No Image

Что такое межпластовые воды определение

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
09 марта 2020

Характеристика межпластовых вод как источника водоснабжения

межпластовый вода сточный

Межпластовые подземные воды залегают между двумя водоупорными слоями (рис.1.1.), из которых один – нижний – является водонепроницаемым ложем, а другой – верхний – водонепроницаемой кровлей. Глубина залегания межпластовых вод колеблется от десятков и сотен до тысячи метров и более. Наличие водонепроницаемой кровли препятствует попаданию воды в межпластовые слои из расположенных выше горизонтов. Пополнение межпластовых вод может происходить лишь в местах выклинивания водоносного горизонта на поверхность. Обычно зоны питания залегают на значительном (сотни километров) расстоянии от места водозабора. Чем больше это расстояние, тем надежнее защита межпластовых вод от поступления загрязнений с поверхности. Добыча межпластовых вод производится через буровые скважины.

В зависимости от условий залегания межпластовые воды могут быть напорными или безнапорными. Их отличительная особенность – залегание ниже одного, двух или нескольких слоев водоупорных пород и отсутствие питания с поверхности непосредственно над ними. В каждом межпластовом водоносном горизонте различают область питания, где горизонт выходит на поверхность, область напора и область разгрузки, где вода изливается на поверхность земли или дно реки, озера в виде восходящих ключей. Чаще всего межпластовая вода заполняет всю толщу водосодержащей породы (песчаной, гравелистой или трещиноватой) между водоупорными слоями.

При этом давление, под которым находится вода в водоносном слое, становится выше атмосферного. Если прорезать водонепроницаемую кровлю скважиной, то благодаря чрезмерному давлению вода в ней поднимается, а иногда даже выливается на поверхность в виде фонтана. Такая межпластовая вода называется напорной, или артезианской, а уровень, на который она поднимается в скважине самотеком, называется статическим. Безнапорные межпластовые воды не способны подниматься самостоятельно, их статический уровень в скважине соответствует глубине залегания.

1-водоупорные слои; 2-горизонт грунтовых вод; 3-горизонт межпластовых безнапорных вод; 4-горизонт межпластовых напорных вод; 5-колодец, питающийся грунтовой водой; 6-скважина, питающаяся из межпластового безнапорного горизонта; 7- скважина, питающаяся из межпластового напорного (артезианского) горизонта.

Рисунок 1.1- Залегание межпластовых вод

Условия формирования и залегания (наличие водоупорного перекрытия, большое расстояние от мест выклинивания, значительная глубина залегания) определяют главную особенность межпластовых вод – постоянство количественных и качественных характеристик. Именно постоянство физических свойств и химического состава является важнейшими показателями санитарной надежности межпластового водоносного слоя. Какие-либо изменения хотя бы одного из показателей качества межпластовой воды являются сигналом о поступлении в ее слой воды из размещенных выше горизонтов, то есть сигналом о возможном загрязнении.

Надежно перекрытые межпластовые воды отличаются от грунтовых невысокой температурой (5-12 °С), постоянным физико-химическим составом, постоянным уровнем и значительным дебитом. Они прозрачные, без цвета, часто – без запаха и какого-либо привкуса. Концентрация минеральных солей в них выше, чем в грунтовых водах, и зависит от химического состава породы, в которой они накапливаются и передвигаются. Межпластовые воды – пресные, но могут иметь разную степень минерализации, вплоть до высокоминерализованных. Степень минерализации определяет другие показатели качества межпластовой воды (в частности, вкус и привкус) и коррелирует с содержанием хлоридов, сульфатов, солей жесткости (кальция и магния) и т. п. Межпластовые воды преимущественно щелочные (pH > 7) благодаря наличию гидрокарбонатов щелочных и щелочно-земельных металлов. Иногда могут содержать много железа (II) в виде гидрокарбонатов, марганца (II) в виде сульфатов, сероводорода. Последний образуется в межпластовых водах в результате химических превращений некоторых минеральных солей: восстановления сульфатов, разложения сульфидов металлов по реакции

при взаимодействии сернокислых солей, растворенных в воде, с битумозными глинами, торфом, нефтью и т. п. Иногда в межпластовых водах выявляют аммонийные соли, которые, как и сероводород, имеют исключительно минеральное происхождение. При отсутствии свободного растворенного кислорода в глубоких межпластовых водах создаются условия для восстановления нитратов в нитриты и аммонийные соли. Поэтому относительно высокое содержание в межпластовых водах сероводорода и аммиака иногда бывает естественным и не свидетельствует об их загрязнении. В природных биогеохимических провинциях, связанных с залежами полиметаллических руд, межпластовые воды могут содержать значительное количество тех или иных микроэлементов, в частности мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома и др. Межпластовые воды Бучакского водоносного слоя (Полтавская область Украины) отличаются высоким содержанием фтора. Разумеется, что такие воды невозможно использовать для хозяйственно-питьевого водоснабжения без специальной обработки.

Читайте также:  Можно ли косить траву в октябре

Безусловным преимуществом межпластовых вод является почти полное отсутствие микробной контаминации. Благодаря длительной фильтрации и наличию водоупорной кровли, защищающей межпластовые воды от загрязнения, они почти не содержат микроорганизмов, тем более патогенных. Такие межпластовые воды эпидемически безопасны и не нуждаются в обеззараживании.

Межпластовые воды, в связи с условиями их формирования и залегания, надежностью перекрытия водоупорными слоями, постоянством состава и достаточно большим дебитом, имеют явные преимущества перед другими источниками водоснабжения и с гигиенической точки зрения заслуживают высокой оценки. В большинстве случаев они обладают высоким качеством – им присущи положительные органолептические свойства, физиологически благоприятный минеральный, в том числе микроэлементный, состав, отсутствие или очень низкое содержание вредных (токсических) химических веществ, эпидемическая безопасность. Поэтому их используют без предварительной обработки.

Санитарные достоинства глубоких подземных вод очень велики: они редко требуют дополнительного улучшения качества, обладают сравнительно устойчивым химическим составом и природной чистотой в бактериальном отношении, характеризуются высокой прозрачностью, бесцветностью, отсутствием взвешенных веществ и приятны на вкус.

Химический состав подземных вод формируется под влиянием химического (растворение, выщелачивание, сорбция, ионный обмен, образование осадка) и физикохимического (перенос веществ фильтрующих пород, смешение, поглощение и выделение газов) процессов. В подземных водах найдено около 70 химических элементов. Недостатком их часто является высокое солесодержание и, в ряде случаев повышенное содержание аммиака, сероводорода и ряда минеральных веществ – фтора, бора, брома, стронция и др. Наибольшее значение для хозяйственно-питьевого водоснабжения имеют фтор, железо, соли жесткости (сульфаты, карбонаты и бикарбонаты магния и кальция). Реже встречаются бром, бор, бериллий, селен, стронций.

Характерной особенностью межпластовых вод является отсутствие в них растворенного кислорода. Тем не менее микробиологические процессы оказывают существенное влияние на их состав. Серобактерии окисляют сероводород и серу до серной кислоты, железобактерии образуют конкреции железа и марганца, которые частично растворяются в воде; некоторые виды бактерий способны восстанавливать нитраты с образованием азота и аммиака. Химический солевой состав различных горизонтов подземных вод колеблется, их минерализация достигает иногда высоких пределов, и тогда они непригодны для водоснабжения населенных мест.

Чем дальше отстоит место водозабора (буровая скважина) от границы зоны питания или разгрузки и чем лучше защита от проникновения вышележащих вод, тем характернее и постояннее химический состав межпластовых вод. Постоянство солевого состава воды – важнейший признак санитарной надежности водоносного горизонта. На формирование состава подземных вод оказывают большое влияние естественные и искусственные факторы. Изменения в солевом составе воды глубоководной артезианской скважины должны рассматриваться как признак санитарного неблагополучия. Причиной таких изменений может быть:

  • а) поступление воды из вышележащего горизонта, в частности грунтовых вод, при недостаточной плотности изолирующего слоя, затекании вдоль стенок скважины, через заброшенные колодцы, при разработке карьеров, при нерациональной эксплуатации горизонта, отборе воды, превышающем его водообильность, сопровождающееся изменением минерализации;
  • б) фильтрация речной воды через промоины в водоупорном ложе русла;
  • в) загрязнение через устье скважины.

В некоторых случаях возможно и бактериальное загрязнение воды. Одной из причин загрязнения подземных вод являются промышленные сточные воды, которые инфильтрируются из накопителей, хвосто- и шламохранилищ, золоотвалов и т.п. в случае неудовлетворительной их гидроизоляции. Инфильтрация промышленных загрязнений наблюдается и с полей фильтрации, которые до недавнего времени использовались для обезвреживания промышленных сточных вод. Проникновению сточных вод через водоупорные горизонты способствуют поверхностно-активные вещества, присутствующие в большинстве промышленных сточных вод.

При эксплуатации скважины в определенной части водоносного горизонта в результате присасывающего действия водоподъемных устройств развивается зона пониженного давления воды. Степень понижения зависит от мощности водоподъемника, высоты давления в горизонте до его эксплуатации и водообильности горизонта. Наибольшего значения понижение давления достигает вокруг скважины, постепенно снижаясь по мере удаления от нее. Объем водоносной породы, на котором сказывается присасывающее влияние водоподъемника при его работе, получил вследствие характерной формы название «воронка депрессии». Наличие и размеры воронки депрессии изменяют гидрогеологические условия в водоносном горизонте, снижая его санитарную надежность, так как появляется возможность притока воды из выше- и нижележащих водоносных горизонтов через трещины и гидравлические окна в разделяющих их водоупорных пластах.

Читайте также:  Поделки из тыквы сова

Территория на поверхности земли, соответствующая границе воронки депрессии, в наибольшей мере может служить источником загрязнения подземных вод, что учитывается при организации зон санитарной охраны водоисточника.

Межпластовые воды вследствие защищенности от поверхностного загрязнения, постоянства состава и достаточно большого дебита высоко оцениваются с санитарной точки зрения и при выборе источника хозяйственно-питьевого водоснабжения имеют преимущество перед другими водоисточниками. Весьма часто межпластовые воды могут использоваться для питьевых целей без предварительной обработки. Единственным принципиальным ограничением выбора их в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения является недостаточная водообильность горизонта по сравнению с намечаемой мощностью водопровода.

Информация

Добавить в ЗАКЛАДКИ

Поделиться:

межпластовые воды

Воды, залегающие в водопроницаемой толще пород, заключенной между двумя водоупорными слоями, называют межпласто-выми водами. Верхний водоупорный слой в этом случае называется водоупорной кровлей, а нижний — водоупорным ложем. Грунтовые воды имеют обычно свободную уровенную поверхность (давление на этой поверхности равно атмосферному). Свободную поверхность имеют и межпластовые воды, в том случае, если они безнапорные или если водоносная порода насыщена водой неполностью.[ . ]

Безнапорные межпластовые воды обычно приурочены к водоносным толщам значительной мощности, прорезаемым гидрографической сетью. Эти воды залегают, как правило, неглубоко. Речные долины иногда прорезают несколько ярусов межпластовых вод. В этом случае в местах дренирования на разных уровнях склона долины (котловины) воды выходят на поверхность и являются устойчивыми источниками питания поверхностных водотоков и водоемов.[ . ]

К защищенным водам относятся напорные и безнапорные межпластовые воды, имеющие в пределах всех поясов ЗСО сплошную (непрерывную) кровлю из водоупорных пород, исключающую возможность локального просачивания вод из вышележащих, недостаточно защищенных водоносных горизонтов.[ . ]

Скопления подземных вод отмечаются как в рыхлых обломочных породах, так и в трещиноватых массивных изверженных или сильно метаморфизированных осадочных породах. В первом случае воды относятся к типу пластовых вод. Они обычно равномерно распределены по всему пласту и движение их осуществляется по мелким порам и пустотам между зернами, слагающими породу. Во втором случае воды называются трещинно-жильными. Распространение их и движение приурочено к трещинам и крупным пустотам. Не всегда можно четко разграничить пластовые воды и трещинные, поэтому различают трещинно-пластовые воды. К ним относятся, например, грунтовые и межпластовые воды областей распространения карстующихся пород с хорошо выраженной слоистостью.[ . ]

К защищенным подземным водам относятся напорные и безнапорные межпластовые воды, имеющие сплошную водоупорную кровлю. К недостаточно защищенным подземным водам относятся грунтовые воды, а также напорные и безнапорные межпластовые воды, которые в естественных условиях получают питание из вышележащих недостаточно защищенных водоносных горизонтов. Территория первого пояса должна быть спланирована для отвода поверхностного стока за ее пределы, озеленена, ограждена и обеспечена охраной. Не допускается: посадка высокоствольных деревьев, все виды строительства, размещение жилых и хозяйственно-бытовых зданий, проживание людей, применение ядохимикатов и удобрений. Здания должны быть оборудованы канализацией.[ . ]

Загрязнение артезианских вод наблюдается сравнительно редко по сравнению с грунтовыми водами. Иногда, однако, в связи с увеличением количества буровых скважин и их интенсивной эксплуатацией, увеличивается водообмен межпластовых вод (Остапеня и Каган, 1954). В ряде случаев, при явно выраженном контакте эксплуатируемого артезианского водоносного горизонта с верхними горизонтами, наблюдается загрязнение воды по химическим показателям.[ . ]

Схема залегания подземных вод

Площадь распространения грунтовых вод, за редким исключением, совпадает с площадью их питания, т. е. с областью, в пределах которой воды атмосферных осадков проникают в почву и грунт и могут пополнять запасы грунтовых вод. Площадь распространения межпластовых вод не совпадает с областью их питания. Основные области питания этих вод приурочены к местам выходов водоносной породы на земную поверхность. Дополнительное питание межпластовые воды получают за счет просачивания вод из выше-расположенных водоносных горизонтов через относительные водо-упоры.[ . ]

Читайте также:  Схема кладки кирпичных печек 50х75

К защищенным относятся напорные и безнапорные меж-пластовые воды имеющие в рассматриваемом районе сплошную водоупорную кровлю и не получившие здесь как в естественных, так и в нарушенных условиях питания из вышележащих грунтовых вод, рек и водоемов через разделяющие слои или гидрогеологические окна. К недостаточно защищенном подземным водам относятся грунтовые воды, получившие питание на площади распространения, а также напорные и безнапорные межпластовые воды, которые в природных условиях получают питание из вышележащих подземных вод через разделяющие слои или гидрогеологические окна, из рек и водоемов при непосредственной гидравлической связи.[ . ]

Верхнюю часть земной коры в отношении распределения в ней подземных вод принято делить на две зоны: зону аэрации и зону насыщения. В зоне аэрации вода обычно не заполняет полностью поры и пустоты породы, а если и заполняет, то временно и не везде. В этой зоне непосредственно у поверхности земли в почвах залегают почвенные воды. В зоне насыщения поры породы заполнены водой и на различных глубинах в ней залегают грунтовые, межпластовые безнапорные и напорные воды. Подземные воды по степени подвижности и интенсивности водообмена с прверхностными водами (рек, озер, болот) различны. Наиболее подвижны воды так называемой зоны активного водообмена. Нижняя граница этой зоны намечается гидрогеологами на уровне базиса эрозии малых и средних рек. В этой зоне формируются грунтовые и межпластовые воды, безнапорные или с местным напором. Эти воды, дренируемые речными долинами и озерными котловинами, являются источником питания рек и озер и представляют собой наиболее устойчивую, зарегулированную часть речного стока.[ . ]

Первые заключаются в оценке природной защищенности подземных (поверхностных) вод, которая зависит от литологического состава и степени выдержанности подстилающих горизонтов, наличия тектонических нарушений. Как правило, эти условия не изменяются во времени, но могут активизироваться по отношению к проницаемости под действием техногенных факторов (тоннельный эффект). Например, не компенсированная отбором флюидов закачка воды может усилить вертикальные перетоки межпластовых вод по зонам тектонических нарушений или литологическим “окнам”.[ . ]

межпластовые воды — Подземные воды, заключенные между водоупорными слоями и находящиеся под гидростатическим давлением. Syn.: напорные воды … Словарь по географии

МЕЖПЛАСТОВЫЕ ВОДЫ — воды, находящиеся в водоносных пластах, залетающие между пластами водоупорных пород. В большинстве случаен М. в. являются напорными, но когда во до со держа щи и слой заполнен водой не целиком, они ненапорные. М. в. отличается от грунтовой тем,… … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

МЕЖПЛАСТОВЫЕ ВОДЫ — См. Пластовые воды … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

ВОДЫ МЕЖПЛАСТОВЫЕ — подземные воды, залегающие между двумя водоупорными слоями (как правило, глинистыми). Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 … Экологический словарь

межпластовые напорные воды — см. Артезианские воды … Большой медицинский словарь

ПЛАСТОВЫЕ ВОДЫ — (межпластовые) воды, находящиеся в пластах горных пород, ограниченных в кровле и подошве водоупорными породами. В нефтяной гидрогеологии П. в. называются воды, залегающие в данном нефтеносном пласте. Они подразделяются на законтурные, подошвенные … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

Подземные воды — Подземные воды воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. Шипот подземный источник водоснабжения … Википедия

Грунтовые воды — Подземные воды воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. Шипот подземный источник водоснабжения Содержание 1 Классификация 2 … Википедия

ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ — подземные воды первого от поверхности постоянно существующего водоносного горизонта, расположенного на первом водоупорном слое. Г в. имеют свободную водную поверхность. Площадь распространения Г. в. и область поглощения совпадают. Иногда Г. в,… … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

напорные воды — Подземные воды, заключенные между водоупорными слоями и находящиеся под гидростатическим давлением. Syn.: межпластовые воды … Словарь по географии

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector