CC BY
2Секция 4. РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ И ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ
УДК 628.1.033:658.562
О.А. Белавина1, В.А. Швецов1, Б.А. Опрышко2
1 Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: [email protected];
2 Камчатский водоканал, Петропавловск-Камчатский, 683009 e-mail: [email protected]
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ДИНАМИЧЕСКОГО И СТАТИЧЕСКОГО УРОВНЕЙ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ СКВАЖИНЕ
Одной из важнейших задач является контроль режима подземных вод, в т. ч. контроль уровня подземных вод. В статье приведены результаты измерения уровня подземных вод в в эксплуатационной скважине КТ-62 (водозабор «Северный промузел») в период с 1 по 5 марта 2019 г. с помощью приборов Levelogger Edge M10 и Well Watch 670. Исследования метрологических характеристик результатов измерений динамического и статического уровней подземных вод в эксплуатационной скважине показали, что для контроля динамического и статического уровней следует использовать акустический прибор Well Watch 670, т. к. он имеет ряд технико-экономических преимуществ.
Ключевые слова: контроль уровня подземных вод, метрологические характеристики, эксплуатационная скважина, Levelogger Edge M10, Well Watch 670.
O.A. Belavina1, V.A. Shvetsov1, B.A. Opryshko2
1 Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail: [email protected];
2 Kamchatka Vodokanal, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683009 e-mail: [email protected]
INVESTIGATION OF METROLOGICAL CHARACTERISTICS
OF UNDERGROUND WATER DYNAMIC AND STATIC LEVELS MEASUREMENT
RESULTS IN PRODUCTION WELL
One of the most important tasks is to control the regime of underground water, including monitoring of underground water level. The results of measuring the underground water level in the production well KT-62 (water intake "Severny Promuzel") in the period from March 1 to March 5, 2019 using Levelogger Edge M10 and Well Watch 670 devices are presented in the article. Studies of metrological characteristics of the underground water dynamic and static levels measurement results in the production well have shown that the acoustic device Well Watch 670 should be used to monitor the dynamic and static levels as it has a number of technical and economic advantages.
Key words: underground water level monitoring, metrological characteristics, production well, Levelogger Edge M10, Well Watch 670.
Нерациональная эксплуатация подземных вод может приводить к загрязнению и истощению водных горизонтов [1]. Особое значение уделяется отслеживанию положения уровня подземных вод в эксплуатационных скважинах с целью заблаговременного регулирования глубины погружения насоса во избежание его выхода из строя [1].
Наблюдения ведутся раз в 10 суток при непрерывной работе или перед остановкой скважины. Наблюдения за динамическим уровнем подземных вод проводятся 1 раз в месяц. Наблюдения за текущим статическим уровнем подземных вод, восстановлением уровня после остановок насоса - 1 раз в 2 месяца [1, 2]. Нормативные документы рекомендуют для контроля уровня подземных вод в эксплуатационных скважинах использовать электроуровнемеры [1]. Наблюдения за уровнем подземных вод являются весьма затратными и трудоемкими.
В настоящее время Краевое государственное унитарное предприятие (КГУП) «Камчатский водоканал» внедряет автоматизированные высокотехнологичные приборы [3-9]: Levelogger Edge M10 [10], Well Watch 670 [11]. В работе [5] авторы предлагают использовать для контроля уровней воды в эксплуатационных скважинах акустический прибор Well Watch 670 [11], основываясь на его технико-экономических характеристиках. Однако необходимо оценить метрологические характеристики результатов измерения уровня, полученных с помощью этого прибора.
Цель исследования - сравнить метрологические характеристики результатов измерений динамического и статического уровней подземных вод в эксплуатационной скважине КТ-62 (водозабор «Северный промузел»), полученных с помощью приборов Levelogger Edge M10, Well Watch 670.
При измерении уровня подземных вод в эксплуатационной скважине КТ-62 (водозабор «Северный промузел») в период с 1 по 5 марта 2019 г. получили 546 результатов измерений с помощью прибора Levelogger Edge M10 и 551 результат измерений с помощью прибора Well Watch 670. Измерения выполнялись с интервалом 10 минут. Результаты измерений уровня подземных вод изменялись от 16,42 до 24,23 м от поверхности земли для измерений, полученных с помощью прибора Levelogger Edge M10 и от 16,45 до 24,22 м от поверхности земли для измерений, полученных с помощью прибора Well Watch 670. Таким образом, расхождение между результатами измерений уровня подземных вод в скважине не превышают допустимых отклонений ±5 см [1]. Результаты измерений уровня подземных вод в эксплуатационной скважине КТ-62 (водозабор «Северный промузел») в период с 1 по 5 марта 2019 г. приведены на рис. 1 и 2.
Рис. 1. Измерение уровней воды в эксплуатационной скважине КТ-62 (Водозабор «Северный промузел»)
с помощью прибора Levelogger Edge M10
т
llillllllililliliiililllilliiiliilliliillllilllilliliillilllllllilll
Рис. 2. Измерение уровней воды в эксплуатационной скважине КТ-62 (водозабор «Северный промузел»)
с помощью прибора Well Watch 670
Из рис. 1 и 2 следует, что оба прибора адекватно реагируют на изменение уровня воды в скважине (рисунки идентичны). Чтобы сравнить метрологические характеристики результатов измерения уровня, полученных с помощью различных приборов, использовали результаты измерения динамического уровня, полученные в период времени с 23:20 1 марта 2019 г. до 23:20 2 марта 2019 г. и результаты измерения статистического уровня, полученные в период времени с 23:30 2 марта 2019 г. до 23:10 3 марта 2019 г. Результаты измерений уровня и их статистической обработки приведены в таблице. Обработку результатов измерений выполняли по методике [12-14].
Результаты и статистическая обработка измерений уровней воды в эксплуатационной скважине КТ-62 (водозабор «Северный промузел»), полученных с помощью приборов Levelogger Edge M10 и Well Watch 670
Результаты измерения
Показатели динамического уровня, полученные с помощью прибора статического уровня, полученные с помощью прибора
Levelogger Edge M10 Well Watch 670 Levelogger Edge M10 Well Watch 670
Интервал значений 21,66-22,18 21,66-22,21 16,42-16,70 16,45-16,70
уровня вод, м от
поверхности земли
Количество 141 142 141 140
измерений
Среднее значение 21,87 21,88 16,53 16,58
уровня вод, м от
поверхности земли
Стандартное 0,15 0,15 0,06 0,07
отклонение, м
Коэффициент 0,7 0,7 0,4 0,4
вариации, %
Из результатов исследований, приведенных в таблице, следует, что результаты измерений уровней воды в эксплуатационной скважине (динамического и статического) соответствуют результатам измерений высокой точности [14], т. к. коэффициент вариации во всех случаях менее 1%; расхождение средних значений динамического уровня, полученных с помощью разных приборов, составляет 1 см; расхождение средних значений статического уровня, полученных с помощью разных приборов, составляет 5 см. Данные расхождения значений допускаются нормативными документами [1].
Исследования метрологических характеристик результатов измерений динамического и статического уровней подземных вод в эксплуатационной скважине показали, что для контроля динамического и статического уровней следует использовать акустический прибор Well Watch 670, т. к. он имеет ряд технико-экономических преимуществ [5, 11].
Литература
1. Методические рекомендации по организации мониторинга подземных вод на мелких групповых водозаборах и одиночных эксплуатационных скважинах. - М.: Государственный центр мониторинга геологической среды МПР России, 2000. - 24 с.
2. Мониторинг месторождений и участков водозаборов питьевых подземных вод: методические рекомендации / Сост. Б.В. Боровский, Л.С. Язвин, В.П. Закутан; АЗОТ «ГИДЭК». - М.: МП РФ, 1998. - 80 с.
3. Опрышко Б.А., Швецов В.А., Белавина О.А. Совершенствование метода контроля пьезометрического уровня подземных вод в эксплуатационных скважинах Камчатского края // Водоснабжение и санитарная техника. - 2021. - № 3. - С. 16-19.
4. Опрышко Б.А., Швецов В.А., Белавина О.А. Усовершенствованная конструкция оголовка самоизливающейся скважины // Водоснабжение и санитарная техника. - 2020. - № 5. - С. 28-30.
5. Опрышко Б.А., Швецов В.А., Белова Е.П. Совершенствование метода контроля уровня подземных вод в эксплуатационных скважинах Камчатского края // Водоснабжение и санитарная техника. - 2019. - № 11. - С. 20-25.
6. Опрышко Б.А., Швецов В.А., Лях А.П., Белавина О.А. Новая конструкция оголовка наблюдательной самоизливающейся скважины // Водоснабжение и санитарная техника. - 2018. -№ 4. - С. 58-62.
7. Пат. 190825 Российская Федерация, U1 МПК Е21В 33/00 (2006.01). Оголовок эксплуатационной самоизливающейся скважины / Опрышко Б.А., Швецов В.А., Белавина О.А., Опрышко А.Б. / Заявитель и патентообладатель Камчатский государственный технический университет (RU). - № 2019113957; заявл. 06.05.2019. опубл. 15.07.2019, бюл. № 20.
8. Пат. 175833 Российская Федерация, U1 МПК Е21В 33/00 (2006.01). Оголовок самоизливающейся скважины / Опрышко Б.А., Швецов В.А., Лях А.П., Помазкин В.П., Косиненко Р.С., Белавина О.А. / Заявитель и патентообладатель Камчатский государственный технический университет (RU). - № 2017112553; заявл. 12.04.2017. опубл. 21.12.2017, бюл. № 36.
9. Пат. 164052 Российская Федерация, U1 МПК Е21В 33/068 (2006.01). Оголовок наблюдательной самоизливающейся скважины / Опрышко Б.А., Швецов В.А., Лях А.П., Опрышко А.Б., Белавина О.А. / Заявитель и патентообладатель Камчатский государственный технический университет (RU). - № 2016108412/03; заявл. 09.03.2016. опубл. 20.08.2016, бюл. № 23.
10. LTC Levelogger Edge [Электронный ресурс]. - URL: https:// solinst.com/products/data/ 3001-ltc-edge.pdf (дата обращения: 22.05.2019).
11. Well Watch 670 [Электронный ресурс]. - URL: https://urovnemer.com/katalog/well-watch-670 (дата обращения: 22.05.2019).
12. Смагунова А.Н., Корпукова О.М. Методы математической статистики в аналитической химии: Учеб. пособие. - Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2008. - 339 с.
13. Смагунова А.Н., Шмелёва Е.И., Швецов В.А. Алгоритмы оперативного и статистического контроля качества работы аналитической лаборатории. - Новосибирск: Наука, 2008. - 60 с.
14. ГОСТ 8.736-2011 Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения [Электронный ресурс]. - URL: https://internet-law.ru/gosts/ gost/52042 (дата обращения: 25.02.2021).
