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

Вода в харчуванні людини
Вода є одним з найважливіших елементів біосфери. Без води неможливе життя людей, тварин і рослин. Людина без води може прожити не більше 5-6 діб. Організм дорослої людини складається в серед ...

Еколого-економічні проблеми водокористування та шляхи їх вирішення
Водні запаси на Землі величезні, вони утворять гідросферу - одну з потужних сфер нашої планети. Гідросфера - найважливіший елемент біосфери. Вона поєднує всі води земної кулі, включаючи оке ...

Екологiчна ситуацiя Чернігівської області
Чернігівська область розташована на півночі України в Поліській і Лісостеповій зонах Придніпровської низовини, в басейні річки Десни. На заході і північному заході межує з Гомельською облас ...