Кількісна оцінка захищеності ґрунтових вод

В основу кількісної оцінки захищеності ГВ від забруднення фільтратом покладене визначення часу(t), за який забруднена вода, що фільтрується з поверхні землі (днища полігону), досягає рівня ГВ. Наближена оцінка величини t може бути виконана за відомою формулою Цункера, яку у спрощеному вигляді для умов однорідного розрізу записують у такому вигляді:

t= (sH/Kф) [m/H-ln (1+m/H)], (2.1)

де Н – висота стовпа забруднених (стічних) вод у межах полігону, м,

Кф – коефіцієнт фільтрації порід зони аерації, м/добу;

m – потужність порід зони аерації, м;

S – нестача насичення порід зони аерації (s=n-nе, де n – пористість, nе – початкова вологість порід зони аерації; оскільки nе звичайно не відома, то при розрахунку замість неї можна використати значення n,тобто формулу (2.1) можна записати у вигляді:

t= (nH/Kф) [m/H-ln (l+m/H)]. (2.2)

Розрахунки за формулами (2.1) та (2.2) показують, що час проникнення стоків до ґрунтових вод істотно залежить від значення Кф, але в цілому цей час невеликий. Так, при Кф більше 0,5 м/добу час руху стоків не перевищує декількох діб навіть при відносно великій потужності зони аерації (m>10 м); при Кф менше 0,5 м/добу час фільтрації збільшується до декількох діб; при Кф менше 0,01 м/добу і m більше 20 м – час фільтрації досягає перших сотень діб.

При двошаровій будові зони аерації з малопроникним верхнім шаром (водоупором) час фільтрації стоків (фільтрату) до рівня ГВ складається із часу руху у верхньому (t1) та нижньому шарах (t2). Час t1 визначається за формулами (2.1) та (2.2) підстановкою в них параметрів К1, m1 для верхнього шару, а час t2 визначається за формулою (2.3):

t = n2H/Kф2 [m2/H – [1 – m1/H (Kф2/Kф1 – 1)] ln (1+m2/H+m1)], (2.3)

де n2, m2, K2 – відповідно пористість, потужність і коефіцієнт фільтрації нижнього, відносно добре проникного шару.

Аналіз показав, що при К1/К2 менше за 0,1 часу стоків у двошаровому розрізі, в основному визначається часом руху через верхній, слабкопроникний шар. У випадку неоднорідності будови відкладень зони аерації можливий другий наближений підхід: приведення неоднорідного розрізу до однорідного з середнім коефіцієнтом фільтрації, запропонованим Бочетвером:

Кср= m/(m1/Kф1+m2/Kф2+…+m1/Kф2), (2.4)

де m1, m2, …mi – потужності окремих шарів, м;

Кф1, Кф2, ., Кфі – коефіцієнти фільтрації цих же шарів, м/добу;

m – потужність зони аерації, м.

При фільтрації з поверхні землі стічних вод, що скидаються з постійною витратою Q у приймач площею F, можуть бути два випадки. Якщо q<Kф, де Кф – коефіцієнт фільтрації порід зони аерації у випадку однорідного розрізу, q = Q/F, то стічні води, які потрапляють на поверхню землі повністю підуть на інфільтрацію, не утворивши на поверхні стовпа води (Н=0). В такому випадку час досягнення стічними водами рівня ГВ може бути визначений за формулою:

t =, (2.5)

Якщо ж q>Kф, то на поверхні землі утворюється стовп стічних вод, що змінюється у часі Н=f(t), і час фільтрації до рівня ГВ може бути визначений за формулою:

t =, (2.6)

Якщо розріз неоднорідний і складається із декількох шарів з різними фільтраційними властивостями, то час фільтрації можна оцінити таким чином. Якщо Кф кожного шару більший q, то неоднорідний розріз приводиться до однорідного за допомогою формули (2.4) й розрахунок величин t виконується за формулою (2.5) при підстановці в неї замість Кф значення Кф(ср) Так саме чинять, якщо Кф кожного шару менший q, але тільки у цьому випадку величину t розраховують за формулою (2.6). Нарешті, якщо для одних шарів Кф>q, але для інших Кф<q, то величина t визначається для кожного шару: для шарів з Кф>q за формулою (3.5), а для шарів з Кф<q за формулою (2.6), але одержані значення підсумовуються.

Цікаві статті з розділу

Фізико-географічна характеристика басейну
Сумська область розташована у північно - східній частині України. На півночі та сході межує з Брянською, Курською, та Бєлградською областями Росії, на південному сході - з Харківською, на півдні - ...

Гідрологічний нарис басейну річки Дністер
Вода є джерелом життя на Землі. Ріки і озера дають воду для зрошення та обводнення земель, служать цілям транспорту, водопостачання та джерелом утримання енергії. Окрім того, що вода – вели ...

Рослинність України та вплив на неї антропогенної радіонуклідної аномалії
Розвиток атомної промисловості, випробування ядерної зброї, аварії на атомних реакторах різного походження призводять до локальних підвищень рівня діючих радіаційних доз і до глобального збі ...