Диссертация (1141600), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Прогноз изменения содержания поллютантов выполнен для верхнегослоя слаборазложивщегося торфа (глубина 0 - 2 м). За период наблюдения из-за замедленного водообмена произошло незначительное снижение концентрации поллютантовна глубине 3 м в слое среднеразложившегося торфа. Так, например, скорость движениягрунтовых вод в данной точке в 9,5 раз меньше, чем на глубине 1 - 2 м и в 4 раза меньше, чем в точках 3 и 6 на глубине 5,5 - 6,5 м.Параметры расчетных кривых для глубины 1 - 2 м приведены в таблице 4.3, зависимости представлены на рисунке 4.8. Расчет изменения концентрации нефтепродуктов100не выполнялся, так как изменение содержания данного поллютанта за период наблюдений происходило в небольшом диапазоне, соответствующем фоновым значениям.Таблица 4.3 – Параметры уравнения (4.4) для поста №4Параметры расчетной кривойПоллютантВеличина достоверностиС0kаппроксимацииФенолы0,180,450,94Аммоний солевой13,130,540,93Лигнинные вещества98,100,490,750,3Фенолы0,2C, мг/лC, мг/л0,20,10,02008 2010 2012 2014 2016 201820Аммоний солевой0,10,02008 2010 2012 2014 2016 2018200Лигнинные вещества150C, мг/лC, мг/л15Нефтепродукты1010055002008 2010 2012 2014 2016 201802008 2010 2012 2014 2016 2018Рисунок 4.8 – Изменение концентрации поллютантов на глубине 1-2 м на посту №4:1 - данные мониторинга, 2 - расчетные кривые, 3 - фоновые значения,4 - среднее фоновое значение, 5 - ПДК101Так как параметр k, характеризующий интенсивность снижения концентрацииполлютанта, зависит от скорости грунтовых вод (ν), то, использовав уравнение k = aνb,определим зависимость между коэффициентами k на двух постах наблюдения:k k iгдеbijj ,(4.8) , – скорость движения грунтовых вод на i и j –том посту.ijСравнение параметров k для поста № 4, определенных по данным мониторинга(таблица 4.3) и вычисленных по формуле (4.8), где в качестве опорного поста (kj) принятпост № 2, показало, что расчетные значения близки к опытным данным (таблица 4.4).Достаточная сходимость результатов позволяет утверждать, что величину k можнонаходить по формуле (4.8) и для других точек болота, приняв пост № 2 в качествеопорного.Таблица 4.4 – Сравнение параметра k для поста №4ПоллютантЗначение параметра kпо данным мониторингарасчетныйФенолы0,450,57Аммоний солевой0,540,52Лигнинные вещества0,490,57Дополнительные контрольные замеры были проведены для 5 точек, расположенных на различной глубине в центральной части болота (рисунок 2.10), в которых концентрация ряда поллютантов была определена в 2002 и 2004 гг.
в ходе предпроектныхисследований. В 2016 году в данных точках был произведен отбор проб грунтовых вод ивыполнен их химический анализ. Используя начальные значения концентрации поллютантов в 2002 и 2004 гг. и среднегодовую скорость движения грунтовых вод, определенную с помощью численного моделирования гидрогеологического режима болота, вычисляли концентрацию поллютантов в контрольных точках на 2016 г по формуле (4.4).Значение параметра k для каждой точки определялось по формуле (4.8). Данные расчетаи мониторинга представлены в таблице 4.5.Снижение концентрации поллютантов в нижнем слое болота на глубине более 5 м(точки 3 и 6) происходит примерно в 2 раза медленнее, чем в верхнем, что объясняется,102в первую очередь, замедленным водообменном из-за низкого коэффициента фильтрациисреднеразложившегося торфа.Таблица 4.5 – Результаты контрольных испытанийТочканаблюденияКонцентрация поллютантов, мг/лГод(глубина)ФенолыНефтепродуктыАммонийсолевой120040,4080,5437,58(2,5 м)2016320040,1560,1240,0920,320,27-12,3015,9026,97(6,5 м)201652002(0,5 м)201662004(5,5 м)2016820020,0610,0600,0280,259,8614,8639,100,0100,0081,4860,150,120,6219,1216,1949,900,9941,1100,2000,450,48-27,8020,5235,00-0,07518,340,06714,95Примечание: экспериментальные значения концентрации поллютантов в 2016 году даны(2 м)2016в числителе, расчетные значения - в знаменателеСравнение экспериментальных и расчетных значений концентрации поллютантовв грунтовой воде показало их хорошую сходимость, что говорит об успешной верификации метода и возможности прогнозирования изменения во времени концентрацииполлютантов в торфяном массиве с помощью предложенных зависимостей.1034.3.
Метод прогноза продолжительности выноса поллютантовиз загрязненного торфяного массиваПо результатам проведенных исследований и анализа результатов экспериментовразработан и верифицирован метод определения продолжительности выноса поллютантов из загрязненного торфяного массива, предназначенный для оценки пригодноститерритории к строительно-хозяйственному освоению.Метод прогноза включает в себя следующие этапы:1. Проведение систематического мониторинга (не менее 2-3 лет) исследуемойприродно-техногенной системы, включающего контроль химического состава грунтовых вод на опорных постах, расположенных с учетом размещения источников негативного воздействия, с отбором проб 2 - 3 раза в год преимущественно летом и осенью.Отбор проб следует осуществлять на постах наблюдения на различной глубинеторфяного массива, а в качестве контролируемых параметров принимать содержаниеполлютанов, концентрация которых многократно превышает значения ПДК.2.
Лабораторные испытания по определению интенсивности выноса контролируемых поллютантов из загрязненного массива торфа путем промывки образцов торфа,отобранных с различной глубины.Фильтруя воду, через образцы, периодически отбирают пробы фильтрата и проводят химический анализ на содержание тех же поллютантов, что и в ходе мониторинга.По результатам лабораторных опытов получают зависимость снижения относительнойконцентрации от расхода профильтровавшейся воды CС f 03. Численное моделирование гидрогеологического режима объекта изучения с целью определения скорости и направления движения грунтовых вод.Программа, используемая для численного моделирования гидрогеологическогорежима, должна учитывать основные гидрогеологические показатели - напластование исвойства грунтов, включая коэффициенты фильтрации в горизонтальном и вертикаль-104ном направлениях, а также иметь возможность учета количества выпадающих осадков иобъем стока.4.
Построение расчетных кривых изменения концентрации во времени с помощьюуравнения (4.4) и их верификация по данным мониторинга.Расчет продолжительности выноса поллютантов в заданной точке ведут по формуле:C,k С0 C – заданное снижение концентрации поллютанта, мг/л;t bгде(4.9)C 0 – начальная концентрация поллютанта, мг/л;k, b – параметры, зависящие от вида поллютанта.Для определения времени снижения концентрации загрязняющих веществ в других точках исследуемой территории, на которых скорость движения грунтовых вод отличается от скорости на опорных постах, коэффициент k находят по формуле (4.8).Выводы по главе 41. Выполнено численное моделирование гидрогеологического режима болота Конинник в программном комплексе «Plaxis 3D».
По результатам моделирования былсформирован фильтрационный поток грунтовых вод, позволяющий определить направление и величину скорости их движения в любой точке болотного массива. Моделирование показало, что скорость движения грунтовых вод в зависимости от координат точки и глубины изменялась от 0,15 до 0,001 м/сут.2. Предложен метод прогноза продолжительности выноса поллютантов из торфяного массива, основанный на численном моделировании гидрогеологического режимаболота и лабораторных исследований водопроницаемости и сорбционных характеристик торфа.3.
Произведена верификация предложенного метода на основании сравнения экспериментальных данных длительного мониторинга и расчетных значений концентрации поллютантов в грунтовой воде.105ЗАКЛЮЧЕНИЕИтоги выполненного исследования:1. В результате обзора предшествующих исследований обобщены и систематизированы данные по последствиям размещения отходов на заболоченной территории, интенсивности и продолжительности выноса поллютантов из торфяного массива, воднофизическим и сорбционным свойствам торфа.
Анализ источников показал, что загрязненные болота представляют собой природно-техногенные системы, самоочищение которых возможно за счет выноса поллютантов грунтовыми водами. Отмечен значительный разброс данных по водопроницаемости и сорбционным характеристикам различныхтипов торфа.2. Мониторинг, выполнявшийся в течение 13 лет на болоте площадью 4,5 км2, ранее служившем местом размещения промышленных отходов и выпуска сточных вод,подтвердил возможность самоочищения загрязненного торфяного массива за счет разбавления поллютантов дождевыми и талыми водами и выноса их потоком грунтовыхвод. Впервые получена экспериментальная зависимость интенсивности выноса поллютантов из торфяного массива грунтовыми водами, которая, описывается степеннымуравнением ∆С/C0 = aωb, где ∆С/C0 – удельное снижение концентрации поллютантов,ω – расход воды, a, b – параметры, зависящие от вида поллютанта.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
