Xreferat.com » Рефераты по экологии » Ландшафтна екологія

Ландшафтна екологія

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ


Харківський національний автомобільно-дорожній університет


Дорожньо-будівельний факультет


Кафедра екології


КУРСОВА РОБОТА

Ландшафтна екологія


Виконав: студент ДЕК- 31

Михайлик В.М.

Перевірила: асист. Коверсун С.О.


Харків – 2010

ЗМІСТ


ВСТУП

1. Прогноз впливу забруднених атмосферних опадів на склад грунтових вод

1.1 Умови впливу забруднених атмосферних опадів на склад ґрунтових вод

1.2 Принципи розрахунку зміни складу ґрунтових вод під впливом забруднюючих речовин у атмосферних опадах

1.2.1 Розрахунок зміни складу ґрунтових вод під впливом забруднюючих речовин у атмосферних опадах

2. Оцінка ступеня захищеності грунтових вод від антропогенного забруднення

2.1 Кількісна оцінка захищеності ґрунтових вод

2.1.1 Розрахунок кількісної оцінки захищеності грунтових вод

2.2 Якісна оцінка захищеності ґрунтових вод

2.2.1 Розрахунок якісної оцінки захищеності ґрунтових вод

3. Забруднення підземних вод в результаті зміни ландшафтів

3.1 Регламентація місткості забруднюючих речовин у промислових накопичувачах

3.1.1 Розрахунок місткості забруднюючих речовин у промислових накопичувачах

ВИСНОВКИ

РЕКОМЕНДАЦІЇ

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

ВСТУП


Ландшафтна екологія – наука про комплексні взаємовідносини в екосистемах з географічної та екологічної точки зору. Для позначення просторової взаємодії природних явищ в рамках визначеного етапу чи екосистеми був введений термін «ландшафтна екологія» у 1939 році німецьким географом К. Тролем. Основою науки є вчення про географічний ландшафт, головними розділами якого є систематика (класифікація) ландшафтних комплексів, морфологія ландшафту, його динаміка, картування (ландшафтна зйомка), геохімія та геофізика ландшафту тощо.

Об`єктом дослідження ландшафтній екології є локальні, регіональні, зональні і глобальні системи, їх структура, динаміка, сучасні зміни й прогнозування розвитку з використанням математичних моделей.

Предметом вивчення дисципліни є стан антропогенних та урбанізованих ландшафтів, їх відновлення за допомогою сучасних засобів, а також прогнозування можливості забруднення ґрунтових вод під впливом забруднюючих речовин, що знаходяться в антропогенне навантажених ландшафтах.

Суттєвою рисою ландшафтної екології є центрованість на проблему взаємодії людини з природними системами. Значна частина ландшафтних екологів взагалі вважають свою науку як основу регламентації раціональної з екологічного погляду поведінки людини в ландшафті. Центральні проблеми ландшафтної екології (стійкість геосистем, прогнозування, нормування антропогенних навантажень тощо) мають безпосередню прикладну спрямованість.

В даній курсовій роботі була розглянута оцінка ступеня захищеності атмосферних опадів та прогноз впливу забруднених атмосферних опадів на якість ґрунтових вод, забруднення підземних вод в результаті зміни ландшафтів.

1 ПРОГНОЗ ВПЛИВУ ЗАБРУДНЕНИХ ОПАДІВ НА ЯКІСТЬ ГРУНТОВИХ ВОД


Умови впливу забруднених атмосферних опадів на склад ґрунтових вод


Забруднення ґрунтових вод (ГВ) в умовах техногенного впливу на оточуюче природне середовище тісно пов’язане з забрудненням атмосфери, поверхневих вод та ґрунтів.

Наближена кількісна оцінка впливу на якість ГВ, забруднених атмосферними опадами, може бути виконана при таких припущеннях:

1.Забруднюючі речовини (ЗР) не взаємодіють з ґрунтами і не змінюються у процесі випадення та інфільтрації. Фактично, склад атмосферних опадів змінюється в межах атмосфери після проходження крізь рослини і ґрунти, але для наближеної оцінки і з урахуванням нейтральності ЗР типу хлоридів, нітратів, фенолів по відношенню до ґрунтів таке припущення можливе.

2. Випадання атмосферних опадів із ЗР відбувається в один або два періоди протягом року. Аналіз матеріалів по різним регіонам дозволяє стверджувати, що це не має істотного значення для накопичення ЗР в ГВ.

3. Вся кількість атмосферних опадів із ЗР, що випали, досягає дзеркала (рівня) ГВ. Це припущення практично прийняте для зон з надлишковим зволоженням і неглибоким заляганням ГВ.

Якщо привнесення тієї або іншої ЗР у ГВ обумовлене атмосферними опадами, що інфільтруються, то концентрація цієї ЗР буде коливатися до концентрації речовини в атмосферних опадах. Особливо швидко збільшується вміст у ГВ тих компонентів, які спершу в ГВ були відсутні. В зв’язку з цим під впливом атмосферного забруднення можуть накопичуватись у ґрунтових водах пестициди, хром, феноли, синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР) та інші, не властиві для них інгредієнти. Можливо, що з атмосферними опадами пов’язана поява у ГВ техногенних ЗР при відсутності явних джерел забруднення поверхні землі. Процес змінення якості ГВ може бути дуже тривалим (до 20 – 50 років і більше).

Враховуючи можливість забруднення атмосферних опадів на значній площі, обумовлене ними забруднення ГВ може носити регіональний характер (до граничне забруднення, або початковий ступінь над граничного забруднення), хоча інтенсивність змінення якості ГВ буде значно менше, ніж при наявності наземних техногенних джерел забруднення ГВ.

Проведення подібних досліджень доцільне на дослідно-виробничих полігонах, пристосованих до крупних промислових об’єктів, спільними зусиллями фахівців природоохоронних органів.


Принципи розрахунку змінення складу ґрунтових вод під впливом забруднюючих речовин у атмосферних опадах


При розрахунку вважається, що забруднені атмосферні опади випадають щороку після початку викиду ЗР у атмосферу: при цьому річна норма опадів і концентрація в них ЗР залишаються постійними. При розрахунку враховуються гідрогеологічні особливості горизонтів ГВ, в які інфільтруються забруднені атмосферні опади, а також швидкість руху ГВ в межах водонасиченних порід.

За умови, що забруднені атмосферні опади випадають один період часу на протязі року, відзначається така залежність [1]:


Ландшафтна екологія (1.1)

Ландшафтна екологія (1.2)


За умови, що забруднені атмосферні опади випадають два періоди часу протягом року, то після 1-го періоду випадення опадів у 1-му році залежність має той же вигляд, що і у формулі (1.1.):


Ландшафтна екологія (1.3)


Після другого періоду випадення забруднених опадів у першому році кількість ЗР у ГВ Ландшафтна екологіявизначається за формулою:


Ландшафтна екологія (1.4)


Після першого періоду випадення забруднених опадів у другому році кількість ЗР у ГВ Ландшафтна екологіявизначається за формулою:


Ландшафтна екологія (1.5)


Вміст ЗР у ГВ після другого періоду випадення опадів у другому році Ландшафтна екологія визначається за формулою (1.4), але замість значення Ландшафтна екологія підставляється значення Ландшафтна екологія. Аналогічно послідовно визначаються концентрації у наступні роки (Ландшафтна екологіяі т.д. до вишукуваного року).

У вищенаведених формулах:

Ландшафтна екологія - концентрація ЗР у ГВ у перший рік після випадення забруднених атмосферних опадів (якщо опади випадають один період часу протягом року), мг/л;

Ландшафтна екологія- концентрація ЗР у ГВ у i - рік випадення забруднених атмосферних опадів (якщо опади випадають один період часу протягом року) мг/л;

Ландшафтна екологія- концентрація ЗР у ГВ у попередній рік (i-1), мг /л;

Ландшафтна екологія- концентрація ЗР в ГВ після 1-го періоду випадення забруднених опадів (якщо опади випадають два періоди часу протягом року), мг/л;

Ландшафтна екологія- концентрації ЗР в ГВ після 2-го періоду випадення забруднених опадів (якщо опади випадають два періоди часу протягом року), мг/л;

Ландшафтна екологія- концентрація ЗР в атмосферних (дощових) опадах, мг/л;

Ландшафтна екологія- концентрація ЗР в ґрунтових водах, мг/л;

n - пористість водоносних ґрунтів (порід), у частках одиниці;

V - швидкість фільтрації ГВ, м/добу;

L - довжина ділянки за напрямком природного руху ҐВ, в межах якого відбувається випадання забруднених атмосферних опадів, м;

m = r/M - відносна потужність шару атмосферних опадів, які інфільтруються до рівня ГВ;

r - шари атмосферних опадів, що просочилися до рівня ГВ(r=0,001hKЛандшафтна екологія), де h -річна норма атмосферних опадів у мм, а Ландшафтна екологія - коефіцієнт інфільтрації атмосферних опадів ( <1);

M – середня “товщина” горизонту ГВ, м;

Ландшафтна екологія'- відносна потужність шару забруднених атмосферних опадів, що просочилися, у перший період їх випадення;

Ландшафтна екологія- відносна потужність шару забруднених атмосферних опадів, що просочилися, у другий період їх випадення;

t – період від кінця попереднього випадення опадів до початку наступного їх випадення ( опади з ЗР випадають один раз на рік), діб;

Ландшафтна екологія- час від кінця першого періоду випадення опадів в році до початку другого періоду випадення опадів цього ж року (опади випадають два періоди часу), діб;

Ландшафтна екологія- час від кінця другого періоду випадення опадів в році до початку першого періоду випадення опадів наступного року (опади випадають два періоди часу), діб.


Розрахунок зміни складу ґрунтових вод під впливом забруднюючих речовин у атмосферних опадах

Варіант 1

Забруднені атмосферні (дощові) опади випадають один період у рік. Вихідні дані для розрахунку такі: L=11000 м, V=0,02 м/добу, M=20 м, n=0,3, Ландшафтна екологія=0,8 мг/л, Ландшафтна екологія=0,4 мг/л, m=0,5; 0,05; 0,005, t=330 діб. Необхідно розрахувати концентрацію ЗР у ҐВ протягом семи років після випадення забруднених атмосферних опадів.

За формулою (1.1) визначається концентрація ЗР у ҐВ у перший рік після випадення опадів – Ландшафтна екологія:


Ландшафтна екологія

СЛандшафтна екологія=(0,5*0,8+0,3*0,4)/(0,5+0,3)=0,65 мг/л;

СЛандшафтна екологія=(0,05*0,8+0,3*0,4)/(0,05+0,3)=0,457 мг/л;

СЛандшафтна екологія=(0,005*0,8+0,3*0,4)/(0,005+0,3)=0,407 мг/л.


Одержане значення С1 підставляємо до формули (1.2) замість Сі-1 і знаходимо концентрацію ЗР у другий рік після випадення забруднених опадів (С2):


Ландшафтна екологія

CЛандшафтна екологія={0,5*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,65+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,5+0,3)=0,744 мг/л;

СЛандшафтна екологія={0,05*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,457+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,05+0,3)=0,506 мг/л;

CЛандшафтна екологія={0,005*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,407+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,005+0,3)=0,413 мг/л.

C3={0,5*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,744+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,5+0,3)=0,779 мг/л;

С3={0,05*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,506+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,05+0,3)=0,548 мг/л;

C3={0,005*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,413+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,005+0,3)=0,419 мг/л.

C4={0,5*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,779+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,5+0,3)=0,792 мг/л;

С4={0,05*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,548+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,05+0,3)=0,584 мг/л;

C4={0,005*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,419+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,005+0,3)=0,425 мг/л.

C5={0,5*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,792+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,5+0,3)=0,797 мг/л;

С5={0,05*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,584+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,05+0,3)=0,615 мг/л;

C5={0,005*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,425+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,005+0,3)=0,431 мг/л.

C6={0,5*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,797+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,5+0,3)=0,799 мг/л;

С6={0,05*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,615+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,05+0,3)=0,641 мг/л;

C6={0,005*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,431+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,005+0,3)=0,437 мг/л.

C7={0,5*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,799+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,5+0,3)=0,799 мг/л;

С7={0,05*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,641+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,05+0,3)=0,663 мг/л;

C7={0,005*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,437+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,005+0,3)=0,443 мг/л.


Результати розрахунків подані в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 – Результати розрахунку зміни концентрації ЗР у ҐВ під впливом забруднених атмосферних опадів

№ п.ч. Концентрація При m=0,5 При m=0,05 При m=0,005


Сі у мг/л
1 С1 0,650 0,457 0,407
2 С2 0,744 0,506 0,413
3 С3 0,779 0,548 0,419
4 С4 0,792 0,584 0,425
5 С5 0,797 0,615 0,431
6 С6 0,799 0,641 0,437
7 С7 0,799 0,663 0,443

Також отримані результати можна представити у вигляді діаграми (рисунок 1.1).


Ландшафтна екологія

Рисунок 1.1 – Діаграма змінени концентрації ЗР у ГВ під впливом забруднених атмосферних опадів


Варіант 2

Забруднені атмосферні (дощові ) опади випадають два періоди на рік (початок першого періоду випадення опадів 1 квітня, їх тривалість 10 діб; початок другого періоду випадення опадів 1 жовтня, їх тривалість 20 діб). Вихідні дані для розрахунків такі: М=10 м, n=0,5, Ландшафтна екологія=0,8 мг/л, Ландшафтна екологія=0,2 мг/л, t’=175 доби, t’’=164 діб, m’=0,08, m’’=0,11. Необхідно розрахувати концентрацію ЗР у ҐВ протягом семи років після випадання забруднених атмосферних опадів.

За формулою (1.3) визначаємо концентрацію ЗР у ҐВ у перший період часу після випадання опадів у першому році (С’1):


Ландшафтна екологія,

C1’=(0,08*0,8+0,2*0,5)/(0,08+0,5)=0,283 мг/л.


Після другого періоду випадання забруднених опадів у першому році кількість ЗР у ҐВ (С”1) визначається за формулою (1.4):


Ландшафтна екологія,

С”1=(0,11*0,8+(0,5-

175*0,02/11000)*0,283+(175*0,02/11000)*0,2)/(0,11+0,5)=0,376 мг/л.


Після першого періоду випадення забруднених опадів у другому році кількість ЗР у ҐВ (С2’) визначається за формулою (1.5):


Ландшафтна екологія,

C’2=(0,08*0,8+(0,5-164*0,02/11000)*0,376+(164*0,02/11000)*0,2)/(0,08+0,5)=0,434 мг/л.

С”2=(0,11*0,8+(0,5-

175*0,02/11000)*0,434+(175*0,02/11000)*0,2)/(0,11+0,5)=0,500 мг/л.

C’3=(0,08*0,8+(0,5-164*0,02/11000)*0,500+(164*0,02/11000)*0,2)/(0,08+0,5)=0,541 мг/л.

С”3=(0,11*0,8+(0,5-

175*0,02/11000)*0,541+(175*0,02/11000)*0,2)/(0,11+0,5)=0,588 мг/л.

C’4=(0,08*0,8+(0,5-164*0,02/11000)*0,588+(164*0,02/11000)*0,2)/(0,08+0,5)=0,617 мг/л.

С”4=(0,11*0,8+(0,5-

175*0,02/11000)*0,617+(175*0,02/11000)*0,2)/(0,11+0,5)=0,650 мг/л.

’5=(0,08*0,8+(0,5-164*0,02/11000)*0,650+(164*0,02/11000)*0,2)/(0,08+0,5)=0,670 мг/л.

С”5=(0,11*0,8+(0,5-

175*0,02/11000)*0,670+(175*0,02/11000)*0,2)/(0,11+0,5)=0,693 мг/л.

C’6=(0,08*0,8+(0,5-164*0,02/11000)*0,693+(164*0,02/11000)*0,2)/(0,08+0,5)=0,708 мг/л.

С”6=(0,11*0,8+(0,5-

175*0,02/11000)*0,708+(175*0,02/11000)*0,2)/(0,11+0,5)=0,724 мг/л.

C’7=(0,08*0,8+(0,5-164*0,02/11000)*0,724+(164*0,02/11000)*0,2)/(0,08+0,5)=0,734 мг/л.

С”7=(0,11*0,8+(0,5-

175*0,02/11000)*0,734+(175*0,02/11000)*0,2)/(0,11+0,5)=0,746 мг/л.


Результати розрахунків подані в таблиці 1.2.


Таблиця 1.2 – Результати розрахунку зміни концентрації ЗР у ҐВ під впливом забруднених атмосферних опадів

№ п.ч. Концентрація При m'=0,08 При m"=0,11


Сі у мг/л
1 С1 0,283 0,376
2 С2 0,434 0,500
3 С3 0,541 0,588
4 С4 0,617 0,650
5 С5 0,670 0,693
6 С6 0,708 0,724
7 С7 0,734 0,746

Ландшафтна екологія

Рисунок 1.2 - Діаграма змінени концентрації ЗР у ГВ під впливом забруднених атмосферних опадів


Отримані данні можна представити у вигляді діаграми (рисунок 1.2).

Результати розрахунків, що подані у таблицях, дозволяють зробити деякі висновки щодо впливу забруднених опадів на якість ГВ. При значенні m=0,5 вже на сьомий рік після випадення забруднених опадів концентрація ЗР у ГВ і атмосферних опадах майже не змінилося, тобто ГВ перенасичені ЗР, що інфільтруються разом з атмосферними опадами за порівняно невеликий відрізок часу. Зі зменшенням частки забруднених атмосферних опадів, що інфільтруються (m=0,05), концентрація ЗР у ГВ через сім років досягне лише 0,663 мг/л, а при ще меншій частці забруднених атмосферних опадів, що інфільтруються (m=0,005), концентрація ЗР у ГВ через сім років досягне всього 0,443 мг/л.

Якщо принесення тієї або іншої ЗР у ГВ обумовлене атмосферними опадами, то концентрація цієї речовини у ГВ буде наближатися до концентрації в атмосферних опадах. Тому під впливом забруднених атмосферних опадів при їх постійному випаданні у ГВ накопичуються невластиві їм речовини (СПАР, отрутохімікати, феноли та інше).

2. ОЦІНКА СТУПЕНЯ ЗАХИЩЕНОСТІ ГРУНТОВИХ ВОД ВІД АНТРОПОГЕННОГО ЗАБРУДНЕННЯ


При різних видах антропогенної діяльності відбувається забруднення вод зони аерації (води родючого ґрунту й верховодка) та підгрунтових вод (ґрунтових вод – ГВ). У зв’язку з цим при проектуванні різних інженерних споруд виникає необхідність прогнозування їх можливого впливу на природний стан ГВ, що багато у чому визначається ступенем їх ізольованості від даної поверхні.


2.1 Кількісна оцінка захищеності ґрунтових вод


В основу кількісної оцінки захищеності ГВ від забруднення фільтратом покладене визначення часу(t), за який забруднена вода, що фільтрується з поверхні землі (днища полігону), досягає рівня ГВ. Наближена оцінка величини t може бути виконана за відомою формулою Цункера, яку у спрощеному вигляді для умов однорідного розрізу записують у такому вигляді:


t= (sH/Kф) [m/H-ln (1+m/H)], (2.1)


де Н – висота стовпа забруднених (стічних) вод у межах полігону, м,

Кф – коефіцієнт фільтрації порід зони аерації, м/добу;

m – потужність порід зони аерації, м;

S – нестача насичення порід зони аерації (s=n-nе, де n – пористість, nе – початкова вологість порід зони аерації; оскільки nе звичайно не відома, то при розрахунку замість неї можна використати значення n,тобто формулу (2.1) можна записати у вигляді:


t= (nH/Kф) [m/H-ln (l+m/H)]. (2.2)

Розрахунки за формулами (2.1) та (2.2) показують, що час проникнення стоків до ґрунтових вод істотно залежить від значення Кф, але в цілому цей час невеликий. Так, при Кф більше 0,5 м/добу час руху стоків не перевищує декількох діб навіть при відносно великій потужності зони аерації (m>10 м); при Кф менше 0,5 м/добу час фільтрації збільшується до декількох діб; при Кф менше 0,01 м/добу і m більше 20 м – час фільтрації досягає перших сотень діб.

При двошаровій будові зони аерації з малопроникним верхнім шаром (водоупором) час фільтрації стоків (фільтрату) до рівня ГВ складається із часу руху у верхньому (t1) та нижньому шарах (t2). Час t1 визначається за формулами (2.1) та (2.2) підстановкою в них параметрів К1, m1 для верхнього шару, а час t2 визначається за формулою (2.3):


t = n2H/Kф2 [m2/H – [1 – m1/H (Kф2/Kф1 – 1)] ln (1+m2/H+m1)], (2.3)


де n2, m2, K2 – відповідно пористість, потужність і коефіцієнт фільтрації нижнього, відносно добре проникного шару.

Аналіз показав, що при К1/К2 менше за 0,1 часу стоків у двошаровому розрізі, в основному визначається часом руху через верхній, слабкопроникний шар. У випадку неоднорідності будови відкладень зони аерації можливий другий наближений підхід: приведення неоднорідного розрізу до однорідного з середнім коефіцієнтом фільтрації, запропонованим Бочетвером:


Кср= m/(m1/Kф1+m2/Kф2+…+m1/Kф2), (2.4)


де m1, m2, …mi – потужності окремих шарів, м;

Кф1, Кф2,..., Кфі – коефіцієнти фільтрації цих же шарів, м/добу;

m – потужність зони аерації, м.

При фільтрації з поверхні землі стічних вод, що скидаються з постійною витратою Q у приймач площею F, можуть бути два випадки. Якщо q<Kф, де Кф – коефіцієнт фільтрації порід зони аерації у випадку однорідного розрізу, q = Q/F, то стічні води, які потрапляють на поверхню землі повністю підуть на інфільтрацію, не утворивши на поверхні стовпа води (Н=0). В такому випадку час досягнення стічними водами рівня ГВ може бути визначений за формулою:


t =Ландшафтна екологія, (2.5)


Якщо ж q>Kф, то на поверхні землі утворюється стовп стічних вод, що змінюється у часі Н=f(t), і час фільтрації до рівня ГВ може бути визначений за формулою:


t =Ландшафтна екологія, (2.6)


Якщо розріз неоднорідний і складається із декількох шарів з різними фільтраційними властивостями, то час фільтрації можна оцінити таким чином. Якщо Кф кожного шару більший q, то неоднорідний розріз приводиться до однорідного за допомогою формули (2.4) й розрахунок величин t виконується за формулою (2.5) при підстановці в неї замість Кф значення Кф(ср) Так саме чинять, якщо Кф кожного шару менший q, але тільки у цьому випадку величину t розраховують за формулою (2.6). Нарешті, якщо для одних шарів Кф>q, але для інших Кф<q, то величина t визначається для кожного шару: для шарів з Кф>q за формулою (3.5), а для шарів з Кф<q за формулою (2.6), але одержані значення підсумовуються.

Для розрахунку часу фільтрації за формулами (2.5), і (2.6) як розрахункове значення q приймається 0,03 м/добу. За даними скид стічних вод складає: на комунальні поля зрошення 10-30, на землеробські поля зрошення не більше 5-20 і на поля фільтрації 100-300 м3/(га.доб.). У відповідності з цими даними, приймаючи Q=300 м3/доб, F=1 га =10 000 м2, маємо q=0,03 м/доб.

За часом досягнення рівня ГВ виділяються такі категорії захищеності ґрунтових вод:

І-t<10, ІІ-t=10-50; ІІІ-t=50-100; ІV-t=100-200; V-t=200-400 й VІ-t>400 діб. Чим вища категорія, тим краще природна захищеність ГВ від техногенного забруднення.


2.1.1 Розрахунок кількісної оцінки захищеності ҐВ

Варіант 1

Джерелом забруднення є накопичувач рідких відходів металургійного підприємства. Висота стовпа промислових стоків у накопичувачі (H) складає 1,8 м. Породи зони аерації мають наступні усереднені характеристики: потужність m=1 м, пористість n=15 %, Кф=0,012 м/добу. Дати кількісну оцінку часу фільтрації з накопичувача рідких відходів металургійного підприємства.

Для кількісної оцінки часу фільтрації з накопичувача рідких відходів може бути використана формула (2.2):


t=(n·H/Kф) [m/H-ln(1+m/H)],

Ландшафтна екологія(0,15*1,8/0,012)[1/1,8-ln*(1+1/1,8)]=2,7 доби.


Таке значення t відповідає низькому рівню (І категорії) захищеності ҐВ, що дозволяє припускати високий негативний вплив СВ, накопичених в приймачі рідких відходів.


Варіант 2

Джерелом забруднення є накопичувач рідких відходів металургійного підприємства. СВ скидаються на поверхню землі та практично повністю витрачаються на інфільтрацію, не утворюючи стовпа рідини. Породи зони аерації мають наступні усереднені характеристики: потужність m=1 м, пористість n=15 %, Кф=0,012 м/добу. Дати кількісну оцінку часу фільтрації накопичувача рідких відходів металургійного підприємства.

В цьому випадку розрахунок часу досягнення рівня ҐВ визначається формулою (2.5):


Ландшафтна екологіяЛандшафтна екологія,

Ландшафтна екологіяЛандшафтна екологія=0,0033 доби .


Таке значення t відповідає дуже низькому рівню (І категорії) захищеності ҐВ, що дозволяє припускати величезний негативний вплив СВ, накопичених в приймачі рідких відходів.


2.2 Якісна оцінка захищеності ґрунтових вод


Якісна оцінка природних ґрунтових вод дається за такими показниками.

глибина залягання ґрунтових або потужність зони аерації;

будова й літологічні особливості порід зони аерації;

потужності слабкопроникнених порід у розрізі зони аерації;

фільтраційні властивості порід зони аерації і перш за все слабопроникнених різностей.

Найменше захищеними є ґрунтові води в умовах , коли зона аерації представлена добре проникне ними відкладеннями і у їх розрізі відсутні слабкопроникнені літологічні різності. Збільшення глибини залягання ГВ хоча й покращує їх захищеність, але вплив цього фактору менше істотний, ніж наявність водоупорних порід у розрізі зони аерації.

Якісна оцінка природної захищеності ґрунтових вод може бути виконана на основі визначення категорій захищеності ґрунтових вод I, II, III, IV, V, VI у балах. Більш високим категоріям відповідає більша сума балів – сумарний показник захищеності ґрунтових вод.

Як вихідна оцінка для оцінки балів прийняте визначення за формулою (2.2) часу фільтрації її крізь зону аерації, складену з добре проникнених порід (Кф=2 м/добу) потужністю 10 м. Час фільтрації t1 крізь зону аерації потужністю 20 м, яка складена такими породами, приблизно вдвоє більший (t2=2t1); крізь зону аерації потужністю 20 м утроє більший (t3=3ti) тощо.

Звичайно зона аерації (глибина залягання ГВ) коливається від 3 до 30 м, рідко перевищуючі 40 – 50 м. Тому виділяються 5 градацій глибин залягання: до 10, 10 – 20, 20-30, 30-40, більш 40 м. Першій градації з мінімальною (до 10 м) глибиною залягання рівня ґрунтових вод, час фільтрації для якої дорівнює t1, відповідає 1 бал ; другий – 2 бали, третій – 3 бали , четвертій – 4 бали, п’ятій (більш ніж 40 м) – 5 балів (таблиця 2.1).


Таблиця 2.1 – Градації глибин залягання рівней ґрунтових вод та кількість балів, яка їм відповідає

Номер градації 1 2 3 4 5
Глибина ,м <10 10-20 20-30 30-40 >40

Потужність слабопроникнених порід зони аерації поділяється на 11 градацій (до 2, 2-4, 4-6 ... понад 20 м) а серед них за літологічними та фільтраційними особливостями виділяються 3 групи: а – супіски , легкі суглинки з Кф= 0.1- 0.01 м/ добу; - важкі суглинки й глини з Кф менш 0.001м/ добу; в – проміжна між а та с – суміш порід з значеннями Кф=0.01-0.001 м/ добу (таблиця 2.2).


Таблиця 2.2 – Градації потужностей слабопроникних порід зони аерації та кількість балів,яка їм відповідає

Номер градації Потужність відкладень , м Група відкладень


a в c
1 <2 1 1 2
2 2-4 2 3 4
3 4-6 3 4 6
4 6-8 4 6 8
5 8-10 5 7 10
6 10-12 6 9 12
7 12-14 7 10 14
8 14-16 8 12 16
9 16-18 9 13 18
10 18-20 10 15 20
11 >20 12 18 25

Примітка: а – супіски, легкі суглинки, с – важкі суглинки, глини; в – суміш порід груп а та с.


Сума балів, що залежить градації глибин, залягання ґрунтових вод, потужності слабопроникнених порід та їх літології, визначають захищеностю ГВ, яку виражено показником захищеності (ПЗ). За значенням ПЗ виділяється 6 категорій захищеності ґрунтових вод (таблиця 2.3).


Таблиця 2.3 – Категорії захищеності ґрунтових вод ( за ПЗ )

Категорії захищеності I II III IV V VI
Показник захищеності (за ПЗ) <5 5-10 10-15 15-20 20-25 >25

2.2.1 Розрахунок якісної оцінки захищеності ґрунтових вод

В межах ділянки зона аерації представлена піском мілкозернистим (середня потужність 7,5 м), супісками (середня потужність 12 м) та легкими суглинками (середня потужність 15 м), а водоносний горизонт (середньої потужності 16,5 м) складений середньозернистими пісками. Мінімальна глибина залягання ҐВ визначається для грудня-лютого (час випадення мінімальної кількості опадів) і складає у середньому 12,75 м.

Таблиця 2.3 – Вихідні дані для

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: