф.М. Теория и практические методы гидрогеологических расчетов эксплуатационных запасов подземных вод. М.: Недра, 1968. 328 с.Bochever F.M. Teoriya i prakticheskiye metody gidrogeologi-cheskikh raschetov ekspluatatsionnykh zapasov podzemnykh vod [Theory and Practical Methods of Hydrogeological Calculations of the Operational Groundwater Reserves]. Moscow, Nedra Publ., 1968, 328 p. (in Russian).Бочевер Ф.М., Веригин Н.Н. Методическое пособие по расчётам эксплуатационных запасов подземных вод для водоснабжения. М.: Госстройиздат, 1961. 199 с.Bochever F.M., Verigin N.N. Metodicheskoye posobiye po raschetam ekspluatatsionnykh zapasov podzemnykh vod dlya vodosnabzheniya [Methodological Manual for Calculating the Operational Reserves of Groundwater for Water Supply]. Moscow, Gosstroyizdat Publ., 1961, 199 p. (in Russian).Бураков М.М. Исследование водоотбора в неоднородных по фильтрационным и емкостным свойствам водоносных пластах (на примере месторождений Центрального Казахстана). Автореф. дис.... канд. геол.-мин. наук. Алма-Ата, 1987. 25 с.Burakov M.M. Issledovaniye vodootbora v neodnorodnykh po fil’tratsionnym i yemkostnym svoystvam vodonosnykh plastakh (na primere mestorozhdeniy Tsentral’nogo Kazakhstana). Avtoref. dis. kand. geol.-min. nauk [Investigation of Water Withdrawal in Aquifers That are Heterogeneous in Terms of Filtration and Capacity Properties (by the Example of Fields in Central Kazakhstan). Dis. abstr. of cand. of geol. and min. sci.]. Alma-Ata, 1987, 25 p. (in Russian).Самсонов Б.Г. Приток подземных вод к разведочным горным выработкам. М.: Недра, 1991. 160 с.Samsonov B.G. Pritok podzemnykh vod k razvedochnym gornym vyrabotkam [Groundwater Inflow to Exploration Workings]. Moscow, Nedra Publ., 1991, 160 p. (in Russian).Самсонов Б.Г., Рогожина М.А. Расчет предельного водопритока в развивающуюся подземную горную выработку // Экспресс-информация. Гидрогеология и инженерная геология. М.: ВИЭМС, 1983. Вып. 4. С. 1-8.Samsonov B.G., Rogozhina M.A. Raschetpredel’nogo vodopritoka v razvivayushchuyusya podzemnuyu gornuyu vyrabotku. Ekspress-informatsiya. Gidrogeologiya i inzhenernaya geologiya [Calculation of the Marginal Water Inflow in the Developing Underground Mining Development. Express Information. Hydrogeology and Engineering Geology]. Moscow, VIEMS Publ., 1983, Vol. 4, pp. 1-8. (in Russian).Самсонов Б.Г., Рогожина М.А. Решение задачи о притоке подземных вод в развивающуюся систему горных выработок эллиптической формы // Экспресс-информация. Гидрогеология и инженерная геология. Отечественный производственный опыт. М.: ВИЭМС, 1986. Вып. 7. С. 1-6.Samsonov B.G., Rogozhina M.A. Resheniye zadachi o pritoke podzemnykh vod v razvivayushchuyusya sistemu gornykh vyrabotok ellipticheskoy formy. Ekspress-informatsiya. Gidrogeologiya i inzhe-nernaya geologiya. Otechestvennyy proizvodstvennyy opyt [Solution of the Problem of Groundwater Inflow into the Developing System of Mine Workings of Elliptical Form. Express Information. Hydrogeology and Engineering Geology. Domestic Production Experience]. Moscow, VIEMS Publ., 1986, Vol. 7, pp. 1-6. (in Russian).Самсонов Б.Г., Рогожина М.А., Плакида Е.К. Оценка достоверности определения гидрогеологических параметров способом опытно-фильтрационных наблюдений при водоотливе // Экспресс-информация. Гидрогеология и инженерная геология. Отечественный производственный опыт. М.: ВИЭМС, 1986. Вып. 2. С. 1-8.Samsonov B.G., Rogozhina M.A., Plakida E.K. Otsenka dosto-vernosti opredeleniya gidrogeologicheskikh parametrov sposobom opytno-fil’tratsionnykh nablyudeniy pri vodootlive. Ekspress-infor-matsiya. Gidrogeologiya i inzhenernaya geologiya. Otechestvennyy proizvodstvennyy opyt [Estimation of the Reliability of the Determination of Hydrogeological Parameters by the Method of Experimental Filtration Observations with a Watering Factor. Express Information. Hydrogeology and Engineering Geology. Domestic Production Experience]. Moscow, VIEMS Publ., 1986, vol. 2, pp. 1—8. (in Russian).Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами / Под ред. М. Абра-мовица, И. Стиган. М.: Наука, 1979. 832 с.Spravochnik po spetsial’nym funktsiyam s formulami, grafikami i matematicheskimi tablitsami [Handbook of Special Functions with Formulas, Graphs and Mathematical Tables]. Ed. M. Abramo-witz, I. Stegun. Moscow, Nauka Publ., 1979, 831 p. (in Russian).Справочное руководство гидрогеолога / Под ред. В.М. Максимова. М.: Недра, 1967. Т. 1. 592 с.Spravochnoye rukovodstvo gidrogeologa [Reference Guide Hydrogeologist] Ed. V.M. Maximov. Moscow, Nedra Publ., 1967, vol. 1, 592 p. (in Russian).Харин О.Н. Вывод приближённых формул, характеризующих работу укрупнённой скважины с постоянным дебитом в условиях упругого режима // Разработка нефтяных и газовых месторождений и подземная гидродинамика. Труды МИНГ и ГП имени акад. И.М. Губкина. 1964. Вып. 55. С. 41-47.Kharin O.N. [Derivation of Approximate Formulas Characterizing the Operation of an Enlarged Well with a Constant Flow Rate in the Conditions of an Elastic Mode]. Trudy MING i GP imeni akad. I.M. Gubkina «Razrabotka neftyanykh i gazovykh mestorozhdeniy ipodzemnaya gidrodinamika» [Proc. of the MING and GP named Acad. I.M. Gubkin «Development of Oil and Gas Fields and Underground Hydrodynamics»], 1964, Vol. 55, pp. 41—47. (in Russian).Шестаков В.М. Вопросы терминологии в гидрогеодинамике // Водные ресурсы. 1984. Т. 8. № 5. С. 156-159.Shestakov V.M. Terminology Issues in Hydrogeodynamics. Vod-nyye resursy — Water Resources, 1984, Vol. 8, No. 5, pp. 156—159. (in Russian).Щелкачев В.Н. Разработка нефтеводоносных пластов при упругом режиме. М.: Гостоптехиздат, 1959. 467 с.Schelkachev V.N. Razrabotka neftevodonosnykhplastovpri uprugom rezhime [Development of Oil Reservoirs in the Elastic Mode]. Moscow, Gostoptekhizdat Publ., 1959, 467 p. (in Russian).Щелкачев В.Н. Исследование неустановившегося фильтрационного потока упругой жидкости к круговой батарее стоков //Доклады АН СССР. 1951. Т. 79. № 4. С. 577-580.Schelkachev V.N. Investigation of the Unsteady Filtration Flow of an Elastic Fluid to a Circular Battery of Sewers. Doklady AN SSSR — Reports of the Academy of Sciences of the USSR, 1951, Vol. 79, no. 4, pp. 577—580. (in Russian).Щелкачев В.Н. Уточнение приближённой формулы для определения понижения давления на стенке укрупнённой скважины, пущенной с постоянным дебитом // Подземная гидродинамика. Труды МИНГ и ГП имени акад. И.М. Губкина. 1964. Вып. 33. С. 5-13.Schelkachev V.N. Refinement of the Approximate Formula for Determining the Pressure Drop on the Wall of an Enlarged Well, Fired with a Constant Flow Rate. Trudy MING i GP imeni akad. I.M. Gubkina «Podzemnaya gidrodinamika» [Proc. of the MING and GP named Acad. I.M. Gubkin «Underground Fluid Dynamics»], 1964, Vol. 33, pp. 5—13. (in Russian).Щелкачев В.Н., Влюшин В.Е. Дальнейшее упрощение приближённой формулы для подсчёта понижения давления на стенке укрупнённой скважины, пущенной с постоянным дебитом в условиях упругого режима // Известия ВУЗов. Нефть и газ. 1963. № 7. С. 77-82.Schelkachev V.N., Vlyushin V.E. Further Simplification of the Approximate Formula for Calculating the Pressure Drop on the Wall of an Enlarged Well Put Into Operation With a Constant Flow Rate in an Elastic Mode. Izvestiya VUZov. Neft’ i gaz — News of Universities. Oil and Gas, 1963, no. 7, pp. 77—82. (in Russian).Ingersoll L.R., Adler F.T., Plass H.T., Ingersoll A.S. Theory of heat exchangers for the heat pump // Journal of American Society of Heating and Ventilating. 1950. Vol. 22. No. 5. P. 113-123.Ingersoll L.R., Adler F.T., Plass H.T., Ingersoll A.S. Theory of heat exchangers for the heat pump. Journal ofAmerican Society of Heating and Ventilating, 1950, vol. 22, no. 5, pp. 113—123.Van Everdingen A.F., Hurst W. The application of the Laplace transformation to flow problems in reservoirs // Petroleum Transactions, AIME. 1949. No. 12. P. 305-324.Van Everdingen A.F., Hurst W. The application of the Laplace transformation to flow problems in reservoirs. Petroleum Transactions, AIME, 1949, no. 12, pp. 305—324.The is C.V. The relation between the lowering of the piezometric surface and the rate and duration of discharge of a well using ground-water storage // Transaction. American Geophysical Union. 1935. Vol. 16. P. 519-524.Theis C.V. The Relation Between the Lowering of the Piezometric Surface and the Rate and Duration of Discharge of a Well Using Ground-Water Storage. Transactions. American Geophysical Union, 1935, vol. 16, pp. 519-524.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.