Все выпуски  

Гидрогеология. Владельцам водозаборных скважин и не только. Проект мониторинга


Здравствуйте, уважаемые подписчики!

Сегодня предлагаю остановиться на проблеме под названием: "проекта мониторинга месторождения пресных подземных вод". Попробуем разобраться, что такое проект мониторинга и для чего он нужен.

Само собой, интерес наш не совсем праздный. Ведь, с недавних пор разработка и утверждение проекта мониторинга подземного водозабора стала одним из обязательных требований лицензионного соглашения к лицензии на право пользования недрами с целью геологического изучения или добычи подземных вод. Как мы все прекрасно знаем, лицензирование водозаборных скважин осуществляется региональными отделениями Федерального агентства по недропользованию в соответствие с законом «О недрах» [1]. Лицензия на право добычи подземных вод может быть выдана только после проведения работ по подсчету запасов подземных вод на основании протокола Территориальной комиссии по запасам, подтверждающей постановку запасов подземных вод на государственный учет [2]. 

Вопросы лицензирования водозаборных скважин и проведения работ по подсчету запасов подземных вод уже неоднократно рассматривались в предыдущих выпусках данной новостной рассылки. Соответствующие статьи по теме выходили также в журнале «Экология производства» [3, 4]. Поэтому, в текущем выпуске мы подробно рассмотрим именно вопрос мониторинга месторождений пресных подземных вод. 

Под мониторингом подземных вод подразумевается система регулярных наблюдений за изменением состояния подземных вод под воздействием природных и техногенных факторов, непосредственно связанная организационно и методически с решением задач прогноза и управления ресурсами, режимом и качеством подземных вод [5].

Мониторинг подземных вод на участке подземного водозабора подразумевает наблюдение за следующими параметрами:

- объемом добычи подземных вод;

- глубиной залегания уровня подземных вод;

- температурой подземных вод;

- химических и микробиологическим составом подземных вод и радиационными показателями.

Для учета объема добычи подземных вод на всех имеющихся эксплуатационных скважинах должны быть установлены водные счетчики (расходомеры). Расходомеры устанавливаются непосредственно на устья водозаборных скважин. Показания расходомеров, снимаемые в определенное время, должны ежедневно заноситься в журнал учета водопотребления
водоизмерительными приборами и устройствами (форма № ПОД-11). Устья самоизливающихся скважин должны быть плотно герметизированы и оборудованы манометрами.

Для удобного и безопасного измерения положения уровня подземных вод все имеющиеся эксплуатационные скважины должны быть оборудованы пьезометрическими трубками. Замеры положения уровня подземных вод в скважине могут выполняться при помощи электроуровнемера или автоматического регистратора уровня.

Пьезометрическая трубка представляет собой пластиковую или металлическую трубу, опущенную в ствол скважины и заглубленную как можно ниже под статический уровень подземных вод. В оптимальном случае, нижний конец пьезометрической трубки должен располагаться на 1-2 метра выше глубины установки погружного насоса. Внутренний диаметр пьезометрической трубки должен обеспечивать свободное прохождение головки электроуровнемера. 

Пьезометрическая трубка устанавливается для того, чтобы предотвратить обрыв электроуровнемера в стволе скважины. Дело в том, что при измерениях в открытом стволе велика вероятность зацепить электроуровнемер за муфты водоподъемных труб или крепления питающего кабеля погружного насоса. Проведение измерений в специально предназначенной пьезометрической трубке помогает избежать подобного рода неприятностей.

При измерениях необходимо фиксировать статический и динамический уровень подземных вод в скважине. Под статическим уровнем понимается естественное положение зеркала подземных вод или величина напора подземных вод до начала работы скважины.

Статический уровень измеряется при выключенном насосе. Перед замером статического уровня скважина должна выстаиваться в течение нескольких часов. В этот период также должны быть отключены все имеющиеся соседние водозаборные скважины.

На групповом водозаборе такие условия выполняются не всегда. Однако, одиночный водозабор с минимальным объемом добычи подземных вод позволяет получать замеры статического уровня подземных вод, близких к его естественному положению. Это связано с тем, что для обеспечения небольшой потребности в воде скважина работает всего несколько часов в сутки. В период простоя уровень в скважине успевает восстановиться до своего естественного положения.

Под динамическим уровнем подземных вод понимается положение уровня в скважине во время работы погружного насоса. Дело в том, что при включении в работу насос формирует понижение уровня, т.е. частично осушает ствол скважины. Замер динамического уровня не следует производить сразу же после включения насоса в работу. Необходимо выждать определенное время. Оптимальный период – от 1,5 часов работы насоса и более.

Контроль расхода водозаборных скважин и контроль положения уровней подземных вод является единым инструментом учета количества извлечения подземных вод из водоносных горизонтов на определенном участке одним или несколькими действующими водозаборами. Учет объемов добычи подземных вод позволяет регулировать отношения недропользования, препятствовать избыточному потреблению подземных вод, грозящему истощением водоносных горизонтов, и проводить количественную оценку их состояния.

Температура подземных вод может измеряться обычным водным термометром на устье скважины. Каждая водозаборная скважина должна быть оборудована краном для отбора проб. Подземные воды могут быть набраны из такого крана в удобную емкость, в которой и выполняется замер температуры. Опускать термометр в скважину не обязательно. Для повышения точности замера могут быть использованы специальные ртутные термометры с ценой деления 0,2 град. или специальные цифровые термометры и многофункциональные рН-метры.

В соответствие с требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» отбор подземных вод из скважин хозяйственно-питьевого водоснабжения для выполнения химического и бактериологического анализа должен выполняться ежеквартально.

Отбор проб необходимо проводить с учетом особенностей естественного режима подземных вод. Так, например, в первом квартале года отбор проб лучше всего проводить в марте-апреле, в период окончания меженного периода подземных вод. Во втором квартале отбор проб следует проводить в мае – в паводковый период для подземных вод. В третьем квартале оптимальным временем для опробования водоносных горизонтов является июль-август, соответствующий периоду летней межени, либо наоборот, локальному летнему максимуму, связанному с интенсивным выпадением атмосферных осадков. В четвертом квартале отбор проб можно проводить с октября по декабрь, что соответствует затяжному периоду осенне-зимней межени.

Как правило, для выполнения химического анализа достаточно пробы объемом 1,5 л, которая может быть отобрана в пластиковую бутылку. Для отбора пробы на бактериологический анализ необходимо использовать стерильную стеклянную тару емкостью 0,5 л, которую предварительно необходимо взять в районном Центре гигиены и эпидемиологии.

Следует отметить, что указанный порядок отбора проб ориентирован на годовой режим, свойственный подземным водам в средней полосе России. При этом, режим подземных вод может существенно отличаться для южный и северных регионов, для горный районов и районов распространения многолетнемерзлых пород. Соответственно, график отбора проб может быть скорректирован для каждой местности отдельно.

Ежеквартальное опробование подземных вод подразумевает выполнение сокращенного химического анализа на неполный перечень компонентов и показателей. В большинстве регионов нашей страны установилась практика выполнения сокращенного химического анализа по следующему перечню: общая минерализация, водородный показатель рН, жесткость общая, окисляемость перманганатная, нефтепродукты (суммарно), поверхностно-активные вещества (ПАВ), фенольный индекс, цветность, мутность, вкус, запах, кальций, магний, натрий, хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, нитраты, нитриты, ион аммония, железо общее.

Выполнение анализов на указанный перечень компонентов раз в квартал является необходимым и, во многих случаях, достаточным условием изучения качественного состава подземных вод. Однако, в зависимости от местных условий и особенностей химического состава подземных вод на конкретном участке перечень сокращенного химического анализа может быть дополнен некоторыми показателями. Для того, чтобы определить, какие именно показатели, помимо перечисленных, нуждаются в детальном наблюдении, из каждой водозаборной скважины отбирается проба подземных вод для, так называемого, анализа «на полный перечень СанПиН».

Проба на полный СанПиН отбирается один раз в год, объем пробы составляет 5 л. В лаборатории определяется порядка 50 показателей химического состава подземных вод. В основном, это микрокомпоненты, а также некоторые органические вещества (пестициды).

Также один раз в год из каждой скважины отбирается проба на определение радиологических показателей подземных вод и их соответствие нормам радиационной безопасности, изложенным в НРБ-99. Объем и методику отбора проб следует уточнять в лаборатории, выполняющей радиологические исследования.

При проведении мониторинга месторождений пресных подземных вод комплексные наблюдения необходимо проводить во всех имеющихся скважинах. Сюда относятся как эксплуатационные скважины, так и резервные, добыча подземных вод из которых временно прекращена. Также, регулярные замеры уровня подземных вод следует проводить во всех имеющихся наблюдательных скважинах и колодцах.

Контроль за качественным составом подземных вод позволяет отслеживать процессы изменения их химического состава и санитарного состояния под воздействием искусственных факторов. Негативное влияние на качество подземных вод может оказывать как сам водоотбор, приводящий к росту скоростей движения подземных вод, частичному осушению водоносных горизонтов и изменению процессов растворения и переноса химических веществ в подземной гидросфере, так и размещение потенциальных источников загрязнения на площади питания подземных вод.

Обязательным условием добычи любого полезного ископаемого является проведение опережающего геологического изучения участка недр [1]. Мониторинг подземных вод позволяет повысить геологическую изученность участка недр и является важной составляющей работ по оценке запасов подземных вод.

В проекте организации мониторинга месторождения подземных вод должны быть описаны пункты наблюдений за состоянием геологической среды (скважины и колодцы), оценено техническое состояние скважин, водоподъемного оборудования и средств измерения (расходомеры, электроуровнемеры, манометры и др.), приведена программа проведения режимных наблюдений, составлен график выполнения замеров и отбора проб, разработаны методы учета и систематизации собранных данных. Проект организации мониторинга месторождения подземных вод или одиночного водозабора, включая сметный расчет, должен быть утвержден начальником Департамента по недропользованию в соответствующем федеральном округе.

Наравне с необходимостью выполнения режимных наблюдений в процессе эксплуатации месторождения подземных вод Департамент по недропользованию выдвигает требование о наличии фоновых показателей их состояния.

Под фоновыми показателями состояния подземных вод понимаются те параметры, которые характеризуют их режим и состав в естественных условиях до начала водоотбора и, соответственно, до начала воздействия на геологическую среду. Фоновые показатели могут быть получены на самом участке недр перед началом эксплуатации водозаборной скважины, когда мы можем измерить естественный уровень залегания подземных вод и отобрать пробу на химический анализ. Также фоновые показатели могут быть получены путем опробования наблюдательных гидрогеологических скважин, которые не используются для отбора подземных вод, находятся на некотором удалении за пределами зоны влияния водозаборной скважины и, таким образом, отражают естественное состояние геологической среды.

Наличие фоновых показателей позволяет проводить сравнение с текущим состоянием подземных вод и оценивать, как изменился уровенный режим водоносных горизонтов и как изменилось качество подземных вод после начала эксплуатации месторождения подземных вод или начала работы одиночного водозабора.

Таким образом, мониторинг подземных вод позволяет оценить степень воздействия водозаборных скважин на геологическую среду. В случае развития негативных процессов данные мониторинга позволяют оценить их направленность и степень опасности, а также принять превентивные меры, препятствующие ухудшению экологической обстановки. Таким образом, мониторинг является важным инструментом контроля объемов добычи подземных вод и охраны от истощения такого ценного ресурса, как питьевые и минеральные подземные воды.

 

Список литературы

1. Закон «О недрах» 21 февраля 1992 года N 2395-1 (в ред. Федеральных законов от 03.03.1995 N 27-ФЗ, от 10.02.1999 N 32-ФЗ, от 02.01.2000 N 20-ФЗ, от 14.05.2001 N 52-ФЗ, от 08.08.2001 N 126-ФЗ, от 29.05.2002 N 57-ФЗ, от 06.06.2003 N 65-ФЗ, от 29.06.2004 N 58-ФЗ, от 22.08.2004 N 122-ФЗ, от 15.04.2006 N 49-ФЗ, от 25.10.2006 N 173-ФЗ, от 26.06.2007 N 118-ФЗ, от 01.12.2007 N 295-ФЗ, от 29.04.2008 N 58-ФЗ, от 14.07.2008 N 118-ФЗ, от 18.07.2008 N 120-ФЗ, от 23.07.2008 N 160-ФЗ, от 30.12.2008 N 309-ФЗ, от 17.07.2009 N 164-ФЗ, от 27.12.2009 N 374-ФЗ).

2. Постановление Правительства РФ от 11 февраля 2005 г. N 69 "О государственной экспертизе запасов полезных ископаемых, геологической, экономической и экологической информации о предоставляемых в пользование участках недр, размере и порядке взимания платы за ее проведение" (с изменениями от 26 июля 2006 г., 22 января 2007 г.).

3. Лукьянов А.Е. Оценка запасов подземных вод. – Экология производства. – 2010. - № 9, 10.

4. Лукьянов А.Е. Получение лицензии на водозаборную скважину. – Экология производства. – 2010. № 11. – С. 33-39.

5. Методические рекомендации по организации мониторинга подземных вод на мелких групповых водозаборах и одиночных эксплуатационных скважинах, М., Государственный центр мониторинга геологической среды МПР России, 2000, 27 стр.

 

Научно-производственная группа "Тектоника". Все виды гидрогеологических работ на водозаборных скважинах. 


В избранное