Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Поиски и разведка подземных вод и мероприятия по их охране от загрязнения и истощения. Учебное пособие
.pdf
При расчетах значение q принимается в л/с, величина km имеет
размерность м2/сут.
Очевидно, что расчетная водопроводимость, определенная по данной формуле, занижена, так как удельный дебит q определен с учетом
гидродинамического несовершенства скважины, доля которого в величине
Sчасто весьма значительна. В связи с этим наиболее эффективно величина
А получается (оценивается) по данным сравнения результатов расчета
параметров по кустовым и одиночным откачкам путем построения
соответствующих корреляционных графиков.
При отсутствии таких данных для несовершенных при водопроводимости пласта больше 1000 м2/сут можно принимать А= 200.
Входящую в формулы настоящего раздела величину приведенного
радиуса влияния (R
при km ≤ 100 м
при 100 >km ≤ 200 м
) рекомендуется принимать равной:
вл.
2
/сут R
= 200 м;
вл.
2
/сутRвл= 300 м;
при 200 <km ≤ 500 м2/сутRвл = 500 м;
приkm≥ 500 м2/сутRвл = 1000 м.
Приведенные численные значения носят условный характер и их, как
уже отмечалось, целесообразно принимать при отсутствии фактических
данных опробования откачками эксплуатационных или поисковоразведочных скважин на участке одиночного водозабора.
1.8. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Понятие качества воды включает в себя совокупность показателей
состава и свойств воды, определяющих пригодность ее для конкретных
видов водопользования и водопотребления.
При работе водозаборного сооружения может происходить как
улучшение качества подземных вод, так его ухудшение.
Различают две степени загрязнения подземных вод [3, 11]. Первая от-
носится к условиям, при которых содержание нормируемых компонентов
превышает фоновое содержание, но остается меньше предельно-допустимой
концентрации (ПДК). Вторая степень наступает при концентрации
нормируемых компонентов, превышающих установленные требования.
Качество подземных вод питьевого назначения должно соответствовать
нормам, установленным стандартам – СанПиН 2.1.4.1074-01 (Санитарные
правила и нормы). Качество воды оценивается по органолептическим,
токсикологическим и микробным показателям.
К органолептическим показателям относятся запах, вкус, цветность и мут-
ность. Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 органолептические показатели не должны
превышать нормы ПДК приведенные в таблице 10. Вода не должна содержать различаемые невооруженным глазом водные организмы и иметь на поверхности пленку.
91
Токсикологические показатели качества воды характеризуют
безвредность ее химического состава. Концентрации химических веществ,
являющиеся токсикологическими показателями приведены в таблице 12.
При обнаружении в воде нескольких химических веществ с лимитиро-
ванным содержанием, сумма отношений их концентраций в воде к ПДК
должна отвечать условию:
C
∑
=ni
1
i
ПДК
1
≤
i
где С
, С2,…Сn – содержащиеся в воде концентрации различных веществ;
1
ПДК
, ПДК2,…… ПДКn, - предельно допустимые концентрации соответ-
1
ствующих веществ, мг/л.
Вода считается чистой, если ее состав и свойства ни по одному из пока-
зателей не выходит за пределы установленных нормативов, а содержание
вредных веществ не превышает предельно допустимых концентраций ПДК
(таблица 12).
Санитарно-бактериологическая оценка качества воды основана
на определении двух основных показателей, микробного числа и числа
бактерий группы Coli.
Первый показатель дает представление об общей обсемененности воды
аэробными сапрофитами, поэтому часто называется общим счетом аэробных
сапрофитов или (кратко) общим счетом. Микробное число определяют методом
посева на стандартную среду – мясопептонный агар (МПА).
Аэробные сапрофиты составляют только часть общего числа микробов
в воде. Но являются важным санитарным показателем качества воды, так как
между степенью загрязнения ее органическими веществами и микробным
числом существует прямая зависимость. Кроме того, полагают, что чем выше
микробное число, тем больше вероятность присутствия в воде патогенных
микроорганизмов. Микробное число водопроводной воды не должно
превышать 100.
В природных водах этот показатель изменяется в очень широких
пределах для разных водоемов и по сезонам года для одного и того же
водоема. В чистых водоемах число аэробных сапрофитов может исчисляться
десятками или сотнями, а в загрязненных и грязных водоемах составлять
десятки тысяч и миллионы.
По второму показателю – числу бактерий группы Coli (кишечная
палочка) оценивают возможное присутствие в воде патогенных
микроорганизмов.
92
Таблица 12
Нормы предельно-допустимых концентраций компонентов в подземных водах,
предназначенных для хозяйственно-питьевого
водоснабжения в соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-01
Компоненты Лимитирующий
показатель
вредности
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Запах
Вкус
Цветность
Мутность
органолепт.
органолепт.
органолепт.
органолепт.
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Водородный показатель,
рН
Натрий, Na
Аммоний, NH
+
+
4
Жесткость общ.
Сульфаты, SO
Хлориды, Cl
Нитраты, NO
2+
4
-
-
3
Минерализация
Окисляемость
Кремнекислота, SiO
Железо Общ, Fe
общ.
Марганец, Mn
Медь, Cu
Цинк, Zn
Алюминий, Al
Барий, Ва
2+
Бериллий, Ве
Бром, Вr
Бор, В
Кобальт, Со
Кадмий, Сd
Молибден, Мо
Мышьяк, Аs
Никель, Ni
Ртуть, Hg
2+
Свинец, Рb
Селен, Se
Стронций, Sr
Фтор, F
Йод, J
Хром, Cr
3+
Фенолы
Нефтепродукты
2
органолепт.
сан-токсик.
сан-токсик.
общесанит.
органолепт.
органолепт.
сан-токсик.
органолепт.
органолепт.
органолепт.
органолепт.
органолепт.
органолепт.
органолепт.
сан-токсик.
сан-токсик.
сан-токсик.
сан-токсик.
токсиколог.
сан-токсик.
сан-токсик.
сан-токсик.
сан-токсик.
сан-токсик.
сан-токсик.
сан-токсик.
сан-токсик.
сан-токсик.
сан-токсик.
сан-токсик.
сан-токсик.
сан-токсик.
сан-токсик.
Единицы
измерения
баллы
баллы
градус
3
мг/дм
ед.
3
мг/дм
3
мг/дм
моль/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
мгО2/дм
3
мг/дм
МИКРОКОМПОНЕНТЫ
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
мг/дм
3
3
Норматив Класс
опасности
2
2
20
1.5
6.0-9.0
200
2
7.0
500
350
45.0
1000
5
10
1
0.1
1
5
0.5
0.1
0.0002
0.2
0.5
0.1
0.001
0.25
0.05
0.1
0.0005
0.03
0.01
7
1.2
-
-
-
-
2
3
3
4
4
4
3
2
3
3
3
3
2
2
1
2
2
2
2
2
2
3
1
2
2
2
-
-
0.5
0,001
0.3
3
4
4
93
Примечание к таблице:
В графе 5 указан класс опасности вещества: 1 класс – чрезвычайно опасные;
2 класс – высоко опасные; 3 класс – опасные; 4 класс умеренно опасные. В основу классификации положены показатели, характеризующие различную степень опасности для
человека химических соединений, загрязняющих воду в зависимости от токсичности,
кумулятивности, способности вызывать отдельные эффекты, лимитирующие показатели вредности.
Бактерии группы Coli относятся к семейству энтеробактерий. Это не-
спороносные палочки, факультативные анаэробы, сбраживающие лактозу и глюкозу при температуре 37
0
С с образованием кислоты и газа
и не обладающие оксидазной активностью. Они являются постоянными
обитателями кишечника человека и животных; постоянно и в большом количестве
выделяются во внешнюю среду; дольше, чем патогенные микроорганизмы,
сохраняют жизнеспособность в этой среде.
Результаты выражаются в виде коли-индекса – числа бактерий в 1 л
воды, или коли-титра – наименьший объем воды (в мл), содержащий одну
кишечную палочку. Коли-титр = 1000/коли-индекс [14].
Коли-индекс водопроводной воды должен быть не более 3. Допустимый
коли-индекс воды источников водоснабжения зависит от предполагаемого
способа очистки. Если намечается только хлорирование воды, то колииндекс воды в источнике не должен превышать 1000; при полной очистке
воды – 10 000.
В особых условиях по санитарно-эпидемиологическим показателям
прибегают к определению в воде энтерококков, энтеровирусов, сальмонелл и проводят исследования воды на патогенную микрофлору.
В исключительных случаях по согласованию с органами санитарноэпидемиологического надзора допустимо увеличение цветности воды
до 35
10 мг-экв/дм
ца до 0.5 мг/дм
0
, мутности (в паводковый период) до 2 мг/дм3, жесткости до
3
, сухого остатка до 1500 мг/дм3, железа до 1 мг/дм3, марган-
3
.Если вода не отвечает требованиям СанПиН 2.1.4.107401, то соответствующей обработкой (осветление, опреснение, обесцвечивание, обеззараживание, умягчение, фторирование и др.) ее доводят
до необходимых норм.
В зависимости от качества воды и требуемой степени обработки для
доведения ее до кондиции, подземные источники хозяйственно-питьевого
водоснабжения подразделяются на три класса.
1 класс – по всем показателям удовлетворяют требованиям СанПиН
2.1.4.1074-01;
2 класс – качество воды имеет отклонения по отдельным показателям,
которые могут быть устранены аэрированием, фильтрованием, обеззараживанием;
94
3 класс – качество воды имеет отклонения по отдельным показателям,
доведение качества с дополнительными способами обработки (отстаивание,
фильтрование, применение реагентов и др.).
Вода, используемая для технических целей, может иметь разнообразное
назначение, которое также устанавливается в каждом конкретном случае.
Требования к качеству определяются спецификой производств. В целом можно
считать, что потребляемая вода не должна вызывать ухудшения качества
продукции и развития коррозии или различных солевых отложений в аппаратуре,
трубопроводах и отдельных сооружениях. Для некоторых технологических
процессов требуется вода со значительно меньшим содержанием примесей
по сравнению с водой для питьевых целей. В текстильной и бумажной
промышленности недопустимо применение воды с железом, марганцем,
кремневой кислотой и др. веществ. Производство искусственного волокна
требует минимальной жесткости (до 0.64 мг-экв/л) и малой окисляемости.
Вода, используемая в паровых котлах, не должна содержать
механических примесей, минеральных кислот, органических веществ, сухой
остаток должен быть не более 300 мг/л, жесткость – не более 3 мг-экв/л.
Определение пригодности воды для паровых котлов основано на выяснении
образования накипи, вспенивания и коррозии стенок котла.
Вода, используемая для заводнения нефтяных пластов (для
поддержания пластового давления), не должна снижать приемистость
нагнетательных скважин и вызывать коррозию труб. Снижению
приемистости скважин способствуют содержащиеся в воде взвешенные
вещества, нефть, тончайшие суспензии железа, под их воздействием на
фильтре скважины может образовываться пленка, затрудняющая закачку
воды в пласт. Качество подземных вод, используемых для заводнения
нефтяных пластов, должно соответствовать отраслевому стандарту (ОСТу)
39-225-88 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству».
Основные показатели и нормы этого ОСТа приведены в таблице 13.
Контрольные вопросы:
1. Группы одиночных водозаборов. Их краткая характеристика.
2. Состав оценки эксплуатационных запасов подземных вод.
3. Оценка обеспеченности эксплуатационных запасов подземных вод
для одиночных водозаборов группы «а».
4. По каким основным показателям оценивается качество питьевой воды.
95
Таблица 13
Показатели и нормы качества воды в соответствии с ОСТ 39-225-88 «Вода для
заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству»
Показатель Норма
Водородный показатель (рН)
Фильтрационная характе-
ристика
В пределах от 4.4 до 8.5
При снижении коэффициента приемистости нагнетательных
скважин, с начала закачки воды на 20%, следует проводить
работы до восстановления фильтрационной характеристики
призабойной воды и, при необходимости, улучшать качество
закачиваемой воды.
Совместимость с пластовой водой и породой
При контакте в пластовых условиях закачиваемой воды
с пластовой водой и породой коллектора может быть допущено
снижение фильтрационной характеристики на 20%.
Размер частиц механических примесей и эмульгированной нефти
При закачке воды в поровые коллекторы проницаемостью
свыше 0.1 мкм
2
должно быть 90% частиц не крупнее 5 мкм2,
при закачке воды в поровые коллекторы, проницаемостью
до 0.1 мкм2 – не крупнее 1 мкм2.
Содержание растворен-
Не должно превышать 0.5 мг/л.
ного кислорода
Набухаемость пластовых
глин
По мере организации закачки воды набухаемость глин
коллекторов в закачиваемой воде не должна превышать
значения их набухаемости в воде на первоначальной стадии
освоения месторождения.
Коррозионная активность При коррозионной активности воды свыше 0.1 мм/год
необходимо предусматривать мероприятия по антикоррозийной
защите трубопроводов и оборудования.
96
ЧАСТЬ 2. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ИСТОЩЕНИЯ
2.1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Под охраной подземных вод понимается система мер, направленных
на предотвращение и устранение последствий загрязнения и истощения вод,
на сохранение такого качественного и количественного состояния подземных
вод, которое позволяет использовать их в народном хозяйстве.
Охрана подземных вод включает [4]:
- соблюдение основ водного законодательства Российской Федерации и других нормативных документов в области использования и охраны
подземных вод;
- осуществление мер по предотвращению и ликвидации утечек
сточных вод и загрязняющих веществ с поверхности земли в горизонты
подземных вод;
- повышение уровня очистки сточных вод и недопущение сброса в водотоки, водоемы и подземные водоносные горизонты неочищенных сточных вод;
- строгое соблюдение требований по порядку проведения разведки на
подземные воды, по проектированию, строительству и эксплуатации водозаборов подземных вод;
- систематический контроль за состоянием подземных вод и окружающей природной средой, в том числе на участках водозаборов, в районах
крупных промышленных и сельскохозяйственных объектов;
- проведение других водоохранных мероприятий по защите
подземных вод.
Основными объектами охраны являются эксплуатируемые
водоносные горизонты и водозаборные сооружения хозяйственно-питьевого
водоснабжения.
О т в е т с т в е н н о с т ь з а о х р а н у п о д з е м н ы х в о д о т и с т о щ е н и я
и загрязнения промышленными и бытовыми отходами, за соблюдение
установленного режима эксплуатации подземных вод и зон санитарной
охраны водозаборных сооружений несут предприятия и организации,
использующие подземные воды.
Ответственность за загрязнение подземных вод несут также
предприятия и организации, допускающие загрязнение этих вод через
водоемы, водотоки и почву отходами производства.
Водоохранные мероприятия по своему назначению делятся на профилактические и специальные. Профилактические мероприятия имеют первостепенное значение в деле охраны подземных вод. Они включают в себя: выбор
местоположения промышленного или другого могущего вызвать загрязнение
97
объекта с позиций охраны подземных вод; предотвращение утечек с поверхности
земли; систематический контроль за состоянием подземных вод по сети
наблюдательных скважин; соблюдение зон санитарной охраны водозаборных
сооружений.
К специальным мероприятиям относятся: сооружение защитных
рядов скважин для перехвата загрязненных вод, локализации и ликвидации
очагов загрязнения подземных вод, создание непроницаемых завес вокруг
очага загрязнения и др.
Мероприятия по охране подземных вод от загрязнения и истощения
осуществляют и финансируют предприятия, деятельность которых может
оказать (или оказывает) прямое или косвенное влияние на состояние
подземных вод.
2.2. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Загрязнением подземных вод называется изменение ее состава
и свойств под техногенным воздействием, под действием которого качество
воды становится непригодным для ее дальнейшего использования.
Загрязнение подземных вод связано с поступлением в водоносный
горизонт различных загрязняющих веществ, при достижении которыми
водозаборных сооружений, вода становится частично или полностью
непригодной для использования по целевому назначению [1].
Загрязнение подземных вод определяется техногенными и природными факторами. К техногенным факторам относятся источники
загрязнения и приуроченные к ним загрязняющие вещества, отбор
подземных вод, добыча полезных ископаемых и строительные работы.
Природными факторами являются геолого-гидрогеологические условия,
минерализованные подземные и поверхностные воды, взаимосвязь
подземных вод с поверхностными, уровень загрязнения окружающей
природной среды (поверхностных вод, атмосферы и атмосферных осадков,
почвы), геоморфологические условия, растительный покров.
2.2.1 Техногенные факторы
Основными источниками загрязнения пресных подземных вод при
техногенных факторах являются: промышленность, сельское хозяйство,
энергетика и транспорт, жилищно-коммунальное хозяйство, разработка
и эксплуатация нефтегазовых месторождений, линейные сооружения
(загрязненные реки, автомагистрали, нефтепроводы, коллекторы
промышленной и коммунальной канализации), отходы, интенсивный отбор
подземных вод (рис.1).
98
Рис. 1. Источники загрязнения подземных вод
2.2.2. Природные факторы
Среди природных факторов, влияющих на загрязнение пресных
подземных вод и их защищенность, являются геолого-гидрогеологические
условия, к которым относятся:
а) строение и свойства пород зоны аэрации;
б) строение и свойства водоносного и водоупорного горизонтов;
в) соотношение уровней горизонта грунтовых вод и нижележащих
водоносных горизонтов;
г) взаимосвязь водоносных горизонтов, в особенности горизонта
грунтовых вод с нижележащим водоносным горизонтом;
д) тектонические условия и неотектоника, с которыми связаны зоны
разломов, трещиноватости;
е) развитие карстовых процессов в верхней части разреза в области
распространения пресных подземных вод. К источникам природного
загрязнения также можно отнести: вулканизм, магматизм, некондиционные
воды, рассолы, морские воды.
В зависимости от масштаба воздействия загрязнение может быть
локальным и региональным [1, 2].
2.2.3. Локальное загрязнение
Локальное загрязнение подземных вод вызывается локальными точечными
(сосредоточенными) источниками загрязнения. К источникам такого типа загрязнения относятся: отдельные сооружения, занимаемые небольшую площадь на поверхности земли: земляные емкости, содержащие сточные воды; шламо- и хвостохранилища, гидрозолоотвалы, пруды накопители, отстойники, испарители, поля
фильтрации промстоков, могильники хранения радиоактивных отходов, отдельные
скважины и факелы на нефтяных и газовых месторождениях, нефтезаправочные
станции, свалки, животноводческие фермы, поглощающие скважины, карьеры
и др. Загрязнение подземных вод из этих источников происходит за счет утечек
загрязнений и попадания их через почвы в зону аэрации и в подземные воды [1, 4].
99
2.2.4. Региональное загрязнение
Вызывается региональными диффузионными (рассредоточенными)
источниками загрязнения, имеющими большую площадь распространения
на поверхности земли. Источниками регионального загрязнения являются
урбанизированные территории с большой концентрацией городов, промышленных предприятий; крупные мегаполюсы; территории интенсивного сельскохозяйственного производства; объекты мелиорации;
объекты энергетики и транспорта; нефтяные и газовые месторождения;
горнорудные предприятия и др. Загрязнение подземных вод от этих
источников загрязнения охватывает большие площади водоносных
горизонтов, наибольшему загрязнению подвержены грунтовые воды. Через
них происходит загрязнение залегающих ниже водоносных горизонтов.
Загрязнение, как правило, происходит за счет утечек сточных вод и растворения твердых отходов, а также за счет газодымовых выбросов [1, 4].
2.2.5. Вещества, загрязняющие подземные воды
Основными загрязняющими подземные воды веществами являются:
промышленные отходы, нефть и нефтепродукты, бытовые отходы, воды
шахтного и рудничного водоотлива, отходы сельского хозяйства, природные
некондиционные воды (поверхностные и подземные).
2.2.6. Виды и источники загрязнения подземных вод
По характеру проявления и последствиям различают шесть видов
загрязнений подземных вод: бактериальное, химическое, нефтяное,
радиоактивное, тепловое и механическое.
Бактериальное (или микробное) загрязнение возникает при попадании в эксплуатируемый горизонт различного рода бактерий и вирусов.
О бактериальном загрязнении свидетельствует наличие так называемых
санитарно-показательных микроорганизмов, прежде всего бактерий
группы кишечной палочки.
Источником бактериального загрязнения являются фекальные
и хозяйственно-бытовые сточные воды и сельскохозяйственные отходы,
поступающие на участках с недостаточной природной защищенностью
подземных вод, неисправной канализационной сети, поглощающих
скважин и колодцев, не ликвидированных скважин и т.д.
Бактериальному загрязнению подземных вод препятствуют процессы
самоочищения воды в породах зоны аэрации при инфильтрации. Если
живые патогенные бактерии все же попадают в водоносный горизонт,
то передвигаясь с подземным потоком, в зависимости от срока выживаемости
могут существовать от 30 до 400 суток и более [4].
Химическое загрязнение – наиболее распространенный вид
загрязнения подземных вод. Оно вызвано проникновением в водоносные
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]