24.2 Мониторинг подземных вод, его назначение, виды, состав наблюдений и использование результатов.
Мониторинг проводиться на участках расположения сети наблюдательных скважин, колодцев и др водопунктов, с целью изучения естественного техногенного режима ПВ, контроля и прогнозирования изменения для управления происходящими гидрогеохимическими процессами.Режимные наблюдения составляют часть мониторинга.
Мониторинг подземных вод
Мониторинг подземных вод изучает их состояние в природном (естественном) или нарушенном состоянии, обусловленном воздействием различных техногенных источников. В природном состоянии подземные воды характеризуются естественными закономерностями формирования гидродинамического и гидрохимического режима. Под влиянием различных видов хозяйственной деятельности (добыча полезных ископаемых, в том числе и подземных вод; строительство и эксплуатация водохранилищ, мелиоративных систем; городские агломерации, полигоны захоронения сточных вод и др.) естественное состояние подземных вод изменяется.
Государственный мониторинг подземных вод является частью государственного мониторинга состояния недр (ГМСН) и одной из составных частей государственного геологического изучения недр Российской Федерации, (ст. 36.1 Закона «О недрах»).
Положением о порядке осуществления Государственного мониторинга состояния недр Российской Федерации, утверждённым приказом МПР России от 21.05.2001г. № 433 (регистрационный № 2818 от 24.07.2001г.), определены цель, задачи и структура системы мониторинга, а также области взаимодействия с федеральными органами исполнительной власти, организация системы, порядок получения и использования информации о состоянии недр. Некоторые изменения принципов организации, структуры и направлений мониторинга состояния недр определены Приказом Роснедра № 1197 от 24.11.2005г. и соответствующими методическими документами, определяющими выделение объектов мониторинга различного уровня по каждой из его функционирующих подсистем.
Объектами мониторинга подземных вод являются:
гидрогеологические структуры (бассейны подземных вод);
гидрогеологические подразделения (водоносные горизонты, комплексы, зоны);
месторождения подземных вод;
участки недр, эксплуатируемые водозаборами.
Нарушенное состояние характеризуется изменением их уровенного, температурного и гидрохимического режима. В рамках подсистемы мониторинга подземных вод изучаются также их прогнозные ресурсы и эксплуатационные запасы, добыча и использование питьевых, минеральных, технических вод, их загрязнение.
Мониторинг подземных вод осуществляется по государственной опорной сети, который включает наблюдения за уровнем, температурой и качественным составом подземных вод под влиянием природных и техногенных факторов. Прослеживается влияние отбора подземных вод и их загрязнения на другие компоненты окружающей природной среды. Государственная наблюдательная сеть за подземными водами на территории ДВФО состоит из более 100 наблюдательных пунктов, для каждого из которых определён целевой комплекс наблюдений. С 2005 по 2010г. государственная наблюдательная сеть существенно сократилась (с 231 до 100) пунктов наблюдений.
Наблюдения осуществляются как в ручном так и в автоматизированном режиме с передачей данных посредством сотовой связи. Результаты наблюдений обрабатываются и обобщаются.
Мониторинговые наблюдения проводятся также путём проведения специальных эколого-гидрогеологических обследований объектов недропользования (водозаборных сооружений) и объектов, являющихся потенциальными источниками негативного воздействия на состояние подземных вод (предприятия, в технологическом цикле которых используются опасные вещества, или накапливаются токсичные отходы производства). В рамках государственного мониторинга также обрабатывается информация объектного мониторинга недропользователей. Результатом обобщения является информационная регламентная продукция, предусмотренная Приказами Федерального агентства по недропользованию № 1197 от 24 11.2005 и №666 от 01.08.2008г.
24.3. Основными физико-механическими свойствами грунтов являются: 1. Гранулометрический состав, т. е. процентное содержание по весу частиц различной крупности: гальки (40 мм), гравия (2—40 мм), песка (0,25—2 мм), песчаной пыли (0,05— 0,25 мм), пылеватых частиц (0,005—0,05 мм) и глинистых частиц (менее 0,005 мм). 2. Объемный вес, т. е. отношение веса грунта к его объему при естественной влажности. Для грунтов он составляет от 15 до 20 кн/м3 (1,5—2 г/,и3). 3. Пористост ь — объем пор, заполненных водой и воздухом в процентах от общего объема грунта. Она характеризуется коэффициентом пористости, представляющим собой отношение объема занятых водой и воздухом пор к объему твердых частиц. 4. Весовая влажность — отношение веса воды к весу сухого грунта в %. 5. Связность (взаимное сцепление частиц) — способность грунта сопротивляться разделению на отдельные частицы под действием внешних нагрузок. Типичным представителем связных грунтов являются глину, несвязных грунтов — сухие пески. 6. Пластичность — свойство грунта изменять свою форму под действием внешних сил и сохранять эту форму после удаления внешних сил. Наибольшей пластичностью отличаются влажные глины; песок и промытый гравий — материалы непластичные. 7. Прочность. В связи с тем, что грунты, особенно не связные, имеют незначительную прочность, не удается пользойваться такими характеристиками, как прочность на одноосное. 8. Сопротивление сдвигу. Под действием механической нагрузки грунт разрушается в результате деформаций, превосходящих предельные значения. Считается, что эти деформации происходят по плоскостям скольжения (плоскостям, по которым происходит сдвиг одних частиц относительно других). При разрушении грунта частицы сопротивляются относитель—ному сдвигу. Это сопротивление характеризуется величиной, сцепления. Сопротивление сдвигу по плоскости скольжения уве-личивается в результате внутреннего трения частиц, возникаю щего под действием нормальных напряжений.
Если выделить условно сдвигаемую частицу грунта, то напряжения, действующие в плоскости скольжения частицы, могут быть упрощенно представлены так, как показано на рис. 49.
Рис. 48. Предел прочности на одноосное сжатие мерзлых грунтов в зависимости от температуры и влажности ш в :
Рис. 49. Условия равновесия частицы грунта на откосе
9. Угол естественного откоса ф — угол у основания конуса, который образуется при отсыпании разрыхленного грунта с некоторой высоты. Этот угол зависит от величины коэффициента внутреннего трения и от связности. Для несвязных грунтов угол естественного откоса равен углу внутреннего трения.
Величины углов естественного откоса приводятся в табл. 8.
10. Сопротивл ени е грунта вдавливанию. При вдавливании в грунт штампа или какой-либо опорной поверхности (ходовой части машины, элемента рабочего органа) под штампом происходят деформации в условиях, близких к всестороннему сжатию (т. е. когда на элемент грунта действуют одновременно окружающий массив и поверхность штампа так, что элемент оказывается сжатым со всех сторон).
Чем ближе к поверхности грунта расположен элемент, тем меньше влияние всестороннего сжатия. Вдавливание на небольшую глубину (до 1 см) называют смятием. При этом усилие, необходимое для вдавливания штампа, во много раз меньше, чем при вдавливании штампа на значительную глубину.
В частности, допускаемые нагрузки для ходовых частей” машин предусматривают погружение до 6—12 см. Величина усилия, необходимого для вдавливания штампа, зависит от размеров штампа. Чем меньше он, тем больше должно быть удельное усилие при вдавливании.
11. Абразивность (от латинского слова abrasio — соскабливать) — способность материала оказывать истирающее действие на другой материал. Абразивность грунтов из горных пород в значительной степени определяет износ рабочих органов землеройных машин. Имеются различные методы оценки аб-разивности, однако все они пока еще являются относительными, так как износ зависит от удельных давлений, скорости взаимного перемещения и прочностных показателей. При одних и тех же прочностных показателях величина износа может быть различной.
Коэффициент трения грунта о сталь зависит от состояния поверхности стали и физико-механических свойств грунта.
13. Разрыхляемость определяется как отношение объема разрыхленного грунта Vp к объему V первоначальному (в плотном теле).
Первоначальное разрыхление — это разрыхление, наблюдаемое сразу после отделения грунта от массива; остаточное разрыхление наблюдается через некоторое время после укладки грунта в отвал или насыпь, где происходит его самоуплотнение без трамбования.