Защищенность подземных вод
Возможность загрязнения подземных вод с поверхности земли в значительной степени определяется защищенностью водоносных горизонтов. Под защищенностью водоносного горизонта от загрязнения понимается его перекрытость отложениями, препятствующими проникновению загрязняющих веществ с поверхности земли или из вышележащего водоносного горизонта [9]. Защищенность зависит от многих факторов, которые можно разбить на две группы: природные и техногенные. К основным природным факторам относятся: глубина до уровня подземных вод, наличие в разрезе и мощность слабопроницаемых пород, литология и сорбционные свойства пород, соотношение уровней исследуемого и вышележащего водоносных горизонтов. К техногенным факторам прежде всего следует отнести условия нахождения загрязняющих веществ на поверхности земли и, соответственно, характер их проникновения в подземные воды, химический состав загрязняющих веществ и, как следствие, их миграционную способность, сорбируемость, химическую стойкость, время распада, характер взаимодействия с породами и подземными водами. Защищенность подземных вод можно охарактеризовать качественно и количественно. В первом случае в основном рассматриваются только природные факторы, во втором -природные и техногенные. Детальная оценка защищенности подземных вод с учетом особенности влагопереноса в зоне аэрации и характера взаимодействия загрязнения с породами и подземными водами требует, как правило, создания гидрогеохимической модели процессов проникновения загрязнения в водоносный горизонт. Качественная оценка может быть проведена в виде определения суммы условных баллов или на основании оценки времени, га которое фильтрующиеся с поверхности воды достигнут водоносного горизонта (особенности влагопереноса в зоне аэрации и процессы взаимодействия загрязнения с породами и подземными водами при этом не учитываются). Балльная оценка защищенности грунтовых вод детально разработана В.М.Гольдбергом [11]. Сумма баллов, зависящая от условий залегания грунтовых вод, мощностей слабопроницаемых отложений и их литологического состава, определяет степень защищенности грунтовых вод. По литологии и фильтрационным свойствам слабопроницаемых отложений выделяют три группы: а -супеси, легкие суглинки (коэффициент фильтрации (к) - 0,1 - 0,01 м/сут), с - тяжелые суглинки и глины (к < 0,001 м/сут), Ь -промежуточная между а и с - смесь пород групп а и с (к 0,01 -0,001 м/сут). Ниже приведены данные для определения баллов в зависимости от глубины уровня грунтовых вод Н Н, м Баллы <10 1 10-20 2 20-30 3 30-40 4 >40 5 В табл. 4 представлены баллы защищенности водоносного горизонта в зависимости от мощности т и литологии слабопроницаемых отложений.
Табл. 4
Для расчета суммы баллов необходимо сложить баллы, полученные за мощность зоны аэрации, и баллы за мощности имеющихся в разрезе слабопроницаемых пород. Например, если грунтовые воды залегают на глубине 14 м (2 балла) и имеется слой супеси 3 м (2 балла) и слой глин 6 м (6 баллов), то сумма баллов составит 10. По сумме баллов выделяются шесть категорий защищенности грунтовых вод. Категории защищенности грунтовых вод, по В.М.Гольдбергу, приведены ниже Категория Сумма баллов I <5 II 5-10 III 10-15 IV 15-20 V 20-25 VI >25 Наименьшей защищенностью характеризуются условия, соответствующие категории I, наибольшей - категории VI. Степень защищенности подземных вод можно определять непосредственно по времени фильтрации загрязненных вод от поверхности земли до водоносного горизонта. Приближенная оценка времени достижения уровня грунтовых вод фильтрующимися с поверхности сточными водами для условий однородного разреза зоны аэрации и постоянства уровня в хранилище может быть выполнена по известной формуле Цункера:
т = (пН /к)[т/Н -1п(1+т/Н)], где Н - высота столба сточных вод в хранилище; к и т -соответственно, коэффициент фильтрации и мощность зоны аэрации; п - недостаток насыщения пород зоны аэрации. При наличии в основании хранилища жидких отходов защитного экрана из слабопроницаемых пород время достижения уровня грунтовых вод фильтрующимися с поверхности сточными водами складывается из времени фильтрации через защитный экран (11), определяемого по приведенной выше формуле, и времени фильтрации через собственно зону аэрации (*2). Время 12 можно определить по формуле, предложенной Веригиным:
т2 = (п2Н /к2){т2 /Н [Ип^/Н)(к2/кт -1)]1п[1+т2/(Н +гтн)]}, где ^ и гп 1 - коэффициент фильтрации и мощность защитного экрана; п2, ш2, к2 - активная пористость, мощность и коэффициент фильтрации зоны аэрации; Н - высота столба сточных вод в хранилище. При фильтрации с поверхности земли сточных вод, сбрасываемых с постоянным расходом О на площадь Р, могут быть два случая. Если д<к (я = ОУР, к - коэффициент фильтрации зоны аэрации), то попадающие на поверхность земли сточные воды полностью уйдут на фильтрацию, не образовав на поверхности столба воды. В этом случае время достижения стоками уровня грунтовых вод может быть определено по формуле т. = шп/ ^/ко^, где пит- активная пористость и мощность зоны аэрации. Если я>к, то на поверхности земли образуется столб жидкости мощностью Н, и расчеты необходимо проводить по приведенным ранее формулам.
|
