Прогноз изменения качества воды при эксплуатации подземного водозабора

Многие из нас на практике сталкивались с тем, что несмотря на установленные зоны санитарной охраны, качество подземных вод в процессе эксплуатации водозабора ухудшается. Это может происходить не только за счет техногенного воздействия на пласт, но и по естественным причинам, связанными с перетеканием воды из смежных горизонтов, подтягиванием некондиционных поверхностных или глубинных вод, физико-химическими преобразованиями, биологическими процессами и т.д.

Модуль A-Conc позволяет прогнозировать изменение качества подземных вод в процессе эксплуатации водозабора. Сегодня мы расскажем об одном из типовых решений. Речь пойдет о работе водозабора в условиях слоистой системы (см. Рисунок 1). Аналитическое решение было разработано В.Г. Румыниным [1].

Рисунок 1 – Интерфейс модуля для прогноза изменения качества подземных вод

Разберем задачу на конкретном примере. Водозабор эксплуатирует нижний водоносный горизонт. Качество воды в горизонте соответствует требованиям для питьевого водоснабжения, а концентрация загрязняющих компонентов равна нулю. Вода верхнего водоносного горизонта (первого от поверхности), наоборот, загрязнена техногенными компонентами. Примем концентрацию загрязнителя в верхнем горизонте равной 1. Первый и второй водоносный горизонты взаимодействуют между собой через разделяющий слой глин. Опытные откачки позволили установить значение коэффициента перетекания через разделяющий слой, которое составило 30 м. Остальные параметры водоносного горизонта указаны на рисунке 1. Необходимо было оценить, как быстро будет изменяться качество воды водозабора за счет перетекания загрязнителя из смежного горизонта через водоупор.

На рисунке 2 приведен расчет понижения и концентрации во времени для водозаборной скважины.

Рисунок 2 – Расчет изменения понижений уровня воды и концентраций загрязняющего компонента в условиях эксплуатации водозабора в слоистой системе

Из рисунка хорошо видно, что стабилизация понижений в скважине в нижнем пласте происходит в течение первых суток за счет поступления все новых и новых порций воды из верхнего горизонта. Т.е. весь объем воды, который отбирает скважина из нижнего пласта, уже через сутки полностью компенсируется притоком из верхнего горизонта. Однако, рост концентраций загрязняющего компонента в водозаборной воде происходит со значительной инерцией (см. Рисунок 2). Несмотря на относительно хорошую гидравлическую связь двух водоносных горизонтов, концентрация загрязняющего компонента в водозаборной воде сравняется с концентрацией в верхнем пласте только через 10 лет эксплуатации водозабора.

Настоящий пример подготовлен с помощью модуля геомиграционных прогнозов (модуль A-Conc). Подробнее узнать о модуле геомиграционных расчетов вы можете на следующей странице.