CC BY
23
Плотность отходов под действием внешнего статистического давления порядка 0,4-0,6 МПа увеличивается от 0,8 до 1,25-1,4 г/см3[1].
Модуль деформации в интервале нагрузок 0,1-0,2 МПа составляет 3,42-4.42 МПа; сцепление в "старом" отвале равно 0, угол внутреннего трения 29,4°, в современном отвале С=0,03 МПа, <р=19,3° [1].
Таким образом, все геомеханические модели будут отличаться наличием или отсутствием аэробных и анаэробных зон. которые можно создавать искусственным путем.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Жилен ков В.Н. Опыт исследозаний фильтрационных и гсомеханичсскнх сеойств твердых бытовых отходов // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2002. № 3. С. 275-280.
2. Багазеев В.К., Гуман О.М. Геомеханические основы захоронения твердых бытовых и промышленных отходов // Тезисы Всероссийской научно-практической конференции "Реновация: отходы - технологии - доходы". Уфа, 2004. С. 27-29.
УДК 556.388
Д.Ю. Макушев
ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ В РАЙОНЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ ОАО "СРЕДНЕУРАЛЬСКИЙ МЕДЕПЛАВИЛЬНЫЙ ЗАВОД"
Основными причинами вторичного загрязнения окружающей среды предприятий медеплавильного комплекса являются выбросы, сбросы, которые приводят к загрязнению атмосферы, почв, а также поверхностных и подземных вод. С целью изучения вторичного загрязнения поверхностных и подземных водотоков на территории ОАО "Среднеуральский медеплавильный завод" (ОАО "СУМЗ") различными проектно-изыскательскими организациями были проведены геоэкологические исследования водотоков.
Поверхностные волы
Территория ОАО "Среднеуральский медеплавильный завод" находится в бассейне реки Чусовой, на участке от места впадения в нее р. Рсвды до территории г. Первоуральска и в бассейне р. Ревды. являющейся левым притоком р. Чусовой. Река Чусовая является левым притоком реки Камы и впадает в Камское водохранилище (Чусовской залив). Общая протяженность водотока - 592 км. Площадь водосбора - 23 тыс. км2, в створе выпуска сточных вод - 2.61 тыс. км2. Средняя высота водосбора 233 м. Наиболее крупными притоками являются рр. Ревда, Утка, Межсвая Утка, Серебрянка, Койва, Кумыш, Кунгурка, Лысьва, Сулем, Талица.
В районе г. Ревды и г. Первоуральска русло реки зарегулировано Волчихинским и Ревдинским водохранилищами [1].
Рельеф водосбора в верхней и нижней частях крупнохолмистый, относительная высота холмов 170 - 250 м. в средней части поверхность более равнинная, заболоченная. Значительная часть бассейна (68 %) покрыта смешанным лесом (ель, сосна, береза), заболоченность водосбора - 26 %. Почвы дерново-сильноподзолистые и торфяно-глеевые на кислых кристаллических и метаморфических породах.
Долина реки трапецеидальная шириной 1,5-2 км с местными расширениями. Склоны долины преимущественно пологие (3-6°), высотой 15 - 20 м. Ширина долины 20-60 м, поверхность неровная, с множеством ям, заполненных водой. Пойма двусторонняя, широкая, частично заросшая и заболоченная.
Берега реки высотой от 0,2 - 1,5 до 30 м, крутые, местами обрывистые задерноЕ-аны, частично заболочены и сложены торфом.
Русло реки умеренно извилистое, неразветвленное. Дно реки сложено на плесах песком и илом, на перекатах песком и галькой.
Высота подъема уровня в половодье достигает 1,2 - 1,9 м, большая часть весенних вод разливается в средней и устьевой части по пойме. Межень часто нарушается дождевыми паводками.
Толщина льда достигает 0.8-1.0 м.
Река Чусовая является водным бассейном комплексного использования, т.е. используется в качестве культурно-бытового и хозяйственного водопользования одновременно.
Пода в реке гидрокарбонатная. Следует отметить характерное для поверхностных вод Среднего Урала повышенное содержание железа, цинка, меди, что подтверждается данными многолетних наблюдений в верховьях реки Чусовой [2].
Подземные воды
В гидрогеологическом отношении рассматриваемая территория относится к Болыиеуральскому сложному бассейну корово-блоковых вод трещинного типа, к Ревдинскому бассейну подземных вод.
Площадка предприятия находится в пределах водоносного комплекса зон трещиноватости песчано-сланцевых образований верхнего протерозоя - нижнего девона, сложенного порфиритами, диабазами, альбитофирами, их туфами, зелеными сланцами. Средняя мощность трещиноватой зоны регионального выветривания составляет 50.0-60,0 м. нередко повышаясь до 70,0-8и,0 м. Подземные воды в районе имеют повсеместное распространение и приурочены к трещиноватой зоне коренных пород.
При проведении инженерно-геоэкологических изысканий в июле-августе 2001 г. были встречены подземные воды, приуроченные к трещиноватой зоне коры выветривания серицит-хлоритовых сланцев. Поток подземных вод направлен в направлении долины р.Чусовой [3].
Гидрохимический фон для данного комплекса составляют воды гидрокарбонатного кальциево-магнисвого состава с минерализацией 0,1 до 0,3 г/л и малым содержанием нормируемых микрокомпонентов. Состав подземных вод в исследуемом районе сформировался под воздействием производственной деятельности СУМЗа.
По химическому составу подземные воды гидрокарбонатные магниево-кальциевые и сульфатные магниево-кальциевые, нейтральные (рН=6.45-6,85), с минерализацией 214,1-282,3 мг/л до 1891,5 мг/л.
Анализ результатов химического состава подземной воды показал, что сказывается отрицательное влияние фильтрации из шламонакопитсля фосфогипса и малосернистого хвостохранилища. Вода приобретает сульфатный состав, содержание сульфатов превышает 2,3 ПДК. Минерализация увеличивается до 1891,5 мг/л, что в 1,9 раз превышает ПДК. Микроэлементы поступают в подземные воды за счет фильтрации из шламонакопителя фосфогипса и малосернистого хвостохранилища и распространяются вниз по потоку подземных вод [4].
Гидрогеологические условия
В гидрогеологическом отношении исследуемая территория принадлежит Болыиеуральскому бассейну порово-блоковых вод и, в частности, к бассейну гр>чгговых вод зон трещиноватости восточного склона Урала. С учетом геологического строения выделяются водоносные комплексы зон трещиноватости эффузивных образований верхнего протерозоя - нижнего девона (РЯг-ОО, песчанико-сланцевых образований верхнего протерозоя - нижнего силура (РЯг^) и интрузивных пород основного состава (V).
Водоносный комплекс зон трещиноватости эффузивных образований верхнего протерозоя -нижнего девона (РЯ2-0|) занимает наибольшую центральную часть исследуемого района. В данный водоносный комплекс объединены в различной мере мстаморфизованныс эффузивные образования, слагающие Тагильский мегасинклинорий и восточное крыло Уфалсйского антиклинория.
.Цитологический состав комплекса фациально неоднороден как по площади, так и по разрезу. Преобладающими породами являются порфириты базальтового, андезито-базальтового, реже дацитового составов, диабазы, туфы, порфироиды, порфиритоиды. амфиболиты к зеленые сланцы. Первично-осадочные породы имеют подчиненное значение, они представлены прослоями кремнистых, кварцитовидных и филлитовых сланцев.
В силу меньшей устойчивости к процессам выветривания по сравнению с интрузивными породами вулканогенно-осадочные толщи занимают относительно пониженное гипсометрическое положение, но, как правило, достаточно глубоко расчленены эрозионными врезами. На водоразделах и склонах развит элювиально-делювиальный чехол мощностью до 5,0 м.
Мощность эффективно проницаемой трещиноватой зоны выветривания в этих породах в среднем составляет 40-50 м. Как правило, более высокие значения ее мощности связаны с узко
локальными зонами повышенной трещиноватости различного генезиса. Воды преимущественно безнапорные. В целом глубина залегания уровня зависит от степени расчлененности рельефа. На резко возвышенных участках уровни залегают на глубинах до 37,0 м, на участках с пологими формами рельефа и в долинах уровни фиксируются на глубинах от 1,0 до 12,0 м [5].
Фактический материал о фильтрационных параметрах комплекса крайне скуден и не позволяет провести сравнительный анализ злияния литологического фактора на обводненность. По аналогии со смежными районами водопроводимость продуктивной зоны комплекса в целом, вне тектонических ослабленных зон, не превышает 10 м/сут. В окраинных зонах интрузий и тектонически ослабленных зонах водопроводимость, по-видимому, будет иметь максимальные значения, достигающие 150 м /сут. Фоновая обводненность комплекса незначительная. Основная масса скважин, вскрывших подземные воды в разнообразных орографических, структурных условиях и в различных по литологии коллекторах, имеет удельную производительность менее 0,1 л/с (при встречаемости 48 %).
В пределах рассматриваемого комплекса закартировано ограниченное число водообильных зон, связанных с прослоями окремненных и кремнистых сланцев среди зеленокаменных пород, экзокошгактами мелких интрузивных тел, тектоническими подвижками. Дебиты скважин, вскрывших подобные зоны, по сравнению с фоном увеличиваются, удельная производительность возрастает до 0.3 - 2,0 л/с.
В речных долинах комплекс обычно фильтрационно-экранирован глинистым делювием и аллювием. Поэтому родниковая разгрузка имеет преимущественно рассредоточенный характер в виде мочажин, мелкоструйчатых сочений. местами восходящего типа, заболачивающих поймы. Основная масса родников имеет дебит, не превышающий 0,5 л/с. При пересечении долинами водоосильных зон отмечаются родники с дебитамн до 1-3 л/с.
Помимо основного инфильтрационного атмосферного питания подземных вод комплекса местами наблюдается дополнительное питание за счет перетекания подземных вод смежных водоносных комплексов, занимающих в рельефе более высокие гипсометрические уровни. Такую картину можно наблюдать в восточной части района, где возвышенности слагают обрамляющие водоносный комплекс породы Верх-Нейвинского массива.
По химическому составу подземные воды комплекса относятся в основном к гидрокарбонатным кальциево-магниевым с минерализацией от 0,1 до 0,3 г/л. В границах населенных пунктов подземные воды комплекса часто загрязнены. Они здесь приобретают пестрый гостяr с. преобладанием хлоридов, сульфидов и азотистых соединений. Минерализация существенно возрастает до 0,75 г/л.
Естественные ресурсы подземных вод рассматриваемого комплекса, оцениваемые но величине минимального среднемноголетнего модуля стока, колеблются в зависимости от конкретной гидрогеологической обстановки в пределах 0,82-1,70 л/с-км2. На большей части площади распространения комплекса средневзвешенная величина модуля подземного стока составляет 0,85 л/с-км* при колебании частных значений от 0,82 до 1,30 л/с-км2. Наиболее обводненный комплекс является в тектонически напряженных, насыщенных мелкими интрузиями структурах восточной подзоны Тагильского мегасинклинория. Средневзвешенная норма минимального стока для этой площади составляет 1,70 л/с-км2.
Ресурсы подземных вод комплекса в настоящее время используются в небольшом объеме. На их базе осуществляется водоснабжение ряда мелких потребителей в городах Первоуральске, Ревдс, а также в иос. Починок. При постановке разведочных работ на воду наибольший практический шггерсс представляют локальные водообильные зоны, где сосредоточенными скважинными водозаборами можно каптировать до 5-10 л/с.
Водоносный комплекс зон трещиноватости песчанико-сланцевых образований верхнего протерозоя - нижнего силура (PR2-S1) начодится в северо-западной части изучаемого района, охватывает небольшую его часть. Данный водоносный комплекс объединяет перемежающиеся между собой сланцевые и песчаниковые толщи, в возрастном диапазоне от верхнего протерозоя до нижнего силура. Основное развитие породы рассматриваемого комплекса получили на площади Уфалейского антиклинория, где слагают его сводовую часть и западное крыло, и значительно меньшее - в Внсимско-Бнлнмбаевском синклинории и Сергинско-Бардымском моноклинории.
Цитологически водовмещающие породы комплекса представлены кремнистыми, глинисто-кремнистыми и разнообразными по своему составу зелеными сланцами, аркозовыми и кварцевыми песчаниками, фтанитами, с прослоями порфироидов и порфиритоидов. Из других водовмещающих
пород необходимо отметить маломощные (до 25 м) прослои мраморизо ванных известняков, а также многочисленные дайки и мелкие интрузивные тела кислого состава.
Общие закономерности питания, сформирования, транзита и разгрузки подземных вод аналогичны комплексу терригенных образований кембрия - ордовика. От последнего описываемый комплекс отличается лишь несколько более высокими коллекторскнми свойствами и. как следствие, повышенными фильтрационными способностями и обводненностью. Лучшие коллекторские свойства продуктивной зоны обусловлены более развитой трещиноватостью, возникающей при смятии кремнистых и существенно кварцевых пород, переслаивающихся с пластичными породами. Усилению трсщиноватости пород способствовало также внедрение в них большого числа даек и мелких интрузий. Средняя мощность трещиноватой зоны регионального выветривания составляет 50-60 м, нередко повышаясь до 70-80 м.
Водообильность комплекса неравномерная. Серицито-хлоритовые и другие сланцы, с содержанием кварца, не превышающим 30-40%, обладают хорошей пластичностью, в силу чего не способны к образованию открытых трещин. Водопроводимость таких пород ничтожна и составляет 0,13-7,8 \Г/сутки, я удельная производительность скважин не превышает 0,1 л/с, при молальиых значениях 0.01-0,03 л/с.
Несколько повышенными фильтрационными способностями характеризуются кремнистые и существенно кварцевые сланцы, а также другие непластичные породы. Удельная зодоотдача скважин возрастает до 0,2-0,5 л/с.
В рассматриваемом комплексе преимущественным распространением пользуются водообильные зоны небольшого масштаба, связанные с литологическими контактами, дайками, мелкими тектоническими нарушениями и прослоями мраморизованных известняков, ресурсы которых формируются на частных водосборах с ограниченной площадью и не превышают 5-10 л/с.
Гидрохимический фон для данного комплекса составляют воды гидрокарбонатного кальциево-магнисвого состава с минерализацией 0,1 до 0,3 г/л и малым содержанием нормируемых микрокомпонентов. Разного рода отклонения от зонального фона связаны обычно с хозяйственно-бытовым или промышленным загрязнением подземных вод в пределах населенных пунктов. В связи с быстрыми темпами водообмена в верхних частях комплекса широким распространением пользуются ультрапресные воды.
Хорошие емкостные способности продуктивной зоны большинства пород комплекса обеспечили формирование в них достаточно высоких естественных ресурсов подземных вод. Величина их, выраженная через модуль минимального стока, составляет 1,05-1,24 л/с-км2.
Естественные ресурсы комплекса используются довольно ограниченно. Одиночные водозаборные скважины сосредоточены, главным образом, в границах г. Первоуральска и пос. Билимбай.
Водоносный комплекс зон трсщиноватости интрузивных пород основного состава (V) слагает восточную часть исследуемой территории. Данный водоносный комплекс слагают интрузивные образования Ревдинского габбрового массива, находящегося в пределах Тагильского мегасинклинория. Ревдинский габбровый массив имеет сложное строение и в значительной мере не однороден по своему составу.
Площадное развитие интрузий основного состава довольно ограниченное. На востоке территории, в пределах Тагильского мегасинклинория. они образуют либо самостоятельные массивы (Ревдинский, Верхне-Тагильский), либо вместе с ультрабазитамн слагают крупные массивы габбро-перидотитовой формации (Верх-НеЯвинский). Окраинные зоны массива сложены, как правило, полосчатым габброидным комплексом, центральная же часть его представлена изолированными телами м стаду н кто в, верлитов, габбоо-норитов и кварцевых диоритов с ореолами приконтактовых роговиков.
Грунтовые воды комплекса приурочены к верхней трещиноватой зоне, которая в среднем распространяется до глубины 30,0-40,0 м. Резкое возрастание глубины эазв>ггия активной трсщиноватости (до 80-100 м) наблюдается в пределах окраинных зон габбровых массивов и нередко по тектонически ослабленным зонам отмечается внутри массивов. Зеркало грунтовых вод в сглаженном виде повторяет рельеф. Статические уровни располагаются на глубинах от первых метров (долины рек) до 10-15 м (приводораздельные участки).
В тесной связи с описанной выше неоднородностью геологического строения комплекса находятся и его фильтрационные возможности. По аналогии со смежными районами
водопроводимостъ горных пород в целом по комплексу .составляет 1,0-10,0 м'/сут. В тектонически ослабленных зонах водопроводимость возрастает до 132 м2/сут [5].
Обводненность комплекса в целом незначительная, удельная производительность скважин редко превышает 0,1 л/с. Повышенная водоносность пород обычно связана с тектоническими нарушениями и с окраинными зонами - габбровых массивов. Разгрузка подземных вод осуществляется в долинах местной речной сети, причем преобладает подруслован разгрузка. Родниковый сток, учтенный при съемочных работах, составляет 2-3 % от объема общего стока. Дсбиты ролников не превышают 0,5 л/с.
Подземные воды рассматриваемого комплекса характеризуются гидрокарбонатным кальцнево-магниевым составом. Минерализация колеблется в пределах 0.1-0,3 г/л. Нормируемые микрокомпоненты в большинстве случаев не обнаруживаются, а там, где они фиксируются, концентрация их ничтожна. В районах населенных пунктов подземные воды загрязнены азотистыми соединениями, хлоридами и сульфатами.
Естественные ресурсы подземных вод неравнозначны по своей величине для отдельных массивов, модуль нормы минимального зимнего стока для Ревдинского габбрового массива - 1,17 л/с-км". В целом ресурсы подземных вод комплекса в его пределах составляют 143,0 л/с. Минимальные значения модуля подземного стока, не превышающие 0,24 л/с-км% характерны для габбро Верх-Нейвинского и Тагильского массивов, где они имеют небольшие площади развития и слагают возвышенности, которые являются областями питания для смежных водоносных комплексов, занимающих более низкое гипсометрнческос положение.
В настоящее время ресурсы подземных вод данного комплекса используются в небольшом объеме. На их базе осуществляется водоснабжение ряда мелких водопотребителей в гг. Ревде и Первоуральске.
Ревдннская водообильная зона выделяется по периферии ревдинского габброидного массива. Повышенная обводненность этой зоны обусловлена наличием многочисленных ксенолитов, вмещающих блоковые разрывные нарушения. Ширина зоны измеряется сотнями метров. Пройденные в ее пределах скважины имеют дсбиты от 1,5 до 16,0 л/с при понижении 1,5-3,6 м. Соответственно ресурсы зоны ограничены.
Исходя из характеристик водных объектов и гидрогеологических условий района расположения предприятия, можно сказать, что разгрузка поверхностных и подземных вод происходит в р. Чусовую. Так как по месту расположения ОАО "СУМЗ" находится в непосредственной близости от р. Чусовой, а состав подземного и поверхностного стока сформирован за счет техногенной нагрузки предприятия, .можно сделать вывод, что происходит непосредственное влияние на природные экосиситемы.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Обоснование инвестиций в консервацию ипритного хвостохранилища обогатительной фабрики Среднеуральского медеплавильного завода. 1219-ГР.ПЗ Екатеринбург, 2000.
2. Средние фоновые концентрации гидрохимических элементов в реках и озерах Уральского региона. Екатеринбург: РосНИИВХ, 1994.
3. Программа работ по оценке влияния СУМЗа на состояние водных ресурсов района. 1219-0-0-ПР. Екатеринбург, 1994.
4. Разрешение на снеиводопользоЕ-ание перспективы водоохранных мероприятий с оценкой влияния СУМЗа на состояние водных ресурсов района. 1219.36-0-0-ПЗ Екатеринбург, 1995.
5. Проект строительства склада полиметаллического кека. Екатеринбург, 2001.
