1. Водоносный горизонт представляет собой песчаниковый коллектор с эффективной пористостью Пэф,%;

2. Мощность водоносного горизонта Н, м;

3. Скорость потока в водоносном горизонте V, см/сек;

4. Скорость естественного рассеяния (диффузии) загрязняющего вещества V₀, см/сек;

5. Объем аварийного сброса (утечки) Q, м³;

6. Концентрация загрязняющего вещества (сульфанола) в промывочной жидкости С, %;

7. Условная ПДК для загрязняющего вещества, мг/л.

Решение

Таблица 11. Исходные данные для расчета

Параметры водоносного пласта	Ед. изм.	Номер задания
		7
Мощность пласта, Н	м	6
Эффективная пористость, Пэф	%	3,8
Скорость потока, V	см/сек	1,5
Скорость диффузии V0	см/сек	0,2
Объем аварийного выброса, Q	м3	1,5
Концентрация загрязняющего вещества, С	%	2,5
Интервалы времени, t1 t2 t3	час час час	1 5 17
Условные ПДК	мг/л	0,01

При решении делаем допущение, что загрязнение водоносного горизонта происходит по всей мощности одновременно, при V>V₀ . Решение сопровождаем рисовкой схемы положения ореолов загрязнения в плане и построением графика зависимости концентрации загрязняющего вещества от времени.

1. Определим концентрацию и размеры предполагаемых ореолов загрязнения в различные моменты времени (t₁, t₂, и t₃). Для этого необходимо графически изобразить степень удаления фронта загрязнения от ствола скважины, который на плане обозначается точкой СКВ. Положение границы ореола на время t₁ в направлении стока определяем приближенно из расчета

М₁= (V₀+ V₁)· t₁, и на плане в соответствующем масштабе откладываем это расстояние в виде прямой линии.

М₁=(0,2+1,5)*3600=6120 см = 61,2 м

М₂=(0,2+1,5)* 18000 =30600 см = 306 м

М₃=(0,2+1,5)*61200 =104040 см=1040,4 м

В поперечных стоку направлениях положение границ ореола определяем по концам векторов, являющихся гипотенузами прямоугольных треугольников, в которых длины сторон (катетов) будут соответственно равны:

b=V₀*t, a=V*t

соединив концы векторов, окантуриваем приближенно, с учетом диффузии, границу ореола загрязнения на время t₁. Подставляя в те же расчеты t₂ и t₃, можно получить размеры и конфигурацию соответствующих ореолов загрязнения.

b₁=0,2*3600=720 см=7,2м

b₂=0,2*18000=3600 см=36м

b₃=0,2*61200=12240см=122,4м

а₁=1,5*3600=5400см=54м

а₂=1,5*18000=27000см=270м

а₃=1,5*61200=91800см=918м

Далее, на миллиметровке строим план рассчитанных ореолов загрязнения, на котором графически измеряем площади этих ореолов - S₁ , S₂ , S₃.

S₁=М₁*b₁=61,2*7,2=440,64м²

S₂= М₂*b₂=306*36=11016м²

S₃= М₃*b₃=1040,4*122,4=127344,96м²

Все длины векторов переводим в метры согласно выбранному масштабу, а площади в квадратные метры.

2. Рассчитываем степень разбавления (N) загрязняющего вещества в ореолах водоносного горизонта на t₁, t₂, и t₃:

для t₁,

,

67,98

для t₂,

,

1675,4

для t₃,

19357,43

Далее рассчитываем концентрацию загрязняющего вещества в ореолах по состоянию на t₁, t₂, и t₃ при плотности бурового раствора 1,5 г/см³. Для этого концентрацию загрязняющего вещества (она дана в процентах) необходимо перевести в мг/л по формуле:

С мг/л=С % *1,5*10⁴ = n*10⁴ мг/л.

C мг/л=2,5 % *1,5*10⁴ = 3,75*10⁴ мг/л.

Затем определяем концентрацию сульфанола в ореолах в мг/л. Она будет равна соответственно:

;

;

3. По полученным результатам строим график зависимости концентрации загрязняющего вещества в водоносном горизонте от времени. И определяем интервал времени, через который уровень загрязнения в водоносном горизонте придет к санитарной норме, т.е. к ПДК.

Рисунок 1. Расчетная схема положения ореолов загрязнения водоносного пласта

Рисунок 2. График зависимости концентрации загрязняющего вещества от времени

Список литературы

1. Экология: метод. Указания по выполнению контрольной работы студентами заочной формы обучения/сост.: С.В. Захаров, А.В. Голодкова. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013. – 54 с.

2. Экология : учеб. пособие для вузов / А. И. Ажгиревич [и др.]; под ред. В. В. Денисова. - Изд. 3-е, испр. и доп. - М. [и др.] : МарТ, 2006. - 767 с.: a-ил.

3. Маринченко А. В. Экология : учеб. пособие : для вузов по техн. направлениям и специальностям / А. В. Маринченко. - М. : Дашков и К°, 2006. - 331 с.: a-ил.

4. Коробкин В.И. Экология : учеб. для вузов / В. И. Коробкин, Л. В. Передельский. - Изд. 10-е. - Ростов н/Д : Феникс, 2006. - 571 с.: ил.

5. Розанов С. И. Общая экология : учеб. для вузов по дисциплине "Экология" для техн. направлений и специальностей / С. И. Розанов. - Изд. 6-е, стер. - СПб. [и др.] : Лань, 2005. - 288 с.: ил.

6. Федоров В.В. Люминесцентные лампы. М.: Энергоатомиздат, 1992

7. Постановление мэра г.Иркутска № 031-06-2087/4 от 27.12.04. «Об утверждении норм накопления твердых коммунальных отходов на территории г. Иркутска».

8. Ушаков К.З., Груничев Н.С., Архипов Н.А. Основы проектирования вентиляции горных предприятий: Учебное пособие.- Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006.-96 с.

9. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. Л., Гидрометеоиздат, 1986.

10. Тимофеева С.С., Шешукова Ю.В. Экология: Учебное пособие. Иркутск, 2001.