У.2. Принципы эколого-гидрогеологического картографирования

 

Наряду с мониторингом часто проводятся региональные исследования по оценке и прогнозу последствий техногенного воздействия на подземные воды. При этом основным предметом исследования являются подземные воды и характер их взаимодействия с объектами хозяйственной деятельности человека.

Целью региональных эколого-гидрогеологических исследований является гидрогеологическое и социально-экономическое обеспечение охраны и рационального использования как подземных вод в частности, так и водных ресурсов и геологической среды в целом. При этом необходимо учитывать природные особенности исследуемого района, существующие хозяйственные структуры и перспективы освоения территории. Результаты таких исследований отображаются, как правило, в виде комплекта карт [21].

Особенности и трудности эколого-гидрогеологического картирования заключаются в многообразии взаимоотношений и взаимосвязи современных техногенных и геологических процессов, по-разному проявляющихся в конкретных и

На данной карте, как и на других, возможно применение дополнительных условных знаков, отражающих особенности картируемой территории.

Лист 2. Степень защищенности подземных вод основных эксплуатируемых водоносных горизонтов.

На карте в первую очередь цветом отображается

степень защищенности подземных вод от потенциального

загрязнения с поверхности земли. В качестве критерия для

оценки степени защищенности выбрано время

проникновения загрязнения через вышележащие отложения в самых экстремальных условиях, т.е. в условиях насыщенного потока и инертного загрязнителя. Время фильтрации (Т) измеряется в сутках и определяется делением длины пути фильтрации на среднюю скорость движения воды. При этом, например, для напорного горизонта отдельно определяется время фильтрации воды с поверхности земли до уровня грунтовых вод и время перетекания из грунтового горизонта в напорный. Оценка защищенности производится по сумме полученных значений. Скорость фильтрации (V) определяется по формуле

V = к/п(1 - 410 /3),

где к - коэффицент фильтрации, п - активная пористость, I -напорный градиент, 10 - начальный градиент.

Под начальным градиентом понимается величина напорного градиента, необходимая для начала фильтрации воды в данной породе. 10 - может изменяться от 3*10 4 для песков до 1,2 для глин.

Временные рамки для различных степеней защищенности выбраны исходя из того, что 400 сут - максимальное время выживания в подземных водах болезнетворных бактерий, для развития которых нужен живой белок. 4000 сут ориентировочно соответствует времени инфильтрации через десятиметровую толщу слабопроницаемых пород (суглинков). Указанная мощность выбрана в качестве критерия в связи с тем, что является общепринятой большинством исследователей для оценки степени защищенности грунтовых вод. Защищенными считаются участки водоносных горизонтов, где фильтрация воды с поверхности земли невозможна, при этом различными оттенками зеленого цвета показываются причины (в эксплуатируемом водоносном горизонте напор выше, чем в вышележащем; наличие в разрезе водонепроницаемых отложений (глин); обе причины одновременно). Такая градация вводится в связи с тем, что, в отличие от литологи-ческого состава, соотношение напоров может быть изменено в процессе эксплуатации, и защищенность по этому признаку можно считать условной. В то же время защищенность, определяемая только по литологическим признакам, может не учесть наличие неизвестных гидрогеологических окон.

 

Штриховкой показывается такой косвенный признак защищенности водоносного горизонта, как его положение в гидрогеологическом разрезе от поверхности земли. Конкретная информация о мощности слабо-проницаемых отложений, соотношении напоров и направлении возможного перетекания выносится в виде цифр и стрелки рядом с опорными скважинами.

Штриховкой крест на крест показываются площади, где отсутствуют пресные подземные воды, пригодные для централизованного водоснабжения. К ним относятся районы с минерализацией воды выше 3 г/л, очень низкой водообильностью водовмещающих пород или с локальным распространением водоносных горизонтов. Кроме того, на карте указываются границы месторождений пресных подземных вод и основные направления движения подземных вод.

Лист 3. Химический состав и качество подземных вод основных эксплуатируемых водоносных горизонтов.

Карта химического состава и качества подземных вод строится для основных эксплуатируемых в целях хозяйственно-питьевого водоснабжения горизонтов, а следовательно, отражает состояние подземных вод, имеющих минерализацию, пригодную для питьевых целей.

Минерализация на карте показана штриховкой. Рекомендуемая ГОСТом предельная величина минерализации составляет 1,0 г/л, для аридных районов допускается сухой остаток в 1,5 г/л (на карте это соответствует границе в 1500 мг/л). В некоторых аридных, особенно бедных водой областях используются воды с минерализацией до 3 г/л, что и определяет верхнюю границу градации вод по минерализации. Многими исследователями в настоящее время рекомендуется нижний предел минерализации, благоприятный для здоровья человека, равный 0,2 г/л.

 

Основным результирующим параметром, по которому дифференцируются подземные воды и который показывается на карте цветом, является качество. Разделение вод по качеству производится на основании суммированного сопоставления трех наиболее важных химических параметров: минерализации, жесткости и содержания фтора, а также по степени соответствия воды нормам ГОСТа. Нормируемый ГОСТом предел жесткости составляет 7,0 мг-экв/л. Нижний оптимальный предел, как и для основной массы компонентов, не гостирован. Но современными исследованиями доказано, что очень низкое содержание, а также отсутствие ряда биологически активных компонентов не благоприятны для здоровья человека. Для величины общей жесткости (суммарное содержание Са и Мд) такой минимум определен в 1,5 мг-экв/л. Аналогично по содержанию фтора оптимальным интервалом является 0,5-1,5 мг/л.

Таким образом, воды по качеству разделены на две основные группы: соответствующие и не соответствующие нормам ГОСТа. Среди удовлетворяющих нормам ГОСТа вод выделяются воды высокого и очень высокого (рекомендуемого) качества. Последнему будут соответствовать воды с минерализацией 0,2-1,0 г/л, с величиной жесткости 1,5-7,0 мг-экв/л и содержанием фтора 0,5-1,5 мг/л.

Качество не соответствующих нормам ГОСТа вод подразделяется на три категории: среднее, удовлетворительное и плохое. К водам среднего качества относятся те, которым требуется простая очистка аэрированием (от сероводорода, радона или легко окисляемого железа). К удовлетворительного качества водам относятся те, что требуют обеззараживания (с повышенным содержанием коли-титра). К плохим по качеству водам относятся те, которым требуется комплексная, сложная очистка. Крапом предусмотрено выделение площадей с аномальным содержанием тех или иных загрязняющих компонентов. Под аномальными, с концентрацией таких компонентов ниже ПДК, подразумеваются содержания выше фоновых, но ниже ПДК.

Информация о дебите конкретных действующих водозаборов, минерализации и общей жесткости воды, наличии и средней концентрации обнаруженных загрязняющих компонентов выносится в виде цифр и букв рядом с условным знаком водозабора.

Кроме того, на карте указываются границы месторождений пресных подземных вод, основные направления движения подземных вод и площади, где отсутствуют пресные подземные воды, пригодные для централизованного водоснабжения.

Лист 4. Перспективность хозяйственного использования подземных вод основных эксплуатируемых водоносных горизонтов.

Перспективность использования определяется косвенно. На карту выносятся все данные, на основании которых потенциальный пользователь мог бы оценить перспективность хозяйственного использования подземных вод исходя из своих конкретных задач. Цветом на карте отображается соотношение объема эксплуатации и прогнозных ресурсов в пределах выделенных месторождений подземных вод. В пределах выделенных цветовых полей цифрами в рамке указываются конкретные значения суммарного расхода всех действующих водозаборов и прогнозные ресурсы или эксплуатационные запасы, определенные по категории С2. На основании этой информации пользователь может судить об интенсивности использования подземных вод на данной территории и возможности увеличения степени их эксплуатации.

Также на данную сводную карту выносится сводная информация с листов 2 и 3, при этом в обобщенном виде показывается степень защищенности подземных вод и наличие в них аномалий с содержанием загрязняющих компонентов ниже и выше ПДК.

Информация о дебите конкретных действующих водозаборов и качестве эксплуатируемой воды наносится цифрами рядом с условным знаком водозабора. Кроме того, на карте указываются границы месторождений пресных подземных вод, основные направления движения подземных вод и площади, где отсутствуют пресные подземные воды, пригодные для централизованного водоснабжения.

В последнее время все большее распространение получают методики составления компьютерных эколого-гидрогеологических карт. Это связано с широким внедрением в различных отраслях науки и народного хозяйства технологии (318 (геоинформационные системы). По данной технологии компьютерная база данных сопряжена с электронной картой, в результате у пользователя появляется возможность показать в заданном масштабе графическую развертку любых имеющихся в базе данных эколого-гидрогеологических параметров или их производных. При создании компьютерных карт намного увеличивается диапазон накопления исходных данных, возможности их обработки, интерпретации и визуализации, несомненным достоинством данных карт является также возможность оперативного внесения дополнительной информации, связанной с изменением ситуации на картируемой территории.