WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

100-10

8

Малые

<10

46

Анализ проведенных исследований свидетельствует, что они затрагивают либо важные общие вопросы загрязнения подземной гидросферы Урала и мероприятия по ее защите, либо состояние подземных вод в районах воздействия крупных хранилищ производственных стоков. Вопросы влияния небольших накопителей жидких стоков на подземные воды, состояние и особенности обустройства их основания в открытых гидрогеологических структурах складчатого Урала практически обойдены вниманием исследователей.

Во второй главе работы приведена характеристика природных (физико-географических, геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических) условий районов расположения накопителей сточных вод.

Изучаемые накопители сточных вод расположены в пределах Свердловской области.

В геологическом отношении территории сложены палеозойскими породами, перекрытыми мезозойскими корами выветривания. Глубина распространения площадной коры выветривания очень неравномерна.

Среди четвертичных отложений выделяют делювиальные и аллювиальные образования. Делювиальные образования развиты практически сплошным покровом, прерывающимся лишь в речных долинах и скалистых водоразделах. Литологически они представлены преимущественно суглинками, песчанистыми глинами со щебнем коренных пород и дресвяными образованиями. Мощность этих отложений зависит от рельефа местности и состава коренных пород и составляет в среднем 3-5 м, иногда до 15-20 м (рис. 2, 3).

Аллювиальные образования выполняют речные долины. Представлены они суглинками, вязкими бурыми глинами, глинистым песком с линзами мелкозернистого песка. Мощность отложений колеблется от 1,0 до 12 м.

В гидрогеологическом отношении территории относятся к Большеуральскому сложному мегабассейну корово-блоковых (пластово-блоковых и пластовых) вод с повсеместным распространением безнапорных или обладающих местным напором подземных вод.

Зеркало грунтовых вод в сглаженном виде повторяет рельеф. Статические уровни располагаются на глубинах от первых метров в долинах рек до 10-15 м на приводораздельных участках.

Разгрузка подземных вод осуществляется в местную речную сеть.

Подземные воды в естественных условиях характеризуются гидрокарбонатным кальциево-магниевым составом с минерализацией 0,1-0,3 г/дм3.

Интенсивность загрязнения подземных вод определяется их защищенностью от проникновения загрязняющих веществ с поверхности, в условиях Среднего Урала подземные воды являются недостаточно защищенными от загрязнения с поверхности. В результате фильтрации сточных вод из накопителя происходит загрязнение подземных вод на

Рис. 2. Гидрогеологический разрез территории расположения шламонакопителя РММЗ

Рис. 3. Гидрогеологический разрез территории расположения шламохранилища НТМК в пойме р. Тагил

территории, прилегающей к накопителю, а затем через разгрузку подземного стока возможно загрязнение поверхностных вод.

Более опасным можно считать загрязнение поверхностных вод, так как:

1. В Свердловской области все реки являются рыбохозяйственными, и поэтому к ним предъявляются гораздо более жесткие требования, чем к водам хозяйственно-питьевым (к которым обычно относят подземные воды).

2. Главной особенностью водных ресурсов Свердловской области является их крайне неравномерное распределение по территории. Основная зона расселения населения и, следовательно, наиболее развитая промышленная зона менее всего обеспечена водными ресурсами, так как в ней расположены только верховья рек. В сложившейся ситуации при небольших расходах малых рек и невысокой величине питания накопители сточных вод становятся дополнительными источниками питания для малых рек.

В третьей главе рассматриваются основные типы накопителей промышленных стоков. Дана характеристика накопителей стоков различных отраслей промышленности. Рассмотрены классификации накопителей по условиям складирования стоков, рельефа местности, емкости накопителя и высоты ограждающих дамб. Представлена общая характеристика изучаемых накопителей, произведена оценка их воздействия на изменение гидродинамических и гидрохимических условий территорий, прилегающих к накопителям..

Накопители сточных вод (шламохранилища) относятся к группе фиксированных, постоянно действующих источников загрязнения поверхностного типа. Практически все шламохранилища Свердловской области построены и эксплуатируются без создания каких-либо защитных экранов их основания (ложа). Поскольку емкость накопителей ограничена, предусматривается сброс отстоенной воды из накопителя в поверхностную гидросеть, однако наряду с этим существуют и фильтрационные потери из- под дна накопителя в количествах, не предусмотренных проектами данных сооружений.

Большинство этих стоков содержат значительные концентрации взвешенных частиц, сульфатов, железа, марганца, ванадия, а также меди и цинка (табл. 4). Причем наличие взвешенных частиц, сульфатов, железа, марганца и ванадия определяется химическим составом обрабатываемой руды, а меди и цинка – связано с процессами обработки и травления стали.

В результате фильтрационных потерь из накопителя сточные воды смешиваются с природными и изменяют химический состав последних, часто делая их непригодными для питья.

В естественных условиях отмечается малая минерализация подземных вод (до 0,3 г/дм3), низкая жесткость (до 3 мг-экв/дм3), гидрокарбонатный кальциево-магниевый состав с содержанием сульфатов до 50 мг/дм3, хлоридов до 30 мг/дм3, незначительные содержания микрокомпонентов, отсутствие признаков техногенного воздействия.

Таблица 4

Состав сточных вод в накопителях

Наименова-ние объекта

Показатели

рН, д.ед.

Сl-, мг/дм3

SO42-,

мг/дм3

Жест-кость общая, мг-экв/дм3

Взвеш. в-ва, мг/дм3

Сухой остаток,

г/дм3

Fe, мг/дм3

Cu, мг/дм3

Zn, мг/дм3

Шламонако-питель РММЗ

2,9

61,4

1620,0

8,7

78,5

2,4

244,0

3,700

3,85

Шламохрани-лище НТМК (в пойме р.Тагил)

8,1

51,3

115,0

3,5

15,0

0,8

1,5

0,012

0,50

Шламохрани-лище, г. Алапаевск

7,1

30,5

457,0

6,0

6,7

1,2

1,47

0,036

0,15

Шламохрани-лище, г. Качканар

6,9

46,7

309,0

4,5

246,0

0,6

1,45

0,038

0,09

Шламохрани-лище,

г. Кушва

6,5

58,3

340,0

7,0

70,0

0,8

0,97

0,046

0,02

ПДКХПВ

6-9

500,0

7,0 (10)

1,0

0,3

0,1

5,0

ПДКрыбхоз

6,5-8,5

350,0

100,0

0,25 к фону

0,1

0,001

0,01

Такая гидрохимическая обстановка свойственна для грунтовых гидродинамических систем с активным водообменном в силикатных интрузивных массивах, сложенных породами основного состава без рудной минерализации.

Современный гидрогеохимический облик подземных вод территорий размещения накопителей отличается от естественного. Исходный гидрокарбонатный кальциево-магниевый состав преобразуется в сульфатно-гидрокарбонатный магниево-кальциевый с сухим остатком 0,5-0,7 г/дм3, общей жесткостью 7-11 мг-экв/дм3, содержанием сульфатов 160-360 мг/дм3, хлоридов 30-80 мг/дм3, в подземных водах появляются компоненты, не типичные для них в естественной обстановке (Fe, Cu, Zn, Mn) в количествах, нередко превышающих предельно допустимые.

Эксплуатация технических водоемов сопровождается существенным нарушением естественного гидродинамического режима подземных вод прилегающих территорий. Нарушение гидродинамического режима проявляется в коренном изменении уровенного режима (подъем уровней на 1-3 м за период эксплуатации накопителя 25-30 лет), скоростей и направлений фильтрации подземных вод, изменении условий питания водоносных горизонтов.

В четвертой главе рассмотрено влияние подземного стока накопителей на изменение состава поверхностных вод. Произведен расчет величины фильтрационных потерь из накопителей различными методами, в том числе и математического моделирования. Дан анализ изменения качества поверхностных вод, протекающих в зонах влияния накопителей. Разработаны геофильтрационные модели изучаемых объектов.

В условиях Среднего Урала на территориях, где расположены исследуемые накопители, выделяют три слоя модели: зону аэрации, водоносный горизонт и поверхностные воды. Последовательно задав их в модели (рис. 4, табл. 6), присвоив соответствующие значения и произведя калибровку можно получить действующую гидродинамическую модель накопителя, при небольшой корректировке применимую и на других подобных объектах.

Компонент программного комплекса МodTech – Моделирование геофильтрации – предназначен для решения гидрогеологических (геоэкологических) задач, связанных с анализом и прогнозом движения подземных вод. Он позволяет осуществлять моделирование:

- в стационарных и нестационарных условиях;

- в многослойных и анизотропных в плане системах;

- при напорном и безнапорном режимах;

- при наличии или отсутствии связи с поверхностными водами;

- при наличии или отсутствии инфильтрационного питания.

Моделирование геофильтрации в данной программе основано на решении систем дифференциальных уравнений динамики подземных вод в многослойных толщах. Для решения таких систем используется метод конечных разностей (метод сеток), который сводит постановку задачи к системе линейных, квазилинейных или нелинейных конечно-разностных уравнений, решаемых различными численными методами. В программе предусмотрены несколько методов, из которых в данной работе был использован метод шахматного алгоритма Чебышёва. Любой заданный параметр (характеристика) может быть переменным во времени.

При схематизации природных условий определялся тип каждого расчетного слоя модели и набор характеризующих его гидрогеологических параметров и характеристик (рис. 4). Область моделирования в плане разбивалась равномерной прямоугольной сеткой с пространственными шагами по осям координат.

Границы моделей

Таблица 5

Границы модельных областей

Участок

Направление

С

Ю

З

В

Ревдинский

Водораздел

Глиняный карьер

Водораздел

р.Каменушка

Тагильский

Водораздел

Водораздел

р.Тагил

Водораздел

Слои модели

Таблица 6

Слои модели и их характеристика

Участок

№ слоя

Описание пород

Ревдинский

1

Зона аэрации

2

Поверхностные воды: р.Каменушка

3

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»