Название: Экологическая геология - Абалаков А. Д.

Жанр: География

Рейтинг:

Просмотров: 1113

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 |




5.4. Природная защищенность подземных вод

Методики оценки защищенности подземных вод. Защищенность подземных вод от загрязнения определяется перекрытостью водоносного горизонта отложениями, преимущественно слабопроницаемыми, препятствующими проникновению загрязняющих веществ с поверхности земли в подземные воды. Обычно используется двухступенчатая схема оценки.  Качественная  оценка  учитывает  природные  факторы

защищенности и проводится на региональном уровне. На детальном этапе с учетом природных и техногенных факторов дается количественная оценка защищенности (Биндеман, 1963; Гольдберг, Газда, 1984).

Оценку степени защищенности подземных вод можно дать на основе факторов защищенности, под которыми понимаются природные барьеры, затрудняющие попадание в резервуар подземных вод загрязняющих веществ. Е. И. Пиннекер (1983) выделяет семь показателей защищенности подземных вод: 1– свойства зоны аэрации; 2 – характеристика первого от поверхности  регионального  водоупора;  3  – гидрогеодинамическая изолированность основного водоносного горизонта; 4 – особенности растительного покрова; 5 – состав подземных вод; 6 – фильтрационные свойства пород; 7 – локальные особенности интенсивной аэрации.

Задача по составлению карты естественной защищенности подземных вод сводится к выявлению и систематизации региональных  факторов,  защищающих  как  грунтовые,  так  и

напорные     воды,     и     локальных     факторов,     нарушающих

защищенность подземных вод. Н. В. Роговская в зависимости от мощности водоупоров различает следующие категории защищенности: защищенные, условно защищенные и незащищенные (табл. 5.4.1).

В. М. Гольдберг указывает, что защищенность напорных вод может характеризоваться по двум показателям: мощности водоупора m0 и соотношению уровня исследуемого напорного горизонта (H2) и вышележащего горизонта (H1).

Таблица 5.4.1

Условные категории защищенности подземных вод

от вертикального проникновения химического загрязнения

(по Н. В. Роговской, 1976)

 

Категория

защищенности

Грунтовые воды

Напорные воды

мощность выдержанных водоупорных

слоев зоны аэрации, м

мощность глин

первого от поверхности выдержанного водоупора

глины

суглинки

чередование

глин и суглинков

Защищенные

>10

>10

>(5+50)*

> 10

 

Условно

защищенные

3–10

30–100

<(5+50) или

>(1,5+15)

3–10

Незащищенные

<3

<30

<(1,5+15)

>3

 

* Первая цифра – мощность глин, вторая – суглинков.

По совокупности этих двух показателей выделяется три категории защищенности: I – защищенные (напорные воды перекрыты выдержанным по площади и без нарушения сплошности водоупором при m0 > 10 м и H2 > H1); II – условно- защищенные (напорные воды перекрыты выдержанным по площади водоупором и без нарушения при а) 5 м < m0 < 10 м; H2 > H1 и б) m0 > 10 м; H2 < H1; III – незащищенные при а) m0 < 5 м; H2 ≤ H1 и б) водоупор, невыдержанный по площади, имеются нарушения сплошности и литологические окна, H2 < H1.

Защищенность подземных вод зоны свободного водообмена можно определить на основе четырех показателей: глубины залегания уровня грунтовых вод (мощность зоны аэрации); строения и литологии пород этой зоны; мощности слабопроницаемых отложений, залегающих над грунтовыми водами; фильтрационные свойства отложений вне зоны насыщения. Из всех перечисленных показателей наименьшее влияние на защищенность грунтовых вод оказывает глубина залегания уровня, наибольшее влияние – мощность и фильтрационные свойства слабопроницаемых пород подзоны аэрации. На производственном уровне перечень показателей иногда уменьшается до одного – мощности водоупорных пород в зоне аэрации.

При изучении вертикальной гидрогеодинамической зональности Ангаро-Ленского артезианского бассейна были установлены следующие величины вертикальных скоростей подземных вод. Для грунтовых вод эта величина составляет > n – n·10-1 м/сут, для подземных вод интенсивного водообмена – n·10-2 м/сут, замедленного водообмена n·10-2 – n·10-4 м/сут, пассивного водообмена n·10-4 – n·10-6 м/сут, где n = 1-9 (Ковалевский, 1994).

Исследования  на  территории  Ангаро-Ленского артезианского бассейна показали, что проницаемость покровных отложений (суглинок щебнистый) составляет 0,03–0,05 м/сут, а

для   глин   этот   показатель   составляет   менее   0,001   м/сут

(Писарский, 1994).

В. Н. Чубаров и др. (1995) отмечают, что для оценки и прогноза загрязнения подземных вод необходима разработка модели локально-регионального водообмена, включающей в себя зону аэрации и зону напорно-безнапорных вод. Зона аэрации наиболее подвержена антропогенной нагрузке при загрязнении подземных  горизонтов.  Разработка  локальной  модели  требует

решения   двух   основных   задач:   оценки   инфильтрационного

питания грунтовых вод атмосферными осадками через зону аэрации и расчета скорости и времени движения возможных загрязнителей через зону аэрации. Разработана методика определения защитных свойств зоны аэрации в связи с возможным радионуклидным загрязнением грунтовых вод Калужской, Тульской и Брянской области (Чубаров и др., 1995). Для оценки инфильтрационного питания используется термодинамический метод, позволяющий рассчитать среднемесячные, среднегодовые и среднемноголетние величины инфильтрационного питания для различных геолого-геомор- фологических  и  ландшафтных  условий.  Защищенность подземных вод зоны аэрации оценивается с использованием уточненной гидродинамической модели, позволяющей проводить расчеты скоростей переноса загрязнителей для различных мощностей зоны аэрации, типов горных пород и структуры порового пространства. Работа состоит из нескольких этапов: 1) типизации                                                                                             и районирования территории по условиям инфильтрационного питания; 2) локально-региональной оценки и прогноза инфильтрационного питания; 3) оценки защитных свойств зоны аэрации на исследуемой территории. Работа завершается построением карт инфильтрационного питания (Q, мм/год) и максимального  времени  (t,  число  лет)  прохождения загрязнителей через зону аэрации (мощность Н, м). Данные, полученные  для  Брянской,  Калининградской  и  Тульской областей       (пески:       Н       =       1–5       м,       Q       =       310, t = 0,17–0,78, лессовые супеси и суглинки: Н = 1–5 м, Q = 250 м, t = 0,37–1,87), позволили построить серию результирующих карт.

Построение карт защищенности подземных вод от загрязнения  радионуклидами  рекомендуется  проводить  на уровнях  мелкомасштабной  и  среднемасштабной  оценки.  Для этого необходимо иметь комплект карт, отражающих строение защитной зоны. Учитываются почвы и породы зоны аэрации, глубина залегания грунтовых вод, сведения о  параметрах процесса фильтрации, инфильтрации, влагопереноса и др. (Белоусова, 2003).

В качестве примера рассматривается природная защищенность подземных вод в районе поисково-разведочной скв. № 4 на нефть и газ, расположенной в Усть-Удинском районе Иркутской области на восточном побережье Братского водохранилища (рис. 5.4.1).

При бурении глубоких скважин на нефть и газ особое внимание  обращается  на  защищенность  подземных  объектов,

которые либо используются, либо потенциально могут использоваться в народном хозяйстве, например, для хозяйственного и технического водоснабжения, в теплоэнергетических, бальнеологических и других целях (Требования…, 1987).

Критериями   защищенности           служат            глубина          залегания

уровня грунтовых вод (мощность подзоны аэрации), строение и литология пород подзоны аэрации, мощность слабопроницаемых отложений (залегающих над грунтовыми водами), фильтрационные свойства перекрывающих отложений вне подзоны насыщения. Из всех перечисленных показателей наименьшее влияние на защищенность подземных вод оказывает глубина  залегания  уровня  грунтовых  вод,  наибольшее  – мощность и фильтрационные свойства слабопроницаемых пород подзоны аэрации. По этой причине на отраслевом уровне (для месторождений полезных ископаемых) перечень критериев уменьшается  до  одного  –  мощности  водоупорных  пород  в подзоне аэрации (Временные методические…, 1992, Экологические аспекты…, 2001).

 

 

 
Рис. 5.4.1. Природная защищенность подземных вод района размещения поисково-разведочной скважины № 4

В целом для данной территории защищенность подземных вод  может  рассматриваться  для  водоносных  горизонтов пластово-трещинных вод, залегающих первыми от поверхности (табл. 5.4.2). Эти воды могут быть использованы для технического и бытового водоснабжения. Они вскрываются гидроскважинами.

 

Природная защищенность подземных вод

Таблица 5.4.2

 

Геологическ

ий индекс

Наименование

водоносного горизонта

Максимальна

я мощность перекрываю щих

пород

Защищенно

сть подземных

вод∗

O1is2

Водоносный горизонт средней

подсвиты ийской свиты

80

IV

O1is1

Водоносные горизонты

отсутствуют, защищенность рассматривается по отношению к верхней подсвите усть-кутской свиты

100

V

O1uk2

Водоносный горизонт верхней

подсвиты усть-кутской свиты

30

II

O1uk1

Водоносный горизонт нижней

подсвиты усть-кутской свиты

40

II

Cm3il

Водоносный горизонт илгинской

свиты

60

III

Cm3vl3

Второй водоносный горизонт

верхней подсвиты верхоленской свиты

50

III

O1is2/O1is1

O1uk2/O1uk1

O1uk1/ Cm3il

Cm3/Cm3vl3

Зоны разгрузки подземных вод на

контакте свит

0

I

∗Защищенность  подземных вод:  I  –  незащищенные, II  –  низкая,  III  –

средняя, IV – высокая, V – наиболее высокая

Для площадки анализ защищенности проведен в отношении подземных вод верхней подсвиты усть-кутской свиты. Перекрывающими являются породы верхней подсвиты усть- кутской свиты (мощность около 30 м), а также породы нижней подсвиты ийской свиты (мощность около 70 м). Отложения ийской  свиты   входят   в   зону   аэрации,  сдренированы  и   не содержат водоносных горизонтов. Породы перекрытия представлены, преимущественно, плотными песчаниками, алевролитами  и  аргиллитами.  Для  площадки  поисковой скважины № 4 защищенность указанного водоносного горизонта оценивается как наиболее высокая (V баллов).




Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 |

Оцените книгу: 1 2 3 4 5

Добавление комментария: