Гидрохимическое опробование

Гидрохимическое опробование является неотъемлемой частью инженерных изысканий для строительства промышленных предприятий с большим объемом отходов производства.

Под гидрохимическим опробованием понимают изучение химического состава подземных вод, направленное на решение задач рационального выбора участков размещения накопителей промышленных отходов, разработки проектов и осуществления мероприятий по сохранению качества подземных вод используемых для хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения.

Гидрохимическое опробование производится из естественных источников (родников), колодцев, скважин, пробуренных в районе изысканий, разведочных горных выработок, водозаборных скважин, поверхностных водотоков, мест сброса и утилизации промышленных отходов. Предусматривается также поинтервальный отбор проб воды на последующий анализ.

Объемы гидрохимического опробования определяются площадью исследуемой территории геолого-гидрогеологическими условиями, типом и размерами проектируемых сооружений. Скважины для изучения химсостава подземных вод бурятся «всухую», без промывки. Отбор проб воды производится после прекращения бурения, установления уровня и осветления воды в скважине. В каждом створе разведочных скважин отбирается на менее трех проб.

Материалы гидрохимического опробования предоставляются в виде графиков, таблиц, статистических расчетов, позволяющих более четко проследить тенденции к изменению химического режим наблюдаемых горизонтов подземных вод.

Отчетным документом гидрохимического опробования должны быть: заключение о рациональном выборе места строительства; заключение о защите сооружений от подземных вод; программа наблюдений за химическим режимом подземных вод в процессе эксплуатации сооружений с обоснованием числа наблюдательных точек и их размещения на исследуемой площадке.

В процессе инженерных изысканий могут предусматриваться стационарные наблюдения за динамикой развития физико-геологических процессов и явлений, режимом уровня и составом подземных вод, температурой грунтов и подземных вод.

В процессе инженерно-геологической съемки устанавливают или уточняют места, выбранные в процессе рекогносцировки для постановки стационарных наблюдений за геологическими компонентами природной среды (режим уровня и химический состав подземных вод, температура грунтов и воды, динамика развития физико-геологических процессов и т.д.) и организовывают их регулярное проведение на оборудованных постах, станциях или сетях.

Стационарные наблюдения

Стационарные наблюдения проводятся в течение всего времени производства работ, а при необходимости продолжаются на дальнейших этапах изысканий в процессе строительства и эксплуатации сооружений.

Для прогноза изменения уровня грунтовых вод на застраиваемых территориях в процессе стационарных гидрогеологических наблюдений изучают: естественный и нарушенный режимы приповерхностных подземных вод и вод более глубоких горизонтов при наличии гидравлической связи между ними, и механизм их взаимодействия.

Наблюдательная сеть размещается по створам от водораздела к дренам на всех геоморфологических элементах.

При однородном строении первого от поверхности водоносного горизонта на каждом геоморфологическом элементе закладывается как минимум по 2 – 3 наблюдательных скважины. При неоднородном (в плане) строении водоносного горизонта число скважин увеличивается с учетом изучения основных литологических разностей водовмещающих пород, отличающихся фильтрационными свойствами.

При наличии верховодки или слоистом строении водоносного горизонта закладываются кусты наблюдательных скважин, с фильтрами, установленными в каждом водоносном прослое.

При размещении наблюдательных пунктов стационарной сети на застроенных территориях учитываются принципы размещения пунктов для незастроенных территорий, а также учитывается характер застроенности и степень инженерной подготовки территории, организация строительных работ, характер изменения гидрогеологических условий.

Стационарная сеть на застроенных территориях включает:

- одиночные скважины, расположенные по створам от водоразделов к дренам; сеть скважин на расстоянии 150-500 м друг от друга, которая сгущается вблизи водонесущих коммуникаций и сооружений;

- кусты скважин с фильтрами, расположенными на разных водоносных горизонтах или по глубине потока при неоднородном строении водоносного пласта;

- расчетные балансовые створы скважин для расчета гидрогеологических параметров и составления баланса грунтовых вод;

- балансовые участки для изучения движения влаги в зоне аэрации.

Изучение режима химического состава подземных вод проводится с целью:

- оценки изменения агрессивности подземных вод;

- составления прогноза возможного засоления земель в результате мелиорации;

- определения возможного ухудшения качества подземных вод, используемых для водоснабжения в результате искусственного загрязнения;

- изучения условий формирования подземных вод (их питание, разгрузка) и для оценки влияния строительства на изменение водного баланса и т.д.

В зависимости от целей исследования и гидрогеологических условий состав и методики наблюдений за режимом химического состава подземных вод могут быть весьма различны.

Основным видом химического состава подземных вод является сокращенный анализ, предусматривающий определение следующих ионов:

CL^-, SO₄^2-, HCO₃^2-, CO₃^2-, Mg²⁺,Na⁺, K⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, NO₃^-, NO₂^-, NH₄⁺, а также рН, жесткости, физических свойств и сухого остатка.

Наблюдение за режимом подземных вод производят на оборудованных скважинах или источниках. Конструкция скважин определяется гидрогеологическими условиями территории. Диаметр скважин должен быть не менее 75 мм для производства замеров переносными или стационарными приборами и периодической чистки при заиливании. При оборудовании наблюдательных скважин соблюдаются следующие условия:

• устья скважин и затрубного пространства цементируются или трамбуются глиной;

• вышележащие горизонты должны быть надежно изолированы;

• фильтры устанавливаются в зависимости от гранулометрического состава и степени трещиноватости пород водоносного горизонта;

• фильтры устанавливают на такую глубину, чтобы он не осушился даже при самом низком положении уровня грунтовых вод;

Устье скважин и верх обсадной трубы (или патрубка), от которой производится замер, должны быть занивелированы и определена абсолютная отметка устья и его координаты. Все эти данные заносятся в паспорт наблюдательной скважины. Режим подземных вод определяется целевым назначением.

Наблюдения проводятся с целью изучения:

• изменения качества воды, используемой для питьевых и технических целей во времени. Температура является одним из параметров, определяющих возможность использования воды;

• взаимодействия поверхностных и подземных вод, вод различных водоносных горизонтов;

• строения толщи путем термокаротажа и т.д.

Наблюдения проводятся по всему стволу скважины через определенные интервалы. Измерение температуры подземных вод производится ленивыми и максимальными термометрами, заключенными в металлическую гильзу. Ленивый термометр представляет собой специальный ртутный термометр, вмонтированный в металлическую оправу. Для измерения температуры термометр выдерживается в скважине на нужной глубине 10-15 мин.