Диагностирование экологического состояния ПТГГС Российский Государственный Геологоразведочный Университет им. С. Орджоникидзе Гидрогеологический факультет Кафедра гидрогеологии Итоговая работа на тему «Диагностирование экологического состояния ПТГГС» Составила: Проверила: Москва, 2010г. Оглавление Введение. 3 Глава 1. Геолого-гидрогеологические условия. 4 Глава 2. Техногенные условия. 6 Глава 3. Формирование информационной модели. 9 Глава 4. Диагностирование информационной модели. 21 Заключение. 24 Введение Итоговая работа направлена на закрепление теоретического материала и освоение навыков построения информационных моделей, используемых для диагностирования экологического состояния ПТГГС. В ходе итоговой работы необходимо решить ряд задач: 1) Проанализировать эколого-гидрогеологические условия исследуемой территории; 2) Оценить влияние этих условий на загрязнение подземных вод подольско-мячковского горизонта среднего карбона; 3) Построить информационную модель загрязнения подземных вод, протестировать ее и выполнить с ее помощью диагностирование экологической ситуации на соседней территории. В процессе данной итоговой работы был выполнен 6 вариант. В качестве данных для выполнения итоговой работы были использованы реальные эколого-гидрогеологические условия восточной части Московской области. Глава 1. Геолого-гидрогеологические условия Геологические условия описываемого района. Нижняя толща, которую вскрывают имеющиеся скважины, относится к C2 rst и сложена глинами. Подошва толщи не вскрыта, однако мощность отложений больше 2 м. Выше по разрезу залегают подольско-мячковские известняки с прослоями глинистых известняков среднего карбона (C2 pd-mc), мощность которых варьируется от 31 до 46 м. Перекрывает отложения C2 pd-mc кревякинский горизонт, сложенный глинами пестроцветными (C3 kr). Мощность его колеблется от 0 до 14 м и лишь в северо-западной части исследуемой территории, в районе скважины № 15 мощность толщи достигает 23 м. Глины кревякинской толщи подстилают отложения касимовского горизонта (C3 ksm), представленных, так же, как и для подольско-мячковского горизонта, известняками с прослоями глинистых известняков большой мощности (до 51 м). Лежащие выше отложения имеют среднеюрский возраст (J2 k) и представлены черными глинами, мощностью порядка 20 - 30 м. Лишь в скважине №17 (восточная часть района) была вскрыта мощность этих отложений всего 13 м. Выше по разрезу залегают нижнемеловые аптские пески средней мощности (10 – 20 м; однако в восточной части территории, в скважине №16 мощность этой толщи достигает всего 4 м). Все вышележащие толщи являются четвертичными отложениями. Среди них выделяются отложения гляциальные (gQII ms), флювио-лимногляциальные (f,lgQII ms) и пролювиальные (prQII - III ). Первые представлены моренными суглинками от 7 до 24 м мощности, вторые - песками и супесями до 3 м (местами и вовсе отсутствующими), третьи – суглинками от 1 до 6 м. В приложении 1 представлен схематический геолого-гидрогеологический разрез. Гидрогеологические условия описываемого района. В пределах исследуемой территории выделяются два водоносных горизонта: 1) Касимовский водоносный горизонт. Глубина до уровня воды колеблется в пределах 30 – 45 м, причем в районе 6 скважины на севере описываемой территории образуется некоторая воронка, в центре которой и достигается значение глубины до уровня подземных вод 45 м. Воронка имеет вытянутую овальную форму в восточном направлении. К северу от воронки глубина до уровня воды резко снижается (до 30 м через 1км). К западу и к югу от воронки значения глубин также снижаются, однако гораздо медленнее. На юго-западе же от воронки имеет место некоторое повышение отметки уровня воды (здесь глубина до воды составляет 29 м), однако затем, еще юго-западнее, глубина до уровня подземных вод вновь увеличивается. Мощность водоносного горизонта достаточно равномерна: на большей западной части территории она колеблется в пределах 48 – 51 м; на востоке слегка падает до 45 м. Карта положения пьезометрического уровня касимовского водоносного горизонта представлена в приложении 2. 2) Подольско-мячковский водоносный горизонт. Глубина до уровня воды варьируется в от 30 до 49 м. В пределах этого водоносного горизонта имеют место две воронки. Одна из них расположена на севере исследуемого района. Глубина до уровня воды достигает здесь 49 м, к северу от воронки всего через 1,5 км глубина до уровня воды резко уменьшается до 30 м. К юго-западу от воронки отметки уровня воды также повышаются, но плавно так, что через 6 000 м глубина до воды составляет 39 м. Другая воронка заняла свое место на юго-востоке территории. Она не столь глубока (максимальное значение глубины до воды составляет 42 м). Между двумя этими воронками залегла область со значительным повышением отметки уровня подземных вод: н6а расстоянии всего 1000 м от каждой из воронок глубина до воды составляет всего 34 м. Мощность водоносного горизонта меняется весьма интересно: так, в западной и юго-западной частях она колеблется в пределах 30 – 35 м, к центру повышается до 42 – 46 м, а затем на востоке и северо-востоке вновь падает до 33 м, то есть через описываемую территорию с северо-запада на юго-восток проходит диагональ повышенных (43 – 46 м) мощностей, от которой к западу и к востоку значения мощности уменьшаются. Карта положения пьезометрического уровня подольско-мячковского водоносного горизонта представлена в приложении 3. Глава 2. Техногенные условия Воды подольско-мячковского водоносного горизонта защищены лежащим выше крвякинским водоупором. Карта защищенности подольско-мячковского горизонта представлена на рис. 4. Согласно этой карте, защищенность водоносного горизонта весьма неравномерна. Так, наиболее защищенным водоносный горизонт можно считать в восточной части территории, где с севера на юго-восток протянулась полоса кревякинской толщи мощностью до 23 м. Однако чуть восточнее и чуть западнее воды оказываются вообще не защищены, поскольку здесь кревякинский водоупор и вовсе отсутствует. Западная территория района также весьма неплохо защищена, здесь мощность водонепроницаемой толщи достигает 12 м. В центральной части подольско-мячковский водоносный горизонт достаточно уязвим: кревякинская толща не отсутствует, но ее мощность достигает максимум 8 м. Карта защищенности подольско-мячковского водоносного горизонта представлена в приложении 4. Однако, несмотря на водонепроницаемую толщу глин, воды подольско-мячковского водоносного горизонта оказались загрязнены. Проследим загрязнение горизонта по концентрации в воде хлора.Содержание хлоридов в подольско-мячковском водоносном горизонте отображено на рис. 1. Зная, что описываемая территория делится на три функциональных типа: индустриальный, селитебный и сельскохозяйственный; отобразим распределение этих типов по району (рис. 2) Сопоставив рис.1 и рис. 2, можно заметить, что максимальное содержание хлоридов наблюдается на сельскохозяйственном участке, то есть именно с/х деятельность оказывается главным загрязнителем территории. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 Рис.1. Содержание хлоридов в подольско-мячковском водоносном горизонте. < 1 ПДК 1 – 3 ПДК > 3 ПДК 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 Рис.2. Функциональный тип территории Индустриальный Селитебный Сельскохозяйственный Глава 3. Формирование информационной модели Таблица 1. Средние значения показателей по блокам № блока Защищенность mK1 Уровень C3ksm Уровень C2pd-mc Вертикальный градиент 1 5 30.5 29 0.3 2 6 31.5 31 0.08 3 6.5 33 34.5 -0.23 4 8.5 37 39.5 -0.29 5 11.5 40 43 -0.26 6 13 39 44.5 -0.42 7 13 34.5 40.5 -0.46 8 15 29.5 35.5 -0.4 9 15.5 29.5 33 -0.26 10 14 32 32.5 -0.04 11 10 34.5 32.5 0.2 12 5 35.5 32 0.7 13 7.5 31.5 35 -0.47 14 9.5 31 38.5 -0.79 15 10.5 33 42 -0.86 16 10.5 37.5 45 -0.71 17 11 42.5 47 -0.41 18 11.5 42.5 47 -0.39 19 12.5 38 43 -0.4 20 16 33.5 38 -0.28 21 18.5 34 36 -0.11 22 17.5 37 35.5 0.09 23 12.5 39 35.5 0.28 24 6.5 39 34 0.77 25 9 33 39.5 -0.72 26 10.5 32 43 -1.05 27 11 33 47 -1.27 28 10 37.5 48.5 -1.1 29 9 42 49 -0.78 30 9 44.5 48.5 -0.44 31 11 41 45 -0.36 32 14 37 41 -0.29 33 18.5 37.5 38 -0.03 34 21 41 38.5 0.12 35 14.5 42 37 0.34 36 5.5 40 35.5 0.82 37 8 34.5 41 -0.81 38 7 33.5 43.5 -1.43 39 6 33.5 45 -1.92 40 6.5 36 46.5 -1.62 41 7 39.5 46.5 -1 42 7.5 41.5 46 -0.6 43 8.5 40.5 45 -0.53 44 10 34 40 -0.6 45 15 33.5 35.5 -0.13 46 18 37 37.5 -0.03 47 12.5 41 37.5 0.28 48 4.5 39 35.5 0.78 49 8 34 40.5 -0.81 50 5 33.5 41.5 -1.6 51 3 33 42 -3 52 3.5 34 43 -2.57 53 5 36 43 -1.4 54 6 37 43 -1 55 5 37 42 -1 56 6 33.5 40 -1.08 57 9 31.5 38.5 -0.78 58 12.5 35 37.5 -0.2 59 10 38 38.5 -0.05 60 5 36.5 37 -0.1 61 8.5 32.5 39 -0.76 62 6.5 32.5 40 -1.15 63 5 32 41 -1.8 64 3.5 33 42 -2.57 65 4.5 32.5 42 -2.11 66 5 33 40.5 -1.5 67 3.5 33 39.5 -1.86 68 2 34.5 39 -2.25 69 3 35 38.5 -1.17 70 7.5 36.5 38 -0.2 71 16 38.5 41 -0.16 72 8 38 39 -0.13 73 12 31.5 39 -0.63 74 9.5 31 39.5 -0.89 75 6 32.5 41 -1.42 76 4 33 41 -2 77 5 32 41 -1.8 78 5.5 31 40 -1.64 79 4 32.5 37 -1.13 80 1.5 34 35 -0.67 81 -1 35.5 34.5 -1 82 4 37 37.5 -0.13 83 10.5 38.5 40.5 -0.19 84 12 39 41 -0.17 85 13 31 39 -0.62 86 10.5 32 39.5 -0.71 87 6.5 33.5 41 -1.15 88 4.5 33.5 42 -1.89 89 5 32.5 41 -1.7 90 5 32 38.5 -1.3 91 4.5 32 35 -0.67 92 3 33 32.5 0.17 93 2 34.5 32 1.25 94 2 36 35.5 0.25 95 7 37.5 38 -0.07 96 9 38 39 -0.11 max 21 44.5 49 1.25 min -1 29.5 29 -3 Таблица 2. Ранжирование показателей. №№ Показатели Значения показателей по рангам 1 2 3 1 Защищенность mK1 2 Уровень C3 ksm 3 Уровень C2 pd-mc 4 Вертикальный градиент 5 Водопроводимость < 100 100-200 > 200 6 Тип территории индустриальная селитебная с/х 7 Содержание Cl < 1ПДК 1-3 ПДК > 3ПДК Таблица 3. Ранжированные значения показателей по блокам модели № блока Защищенность Уровень C3 ksm Уровень C2 pd-mc Вертикальный градиент Водопроводимость Тип территории Содержание Cl 1 1 1 1 3 3 3 1 2 1 1 1 3 3 3 1 3 2 1 1 2 3 2 2 4 2 2 2 2 2 2 2 5 2 3 3 2 2 3 3 6 2 2 3 2 2 3 2 7 2 1 2 2 2 2 1 8 3 1 1 2 3 2 1 9 3 1 1 2 3 2 1 10 3 1 1 3 3 1 1 11 2 1 1 3 2 2 2 12 1 2 1 3 1 3 3 13 2 1 1 2 3 3 1 14 2 1 2 2 3 3 1 15 2 1 2 2 3 2 2 16 2 2 3 2 2 2 2 17 2 3 3 2 2 3 3 18 2 3 3 2 2 3 2 19 2 2 3 2 2 2 1 20 3 1 2 2 3 2 1 21 3 1 2 3 3 2 1 22 3 2 1 3 3 1 1 23 2 2 1 3 2 2 2 24 2 2 1 3 1 3