Районирование грунтового водоносного горизонта территории г. Москвы

Основные признаки районирования для условий городов

  • 1. Комплекс признаков, позволяющих устанавливать: а) формирование грунтовых вод в целом (залегание, питание, движение, разгрузка подземных вод); б) формирование химического состава подземных вод (источники, факторы, процессы); в) условия формирования и оценку природного фона главных компонентов, образующих состав и качество вод; г) гидрогеохимические закономерности.
  • 2. Комплекс признаков, устанавливающих: а) наличие техногенных нарушений в составе и качестве грунтовых вод; б) характер их проявлений; в) степень проявлений; г) причинность и негативное влияние на подземные воды с позиций решения прикладных задач.

В условиях городов на основе признаков гидрогеохимического районирования, представленных во втором пункте, предполагается решать вопросы загрязнения подземных вод как наиболее важные и сложные.

Принципы гидрогеохимического районирования

Как показано в разделе 2, гидрогеохимическое районирование проводится на основе гидрогеохимической генетической типизации, номенклатурными единицами которой являются гидрогеохимические типы и подтипы:

  • 1) в тип обединяются подземные воды, характеризующиеся общностью химического состава и специфических свойств, обретенных вследствие физико-химических процессов, обусловленных сочетанием источников с группой факторов. В подтип в пределах типа выделяются подземные воды определенного геохимического облика, являющиеся результатом ограниченного числа процессов, лимитированных относительно узкими рамками геолого-гидрогеологических условий. На основании пространственного положения подземных вод, принадлежащих к типам и подтипам, осуществляется районирование;
  • 2) в основу гидрогеохимического районирования положен территориально-типовой прием разграничения. Это значит, что участки территории, соответствующие подземным водам одного какого-либо типа или подтипа, могут быть разобщенными;
  • 3) при гидрогеохимическом районировании решаются теоретические вопросы формирования и прикладные задачи;
  • 4) при гидрогеохимическом районировании территории распространения одного водоносного горизонта в его пределах выделяются: в соответствии с типами — гидрогеохимические провинции и в соответствии с подтипами — районы. Границы провинций и районов обобщены и схематизированы.

На территории г. Москвы грунтовые воды составляют три гидрогеохимических типа.

Тип 1 пресных грунтовых вод с околоприродным формированием химического состава посредством углекислотного выщелачивания пород: окисления сульфидных минералов и сопровождающего этот процесс сернокислотного выщелачивания пород; окисления органических соединений и микрокомпонентов; кристаллизации карбонатных соединений Са, Mg и тяжелых металлов в окисленных формах. Условия по Eh преимущественно окислительные; по pH воды нейтрально-щелочные.

Околофоновые концентрации: С1“ — 0,4; SO|“ — 1,0; Сорг — 3,0 мг-экв/дм3. Минерализация вод менее 0,5 г/дм3, компонентный состав HC03nS04nClCaMgNa. Около 5% от минерализации составляют компоненты-загрязнители с величинами загрязнения СГ — 21, SO|_ — 100, Сорг — 90 мг/дм3.

Воды преимущественно мягкие, чаще всего ненасыщенные кальцитом, в высокой степени недонасыщенные гипсом. Способствуют уменьшению прочностных свойств пород и увеличению фильтрационных свойств пород.

В пределах типа 1 выделяются грунтовые воды двух подтипов:

  • воды подтипа 1.1 минерализованы до 0,4 г/дм3, состав HC03CaMgNa, отличаются большим процентным содержанием НСО/, меньшим (как правило < 5 экв.%) S04_ и СГ. То есть они очень слабо загрязнены по SO3- и СГ; несколько более по органическим загрязнителям, но более подвержены загрязнению: а) «органикой», что способствует формированию в них повышенных концентраций СО,,, и б) тяжелыми металлами, вызывающему уменьшение растворимости их соединений и интенсификации кристаллизации. С учетом сказанного можно предположить, что эти воды наиболее благоприятны для использования в питьевых и хозяйственных целях;
  • воды подтипа 1.2, характеризующиеся минерализацией -100 мг/дм3, повышенной по сравнению с водами подтипа 1.1, но содержание в них SO3- и СГ превышает 5 экв.% (хотя не достигает 10 экв.%), т.е. они менее качественные по сравнению с водами подтипа 1.1.

Воды подтипа 1.2 минерализованы в диапазоне 0,4—0,5 г/дм3. В их компонентном составе наряду с НСО/ повышены (от 5 до 10 экв.%) S04_ и СГ. Они распространены на участках преимущественного инфильтрационного питания в пределах центральных и склоновых частей водоразделов; занимают значительные площади в северной, северо-восточной, юго-западной и южной частях территории г. Москвы. По сравнению с площадями, занятыми грунтовыми водами второго и третьего типов, площади распространения вод данного типа наибольшие. Они относятся к водам относительно хорошего качества; незначительные ограничения их качества связаны с загрязнением органическими веществами, хлоридами и сульфатами. Могут использоваться для водоснабжения.

Тип 2 пресных вод регионального загрязнения атмосферными загрязненными осадками и породами, которые на территории г. Москвы существенно загрязнены. Минерализация вод 0,5—1,0 г/дм3, компонентный состав HC03S04nCl.

Основные процессы: а) окисление техногенной «органики» с образованием СО,; б) углекислотное выщелачивание пород слаборастворимых карбонатов кальция и магния и хорошо растворимого карбоната натрия; в) окисление сульфидов металлов, а также на участках с восстановительными условиями их восстановление, способствующее накоплению тяжелых металлов в водах; г) сернокислотное выщелачивание пород; д) нейтрализация кислых атмосферных осадков в случае их неполной нейтрализации в зоне аэрации; е) окисление аммония в нитрат и сорбция аммония. Воды данного типа существенно загрязнены по отношению к околофо- новым значениям концентраций грунтовых вод.

Величины загрязнения составляют: СГ — 175; S04_ — 326; HCOj — 300 мг/дм3. Воды пересыщены по кальциту, недонасыщены по гипсу; РСо2 — около 1,0 • 103 Па.

Грунтовые воды типа 2 распространены на участках транзита в пределах периферийных частей водоразделов; занимают незначительные по размерам площади, они в виде узких полос ограничивают площади распространения грунтовых вод типа 1. Грунтовые воды данного типа характеризуются пониженным качеством вследствие жесткости и загрязнения. В то же время, подобно водам типа 1, воды данного типа имеют место в разных частях территории г. Москвы.

Тип 3 минерализованных грунтовых вод локального загрязнения. Основные источники загрязнения вод этого типа представлены стоками различных объектов и загрязненными атмосферными осадками, формирующимися в пределах твердых отходов. Основной процесс формирования состава грунтовых вод — смешение с растворами-загрязнителями.

Грунтовые воды этого типа делятся на два подтипа:

  • подтип 3.1 грунтовых вод умеренного локального загрязнения. Минерализация 1,0—2,0 г/дм3, компонентный состав S04HC03Cl(HC03S04Cl)CaNanMg. Величины загрязнения, мг/дм3: СГ — 245; SO3- — 450; Сорг — 350. Воды жесткие; значительно перенасыщены по кальциту: SIC (+0,9...+1,0); слабо недонасыщены, а единично перенасыщены по гипсу: SIG (-1,0...+0,1); с существенным парциальным давлением С02. Развиты процессы кристаллизации карбонатов кальция, окисление микрокомпонентов органическими кислотами, сернокислотное выщелачивание. Существенно изменяются фильтрационные и прочностные свойства пород. Воды подтипа 3.1 распространены преимущественно в областях разгрузки в пределах понижений рельефа и в долинах рек. Площади, занимаемые этими водами, незначительные и встречаются не во всех долинах рек и не на всем протяжении той или иной реки. Грунтовые воды подтипа 3.1 непригодны для водоснабжения; в то же время участки их распространения характеризуются породами с улучшенными прочностными свойствами;
  • подтип 3.2 грунтовых вод неравномерного локального загрязнения. В подтип объединены воды с минерализацией 2,0— 8,0 г/дм3 и более (обнаружены воды с минерализацией около 50 г/дм3). На основании особенностей распределения компонентов в зависимости от возрастающей минерализации отмечаются гидрогеохимические особенности для вод с минерализацией 2,0—5,0 и 5,0—8,0 г/дм3. В этих водах существен процесс кристаллизации гипса, приводящий к формированию вод при минерализации 2,0—50 г/дм3 — HC03ClNa состава, при 5,0—8,0 г/дм3 — ClHC03Na состава и при минерализации > 8,0 г/дм3 — CINa состава. Высокая минерализация этих вод не позволяет считать их пригодными для водоснабжения.

Границы распространения грунтовых вод различных типов и подтипов достаточно достоверны, так как при их оценке учтены гидродинамические условия грунтового горизонта. Они соответствуют изолиниям минерализации на схематической гидрогеохимической карте (см. рис. 3.2, рис. 3.6).

Схематическая карта гидрогеохимического районирования грунтового водоносного горизонта г. Москвы

Рис. 3.6. Схематическая карта гидрогеохимического районирования грунтового водоносного горизонта г. Москвы

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >