3.2 Расчет и оценка агрессивности подземных вод

Оценка качества воды по отношению к бетону производится по нормам и техническим условиям Н 114-54 «Бетон гидротехнический. Признаки и нормы агрессивности воды-среды».

1 Выщелачивающая агрессивность

= 5,2894 мг-экв/дм³

= 2,1528 мг-экв/дм³

Вода является агрессивной по отношению к бетону, при карбонатной жесткости меньше 0,54-2,14 мг-экв/ дм³, следовательно, вода неагрессивная;

2 Углекислая агрессивность

Исследуемая вода имеет карбонатную жесткость более 1,4 мг-экв/ дм³, следовательно, в ней не проявляется агрессивность в отношении металла (коррозия) и бетона.

3 Общекислотная агрессивность

Показатели исследуемой воды:

pH = 5,7

= 5,2894 мг-экв/дм³

= 2,1528 мг-экв/дм³

Можно сделать вывод, что вода агрессивная для всех видов цементов.

4 Сульфатная агрессивность

= 207 мг/ дм³, вода является неагрессивной, т.к. содержание иона меньше 250 мг/ дм³.

5 Магнезиальная агрессивность

= 25 мг/ дм³, вода является неагрессивной, т.к. содержание ионов меньше 5000 мг/ дм³.

Корродирующая способность воды:

Для кислотных вод вычисляется по формуле:

К_к = rH⁺ + rAl³⁺ + rFe²⁺ + rMg²⁺ - rCO₃^2- - rHC0₃^- ;

r = 2,0550 мг-экв/ дм³

= 2,1528 мг-экв/ дм³

rFe²⁺ =0,0358 мг-экв/ дм³

Коэффициент коррозии:

К_к = rFe²⁺ + rMg²⁺ - rHC0₃^- =0,0358+2,0550 – 2,1528= - 0,062

= - 0,062+0,05*106 = 5,238

Т.к. >0, следовательно, исследуемая вода относится к полукоррозирующей группе вод.

Исследование пробы по формуле Курлова (в %-экв)

где М – минерализация воды в мг/дм³.

Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что данная вода пресная, сульфатная, магниево – кальциевая, слабокислая. Температура равна 10^oC, следовательно, вода холодная.

4 Расчет ионного стока (для сетки тока)

Ионный сток для безнапорных вод рассчитывается по формуле

И_с = С_i*Q_{безнап.вод},

где = 4,65

Таблица 12 - Расчет ионного стока (для сетки тока)

Показатель	Ис для безнапорных вод, т/год
	0,034
Mn2+	0,00034
	0,198
	0,351
	0,124
Сумма	0,70734

5 Расчет токсичности потока и токсичной массы (для сетки тока)

Токсичность потока определяется по формуле:

.

Токсичность массы определяется по формуле:

J_тм = J_тп*С_i*V = C_i*J_тп*Q;

= 4,65

Таблица 13 - Расчет токсичности потока и токсичной массы

Показатель	ПДК для питьевых нужд, (мг/дм3)	ПДК для рыбохозяйственных целей, (мг/дм3)	Результаты химического анализа природной воды, (мг/дм3)		(мг/дм3*сут) для безнапорных вод
Fe	Не более 0,3	0,05	0,100	20	9,30
	Не более 0,03	0,01	0,050	100	23,25
	-	0,05	1,000	20	93,00
	1	0,0059	0,500	169,49	394,06
	0,5	0,05	1,500	20	139,50
As3+	Не более 0,3	0,05	0,010	20	0,93
Hg	-	0,00001	0,001	100000	465,00
Сумма					1125,04

Заключение

В ходе работы были построены гидродинамические схемы напорных и безнапорных вод, разрез по скважинам 8 – 14, проведен анализ гидрохимического стока подземных вод.

1 Глубина залегания грунтовых вод в точке А: безнапорный горизонт h = 4,6 м; в точке В: безнапорный горизонт h = 3 м; гидравлический уклон J=0,007

2 Расход потока безнапорных вод Q_i = 4,65 м³/сут, расход потока напорных вод Q_i = 37,00 м³/сут.

Результаты анализа природной воды были переведены из весовой в эквивалентную и процент-эквивалентную форму.

3 Погрешность анализа составляет не более 5 %, Е = ± 2,05 %.

4 Сумма минеральных веществ воды составляет 595,36 мг/дм³. Жесткость воды определяется содержанием солей Са ²⁺ и Mg²⁺ равна 7,3444 мг-экв/дм³.

5 Анализ воды показал, что она считается жесткой.

6 Оценка качества воды по отношению к бетонным и металлическим конструкциям показала, что:

1. Вода агрессивная в отношении металла (коррозия) и бетона;

1. Вода агрессивная для всех видов цементов;

2. Сульфатная и магнезиальная агрессивности отсутствуют.

3. Исследуемая вода относится к полукоррозирующей группе вод.

7 Исследование пробы по формуле Курлова показало, что данная вода пресная, сульфатная, магниево–кальциевая, слабокислая и холодная.

8 Токсичная масса для безнапорного потока равна = 1125,04 мг/дм³*сут, а для напорного потока = 7556,78 мг/дм³*сут. Сумма ионного стока равна = 0,70734 т/год.

9 Пробы воды превышают ПДК по показателям анионов SO₄^2- и F^-, и по показателям тяжелых металлов, поэтому вода не пригодна для питьевых нужд и для рыбохозяйственных целей.

10 Происходит фторирование и загрязнение природной воды тяжелыми металлами (Fe, Pb, Zn, Hg, Cu).

Анализ полученных данных показал, что накопитель сточных вод влияет на гидрохимический состав подземных вод, тем самым негативно воздействуя на реку.

Необходимо изолировать накопитель, построив противофильтрационные экраны с использованием полимер-минеральной вязкоупругой смеси, тем самым предотвратить негативное влияние на качество воды. Тампонажные смеси и пасты широко используются в практике геологоразведочного и нефтяного бурения. Изготавливаются на основе нетвердеющих глинистых материалов, твердеющих вяжущих веществ и водорастворимых полимеров.

Загрязнение пресных подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, не только сказывается на здоровье людей и состоянии окружающей среды, но и приводит к необходимости колоссальных затрат на очистку воды, ремонт и реконструкцию очистных сооружений, дополнительных затрат на здравоохранение. Это происходит на фоне недостаточной изученности и состояния загрязнения, и влияния многих вредных компонентов на здоровье людей и животных, и неразвитости методов исследований многих новых видов загрязнения.

Список используемых источников

1. Бродская Н.А., Воробьев О.Г., Маковский А.Н. и др., под. Ред. Воробьева О.Г. и Николайкина Н.И.,Экология. Сборник задач, упражнений и примеров, учеб. Пособие для вузов,– 2-е изд., перераб и доп. – М.: Дрофа, 2006. – 508с.

2. Михайлов Л.Е., Бродская Н.А., Гидрогеология, учебник – Спб, изд. РГГМУ, 2003.- 410 с.

3. Цыгельнюк Е.Ю., Хуснулина А.Р. Укрепление слабых оснований при строительстве шламовых амбаров [Электрон. ресурс]. – 2013. – URL: http://ores.su/index.php/-2142013/366-2013-03-20-15-45-32 (дата обращения 15.03.2013).

4. Общие понятия о гидрогеологии [Электрон. ресурс]. – 2013. – URL: http://otherreferats.allbest.ru/geology/00106890_0.html (дата обращения 24.04.13).

5. Епифанцев О.Г., Шипилова А.М. Построение карты гидроизогипс. Анализ гидрогеологических условий района: Практикум [Электрон. ресурс]. – 2005. – URL: http://window.edu.ru/resource/117/71117.

6. Конспект лекций.

35