Projekt prac geologicznych na wykonanie wiercenia studziennego

Projekt prac geologicznych na wykonanie wiercenia studziennego

BIPROMEL
- Działa od 1950 r. -
BIURO STUDIÓW I PROJEKTÓW
GOSPODARKI WODNEJ ROLNICTWA
Spółka z o.o.
ul. Instalatorów 9
02-237 Warszawa
adres korespondencyjny: 02-100 W-wa skr.poczt. 61
TELEFONY:
Prezes 0-22-846-11-52
tel/fax 0-22-846-55-78
Pracownia Badań Hydrogeologicznych i Geofizycznych
Projekt prac geologicznych
na wykonanie wiercenia studziennego nr 5A
(uzupełniającego)
z utworów czwartorzędowych
dla wodociągu RÓśAN
gm. RóŜan
pow. makowski
woj. mazowieckie
Opracował:
Kierownik Pracowni
Warszawa, marzec 2010 r.
Prezes Zarządu
SPIS TREŚCI
CZĘŚĆ I – OGÓLNA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
WSTĘP .............................................................................................................................. 3
ZAKRES DOTYCHCZASOWYCH PRAC GEOLOGICZNYCH............................. 4
MORFOLOGIA I HYDROGRAFIA ............................................................................. 6
BUDOWA GEOLOGICZNA I STOSUNKI HYDROGEOLOGICZNE
W ŚWIETLE MATERIAŁÓW ARCHIWALNYCH I WYKONANYCH BADAŃ
GEOFIZYCZNYCH ....................................................................................................... 6
WNIOSKI I ZALECENIA ............................................................................................ 11
ZAŁOśENIA PROJEKTOWE .................................................................................... 12
RODZAJ, ZAKRES I HARMONOGRAM PRAC GEOLOGICZNYCH ............... 13
WYKORZYSTANE MATERIAŁY ARCHIWALNE ................................................ 13
CĘŚĆ II – PROJEKT TECHNICZNY WYKONANIA OTWORU
HYDROGEOLOGICZNEGO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
LOKALIZACJA OTWORU ......................................................................................... 15
KONSTRUKCJA TECHNICZNA OTWORU............................................................ 15
POBIERANIE PRÓBEK GRUNTU I WODY ............................................................ 15
POMIARY I OBSERWACJE HYDROGEOLOGICZNE W CZASIE
WIERCENIA................................................................................................................. 16
ZAMYKANIE WÓD...................................................................................................... 16
FILTROWANIE OTWORU ......................................................................................... 17
PRÓBNE POMPOWANIE............................................................................................ 18
POMIARY GEODEZYJNE .......................................................................................... 19
UWAGI KOŃCOWE ..................................................................................................... 19
CZĘŚĆ III – ZAŁĄCZNIKI
1.
2.
3.
4.
Profile studni - wierceń wykonanych
Mapa lokalizacji prac geologicznych w skali 1:25 000
Mapa dokumentacyjna w skali 1:2000
Kopia przekroju hydrogeologicznego I – I wg Mapy Hydrogeologicznej Polski w skali
1:50000 ark. RóŜan (372) PIG Warszawa 2002
5. Zestawienie krzywych SGE polowych z krzywymi interpretacji komputerowej
6. Szkic lokalizacji projektowanego wiercenia – skala 1:1000
7. Projekt geologiczno-techniczny otworu
2
CZĘŚĆ I – OGÓLNA
1. WSTĘP
Projekt opracowuje się na podstawie zlecenia Urzędu Gminy w RóŜanie, Plac
Obrońców RóŜana 4, nr zlecenia PI 2227d-1/2010 z dnia 22.02.2010 r.
Zlecenie dotyczy wykonania projektu prac geologicznych na wykonanie wiercenia
studziennego nr 5A uzupełniającego niedobory wody występujące w zaopatrzeniu wodociągu
miejskiego w wodę.
Aktualnie wodociąg zaopatrywany jest w wodę z ujęcia składającego się z 4 studni
wybudowanych w latach 1998 – 2003 w zachodniej części miasta.
Pobór wody określony w Pozwoleniu wodnoprawnym Starosty Makowskiego z dnia
05.12.2005 r. ROŚ 6223-12/05 w ilości Qmax – 105,0 m3/h, Qd
śr.
– 1570,0 m3/dobę z ujęcia
zlokalizowanego na działce 587/3, 584/4 i 584 w m. RóŜan ul. Poniatowskiego, składającego
się z czterech studni o zatwierdzonych zasobach eksploatacyjnych w wysokości
Qe = 105,0 m3/h przy depresji se = 7,33 – 11,66 m.
Przed odwierceniem studni nowego ujęcia wodociąg zaopatrywany był z 3
podstawowych studni wykonanych w latach 1968, 1972, 1983 oraz z ujęcia infiltracyjnego
z rzeki Narwi. Ze względu na częste awarie, zapiaszczenia, zmniejszającą się wydajność
studnie nr 1, 2, 3 nie eksploatowane od 1992 r. zostały przewidziane do likwidacji.
W 1994 r. podjęto decyzję o wykonaniu nowych studni na terenie stacji SUW przy
ul. Ostrołęckiej, wg projektu badań hydrogeologicznych, opracowanego przez Państwowy
Instytut Geologiczny w lipcu 1994 r., zatwierdzonego decyzją Wojewody Ostrołęckiego
Nr GPOS.IV.7530/18/94 z dnia 4.10.1994 r. Wiercenie nr 5 prowadzone od stycznia do marca
1995 r. dało wynik „negatywny” (szczegółowe omówienie w dalszej części projektu).
Obecnie studnia nr 4A – wykonana w 2003 r., na skutek niekorzystnych zmian
hydrodynamicznych, zamulenia filtra, praktycznie jest nieeksploatowana.
Zapotrzebowanie na wodę, ustalone przez Urząd Gminy, które powinno uzupełnić
niedobór wody, wynosi 30 m3/h.
W sytuacji uciąŜliwego niedoboru wody dla wodociągu miejskiego, w 2009 r.
w Urzędzie Gminy wrócono do koncepcji rozpoznania moŜliwości wykonania nowego
wiercenia studni w obrębie działki stacji SUW. Taka lokalizacja studni byłaby korzystna dla
gminy z uwagi na prawo własności oraz techniczne warunki włączenia studni do sieci
wodociągowej.
3
W 2009 r. na zlecenie Urzędu Gminy na terenie stacji SUW BSiPGWR „Bipromel”
z Warszawy wykonało 3 sondowania – elektrooporowe SGE, omówienie tych sondowań
w nawiązaniu do wyników wiercenia nr 5 oraz wnioski co do moŜliwości lokalizacji
wiercenia na terenie działki SUW – w dalszej części projektu.
Projekt opracowuje się zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia
18.12.2001 r. w sprawie projektu prac geologicznych (Dz. U. Nr 153 poz. 1777).
Uwaga:
Dla ciągłości i przydatności korzystania z materiałów archiwalnych w projekcie
zachowano
numerację
wykonanych
wierceń,
przyjętą
w
poprzednich
opracowaniach, natomiast numery studni nowego – eksploatowanego ujęcia
uzupełniono o literę A.
2. ZAKRES DOTYCHCZASOWYCH PRAC GEOLOGICZNYCH
Ze
względu
na
potrzebę
szczegółowej
analizy
warunków
geologicznych
i hydrogeologicznych do projektu dołączono wszystkie wiercenia studzienne wykonywane
w omawianej części RóŜana (zlokalizowane na zał. nr 2). Zamieszczono wyniki 21 wierceń,
w tym 4 wierceń studziennych „nowego” ujęcia.
Najstarszym opisanym wierceniem jest studnia na rynku wykonana przed 1939 r.
Inne wiercenia, w tym dla wodociągu, wykonywane były w latach od 1953 do 1988 r.
Większość z tych studni, z uwagi na drastyczny spadek ich wydajności i efekt zestarzenia się
została zlikwidowana lub zaprzestano ich eksploatacji, co dotyczyło takŜe studni
wodociągowych zlokalizowanych w centrum miasta.
W lipcu 1998 r. w Państwowym Instytucie Geologicznym w Warszawie opracowano
„Projekt badań hydrogeologicznych na wykonanie ujęcia wód podziemnych z utworów
czwartorzędowych dla Miasta RóŜan, województwo Ostrołęka”. W projekcie przewidywano
wykonanie 3 otworów hydrogeologicznych o głębokości 104,0 m, ujmujących do eksploatacji
warstwę wodonośną przewidywaną na głębokości 84,0 – 99,0 m.
W okresie od stycznia do marca 1995 r. firma „Geo” Usługi geologiczne i wiertnicze
z ŁomŜy wykonała wiercenie metodą obrotową wiertniczą typu Wirth na płuczkę iłową.
W wierceniu, które osiągnęło głębokość 160,5 m, nie napotkano przewidywanych do
eksploatacji warstw wodonośnych (szczegółowa analiza wiercenia w dalszej części projektu).
Otwór uznano za „negatywny” i został on zlikwidowany.
4
W 1996 r. (październik) firma Geoserwis z Warszawy przeprowadziła badania
geoelektryczne – elektrooporowe. Badania prowadzono w zachodniej części od miasta RóŜan.
Wykonano 93 sondowania (SGE), których wyniki przedstawiono w „Dokumentacji badań
geofizycznych dla rozpoznania ujęcia wód podziemnych dla Miasta RóŜan”. Obszar objęty
badaniami zaznaczono na zał. nr 2.
W 1998 r. Wodrol – Pruszków wykonał pierwsze wiercenie „nowego” ujęcia,
oznaczone 1A (zał. nr 2). Głębokość wiercenia 55,0 m. Ujęto poziom wodonośny
z głębokości 26,0 - 49,0 m. Wydajność eksploatacyjną określono w wysokości 51,0 m3/h
przy se = 8,61 m.
W 1999 r. Wodrol – Pruszków wykonał drugie wiercenie 2A – głębokość wiercenia
53,0 m. Ujęty poziom wodonośny na głębności 30,0 – 48,0 m. Wydajność eksploatacyjną
określono w wysokości 48,0 m3/h przy se = 8,5 m.
W 2000 r. Wodrol – Pruszków wykonał trzecie wiercenie 3A. Głębokość wiercenia
51,0 m. Ujęto poziom wodonośny z głębności 32,0 – 45,0 m. Wydajność eksploatacyjną
określono w wysokości 40,0 m3/h przy se = 5,7 m.
W 2003 r. Wodrol – Pruszków wykonał czwarte wiercenie 4A. Głębokość wiercenia
50,0 m. Ujęto poziom wodonośny z głębności 31,0 – 44,0 m. Wydajność eksploatacyjną
określono w wysokości 35,0 m3/h przy se = 7,88 m. W studni tej po pewnym czasie
eksploatacji stwierdzono dynamiczny spadek depresji nie pozwalający na pobór wody.
Powrót zwierciadła wody do poziomu piezometrycznego jest bardzo powolny. Praktycznie
studnia ta jest wyłączona z eksploatacji.
W listopadzie 2009 r. BSiPGWR „Bipromel” z Warszawy wykonało w rejonie
RóŜana badawcze sondowania geoelektryczne – elektrooporowe. Na zlecenie i sugestie
Urzędu Gminy wykonano 3 SGE na terenie stacji SUW, w celu dodatkowego – ponownego
sprawdzenia moŜliwości wystąpienia tu warstw wodonośnych o znaczeniu eksploatacyjnym.
Wyniki badań przedstawiono w „Sprawozdaniu badań geofizycznych – elektrooporowych dla
rozpoznania warunków hydrogeologicznych w rejonie m. RóŜan”. W niniejszym projekcie
przeprowadza się ich dodatkową analizę w nawiązaniu do wyników wiercenia nr 5
(tzw. negatywnego).
Miasta i gmina RóŜan objęte są SA Mapą Hydrogeologiczną Polski w skali 1:50 000,
opracowaną przez P.G. „Polgeol” S. A. Warszawa w 2002 r. na zlecenie Państwowego
Instytutu Geologicznego (Generalny Wykonawca).
5
3. MORFOLOGIA I HYDROGRAFIA
Według podziału fizyczno-geograficznego (Kondracki) omawiany rejon znajduje się
w obrębie Niziny Północnomazowieckiej, a w podziale jednostkowym rejon projektowanego
ujęcia połoŜony jest na obszarze jednostki geomorfologicznej zwanej Wysoczyzną
Ciechanowską. Wysoczyzna ta w kontakcie z doliną Narwi tworzy stromą skarpę o wysokości
do 35,0 m.
Teren stacji SUW – miejsce projektowanego wiercenia – połoŜony jest na rzędnych
wysokościowych od 116,0 do 118,2 m npm.
Pod względem hydrograficznym omawiany teren połoŜony jest w zlewni rzeki Narwi,
około 625 m na zachód od koryta rzeki.
4. BUDOWA GEOLOGICZNA I STOSUNKI HYDROGEOLOGICZNE
W ŚWIETLE MATERIAŁÓW ARCHIWALNYCH I WYKONANYCH
BADAŃ GEOFIZYCZNYCH
Ze względu na charakter niniejszego opracowania opis budowy geologicznej
ograniczony jest do Czwartorzędu. W rejonie RóŜana miąŜszość osadów czwartorzędowych
wynosi
160 – 170 m.
Są to
osady pochodzące głównie z
okresu
zlodowacenia
południowopolskiego, interglacjału mazowieckiego, zlodowacenia środkowopolskiego.
Zbudowane są z glin zwałowych występujących na 6 – 9 poziomach, rozdzielonych osadami
wodnolodowcowymi piaskami, piaskami pylastymi, przechodzącymi w utwory zastoiskowe.
MiąŜszość tych osadów jest bardzo zmienna, miejscami dochodzi do 20,0 m.
Na powierzchni terenu występują gliny zwałowe, piaski i Ŝwiry lodowcowe, piaski
fluwioglacjalne oraz mułki związane z I i II poziomem zlodowacenia Wkry.
Styl budowy RóŜana i rejonu RóŜana najlepiej ilustruje załączony (zał. nr 4) przekrój
hydrogeologiczny I – I wg Mapy Hydrogeologicznej polski w skali 1:50 000 ark. RóŜan
PIG 2002 r. Analiza tego przekroju oraz profile załączonych (zał. nr 1) wierceń pozwala na
przedstawienie następującego schematu budowy geologicznej dla omawianego terenu:
- na serii dolnych poziomów glin zwałowych i mułków najstarszego zlodowacenia
występują piaski wodnolodowcowe o granulacji od piasków pylastych do Ŝwirów.
Na terenie RóŜana warstwa tych osadów występuje na głębokości 76,0 – 93 m. Jak
wynika z załączonego przekroju jest to warstwa ciągła o zasięgu regionalnym,
o niewielkich zmianach litologicznych. Jednak w wierceniu nr 5 – uznanym za
6
„negatywne” pod względem hydrogeologicznym, na tej głębokości stwierdzono
występowanie glin piaszczystych, piaski z wkładkami glin wydzielono na głębokości
63,0 – 73,0 m. Otwór nr 5 połoŜony jest ok. 250 m na południe od wiercenia nr 3
(warstwa pasków 79,0 – 92,0 m);
- na opisanych warstwach piaszczystych – wodnolodowcowych, zalega seria glin
zwałowych oraz pyłów i mułków silnie zwartych;
- wyŜej na głębokości 39,0 – 49,0 m (RóŜan wiercenia 1 – 3) występuje górna seria osadów
piaszczystych
–
wodnolodowcowych,
o
granulacji
od
drobnoziarnistych
do
średnioziarnistych ze Ŝwirem. Na terenie nowego ujęcia (wiercenia 1A – 4A) – warstwa ta
występuje na głębokości 26,0 – 45,0 m;
- ten poziom osadów piaszczystych przykrywa warstwa glin zwałowych o miąŜszości
ok. 15,0 m, mułki, pyły oraz piaski i Ŝwiry zlodowacenia Wkry.
Warunki hydrogeologiczne
Omawiany teren RóŜana – rejon stacji SUW – na Mapie Hydrogeologicznej Polski
w skali 1:50 000 ark. RóŜan, połoŜony jest w obrębie jednostki hydrogeologicznej nr 9
oznaczonej
Q
. W jednostce tej znajdują się wiercenia nr 1 – 3 oraz wiercenie nr 5
c Q I
(zał. nr 1) uznane za „negatywne”. Wg w/w Mapy uŜytkowy poziom wodonośny występuje
na głębokości 75,0 – 80,0 m. Budują go wodnolodowcowe piaski drobno i średnioziarniste
z domieszką Ŝwirów.
Według załączonych wierceń, w wierceniu nr 1 występują na głębokości
76,0 – 91,0 m (piaski drobne), nr 2 na głębokości 76,0 – 95,0 m (piaski pylaste, pospółka,
piaski średnioziarniste), nr 3 na głębokości 79,0 – 92,0 m (piaski średnioziarniste).
MiąŜszość głównego uŜytkowego poziomu wodonośnego wynosi ok. 15,0 m
(w wierceniach 13,0 – 17,0 m). Przewodność 150,0 – 200,0 m2/24 h. Wydajność potencjalną
wyznaczono w zakresie 30,0 – 50,0 m3/h. moduł zasobów odnawialnych 70,0 m3/24h/km2,
dyspozycyjnych na 50,0 m3/24h/km2.
Współczynnik filtracji warstw wodonośnych tego poziomu oznaczony dla wierceń
nr 1 – 3 wynosi 0,0000591 m/s, 0,000118 m/s i 0,000111 m/s.
Zachodnia część rejonu RóŜana (nowe ujęcie komunalne, wiercenia nr 1A – 4A) wg
w/w Mapy znajduje się w jednostce hydrogeologicznej 8 opisanej
baQI
. Główny uŜytkowy
Q
7
poziom wodonośny występuje na głębokości 25,0 – 40,0 m, wykształcony w postaci piasków
średnio i drobnoziarnistych, jego miąŜszość zmienia się od 10,0 20,0 m.
W wierceniu nr 1A występuje na głębokości 39,0 – 49,0 m, współczynnik filtracji
0,000017 m/s, w wierceniu nr 2A – na głębokości 30,0 – 48,0 m, współczynnik filtracji
0,00009561 m/s, w wierceniu nr 3A na głębokości 26,0 – 45,0 m, współczynnik filtracji
0,0001052 m/s, w wierceniu nr 4A – na głębokości 31,0 – 44,0 m, współczynnik filtracji
0,00011 m/s.
Według w/w Mapy przewodność tego poziomu wynosi 170,0 – 200,00 m2/24h.
Wydajność potencjalna studni został przyjęta w zakresie 30,0 – 50,0 m3/h. moduł zasobów
odnawialnych
3
określono
w
wysokości
130,0 m3/24h/km2,
a
dyspozycyjnych
na
2
95,0 m /24h/km .
Analiza warunków hydrogeologicznych rejonu stacji SUW
W wierceniach nr 1 – 3 (stare ujęcia wodociągowe, obecnie nieczynne –
zlikwidowane, zał. nr 1) występują dwa poziomy wodonośne. Główny uŜytkowy poziom
wodonośny, jak podaje MHP 1:50 000 ark. RóŜan, na głębokości poniŜej 75,0 m. Występuje
równieŜ górny, płytszy, który w wierceniu nr 1 zaznacza się na głębokości 39,0 – 43,0 m
w postaci piasków drobnych z domieszką Ŝwiru.
W wierceniu nr 2 występuje na głębokości 39,0 – 47,5 m. Budują do piaski
średnioziarniste z domieszką Ŝwiru oraz piaski drobnoziarniste. W wierceniu nr 3 występuje
na głębokości 44,2 – 49,0 m w postaci piasków drobnoziarnistych i pylastych. Poziom ten
w Ŝadnym z tych wierceń nie został przebadany pod względem hydrogeologicznym.
W wierceniu nr 5 („negatywnym”) na głębokości 45,0 – 51,0 m stwierdzono
występowanie
piasków
drobnoziarnistych
ze
Ŝwirem,
co
odpowiadałoby
osadom
piaszczystym, występujących w tej strefie głębokości w wierceniach nr 1 – 3. W wierceniu
nr 5 na głębokości 63,0 – 73,0 występują piaski z wkładkami glin, piaski zaglinione i piaski
drobnoziarniste. Osady te moŜna wiązać z głównym poziomem uŜytkowym w wierceniach
nr 1 – 3. W wierceniu tym, jak podano w dokumentacji powykonawczej, „w napotkanych
warstwach wodonośnych do głębokości 82,0 m nie mierzono zwierciadła wody z powodu
wykonywania wiercenia płuczką iłową. Obecność płuczki iłowej w otworze uniemoŜliwiała
prowadzenie pomiarów zwierciadła wody”.
Jak
wynika
z
przedstawionego
opisu
budowy
geologicznej
i
warunków
hydrogeologicznych rejonu RóŜana, wykształcenie oraz występowanie warstw piaszczystych
– wodonośnych charakteryzuje się duŜym zróŜnicowaniem, tak pod względem głębokości,
rozprzestrzenienia, jak i zasobności. Obserwuje się znaczne zmiany zalegania warstw
8
piaszczystych, nawet na niewielkich odległościach. Najlepiej ilustrują to wyniki dwóch
wierceń wykonywanych dla Szkoły Podstawowej (nr 6 i 7) połoŜonych ok. 300 m od stacji
SUW. Wiercenia w odległości kilkunastu metrów od siebie przedstawiają zupełnie odmienne
profile geologiczne, i tak np. w wierceniu nr 6 (studnia nr 1) na głębokości 66,8 – 86,6 m
występuje kompleks osadów piaszczystych, podczas gdy w wierceniu nr 7 (studnia nr 2) na
tej głębokości opisywany jest pył ilasty, warstwa piasków o miąŜszości 3,0 m występuje na
głębokości 67,0 – 70,5 m. Podobnie jest z osadami piaszczystymi górnego poziomu
wodonośnego.
W październiku 2009 r. Urząd Gminy w RóŜanie zwrócił się do BSiPGWR
„Bipromel” o wykonanie sondowań geofizycznych na terenie stacji SUW dla sprawdzenia
moŜliwości wystąpienia warstw wodonośnych w innej części terenu stacji, poza lokalizacją
wiercenia nr 5.
Z uwagi na warunki terenowe wykonano 3 sondowania geoelektryczne –
elektrooporowe SGE w układzie Schlumbergera, Nr 8, 9, 10.
Interpretację krzywych SGE przeprowadzono na monitorze komputerowym,
wykorzystując programy komputerowe „Pauls” i „Jack 1” w systemie INCEL.
Odniesieniem – punktem parametrycznym – dla interpretacji krzywych SGE był
wynik wiercenia nr 5 wykonanego na terenie stacji SUW.
Interpretację sondowań nr 8 i 9 przeprowadzono dla typu krzywej HKQ.
Lewa i środkowa gałąź krzywej charakteryzuje się bardzo wysokimi opornościami
pozornymi, co w efekcie interpretacji daje oporność właściwą od kilkuset do kilku tysięcy
omm dla kompleksu „wysokooporowego” zalegającego do głębokości ok. 40,0 m ppt.
Zgodnie z profilem wiercenia nr 5 kompleksowi temu odpowiadają piaski i Ŝwiry,
bruk morenowy oraz suche gliny piaszczyste z głazami.
Dolną gałąź krzywej odzwierciedla „kompleks niskooporowy” o oporności właściwej
od ok. 30,0 omm do 60,0 omm. Litologicznie (wg wiercenia) zbudowany jest z glin
piaszczystych, pyłu, iłów, namułu, z cienkimi przewarstwieniami piasków. Jest to typowy
układ warstwowy anizotropowy, składający się z warstw i przewarstwień róŜnooporowych
(często o zbliŜonej oporności), który na krzywej interpretowanej odzwierciedla się jedną
warstwą (kompleksem).
Inny kształt reprezentuje krzywa SGE nr 10. Jej interpretację przeprowadzono dla typu
KQH. Lewa gałąź krzywej, górny profil geologiczny, podobnie jak przy SGE nr 8 i 9,
charakteryzuje się wysokimi oporami właściwymi. Wg interpretacji, od powierzchni terenu
do głębokości ok. 15,0 m, występuje kompleks o opornościach od ok. 140 omm do ponad
9
1200 omm, co odpowiada w profilu wiercenia, osadom złoŜonym z piasków średnich, Ŝwirów
i pospółek. Środkową gałąź krzywej, zgodnie z przyjętą interpretacją, reprezentują osady
o oporności ok. 67 omm – zalegające do głębokości ok. 35,0 – 45,0 m ppt – wg wiercenia są
to gliny piaszczyste i bruk morenowy gliniasty. PoniŜej, do głębokości ok. 70,0 m, wydziela
się „kompleks wysokooporowy” o oporności właściwej ok. 170 omm. W wierceniu, na tych
głębokościach zaznaczono występowanie piasków drobnych, gliny pylastej, piasków
zaglinionych, które to osady na krzywych SGE nr 8 i 9 nie znalazły odzwierciedlenia.
Krzywą SGE nr 10 poddano dodatkowej analizie, przeprowadzając jej reinterpretację
(oznaczona literą b) oraz symulację (oznaczona literą c), polegają na naniesieniu na krzywą
pomiarową – terenową – krzywą odpowiadającą uzyskanemu profilowi geologicznemu
(wiercenie nr 5). Z analizy tych krzywych moŜna wyciągnąć wniosek, Ŝe krzywa nr 9 jest
bardzo zbliŜona do krzywej „symulowanej”. Przypuszczać zatem naleŜy, Ŝe w miejscu
wykonania SGE nr 10, w strefie głębokości 40,45 – 70,0 m ppt występują osady o średniej
wartości oporności właściwej 170 omm, w znacznej części zbudowane z piasków o róŜnej
granulacji, nie moŜna wykluczyć takŜe przewarstwień gliniastych – pylastych. Analizując
wyniki pobliskich wierceń przyjąć moŜna, Ŝe wyniki interpretacji krzywej SGE nr 10 moŜe
być zbliŜony do profilu geologicznego uzyskanego w studni nr 1 w Szkole Podstawowej
(wiercenie nr 6).
Dolną gałąź krzywej nr 10 interpretuje się w wysokości ok. 66 omm, co zgodnie
z przyjętymi załoŜeniami odpowiada serii – „kompleksowi”, osadów złoŜonych z glin
zwałowych, iłów, namułu.
Biorąc pod uwagę przedstawione rozwaŜania, przyjmuje się, Ŝe w miejscu sondowania
nr 10 moŜe wystąpić następujący profil geologiczny:
0,0 – 15,0
–
piaski róŜnoziarniste, Ŝwir
15,0 – 40,0
–
gliny piaszczyste, pylaste, moŜe występować bruk
morenowy – gliniasty
40,0 – 70,0
–
kompleks „wysokooporowy” – zbudowany z znacznej części
z osadów piaszczystych róŜnej granulacji z moŜliwością
wystąpienia przewarstwień glin, pyłów
poniŜej
–
glina, ił
Uwaga: Ze względu na anizotropię osadów, ekwiwalentność, wyinterpretowana litologia,
miąŜszość i głębokość występowania poszczególnych warstw – kompleksów, moŜe
podlegać pewnym odstępstwom i przesunięciom.
10
5. WNIOSKI I ZALECENIA
1. Budowa geologiczna i warunki hydrogeologiczne w omawianym rejonie są bardzo
skomplikowane, obserwowana jest gwałtowna zmiana w zaleganiu poszczególnych warstw
nawet w niewielkich odległościach.
2. W wyniku wykonanych na terenie SUW sondowań SGE „sprawdzających” przyjmuje się,
Ŝe w obrębie terenu stacji SUW moŜemy mieć do czynienia z dość znacznymi zmianami
w litologii i zaleganiu warstw geologicznych. Sondowanie nr 10 swymi wynikami róŜni się
od sondowań nr 8 i 9, a takŜe od profilu geologicznego wiercenia nr 5 („negatywne”).
3. Przewidywany profil geologiczny w miejscu wykonania SGE nr 10 i projektowanego
wiercenia podano w poprzednim rozdziale.
4. Projektuje się wykonanie wiercenia nr 5A (uzupełniającego) rozpoznawczego, na działce
stacji SUW, w miejscu sondowania nr 10 (zał. nr 6). Projektowana głębokość wiercenia
70 m (zał. nr 7).
5. Z uwagi jednak za złoŜoność problemów geologiczno-hydrogeologicznych omawianego
terenu, proponuje się w pierwszej kolejności wykonać w miejscu proponowanym
wiercenie małodymensyjne tzw. „pilotaŜowe”. Wiercenie to proponuje się wykonać
w rurach o średnicy 216 mm, które powinny pozwolić na zastosowanie filtra φ 110 PCV
długości ok. 5 m, pobranie prób wody oraz wykonanie pompowania otworu (wiercenie to
moŜe być wykonane metodą obrotową).
W przypadku nie potwierdzenia się występowania warstw wodonośnych o znaczeniu
eksploatacyjnym, takie działanie pozwoli na obniŜenie kosztów inwestycji.
6. W
przypadku
uzyskania
„pozytywnych”
wyników
naleŜy
wykonać
wiercenie
rozpoznawcze – eksploatacyjne. W trakcie prowadzenia wiercenia naleŜy przebadać pod
względem hydrogeologicznym napotkane warstwy wodonośne. Warstwy wodonośne
powinny być przewiercone do stropu warstw nieprzepuszczalnych.
7. Po uzyskaniu „pozytywnych” wyników z prac wiertniczych naleŜy opracować
dokumentację hydrogeologiczną powykonawczą dla ustalenia zasobów eksploatacyjnych
studni.
11
6. ZAŁOśENIA PROJEKTOWE
Projektuje się wykonanie wiercenia studziennego – rozpoznawczego nr 5A na terenie
stacji SUW, w miejscu wykonania sondowania geoelektrycznego – elektrooporowego SGE
nr 10.
Przewiduje się wystąpienie warstw piaszczystych w strefie głębokości ok. 40,0 – 70,0 m ppt.
Dla oceny moŜliwości eksploatacyjnych projektowanego otworu, dla potrzeb projektu
oblicza się przypuszczalny wydatek studni (przepustowość) wg wzoru:
Q = Π x d x l x Vdop
gdzie:
Q – wydatek studni w m3/h
d – średnica zewnętrzna filtra wraz z obsypką Ŝwirową, w m
l – długość części roboczej filtra, w m
Vdop – dopuszczalna prędkość wlotowa wody na filtrze, w m/h
Przewiduje się ujęcie warstwy wodonośnej filtrem siatkowym.
Dane dotyczące filtra:
• filtr siatkowy φ 11 ¾ " – 298 mm
• d – średnica otworu – części czynnej – 406 mm = 0,406 m
• l – długość całkowita filtra 10 m
Przewiduje się współczynnik filtracji dla przewidywanej warstwy wodonośnej –
piasków drobnoziarnistych – wg obliczeń i danych z najbliŜszych wierceń.
k = 0,0001 m/s
Obliczenie dopuszczalnej prędkości wlotowej wody na filtrze wg wzoru Sichardt`a.
Vdop =
k
15
k w m/s
z tego Vdop = 2,4 m/h
Obliczenie powierzchni czynnej filtra:
l – długość 10 m
d – średnica = 0,406 m
F = 3,14 x 0,406 x 10 m = 12,7 m2
Dopuszczalna przepustowość filtra:
Qdop = F x Vdop
Qdop = 12,7 x 2,4 = 30,4 m3/h
12
7. RODZAJ, ZAKRES I HARMONOGRAM PRAC GEOLOGICZNYCH
W projekcie przewiduje się wykonanie wiercenia małodymensyjnego – badawczego,
tzw. pilota oraz wiercenia eksploatacyjnego do głębokości 70,0 m.
Przewidywany harmonogram prac:
–
przyjmuje się, Ŝe okres obowiązywania decyzji zatwierdzającej przedstawiony Projekt
będzie wynosił 1 rok;
–
ogłoszenie przetargu i wybór wykonawcy – ok. 1,5 miesiąca;
–
przygotowania terenu – ok. 2 tygodnie;
–
czas wiercenia pilotaŜowego – ok. 2 tygodnie;
–
czas wiercenia nr 5A, łącznie z próbnym pompowaniem i instalacją urządzeń pompowych
– ok. 2 miesiące;
–
przeprowadzenie badań laboratoryjnych, granulometrycznych warstwy wodonośnej dla
ustalenia filtracji oraz fizyko-chemicznych i bakteriologicznych wody z ujętej warstwy
wodonośnej – ok. 3 tygodnie;
–
opracowanie „dokumentacji hydrogeologicznej” w celu ustalenia zasobów wód
podziemnych wykonanej studni – ok. 1 miesiąc.
8. WYKORZYSTANE MATERIAŁY ARCHIWALNE
1. Projekt badań hydrogeologicznych na wykonanie ujęcia wód podziemnych z utworów
czwartorzędowych dla miasta RóŜan, województwo Ostrołęka. Państwowy Instytut
Geologiczny Warszawa, lipiec 1994 r.,
2. Dokumentacja Hydrogeologiczna z wykonania otworu Nr 4 na terenie Stacji uzdatniania
wody z utworów czwartorzędowych w mieście RóŜan. Firma „GEO” Usługi Geologiczne
i Wiertnicze. ŁomŜa, marzec 1995 r.,
3. Projekt prac geologicznych dla rozpoznania geofizycznego terenu przyszłego ujęcia wód
podziemnych dla miasta RóŜana. „Geoserwis” Warszawa, lipiec 1996 r.,
4. Dokumentacja badań geofizycznych dla rozpoznania ujęcia wód podziemnych dla miasta
RóŜana. „Geoserwis” Warszawa, październik 1996 r.,
5. Objaśnienia do Mapy Hydrogeologicznej Polski w skali 1:50 000. Arkusz RóŜan (372).
Państwowy Instytut Geologiczny – wykonawca PG „Polgeol” S.A. Warszawa, 2002 r.,
6. Sprawozdanie z badań geofizycznych – elektrooporowych dla rozpoznania warunków
hydrogeologicznych w rejonie m. RóŜan. BSiPGWR „Bipromel” Sp. z o.o. Warszawa,
listopad 2009 r.
13
CZĘŚĆ II
PROJEKT TECHNICZNY WYKONANIA
OTWORU HYDROGEOLOGICZNEGO
14
1. LOKALIZACJA OTWORU
Lokalizacja otworu wyznaczona w oparciu o wizję lokalną z uwzględnieniem
warunków BHP i p.poŜ.
Przy szczegółowej lokalizacji naleŜy kierować się przepisami normy PN-53/B-4700.
Lokalizację otworu przedstawiono na mapie dokumentacyjnej zał. 3.
2. KONSTRUKCJA TECHNICZNA OTWORU
Projektowany otwór rozpoznawczy naleŜy wykonać systemem mechanicznoudarowym. Otwór projektuje się do głębokości 70,0 m, przy uŜyciu następujących kolumn
rur:
• rury φ 508 mm (20") –do głębokości 15,0 m,
• rury φ 457 mm (18") –do głębokości 54,0 m
• rury φ 406 mm (16") –do głębokości 70,0 m.
Rury 20" naleŜy postawić wodoszczelnie. Kolumnę rur o φ 457 mm naleŜy pozostawić
w otworze, jako rury cembrowe (eksploatacyjne). Rury o φ 406 mm, po zaflirtowaniu
wydobyć z otworu.
3. POBIERANIE PRÓBEK GRUNTU I WODY
Podczas wiercenia naleŜy pobierać próbki gruntu w dwóch kompletach (dla Inwestora
i Wykonawcy) do skrzynek znormalizowanych o pojemności przegród 1 dm3:
• z kaŜdej warstwy wyróŜniającej się litologicznie,
• z warstw nieprzepuszczalnych o duŜej miąŜszości co 2 m,
• z warstw wodonośnych o duŜej miąŜszości co 1 m.
Z warstwy przewidzianej do ujęcia naleŜy dodatkowo pobierać próbki w celu
przeprowadzenia badań granulometrycznych.
W czasie próbnych pompowań naleŜy pobierać trzy próbki wody do badań fizykochemicznych i bakteriologicznych.
Próbki pobiera się zgodnie z normami PN-76/0–4620.
15
Pierwszą próbkę wody pobiera się pod koniec pompowania oczyszczającego,
a następnie pod koniec II i III stopnia pompowania próbnego.
W
przypadku
stwierdzenia
szkodliwych
zanieczyszczeń
fizyko-chemicznych
pompowanej wody, np.: Fe, Mn, w oparciu o wyniki pierwszej analizy, naleŜy pobrać próbki
wody do badań technologicznych.
4. POMIARY I OBSERWACJE HYDROGEOLOGICZNE W CZASIE
WIERCENIA
Poza pomiarami hydrogeologicznymi, zalecanymi w pozostałych rozdziałach
projektu, naleŜy:
•
codzienne przed rozpoczęciem wiercenia i po jego zakończeniu wykonywać pomiary
głębokości zwierciadła wody w otworze, a wyniki pomiarów naleŜy zapisywać
w dziennych raportach wiertniczych,
•
po nawierceniu warstwy wodonośnej i zagłębieniu się wiercenia w tę warstwę na
głębokość około 1 m, konieczne jest przerwanie robót wiertniczych i dokonanie
pomiarów stabilizacji zwierciadła wody. Za zwierciadło ustabilizowane naleŜy uznać
takie, gdy trzy kolejne pomiary wykonane w odstępach 10 minutowych wykaŜą róŜnicę
mniejszą niŜ 2 cm,
•
po odsłonięciu filtra naleŜy zmierzyć poziom, na którym ustabilizuje się zwierciadło
wody w otworze, a wynik zanotować w karcie otworu (wcześniej przed filtrowaniem
otwór zalać wodą),
•
w przypadku konieczności zamknięcia wód podziemnych przewierconych warstw
wodonośnych, wyniki obserwacji zamknięcia wody odnotować w raporcie wiercenia
i protokole zamknięcia wód.
5. ZAMYKANIE WÓD
Zamykanie wód w przewierconych warstwach wodonośnych ma na celu ochronę
naturalnej izolacji poszczególnych poziomów, niedopuszczenie róŜnych poziomów do
skaŜenia bakteriologicznego oraz ochronę przed mieszaniem się wód o róŜnym składzie
fizyko-chemicznym, dlatego teŜ rury osłonowe φ 20" naleŜy postawić wodoszczelnie na
16
głębokości 12 – 15 m, przestrzeń między rurami wypełnić kompaktonitem oraz pozostawić do
pełnego spulchnienia kompaktonitu i szczelnego zamknięcia otworu.
Zamknięcia w razie takiej konieczności naleŜy dokonać na polecenie i według
szczegółowej instrukcji geologa nadzorującego budowę.
W przypadku nie uzyskania prawidłowego zamknięcia, czynności zamykania wód
naleŜy powtórzyć i przeprowadzić ponownie próbę szczelności.
6. FILTROWANIE OTWORU
W wierceniu projektuje się zabudowanie filtra o następujących wymiarach:
• rura nadfiltrowa φ 298 mm – długości 15,0 m
• filtr właściwy φ 298 mm – długości 10,0 m
• rura podfiltrowa φ 298 mm – długości 6,0 m
Rurę podfiltrową naleŜy zamknąć od spodu denkiem. Do rur nad- i podfiltrowych
naleŜy przyspawać prowadnice dystansowe na obwodzie co 90°, które umoŜliwią centryczne
ustawienie filtra w otworze. Projektuje się zastosowanie filtra siatkowego. Szczegółową
konstrukcję filtru (typ i wymiary) określi geolog nadzorujący wiercenie w oparciu
o rzeczywiste warunki geologiczne.
Przed nafiltrowaniem otworu naleŜy wnętrze wychlorować.
Filtrowanie otworu powinno odbywać się po komisyjnym odbiorze filtru na budowie
i po pomiarach głębokości otworu filtrowanego.
W skład komisji powinien wchodzić: przedstawiciel Inwestora, geolog nadzorujący
oraz kierownik budowy.
Przestrzeń między ścianą odwiertu i filtrem naleŜy wypełnić obsypką Ŝwirową
o wymiarach 1,3 – 3,0 mm. W czasie wykonywania obsypki filtracyjnej wskazane jest
utrzymywanie w otworze zwierciadła wody powyŜej poziomu stabilizacji. Obsypywanie filtra
naleŜy rozpocząć od wytworzenia ok. 2 m słupa obsypki wokół filtra. Następnie uzupełnić
zapas obsypki etapami co 2,0 m, obserwując zachowanie się lustra wody w otworze. W ten
sposób naleŜy obsypywać filtr aŜ do górnej części czynnej filtra właściwego. NaleŜy
wytworzyć zapas obsypki nad częścią czynną do 2 m. Nad wytworzoną obsypką naleŜy
wykonać nasypkę z grubego zwiru, który spełni rolę uszczelki.
Szczegółowe dane dotyczące konstrukcji filtru, rodzaj obsypki, grubość uszczelki i jej
rodzaj określi geolog nadzorujący, przy opracowywaniu szczegółowego projektu filtra.
17
7. PRÓBNE POMPOWANIE
Po odwierceniu i zafiltrowaniu naleŜy przeprowadzić próbne pompowanie studni.
Pompowanie składać się będzie z dwóch etapów, tj. pompowania oczyszczającego
i pompowania pomiarowego.
Pompowanie oczyszczające ma na celu oczyszczenie strefy około filtrowej
z zawiesiny pylastej, dla polepszenia dróg filtracji wody do otworu oraz przygotowanie
otworu do pompowania pomiarowego i eksploatacji.
Pompowanie oczyszczające naleŜy przeprowadzić pompą przystosowaną do wody
zanieczyszczonej zawiesiną mechaniczną, po uprzednim ustabilizowaniu się wody w otworze.
Powinno ono trwać aŜ do otrzymania całkowicie czystej i klarownej wody. Tok pompowania
oraz sposób oceny klarowności wody powinna określać szczegółowa instrukcja robocza,
opracowana przez geologa nadzorującego. Przyjmuje się czas trwania pompowania
oczyszczającego na ok. 24 godz.
Po zakończeniu pompowania oczyszczającego naleŜy zmierzyć szybkość stabilizacji
zwierciadła wody w otworze.
Drugi etap pompowania pomiarowego powinien być poprzedzony dezynfekcją
otworu, polegającą na wlaniu do otworu odpowiedniej ilości wodnego roztworu środka
odkaŜającego
(podchloryn
wapnia,
sodu,
itp.)
według
szczegółowej
instrukcji
przedsiębiorstwa wykonującego otwór i pozostawienie otworu przez 24 godziny pod
działaniem tego środka.
Pompowanie pomiarowe ma na celu:
•
sprawdzenie pracy studni w warunkach zbliŜonych do warunków eksploatacyjnych,
•
uzyskanie danych do obliczeń parametrów hydrogeologicznych: średniego współczynnika
wodoprzepuszczalności,
wydajności
eksploatacyjnej,
wydajności
maksymalnej,
odpowiadających tym wydajnościom depresji oraz zasięgu leja depresyjnego,
•
dostarczenie danych o składzie fizyko-chemicznym i bakteriologicznym wody, oraz
ustalenie ewentualnych moŜliwości jej uzdatniania,
•
definitywne ustalenie przydatności ujętej warstwy wodonośnej do zamierzonych celów
eksploatacyjnych.
Próbne pompowanie pomiarowe naleŜy przeprowadzić pompą G-80 z wydajnościami
określonymi przez geologa nadzorującego.
Zasadą pompowania powinno być:
Q1 = 1/3 Qmax
Q2 = 2/3 Qmax
Q3 = Qmax
18
Maksymalna wydajność pompowania pomiarowego powinna być określona na
podstawie wyników pompowania oczyszczającego. Czas trwania pompowania pomiarowego
przy kaŜdej wydajności nie powinien być krótszy niŜ 12 godz. od chwili ustabilizowania się
depresji. Przyjmuje się, Ŝe pompowanie pomiarowe wraz z okresem potrzebnym do
stabilizacji zwierciadła wody w otworze będzie trwało co 45 godzin. Do pomiarów
wydajności naleŜy stosować wodomierz, a pomiary zwierciadła wody wykonać naleŜy przy
uŜyciu świstawki studziennej. Wodę z próbnego pompowania naleŜy odprowadzać do
znajdującego się w pobliŜu rowu. Energia elektryczna o mocy 15 kW moŜe być dostarczona
na plac budowy z odległości ok. 40 m.
Po zakończeniu pompowania wody naleŜy wykonać pomiary stabilizacji zwierciadła
wody. Wyniki pomiarów i obserwacji hydrogeologicznych naleŜy wpisywać do dziennika
próbnego pompowania.
8. POMIARY GEODEZYJNE
Po zakończeniu prac wiertniczych naleŜy wykonać niwelację otworu w nawiązaniu do
państwowej sieci geodezyjnej.
9. UWAGI KOŃCOWE
a) Projektowane badania i roboty geologiczne powinny przebiegać pod nadzorem geologa,
zgodnie z postanowieniami Prawa Geologicznego i Górniczego, Ustawa z dnia 4 lutego
1994 r. Dz. U. Nr 228 poz. 1947 (z późniejszymi zmianami).
b) Lokalizacja otworu, zamykanie wody z przewiercanych warstw wodonośnych, przyjęcie
filtra, oraz zakończenie próbnego pompowania powinno odbywać się komisyjnie
i zakończone protokołem.
c) Po zakończeniu przewidzianych projektem badań i robót, geolog nadzorujący opracuje
otrzymane wyniki w formie dokumentacji hydrogeologicznej, zgodnie z Rozporządzeniem
Ministra Środowiska z dnia 3.10.2005 r. Dz. U. Nr 201 poz. 1673.
19