- •ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ
- •ВИМОГИ ДО ОФОРМЛЕННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ
- •Приклад для розрахунку
- •Завдання для самостійної роботи
- •Приклад кількісної оцінки ступеня захищеності ґрунтових вод
- •Завдання для самостійної роботи
- •Глибина ,м
- •Група відкладень
- •Приклад якісної оцінки ступеня захищеності ґрунтових вод
- •Завдання для самостійної роботи
- •Приклад розрахунку
- •Завдання для самостійної роботи
- •Перелік посилань
Таблиця |
2.4 - Градації потужностей |
слабко проникних |
порід зони |
|||||
|
|
аерації та кількість балів, яка їм відповідає |
|
|
||||
Номер |
|
Потужність |
|
Група відкладень |
|
|
||
Градації |
|
відкладень , м |
a |
|
в |
|
c |
|
1 |
|
<2 |
1 |
|
1 |
|
2 |
|
2 |
|
2-4 |
2 |
|
3 |
|
4 |
|
3 |
|
4-6 |
3 |
|
4 |
|
6 |
|
4 |
|
6-8 |
4 |
|
6 |
|
8 |
|
5 |
|
8-10 |
5 |
|
7 |
|
10 |
|
6 |
|
10-12 |
6 |
|
9 |
|
12 |
|
7 |
|
12-14 |
7 |
|
10 |
|
14 |
|
8 |
|
14-16 |
8 |
|
12 |
|
16 |
|
9 |
|
16-18 |
9 |
|
13 |
|
18 |
|
10 |
|
18-20 |
10 |
|
15 |
|
20 |
|
11 |
|
>20 |
12 |
|
18 |
|
25 |
|
Примітка : а – супіски , легкі суглинки , с – важкі суглинки , глини ; в – суміш порід груп а та с.
Приклад якісної оцінки ступеня захищеності ґрунтових вод
В межах ділянки зона аерації представлена легкими суглинками (середня потужність 3,5м) та супісками 2,5м), а водоносний горизонт (середня потужність 5м) складений крупнозернистими пісками. Мінімальна глибина
залягання |
рівня |
ГВ |
визначається |
для |
грудня-лютого(час |
випадення |
||||
мінімальної кількості опадів) і складає у середньому 6,5м. |
|
|
||||||||
Згідно з |
табл.. |
2.2 глибина залягання ГВ |
відповідає першій |
градації |
||||||
(<10м), тобто відповідає 1 балу. За літологічними особливостями зони аерації |
||||||||||
(група |
а |
табл.. |
2.4) |
набирає ще 4 бали. Отже, сума |
складає 5 |
балів, що |
||||
відповідає |
значенню |
ПЗ, відповідному 1 категорії |
захищеності (табл.. |
2.3). |
||||||
Така |
низька |
природна |
захищеність |
дозволяє |
припускати |
можливість |
інтенсивного техногенного впливу на ГВ, залягаючи в умовах ділянки, що розглядається.
Завдання для самостійної роботи
Зробити якісну оцінку ступеня захищеності ґрунтових .водВаріанти представлені у таблиці 2.5 (Додаток Е).
3. ЗАБРУДНЕННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД В РЕЗУЛЬТАТІ ЗМІНИ ЛАНДШАФТІВ
1.Забруднення підземних вод в результаті антропогенної зміни ландшафтів. Накопичувачі рідких відходів.
2.Стадії забруднення підземних вод.
3.Потужність шарів водоносних обріїв– фактор, що регламентує місткість забруднюючих речовин у промислових накопичувачах відходів.
Серед техногенних джерел, що ведуть до зміни ландшафтів, особливу небезпеку представляють поверхневі наземні ємності, призначені для нагромадження і складування рідких і твердих відходів.
Пристосовані вони до природних і штучних поглиблень рельєфу й обваловані (обнесені) дамбами.
Приймачі |
відходів |
входять |
у |
систему |
промислової |
каналізаці |
підприємств |
хімічної, металургійної, |
гірничодобувної, |
нафтохімічної, |
|
целюлозно-паперової, фармацевтичної та інших промислових галузей.
Як приймачі рідких відходів часто розглядаються поля фільтрації і поля зрошення стічними водами.
1. Ставки - накопичувачі, випарювачі, буферні ставки. Служать для скидання в них і нагромадження з наступним частковим скиданням у водотоки (накопичувачі).
Якщо зі ставка йде постійне скидання у ріку чи водойму транзитом, ставок називають буферним.
Площі їх складають від n×1 км2 до n×10 км2. Глибина може складати від 3 до 40 м. Термін заповнення – 15 - 20 років. На днищах – рідкі слабо проникні екрани.
2.“Білі моря” - для складування рідких і твердих відходів(пульпи)
содових і содово-цементних заводів(на поверхні утвориться біла кірка від солей хлоридів з мінералізацією150–200г/л). Пульпа накопичується близько
10-12 місяців, а |
скидання |
продовжується1-2 |
місяці. |
Днище |
екранується |
||||||
глинистими породами товщиною до40 см і обваловується. Розташовують на |
|||||||||||
терасах (площа n×104 км2). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
3. |
Хвостосховища. Можуть |
бути рівнинні, ярово - балкові. Тверда |
||||||||
частина осідає, а прояснена рідка частина йде в оборотне водопостачання. При |
|||||||||||
розтіканні пульпи утворюються хвости(осідання твердих часток: великі – |
|||||||||||
середні – маленькі). Можуть займати кілька км2. |
|
|
|
|
|
||||||
|
Склад стічних вод може бути в залежності від виробництва(рудо- |
||||||||||
збагачуючі комбінати: НCl, H2SO4, цинковий і мідний купорос, феноли). |
земляні |
||||||||||
|
4. |
Шлаконагромадження |
(шлакосховища) |
– великі |
|||||||
спорудження, що |
займають |
значні |
площі, глибиною |
до 50 |
м |
і терміном |
|||||
експлуатації |
більше 25 |
років. Служить для |
прийняття |
твердих |
відходів |
||||||
металургійної промисловості – шламів, що подаються гідравлічним способом. |
|||||||||||
Разом |
зі |
шламом |
подається |
багато |
стічних, що |
водосвітлюються, |
|||||
прохолоджують і перемішуються. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Шлам – суспензія дрібних (до 10 – 40 мм) часток у воді; порошки й осад, |
||||||||||
що утворюються під час електролізу Cu, Zn і т.д. |
|
|
|
|
|
5. |
Поля зрошення. Служать для очищення стічних вод фільтрацією й |
||||||
одночасно утилізацією шляхом зрошення і вирощування с/г культур. На |
|||||||
комунальних |
полях зрошення– очищення, на |
хліборобських – |
очищення |
||||
значення не має, використовуються стічні води. |
|
|
|
|
|||
6. |
Поля |
фільтрації. Тільки |
на піщаних ґрунтах. Для |
очищення |
|||
стічних вод навантаження складає 80 – 300 м3 на га в добу. |
|
|
|
||||
7. |
Полігони твердих побутових відходів. Утворюються фільтрати, |
||||||
що забруднюють підземні води. |
|
|
|
|
|
||
Золовідвали |
(шламовідвали) – |
займають |
великі |
площі |
земляних |
ємностей, де складуються відходи від електростанцій; характерним елементом є Са. У великих кількостях увних : Si , Al2O3, Fe2O3.
Процеси забруднення підземних вод відбуваються в 3 стадії:
1)прохідна фільтрація зі сховища (РВприймача відходів). СВ інфільтруються крізь зону аерації, в результаті чого на поверхні ґрунтових вод починається процес утворення“бугра” забруднених вод. Вільна фільтрація продовжується доти, поки потік зі сховища відходів не зімкнеться
зобрієм підземних вод. Тривалість вільної фільтрації близько 1-2 років. Разом
зростом “бугра” забруднених вод відбувається їхнє розтікання у обрії ґрунтових вод;
2)змішування змінених із ґрунтовими;
3) рух забруднених |
вод |
і |
розподіл |
забруднюючих речовин |
водоносному обрії. В цей час відбувається |
формування ділянки забруднення |
водоносного обрію.
Формування зони забруднення підземних вод – це складні гідродинамічні
іфізико – хімічні процеси , що залежать від багатьох факторів.
3.1Регламентація місткості забруднюючих речовин у промислових
накопичувачах.
Стічні води, що фільтруються з накопичувача, забруднюють у першу чергу, верхню частину водоносного обрію, потом забруднення поширюється в глибину. У малопотужних обріях забруднюється весь обрій, а в обріях значної потужності - верхня і середня частини. Тому приймається, що змішування стічних вод, що фільтруються з накопичувачів у підземні води, відбувається цілком при потужності шару менше 20м; на 80 % при 2040м; на 70 % при потужності шару більше 40 м.
Відстань у м(хо), що проходять забруднені води протягом року(365 днів) униз при потоці підземних вод
|
X 0 |
= |
K ф × i × 365 |
|
(3.1) |
|
n |
||||
|
|
|
|
||
де |
Кф – коефіцієнт фільтрації, м/добу ; |
|
|||
|
і - гідравлічний ухил; |
|
|
|
|
|
n - пористість ґрунтів. |
|
|
|
|
Якщо відома відстань(L) від краю полігону до , рікиу яку розподіляються ґрунтові води, то можна визначити, через скільки років забруднення досягає ріки:
t = |
L |
(3.2) |
|
X 0 |
|||
|
|
Відстань розподілу забруднюючих речовин нагору у потоці приблизно можна прийняти рівною100м, а в бічні сторони20-200м, тобто границя розподілу забруднюючих речовин у потоці обмежується вгору за течією і з боків і не обмежується вниз у потоці ґрунтових вод.
Граничний зміст токсичних речовин у промислових рідких відходах у накопичувачі розраховується за формулою:
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
é |
|
|
|
|
1 |
ù |
|
|
|
|
|
|
Cmax |
|
(K m × m × L * n + 0.2W ) - K m |
× m × Lêx0 |
× C0 + |
(L × n - x0 )(Cmax |
- C0 )(1 - |
|
|
)ú |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Cr |
= |
|
|
|
|
|
|
|
ë |
|
|
|
|
T û |
(3.3) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0.2W |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
де |
|
Сr |
- |
гранична |
місткість |
токсичної |
речовини |
в |
промислових рідких |
|
||||||||||
відходах у накопичувачі, мг/л; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Смах |
- |
максимальна |
задана |
концентрація |
токсичної |
|
|
|
речовини |
в |
||||||||
підземних водах під нагромаджувачем (10 ГДК), мг/л; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
С0 |
- |
кількість |
токсичної |
речовини |
в ґрунтових водах |
|
|
в |
природних |
|
||||||||
умовах, мг/л; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
m - потужність водоносного обрію, м; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Кm |
- |
безрозмірний |
коефіцієнт, |
що |
відображає |
процес |
|
змішування |
|
|||||||||
стічних вод з підземними в залежності від потужності водоносного обрію; |
|
|||||||||||||||||||
|
|
L - довжина блоку накопичувача, м; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
n - пористість водоносних порід; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
W - річний обсяг стічних вод, що скидаються в нагромаджувач, м3; |
|
|||||||||||||||||
|
|
0,2W - річний обсяг стічних вод, що фільтрується з накопичувача, м3. |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х0 = 365×і×Кф, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
де |
|
Кф - коефіцієнт фільтрації водоносних порід , м/добу; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
і - гідравлічний ухил. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Т |
= |
tе +5 – розрахунковий |
час, |
при |
закінченні |
якого концентрація |
|
|||||||||||
токсичної |
речовини |
в підземних |
водах не |
повинна |
перевищувати |
значення |
|
Сmax;
tе – час експлуатації накопичувача (15 – 20 років).
5 – середня кількість років інфільтрації стічних вод після припинення чи експлуатації скидання в сховище рідких відходів.
Якщо C0 =0, або якщо вміст забруднюючої речовини в природних умовах дуже маленький, то формула (3.3) буде мати вигляд:
Cr = Cmax (K m × L2 × n + 0.2W ) - K m × m × L[x0 × C0 + (L × n - x0 )]
0.2W
Для визначення абсолютно припустимої маси токсичної забруднюючої речовини в накопичувачі проводиться розрахунок за формулою: