Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...

Реферат на тему:

Оценка влияния гипсового карста на сток химических веществ в

верхней части бассейна Днестра

Оценена доля подземного водного стока и стока сульфатов в карстовой водоносной системе западных областей Украины. Определенный о объем гипса, выносится подземными водами из толщи сульфатных отложений.

закарстованы породы широко развиты на территории Приднестровья. Благодаря широкому распространению известняков и гипсов, что на значительных площадях расположены на незначительной глубине, а иногда выходят на дневную поверхность, здесь очень широко развиты поверхностные карстовые формы впадины, воронки, поноры. Территории с напивпокритим и открытым карстом оказывают существенное влияние на формирование как ресурсов поверхностных и подземных вод, обусловливая перераспределение стока, так и химического состава природных вод [Дрозд, 1966, Иванов, Дрозд, 1969].

Химический состав русловых вод бассейна Днестра формируется в различных почвенно-геологических и климатических условиях. В горной части Днестр и его притоки проходят по песчано-глинистых породах флиша, аргиллитов, песчаниках, бедных растворимыми солями. Большое количество осадков, литологический состав пород и характер почв обусловливают малую минерализацию речных вод. Наличие в предгорье ях Карпат минерализованных вод соляных месторождений (Солотвинское месторождение каменного яной соли, Калужское месторождение калийных солей и другие) производит влияние на химический состав речных вод, обусловливая увеличение в них содержания хлоридных ионов. Однако, благодаря значительному количеству осадков, минерализация речных вод не превышает 300 мг / дм3.

Несколько иначе формируется химический состав поверхностных вод левых притоков Днестра. На них здесь производят влияние богатые карбонатами и сульфатами неогеновые и более древние отложения. Развитие карста в среде известняков и гипсов способствует обогащению подземных вод сульфатами, гидрокарбонатов и ионами кальция. Разгрузка обогащенных такими ионами вод в речную сеть способствует повышению минерализации речкових вод.

Указанное обусловило необходимость оценки влияния карста на водный и химический сток рек верхней части бассейна Днестра.

Одна из самых ярких форм миграции вещества, непрерывно происходит на Земле - круговорот воды. Хотя масса воды в реках и атмосфере составляет очень незначительную долю общего количества ее на Земле, именно эта часть гидро- сферы является динамичной. Благодаря тому что вода, после воздуха, является наиболее подвижной веществом на Земле, она является главной причиной движения других химических соединений [Алекин, Бражникова, 1964]. Речная вода, в свою очередь, является активной частью гидросферы и в процессе стока осуществляет огромную работу по переносу растворенных веществ в океаны.

Результаты многолетних наблюдений за стоком и химическому составу воды Днестра и его притоков, выполненных подразделениями Гидрометслужбы, позволили оценить влияние карста на химический сток.

На территории исследований сток формируется преимущественно в зимне-весенний период (февраль-май) благодаря таянию снега и выпадению дождей, а также в теплый период года при выпадения дождей ливневого характера. На большей части территории в период весеннего половодья проходит 40-50% годового стока. Формирование химического состава русловых вод в период половодья осуществляется преимущественно за счет поверхностного стока. В зависимости от метеорологических условий зимне-весеннего периода минерализация этих вод колеблется в значительных пределах. Как видно из таблицы 1, содержание сульфат-ионов (иона, который является индикатором развития сульфатного карста) растет в зоне развития сульфатных отложений начиная с участка ниже водпоста Самбор к водпоста Залещики.

Таблица 1. усредненных за сезон значения содержания сульфат-ионов в воде Днестра, мг / дм3

Сезон | Пост

Самбор | Галич | Залещики | Жванець | Могилев Подольский

весна | 29,2 | 29,5 | 46,3 | 38,6 | 56,1

лето | 34,2 | 41,7 | 54,8 | 42,9 | 52,4

осень | 36,1 | 36,0 | 46,0 | 46,5 | 50,7

зима | 30,9 | 50,8 | 80,4 | 61,0 | 66,4

Рост содержания сульфатов в этой зоне наблюдается во все сезоны, однако наиболее характерно оно для периода межени летней и зимней. В этот период содержание сульфатов колеблется от 30-35 мг / дм3 по посту Самбор до 55-80 мг / дм3 по посту Залещики. Некоторое снижение содержания сульфатов на участке Залещики Жванець (до 43-60 мг / дм3) обусловлено, вероятно, поступлением вод левобережных притоков, водосборные бассейны которых находятся за пределами зоны развития гипсов. Дальнейшее незначительное повышение содержания сульфатов (до 52-66 мг / дм3) можно объяснить разгрузкой вод глубокозалегающих водоносных горизонтов.

Для периода весеннего половодья и осенних паводков характерно постепенное увеличение содержания сульфатов от 30-35 мг / дм3 по посту Самбор до 50-55 мг / дм3 по посту Могилев-Подольский. В эти сезоны также наблюдается некоторое уменьшение (до 40-45 мг / дм3) содержания сульфатов по посту Жванець.

В соответствии с изменением водности и содержания ионов вдоль реки, изменяется ионный сток, как общий, так и сток сульфат-ионов.

В период весеннего половодья наблюдается максимальное вынесения ионов с территории водосборов (табл. 2). По посту Самбор (находится выше зоны распространения гипсо-ангидритов) этот показатель составляет 48%, по остальным постов он колеблется в пределах 31-38%. На летний период приходится, соответственно, 17 и 22-29% общего ионного стока. За осенний период Днестр у Самбора выносит 12% общего ионного стока, за зимний 23%.

Таблица 2. Доля сезонного ионного стока в годовом,%

Сезон | Пост

Самбор | Галич | Залещики | Жванець | Могилев Подольский.

Общий ионный сток

весна | 47,8 | 33,3 | 34,2 | 38,3 | 30,7

лето | 17,4 | 29,2 | 28,5 | 22,2 | 28,3

осень | 11,8 | 16,8 | 18,1 | 18,7 | 20,7

зима | 23,0 | 20,7 | 19,2 | 20,8 | 20,3

Сток сульфат-ионов

весна | 50,4 | 34,2 | 34,1 | 39,2 | 37,6

лето | 16,9 | 28,6 | 28,8 | 20,6 | 26,5

осень | 11,7 | 14,9 | 134 | 17,0 | 15,8

зима | 21,1 | 22,3 | 23,7 | 23,2 | 20,0

Для остальных постов осенняя и зимняя доля ионного стока практически одинакова по 18-20%.

Сульфаты течение года выносятся водами Днестра также неравномерно. Для поста Самбор, который находится выше зоны развития гипсо-ангидритов, характерен свой распределение стока сульфатов 50% выносится весной, 17 летом, 12 осенью и 21 зимой. Остальные постов характеризуется примерно одинаковым межсезонным распределением стока сульфатов: 34-39% годового стока сульфатов приходится на весну, 20-28 на лето, 13-17 на осень и 20-24 на зиму.

Более равномерное течение года распределение стока сульфат-ионов можно объяснить буферной емкостью подземного сульфатного карста способностью поглощать маломинерализованные воды весеннего снеготаяния и дождевые осадки, задерживать их в подземных коллекторах, насыщая сульфат-ионами и постепенно отдавать в речную сеть.

Важной проблемой является расчет доли подземного стока, проходящей через закарстованы гипсо-ангидритовых толщу [Claassen, 1981], приводя к растворению пород, следствием чего является увеличение об объема подземных полостей и пустот.

По расчетную участок мы приняли часть бассейна Днестра, ограниченную водпосту Самбор и Жванець. Составив баланс стока сульфатов с этой территории, можно ориентировочно оценить сток подземных вод, проходит сквозь закарстованы породы:

Rн = R в + Rо + Rк

где: R н сток сульфатов через нижний запирающий сечение (водпосту Жванець);

R в сток сульфатов через верхний замыкающий сечение (водпосту Самбор);

Rо количество сульфатов, поступающей на данный водосбор с атмосферными осадками;

Rк количество сульфатов, поступающей по данному водосбора за счет растворения гипсов.

Имея составные части баланса стока сульфатов с территории (сток и химический состав природных вод), нетрудно рассчитать долю стока сульфатов,формируемого за счет растворения гипсов.

Ежегодно через сечение водпоста Самбор Днестр вносит участок 33,5 тыс.тонн растворенного сульфата кальция. Кроме того, с атмосферными осадками на площадь водосбора между водпосту Самбор и Жванець выпадает около 37,2 тыс.тонн сульфата кальция [Галущенко, 1977, Ромась, 1979]. Через расчетный сечение (водпосту Жванець) Днестр выносит 460 тыс.тонн сульфата кальция. Таким образом, с закарстованные сульфатных пород территории водосбора, ограниченной водпосту Самбор и Жванець, ежегодно выносится около 390 тыс.тонн растворенного сульфата кальция. Таким образом, можно утверждать, что за счет растворения пород гипсо-ангидритовых толще в бассейне Днестра выше водпоста Жванець формируется 85% стока сульфатов кальция. Учитывая то обстоятельство, что растворение гипсов происходит, в основном, по трещинам, можно считать, что о объем подземных полостей ежегодно увеличивается на 210 тыс.м3.

Пользуясь формулой расчета ионного стока R, можно рассчитать о объем воды W, необходимой для растворения такого количества гипса:

W = Rк / dC

где: dC - прирост минерализации природных вод за счет растворения гипса.

Благодаря многолетним полевым исследованиям, выполненным в длинных гипсовых пещерах мира (Оптимистическая, Озерная, Золушка), разработанный химический состав подземных вод, приуроченных непосредственно к сульфатных пород [Аксем, Хильчевский, 2000]. Установлено, что, проходя сквозь толщу гипсо-ангидритовых отложений, минерализация подземных вод за счет растворения сульфата кальция увеличивается на 1,56 г / дм3.

Таким образом, для перевода в растворенное состояние указанной выше количества сульфата кальция, сквозь толщу гипсо-ангидритовых отложений должно ежегодно проходить около 2,5108 м3 воды соответствует 7,3 мм слоя стока.

На поверхность бассейна Днестра выпадает 645 мм осадков, из которых 541 мм расходуется на испарение и 141 мм на суммарный сток [Галущенко, 1977]. Подземный сток составляет 35 мм,которых доля карстовой составляющей стока составляет 21% ..

Таким образом, выполненные исследования позволили определить о объем гипса, выносится подземными водами из толщи сульфатных пород, а также оценить долю подземного стока, которая проходят сквозь эту толщу. Приведенные цифры в достаточной мере ориентировочными. Для получения более достоверных значений необходимо продолжить исследования с целью уточнения структуры водного и солевого баланса и его компонентов.

Список литературы

1. Claassen H.C. Estimation of Calcium Sulfate Solution Rate and Effective Aquifer Surface Area in a Ground-Water System Near Carlsbad, New Mexico. // Ground Water, 1981, v. 19. - p. 287-297. 2. Аксем С.Д., Хильчевский В.К. Особенности химического состава природных вод районов развития сульфатного карста западных областей Украины. // Гидрология, гидрохимия и гидроэкология. М., 2000. том 1. - с. 60-63. 3. Галущенко Н.Г. Водный баланс рек бассейна Днестра. // Вопросы расчетов и прогнозов речного стока. Тр.УкрНИГРЫ. М .: Моск.отд.Гидрометеоиздат, 1977, вып. 153. с. 126-139. 4. Государственный водный кадастр. Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Том 2. Вып. 1. Киев. 1948-1975. 5. Дрозд Н.И. В влиянии карста на формирование и подземный сток вод в равнинное части водосбора Днестра. // Тр. УкрНИГМЫ. - Л., 1966. Вып. 60. с.90-96. 6. Иванов Б.Н., Дрозд Н.И. Основные Карстовые районы Украины и Молдавии и особенности формирования стока рек на их территории. // Труды совещания по вопросам комплексного изучения режима поверхностных и подземных вод в карстовых районах. Гидрометеоиздат, Л. 1969. с. 6 15. 7. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т.6. Украина и Молдавия. Вып. 1. Западная Украина и Молдавия. Л .: Гидрометеоиздат, 1969. 883 с. 8. Ромась Н.И. В формировании химического состава атмосферных осадков вразличных физико-географических зонах УССР. //Физ.геогр. и геоморфология. Киев, 1979, вып. 21. с.126-131.

Загрузка...