Оценка запасов подземных вод инфильтрационного водозабора - Кусковский В.С.
ISBN 5-7692-0490-7
Скачать (прямая ссылка):
5. ХАРАКТЕРИСТИКА КАЧЕСТВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД С НАЧАЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ
Как отмечалось ранее, вода по органолептическим свойствам соответствовала требованиям СанПиН 2.1.4.559-96 на протяжении всего срока эксплуатации.
По данным химических анализов (См. прилож., табл. 7—9), солевой состав постоянный и представлен сочетанием гидрокарбонатов кальция и магния при величине общей минерализации, не превышающей 0,4 г/дм3, в основном — 0,3 г/дм3. Среди анионов преобладает гидрокарбонат ион (70— 90 %), среди катионов — кальций (40—80 %). Хлориды и сульфаты присутствуют в незначительном количестве. Величина pH уменьшается от 7 до 8 и характеризует слабощелочную реакцию среды. Соединения азота различных степеней окисления (азот амонитный, нитритный, нитратный) содержатся в количествах ниже ПДК.
С начала эксплуатации значительных изменений в химическом составе подземных вод не обнаружено. Основной проблемой остается повышенное содержание железа общего, превышающего ПДК в 5—18 раз, и содержание марганца, превышающего ПДК в 1,2—8 раз. Новосибирское водохранилище как основной источник питания является и потенциальным источником загрязнения подземных вод. Ухудшение качества воды в нем ведет к ухудшению качества подземных вод. Так, в июле 1998 г. в пробах воды, отобранных в Бердском заливе, было обнаружено содержание ртути в количестве до 0,0009 мг/дм3, повышенное ее содержание от 0,2 до 1,1 ПДК также отмечалось в скважинах (Зэ, 1э, 4Э, 5Э, 5бис, 10э). В некоторых пробах, отобранных в апреле 1998 г., ртуть содержалась в количестве 0,0002— 0,00005 мг/дм3 (ПДК 0,0005), в октябре 1998 г. — 0,0009 мг/дм3 (скв. 8Э), в скважине 10э —00004 мг/дм3. В скважинах 12э, Зэ, 5бис, 4бис, 4Э, Збис, 2Э, 16ис концентрация ртути составила 0,00002—0,00005 мг/дм3.
Практически постоянно в подземных водах присутствует мышьяк от 0,02 до 0,28 мг/дм3 (ПДК — 0,05 мг/дм3) (см. прилож., табл. 8). Выяснить источник поступления этих элементов пока не удается.
Использование Новосибирского водохранилища как рекреационного и судоходного водоема привело к появлению и накоплению нефтепродуктов в воде и донных отложениях (см. прилож., табл. 8). Так, в скважине Зэ, работающей с производительностью до 3000 м3/сут при динамическом уровне, пониженном до отметки 85,0 м, содержание нефтепродуктов достигло 0,98 мг/дм3 (ПДК — 0,3 мг/дм3). В результате значительного увеличения
градиентов потока песчаный водоносный горизонт прекращает выполнять функции фильтра очистки воды, при этом происходит подтягивание загрязненных нефтепродуктами придонных вод водохранилища.
Появление в подземных водах водозабора фенолов и пестицидов даже в незначительных количествах также связано с загрязнением этими веществами воды в водохранилище.
Согласно заключению лаборатории Института органической химии СО РАН [12], основными классами органических соединений, определенных в пробах, являются: углеводороды состава С14—С30, высшие жирные кислоты и их эфиры, высшие спирты, альдегиды и кетоны, кислородосодержащие и азотосодержащие соединения природного происхождения, природные стероидные соединения, фенолы и анизолы с разветвленными алкильными группами, акилбензолы с разветвленными алкильными группами, пластификаторы (эфиры фталевой кислоты, эфиры адитеновой кислоты и др.) ПАУ (полиароматические углеводороды), сера состава Sg (только в донном осадке).
Концентрации вышеперечисленных органических веществ ниже установленных для них ПДК. Обнаруженные предельные и непредельные углеводороды нормального изостроения в основном составе С14—С30 являются, по-видимому, остатками тяжелых топлив, масел и смазок, не исключено также их природное происхождение. Обнаруженные на 1—2 порядка ниже ПДК, ПХБ (полихлорбефинилы) могут входить в состав пластификаторов, масел и смазок.
Из вышеизложенного следует, что за последнее время (особенно с 1997 г., когда начала осуществляться Программа расширенного гидрохимического контроля за качеством воды) отмечается присутствие, в незначительных количествах, загрязняющих веществ и техногенного характера, а основной источник их поступления — Новосибирское водохранилище.
На водозабор© работает станция обезжелезивания, состоящая из десяти напорных фильтров, диаметром 3,04 м и высотой 5,05 м. В качестве материала фильтра применяется щебень альбитофировый из карьера «Горный», высота фильтрующего слоя 3,0 м, скорость фильтрации воды достигает 20 м/час.
Содержание железа в воде, проходящей через фильтры, уменьшается до 0,27—0,3 мг/дм3, марганца до 0,1—0,3 мг/дм3, мышьяк и ртуть в воде не обнаружены, нефтепродукты присутствуют в количестве до 40 мкг/дм3.
б. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАДАЧ ГЕОФИЛЬТРАЦИИ
6.1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Математическое моделирование широко применяется для расчета изменений гидрогеологических условий в зонах влияния различных водохозяйственных сооружений, в том числе и подземных водозаборов [13—16].
Теоретические исследования по прогнозу уровней грунтовых вод и пьезометрических напоров сводятся в рамках гидравлической теории [17] к решению различных задач плановой неустановившейся фильтрации. Применительно к подземным водозаборам определение функции напора H(x,y,t) в случае однопластовой схемы сводится к решению следующей задачи:
