Диагностирование и прогноз экологического состояния природно-технической гидрогеологической системы (стр. 1 из 7)

Содержание

Введение

1. Формирование исходной модели

1.1 Стратиграфия и литология изучаемой территории

1.2 Гидрогеологические условия

1.3 Техногенные условия

2. Формирование информационной модели

3. Тестирование модели

Заключение

Список литературы


Введение

Целью данной работы является проведение диагностирования и составления прогноза состояния природно-технической гидрогеологической системы подольско-мячковского горизонта по содержанию хлора в его водах.

Основными задачами являются: анализ территории по набору гидрогеологических, геологических и техногенных условий состояния изучаемой территории; выяснение влияния имеющихся условий на загрязнение подольско-мячковского горизонта хлором; формирование информационно-диагностической модели; тестирование сформированной модели для прогноза состояния подольско-мячковского горизонта.


1. Формирование исходной модели

1.1 Стратиграфия и литология изучаемой территории

Исследуемая территория расположена в восточной части Московской области. Стратиграфия и литология изучается на основе гидрогеологического разреза. В геологическом строении данного района представлены следующие стратиграфические единицы: отложения среднего и верхнего карбона, средней юры, нижнего мела и четвертичные отложения.

Средний отдел карбона представлен глинистыми известняками подольско-мячковского горизонта и глинами. Мощность известняков по разрезу изменяется от 34 до 39 м., а глин >2 м. Верхний отдел карбона представлен известняками касимовского водоносного горизонта и пестроцветными глинами. Мощность касимовского горизонта около 50 м. Мощность глинистых отложений составляет 8-12 м.

Средний отдел юры на изучаемой территории представлен келловейским ярусом, который сложен черными глинами мощностью на западе 15 м., на востоке 9 м.

Нижний мел на данной территории представлен аптским ярусом, сложенным песками мощностью 11м. Пески обводнены.

Отложения четвертичной системы имеют широкое распространение и представлены пролювиальными, флювиогляциальными и ледниковыми осадками. Среднечетвертичные ледниковые отложения представлены: моренными суглинками мощностью на западе 21 м., на востоке 11 м., флювиогляциальными песками и супесью. Пролювиальные отложения представлены суглинками мощностью от 2 до 5 м.

1.2 Гидрогеологические условия

На изучаемой территории развито два водоносных комплекса: касимовский и подольско-мячковский.

Водовмещающими породами касимовского горизонта являются известняки с прослоями глинистых известняков мощностью 48-49 м. Водоносный горизонт напорный, верхним водоупором служат юрские черные глины, а нижним пестроцветные глины. Пьезометрический уровень расположен на глубине в западной части разреза 42 м, в восточной - 31 м.

Водовмещающими породами подольско-мячковского горизонта также являются известняки мощностью 34-39 м. Водоупор представлен глинами. Пьезометрический уровень этого горизонта расположен на глубине 45 м, то есть ниже уровня касимовского горизонта.

Пьезометрический уровень подольско-мячковского горизонта расположен ниже уровня касимовского горизонта. Таким образом, возможен переток воды через водоупор из касимовского горизонта в подольско-мячковский, а следовательно, подольско-мячковский водоносный горизонт может быть подвержен загрязнению. Используя данные по скважинам был построен геолого-гидрогеологический разрез по линии 1-13.

В качестве исследуемых показателей были приняты следующие: защищенность подольско-мячковского горизонта; суммарная защищенность подольско-мячковского горизонта; положение пьезометрического уровня касимовского водоносного горизонта; положение пьезометрического уровня подольско-мячковского водоносного горизонта; вертикальный градиент, определяющий направление и интенсивность перетекания между касимовским и подольско-мячковским водоносными горизонтами; водопроводимость подольско-мячковского водоносного горизонта; функциональный тип территории; уровень концентрации хлоридов в подземных водах подольско-мячковского водоносного горизонта; По первым четырем показателям были построены карты на основе данных по скважинам. Также были построены карты водопроводимости, типа территории и концентрации хлоридов в воде.

1.3 Техногенные условия

Анализ рисунков 6, 7 и 8 показал, что для территорий с/х назначения загрязнение хлоридами подольско-мячковского горизонта наибольшее и превышает 3 ПДК, но есть небольшая территория на северо-западе района, где содержание хлоридов < 1 ПДК. Что, видимо, связано с хорошей защищенностью на данной территории водоносного горизонта.

Территория индустриального назначения характеризуется содержанием хлоридов < 1 ПДК и 1-3 ПДК.

Селитебным районам соответствует содержание хлоридов в подольско-мячковском горизонте < 1 ПДК и 1-3 ПДК, но есть небольшая зона, где это содержание превышает 3 ПДК. Видимо, это связано с тем, что здесь сосредоточены большие участки с/х и индустриального использования.

Таким образом, можно сделать вывод, что максимальное загрязнение хлоридами водоносного горизонта происходит в основном в области распространения с/х угодий.

Для формирования информационной модели имеющиеся карты значений показателей разбили на 96 блоков, размер каждого составил 1x1 км, и вычислили средние значения этих показателей по блоку.

Вертикальный градиент вычислялся как разность уровней касимовского и подольско-мячковского водоносных горизонтов, отнесенная к мощности кривякинского водоупора: Подсчитанные средние значения показателей представлены в таблице 1. Таблица 1. Средние значения показателей по блокам № блока Суммарная защищенность Защищенность Уровень
Уровень
Вертикальный градиент
1 25,6 0 33 38,3 -5,3
2 24,5 3,9 34,1 32,4 0,435897
3 28,9 7,5 32,8 31,9 0,12
4 32,5 11,4 32,1 33,2 -0,09649
5 33,7 14,8 31,1 34,2 -0,20946
6 33,1 17,0 31,4 34,7 -0,19412
7 33,0 14,6 31,2 36,3 -0,34932
8 32,2 12,6 30,1 38,9 -0,69841
9 33,3 14,4 33,3 38,1 -0,33333
10 37,0 19,1 36,6 37,1 -0,02618
11 39,0 22,5 40,5 38,4 0,093333
12 39,2 24,0 43 42 0,041667
13 25,2 0 34,3 39,1 -4,8
14 23,8 3,3 32,8 33,4 -0,18182
15 26,7 6,8 31,1 29,8 0,191176
16 32,0 10,6 29,9 31,0 -0,10377
17 37,3 14,0 28,4 32,3 -0,27857
18 38,3 15,5 28,1 33,6 -0,35484
19 34,9 13,5 29,6 37,8 -0,60741
20 32,7 11,7 29,8 40,6 -0,92308
21 36,3 13,6 31,7 40,3 -0,63235
22 39,1 18,2 35 37,1 -0,11538
23 42,5 22,3 39,1 38,1 0,044843
24 42,6 23,6 42,5 40,3 0,09322
25 25,4 1,5 33,9 41,2 -4,86667
26 23,5 4,2 32,2 33,8 -0,38095
27 25,7 6,6 30,8 32,1 -0,19697
28 31,0 10,8 29,3 34 -0,43519
29 34,9 14,3 28,1 36,1 -0,55944
30 33,6 14,2 32.8 39 -0,43662
31 32,5 12,5 36.2 42,4 -0,496
32 31,4 10,5 33.9 43,7 -0,93333
33 34,4 12,4 31.6 39,8 -0,66129
34 37,9 16,9 33.3 36,4 -0,18343
35 40,1 20,1 37.1 36,4 0,034826
36 41,1 22,3 40.6 36,1 0,201794
37 25,1 2,3 33.3 42,1 -3,82609
38 23,2 5,5 32.1 39,1 -1,27273
39 25,0 9,9 31.4 38,4 -0,70707
40 28,5 11,6 29.7 39,7 -0,86207
41 27,5 12,5 29.5 41,3 -0,944
42 26,2 11,9 33.3 43,1 -0,82353
43 26,5 10,6 41.2 46,5 -0,5
44 30,2 9,3 39.1 45,0 -0,63441
45 32,5 11,1 33.8 39,4 -0,5045
46 34,5 14,7 31.5 36,5 -0,34014
47 36,6 17,7 35.3 35,7 -0,0226
48 38,2 20,1 40.5 34,5 0,298507
49 25,0 3,3 34.1 44,0 -3
50 24,4 7,0 32.3 43,9 -1,65714
51 22,5 11,3 31.2 43,8 -1,11504
52 24,3 10,9 30.8 43,9 -1,20183
53 24,9 10,0 31.2 44,3 -1,31
54 26,9 9,1 31.3 45,0 -1,50549
55 27,2 8,1 36.9 43,6 -0,82716
56 26,8 7,3 42.9 42,8 0,013699
57 27,8 9,7 37.5 42,1 -0,47423
58 30,3 13,3 34.7 38,8 -0,30827
59 33,1 15,7 35.4 36,1 -0,04459
60 35,1 18,2 38.8 34,3 0,247253
61 26,1 3,9 34.7 43,6 -2,28205
62 24,1 8,7 33.2 43,4 -1,17241
63 22,1 9,7 32.5 42,8 -1,06186
64 23,8 9,1 32.6 42,9 -1,13187
65 26,9 7,4 32.3 43,5 -1,51351
66 28,4 6,6 32.5 44,5 -1,81818
67 27,4 6,4 32.2 43,3 -1,73438
68 25,4 8,2 38.1 43,3 -0,63415
69 24,8 10,7 37.8 42,4 -0,42991
70 27,9 13,7 36.5 38,6 -0,15328
71 31,5 15,8 36.3 36,1 0,012658
72 33,1 18,1 38.2 34,1 0,226519
73 26,6 4,9 35.6 42,1 -1,32653
74 24,8 8,5 34.2 41,2 -0,82353
75 22,7 8,2 34.5 40,5 -0,73171
76 23,6 6,6 34.7 40,4 -0,86364
77 26,3 4,7 34.3 41,5 -1,53191
78 28,4 7,3 34.1 42,4 -1,13699
79 27,8 9,8 34.6 43,4 -0,89796
80 26,4 11,0 34.8 44,5 -0,88182
81 25,5 12,1 35.6 41,2 -0,46281
82 26,3 15,2 36.3 37,2 -0,05921
83 29,5 17,2 37.1 35,4 0,098837
84 31,5 19,6 37.2 34,1 0,158163
85 26,7 5,4 35.7 39,7 -0,74074
86 25,4 6,1 35.9 39,1 -0,52459
87 23,5 5,1 36.3 38,2 -0,37255
88 22,7 5,6 36.7 37,4 -0,125
89 25,1 5,8 36.4 38,4 -0,34483
90 27,1 8,8 37.4 39,2 -0,20455
91 28,1 11,7 37.5 41,1 -0,30769
92 29,6 14,9 37.9 42,1 -0,28188
93 28,9 16,8 37.8 40,9 -0,18452
94 28,3 18,3 37.4 37,6 -0,01093
95 29,5 19,6 37.5 34,3 0,163265
96 30,9 21,1 37.2 34,1 0,146919
max 42,6 24 43 46,5 0,4359
min 22,1 1 28,1 29,8 -5,3

· Далее было произведено разделение территории на обучающую и тестируемую. В нашем случае все 96 блоков на карте являются обучающими. А значения тестируемой части карты были даны изначально. Для оценки взаимной информативности имеющиеся средние значения показателей необходимо ранжировать. Для этого все имеющиеся 96 значений поделили на 3 ранга.