Аннотация:
В монографии рассматриваются теоретические основы миграционных процессов. разрабатываются концептуальные (на базе исследования краевых задач) модели массопереноса в типовых гетерогенных водоносных системах с учетом физико-химических преобразований вещества; обосновываются эффективные алгоритмы решения миграционных задач методами математического (численного) моделирования; излагаются методы планирования и расчетные схемы интерпретации полевых индикаторных опробований; развиваются количественные подходы к постановке и обработке данных мониторинга качества подземных вод на участках их техногенного загрязнения, обосновываются модели для прогнозирования миграции высокоплотных солевых растворов, нефтепродуктов, радионуклидов и некоторых других веществ и компонентов, представляющих угрозу для подземной гидросферы на участках загрязнения; оценивается эффективность различных методов реабилитации качества подземных вод: обосновываются водоохранные мероприятия; рассматриваются особенности практической реализации предлагаемых исследований авторов на различных объектах (горнодобывающие районы, водозаборы подземных вод, участки складирования высокотоксичных, в том числе радиоактивных, отходов, атомные электростанции и др.)
Содержание:
TOM 1. Теоретическое изучение и моделирование геомиграционных процессов
Предисловие
Введение
ЧАСТЬ 1. Гидродинамические основы теории массопереноса в подземных водах и породах зоны аэрации
Глава 1. Основные физические механизмы массопереноса в водоносных породах и его математическая формализация
1.1. Формы переноса и рассеяния вещества
1.1.1. Конвективный перенос
1.1.2. Диффузионный перенос
1.1.3. Дисперсионный перенос
1.1.4. Осмос и наведенные им процессы
1.1.5. Основные представления о миграции многофазных жидкостей
1.2. Базовые уравнения и краевые условия для математического описания миграционных процессов
1.2.1. Общее уравнение массопереноса и его основные дифференциальные представления
1.2.2. Уравнения миграционного потока переменной плотности
1.2.3. Краевые условия
Глава 2. Анализ физико-математических моделей миграции в гомогенных водоносных породах
2.1. Расчетная схема поршневого вытеснения
2.2. Квазиодномерная расчетная схема продольной микродисперсии
2.3. Пространственные модели миграции в гомогенных водоносных породах
2.3.1. Поперечная микродисперсия в одномерном фильтрационном потоке
2.3.2. Особенности пространственного рассеяния в условиях неодномерного фильтрационного поля
Глава 3. Анализ физико-математических моделей миграции (макродисперсии) в гетерогенных водоносных комплексах
3.1. Модели миграции в упорядоченного стратифицированных пластах
3.1.1. Двухслойные системы
3.1.2. Многослойные водоносные пласты
3.1.3. О значимости вертикальной конвекции в водоносных и разделяющих пластах
3.2. Комплексы трещиновато-пористых пород
3.2.1. Принципиальные модели массопереноса
3.2.2. О параметрической тождественности расчетных моделей миграции
3.2.3. Об аналогии между процессами массо- и теплопереноса
3.2.4. Некоторые обобщенные решения и их анализ
3.3. Анализ миграции в неупорядоченно-неоднородных системах на базе стохастических моделей макродисперсии
3.3.1. Общие представления о стохастических моделях
3.3.2. Анализ принципиальных результатов изучения трехмерной макродисперсии в неоднородных средах
3.3.3. Стохастический анализ некоторых частных задач миграции в макронеоднородных средах
3.3.3.1. Макродисперсия при площадной инфильтрации
3.3.3.2. Макродисперсия при плотностной конвекции
3.4. Макродисперсия в стохастичеси неоднородных средах с двойной пористостью
3.5. Основные выводы теоретического анализа
Глава 4. Основные представления о переносе влаги и загрязнений через зону аэрации
4.1. Теоретические основы влагопереноса в горных породах при неполном водонасыщении
4.1.1. Общая энергетическая характеристика процесса влагопереноса
4.1.2. Закон движения влаги
4.1.3. Влияние гетерогенности ненасыщенных сред на влагоперенос
4.1.4. Математические основы вертикального влагопереноса
4.2. Основные представления о массопереносе в ненасыщенных грунтах
4.2.1. Перенос в гомогенных грунтах
4.2.2. Особенности массопереноса в ненасыщенных гетерогенных средах
ЧАСТЬ 2. Гидрогеохимические основы миграции подземных вод
Глава 5. Гидрогеохимическое описание условий и процессов, контролирующих качественный состав подземных вод
5.1. Естественный гидрогеохимический фон и его роль в проявлениях буферных свойств водоносной системы
5.1.1. Общие сведения о качественном составе подземных вод
5.1.2. Определяющие минеральные равновесия
5.2. Основные процессы физико-химического преобразования вещества в подземных растворах (без учета фильтрации)
5.2.1. Межфазовые сорбционные и ионообменные взаимодействия
5.2.1.1. Равновесная сорбция (адсорбция)
5.2.1.2. Модель поверхностного комплексо-образования
5.2.1.3. Равновесный ионный обмен
5.2.1.4. Модель кинетики сорбционных и ионообменных взаимодействий
5.2.2. Термодинамика и кинетика процессов растворения-осаждения
5.2.3. Гомогенные (внутрифазовые) взаимодействия
5.2.3.1. Комплексообразование
5.2.3.2. Исходные представления о коллоидных формах переноса загрязнителей
5.2.3.3. Деструкция химических соединений
Глава 6. Миграционные модели физико-химических трансформаций
6.1. Миграция активных компонентов в гомогенных породах
6.1.1. Сорбционные и ионообменные взаимодействия
6.1.1.1. Равновесная сорбция
6.1.1.2. Особенности проявления кинетики сорбционных процессов
6.1.1.3. Ионообменные взаимодействия в потоке подземных вод
6.1.2. Закономерности миграции компонентов, участвующих в процессах растворения-осаждения
6.1.2.1. Простейшие расчетные схемы
6.1.2.2. Процессы равновесного растворения-осаждения вещества применительно к растворам сложного состава на подвижных гидрогеохимических барьерах
6.1.3. Влияние внутрифазных реакций на интенсивность массопереноса и характер концентрационных фронтов
6.1.3.1. Расчетные схемы, учитывающие роль комплексообразования в сорбционных и ионообменных процессах
6.1.3.2. Модель миграции радиоактивных растворов, содержацих коллоидные частицы
6.1.3.3. Деструкция мигрантов
6.2. Модели миграции неконсервативных компонентов в гетерогенных водоносных системах
6.2.1. Сорбция в стратифицированных пластах
6.2.2. Сорбция в стохастически неоднородных системах
6.2.3. Миграция в трещиновато-пористых породах
6.2.3.1. Особенности межфазовых взаимодействий
6.2.3.2. Коллоидный транспорт вещества в трещиновато-пористых породах
6.2.3.3. Описание деструкции вещества в трещиновато-пористых породах
6.2.3.4. Обобщенный аналитический подход к исследованию миграции в гетерогенный системах
ЧАСТЬ 3. Численное моделирование процессов загрязнения подземных вод
Глава 1. Анализ принципов и методов численного моделирования процессов загрязнения подземных вод
7.1. Общие представления о численных методах решения задач массопереноса и принципах построения численных схем
7.1.1. Краткая характеристика методов конечных разностей и конечных элементов
7.1.2. Построение поля напоров
7.1.3. Свойства конечно-разностных аппроксимаций одномерных уравнений переноса
7.1.4. Поперечная численная дисперсия
7.1.5. Аппроксимация временной производной
7.1.6. Особенности задания граничных условий
7.1.7. Принципы решения матричных уравнений
7.1.8. Основы метода характеристик и метода случайных блужданий
7.1.9. Обобщающие выводы
7.2. Принципы построения численных алгоритмов для решения задач миграции подземных вод
7.2.1. Расщепление дифференциальных операторов в уравнениях переноса
7.2.2. Схема аппроксимации составляющих переноса
7.3. Специфика численных моделей и схем при анализе различных механизмов миграции
7.3.1. Алгоритмы численного моделирования миграции с учетом физико-химических взаимодействий
7.3.1.1. Общие принципы моделирования миграции многокомпонентных растворов
7.3.1.2. Особенности моделирования кинетических процессов (на примере сорбции)
7.3.2. Особенности численного моделирования миграции подземных вод переменной плотности и некоторые частные результаты
7.3.3. Особенности моделирования миграции в трещиновато-пористых средах
Глава 8. Исследование процессов миграции на численных моделях
8.1. Исследование на математических моделях мае-сопереноса в гетерогенных водоносных пластах
8.1.1. Анализ закономерностей макродисперсии
8.1.2. Анализ чувствительности на стохастических моделях гетерогенных сред с неупорядоченной структурой
8.2. Исследование на математических моделях простейших физико-химических взаимодействий при миграции подземных вод
8.2.1. Ионообменные процессы
8.2.1.1. Ионный обмен при миграции в комплексах гомогенных пород
8.2.1.2. Ионный обмен при миграции в комплексах гетерогенных пород
8.2.2. Исследование процессов комплексообра-зования
8.3. Исследование на математических моделях некоторых особенностей радионуклидного транспорта в подземных водах
8.3.1. О точности сеточных решений высокоградиентных задач массопереноса
8.3.2. Исследование миграции радионуклидов в составе многокомпонентных растворов
8.4. Исследование миграции несмешивающихся жидкостей в ненасыщенной зоне
8.5. Некоторые замечания о состоянии исследований по численному моделированию миграции
ЧАСТЬ 4. Принципы и методы прогноза процессов загрязнения подземных вод
Глава 9. Схематизация миграционных процессов
9.1. Исходные предпосылки схематизации
9.2. Схематизация геофильтрационных условий массопереноса
9.2.1. Схематизация пространственной изменчивости и анизотропии фильтрационных свойств водоносных пластов
9.2.2. Схематизация пространственной структуры фильтрационного потока
9.2.3. Схематизация условий питания (разгрузки) водоносных пластов по площади их распространения
9.2.4. Заключительные выводы
9.3. Схематизация процессов массопереноса (собственно миграционная схематизация)
9.3.1. Схематизация влияния массопереноса на расчетную схему фильтрации
9.3.2. Схематизация гидродинамических процессов миграции (на примере физически и химически нейтральных компонентов)
9.3.2.1. Выявление значимости отдельных механизмов конвективно-дисперсионного переноса и схематизация структуры миграционного потока (в гомогенных породах)
9.3.2.2. Схематизация граничных условий миграции
9.3.2.3. Особенности схематизации миграционного процесса в гетерогенных водоносных комплексах
9.3.3. Особенности схематизации миграционного потока в условиях гоютностной конвекции
9.3.4. Схематизация физико-химических условий и процессов миграции неконсервативных компонентов
9.4. О значении схематизации для расширения границ применимости аналитических методов
Глава 10. О возможностях прогноза процессов загрязнения в водоносных пластах аналитическими методами
10.1. Прогноз концентрационных полей на участках размещения поверхностных бассейнов промстоков и других локальных (сосредоточенных) источников загрязнения
10.1.1. Плановые миграционные модели
10.1.2. Профильные миграционные модели
10.1.2.1. Локальный источник загрязнения в двухслойном пласте
10.1.2.2. О роли поперечной (профильной) гидродисперсии
10.1.2.3. Об учете плотностной конвекции
10.2. Прогноз качества подземных вод при их площадном загрязнении инфильтрацией или нисходящим перетеканием
10.2.1. Постановка задач прогноза
10.2.2. Плановые миграционные модели
10.2.2.1. Основные балансовые уравнения для пласта с инфильтрацией и их решения
10.2.2.2. Проявление гетерогенных свойств комплексов трещиновато-пористых пород
10.2.2.3. Роль диффузионных процессов при миграции загрязненных вод через покровные и разделяющие слои
10.2.3. Профильные двумерные модели
10.3. Прогноз загрязнения, вызванного подземными источниками некондиционных вод
10.3.1. Субвертикальное подтягивание глубоких некондиционных вод к водозаборным скважинам
10.3.1.1. Вариант отсутстия относительного водоупора между пресными и солеными водами
10.3.1.2. Вариант наличия разделяющего водоупора между пресными и солеными водами
10.3.2. Субгоризонтальная миграция от подземного источника некондиционных вод
10.4. О прогностических возможностях стохастических моделей миграции
10.5. Краткая характеристика базовых компьютерных программ
10.5.1. Численная модель трехмерной фильтрации подземных вод — программа MODFLOW
10.5.2. Численная модель трехмерного массопереноса и дисперсии в подземных водах — программа MT3D
10.5.3. Численная модель двумерного массопереноса и дисперсии в подземных водах — программа МОС
10.5.4. SUTRA — численная модель фильтрации и массо-теплопереноса в водоносных пластах (с учетом переменной плотности подземных вод и наличия ненасыщенной зоны)
10.5.5. Программа HT3D
10.5.6. Программа FLOWPATH
10.5.7. Программа FLOWNET
Глава 11. Прогнозные оценки роли зоны аэрации в развитии процессов загрязнения подземных вод
11.1. Общая характеристика основных прогнозных ситуаций и методических подходов к их анализу
11.1.1. Постановка задач для исследования и их типизация
11.1.2. Оценка по предлагаемым участкам размещения поверхностных бассейнов промстоков
11.1.3. Оценки защитных свойств зоны аэрации
11.2. Особенности прогноза миграции загрязений, вносимых в водоносные пласты с площадной инфильтрацией
11.3. О прогнозных оценках развития процессов загрязнения в породах зоны аэрации
11.4. Численная модель влаго- и массопереноса в зоне аэрации — VS2DT
ТОМ 2. Опытно-миграционное исследование
Введение
ЧАСТЬ 5. Опытно-миграционные опробования в водоносных пластах
Глава 12. Анализ эффективности лабораторных экспериментов как альтернативы опытным опробованиям
12.1. Общие положения и предпосылки к дифференциации экспериментальных схем
12.2. Определение параметров сорбции и ионного обмена
12.3. Изучение диффузионных параметров
Глава 13. Анализ целесообразных схем и условий постановки опытно-миграционных опробований
13.1. Общие представления об индикаторных экспериментах
13.1.1. Задачи и направленность индикаторных опробований (ИО)
13.1.2. Сравнительная характеристика основных экспериментальных схем
13.2. Взаимоотношение опытно-миграционных опробований с другими видами работ при гидрогеологической разведке
13.3. О масштабных эффектах и целесообразных условиях проведения ОМО
Глава 14. Обоснование расчетных моделей для опытно-миграционных опробований
14.1. Исходные предпосылки схематизации и основные аналитические решения
14.1.1. Исходные предпосылки к построению расчетных моделей
14.1.2. Общая математическая постановка задачи миграции в плоскорадиальном потоке
14.1.3. Особенности математического описания миграции индикатора при дуплетном опробовании квазигомогенных пород
14.1.4. О возможном несоответствии структуры миграционного потока модельным представлениям
14.2. Частные решения для квазигомогенных сред
14.2.1. Приближенные решения для шюскорадиальной миграции и их сравнительная характеристика
14.2.2. Представление решений для дуплетного опробования
14.2.3. Решение для индикаторных опытов при откачке
14.2.4. Односкажинный эксперимент
14.3. Частные решения для макрогетерогенных пород
14.3.1. О расчетных схемах для опытов в комплексах стратифицированных пород
14.3.2. Решение радиальных задач переноса в пласте гетерогенных трещиновато-пористых пород
14.3.3. Тепловое воздействие на трещиноватый пласт
14.3.4. Представление решений для дуплетного опробования
14.3.5. О расчетных оценках при индикаторных опытах с откачкой
14.3.6. Решения для односкважинной схемы опробования
14.4. Анализ гидрохимической инерционности наблюдательных скважин
14.5. Гидрохимическая инерционность запускных скважин, используемых в опытах при откачках
14.6. Исследование некоторых задач индикаторного опробования на математических моделях
14.6.1. Оценка эффективности дуплетного индикаторного опробования водоностных пластов
14.6.2. О надежности интерпретации односква-жинных трассерных экспериментов
Глава 15. Планирование и проведение опытно-миграционных опробований
15.1. Рекомендации к планированию общей схемы миграционного эксперимента и опытного куста
15.1.1. Предпосылки к выбору опытных участков и схем опробования
15.1.2. Предварительное обоснование пространственно-временного масштаба опробования
15.1.3. Обоснование интервалов опробования и конструкций скважин
15.1.4. Стохастическая интерпретация практических рекомендаций
15.1.5. Об информации, привлекаемой к плани-ровниюОМО
15.2. Предпосылки и выбору индикатора
15.3. Расчетное обоснование опытной схемы с выбором контролирующих показателей и дополнительных трассеров
15.4. Проведение индикаторных опробований
15.4.1. Предварительное опробование скважин опытно-миграционных кустов
15.4.2. Запуск трассера и наблюдения за его миграцией
Глава 16. Интерпретация индикаторых опробований
16.1. Диагностика опытных результатов и выбор расчетной модели
16.1.1. Комплексы пористых пород
16.1.2. Комплексы трещиноватых пород
16.2. Методика количественной интерпретации и анализа опытных результатов
16.2.1. Опыты в квазигомогенных средах
16.2.2. Опыты в гетерогенных средах
16.2.3. Анализ чувствительности индикаторных кривых
16.2.4. О привлечении математических моделей к планированию и интерпретации ОМО
16.3. Примеры интерпретации индикаторных опробований
ЧАСТЬ 6. Опытно-миграционные наблюдения (ОМН) в водоносных пластах
Глава 17. Задачи и условия проведения ОМН
17.1. Роль и задачи ОМН
17.2. Типизация условий проведения ОМН
Глава 18. Принципы и методы теоретического анализа в связи с интерпретацией опытно-миграционных наблюдений
18.1. Миграция трассеров от поверхностных источников загрязнения
18.1.1. Профильные модели для гетерогенных систем
18.1.2. Планово-двумерные квазигомогенные модели преноса (для ореолов рассеяния).
18.1.3. Значение и учет структуры фильтрационного поля
18.1.4. Значение погрешностей наблюдений
18.2. Миграция реальных стоков от поверхностных источников загрязнения
18.2.1. Общий подход к построению расчетных моделей
18.2.2. Простейшие схемы интерпретации данных наблюдений за миграцией стоков
18.2.3. Особенности анализа условий миграции разношютностных жидкостей
Глава 19. Постановка и методика проведения опытно-миграционных наблюдений
19.1. Общие положения
19.2. Принципы размещения пунктов гидрохимического контроля в водоносных пластах
19.2.1. Загрязнение от поверхностных источников
19.2.2. Загрязнение от подземных бассейнов некондиционных вод
19.3. О дополнительных требованиях к оборудованию наблюдательных скважин
19.4. Гидрохимическое опробование при наблюдениях и его достоверность
19.4.1. Показатели, контролирующие качество подземных вод
19.4.2. О требованиях к качеству гидрохимического опробования
19.5. Изучение миграции минерализованных стоков методами поверхностной геофизики
ЧАСТЬ 7. Опытное изучение условий фильтрации индикаторными методами в связи с оценкой процессов загрязнения подземных вод
Глава 20. Использование индикаторных методов при опытно-фильтрационных опробованиях.
20.1. Использование индикаторов для детализации фильтрационного процесса при опытных откачках (нагнетаниях)
20.1.1. Предварительное опробование индикаторными методами скважин опытно-фильтрационных кустов
20.1.2. Изучение профиля проницаемости водоносного пласта
20.1.3. Изучение раскрытия индивидуальных трещин
20.1.4. Об эффективности фильтрационного опробования пластов по дуплетной схеме
20.1.5. Оценка плановой фильтрационной анизотропии
20.1.6. Об использовании естественных трассеров
20.2. Использование трассеров при изучении опытными опробованиями вертикальной проницаемости и профильной фильтрационной анизотропии
Глава 21. Опытное изучение условий и параметров фильтрации индикаторными методами при проведении режимных наблюдений
21.1. Использование глобальных техногенных индикаторов для калибрации гидрогеологических моделей
21.1.1. Общие сведения о глобальных индикаторах
21.1.2. О расчетных моделях
21.1.3. Пример интерпретации данных тритиевого опробования подземных вод
21.1.4. Теоретические основы тритий-гелий (-3) метода датирования возраста подземных вод
21.2. Применение индикаторных гидрогеофизических методов для изучения фильтрационных потоков вблизи поверхностных водоемов и водотоков
21.2.1. Определение скорости фильтрации резис-тивиметрией наблюдаемых скважин
21.2.2. Гидрогеотермические наблюдения
21.3. Оценка условоий и параметров фильтрации по данным гидрохимических наблюдений за подтягиванием минерализованных вод из подземных бассейнов
ЧАСТЬ 8. Опытное изучение условий переноса загрязнений ерез зону аэрации
Глава 22. Опытное опробование пород зоны аэрации
22.1. Опытная оценка вертикальной проницаемости покровных отложений и искусственных глинистых экранов
22.1.1. Об эффективности опытных наливов в шурфы
22.1.2. Лабораторная оценка проницаемости грунтов, экранирующих бассейны промстоков
22.2. Изучение водопроводящих свойств зоны аэрации опытными опробованиями в скважинах
22.2.1. Опробование вблизи поверхности грунтовых вод
22.2.2. Опробование зон разреза, удаленных от поверхности грунтовых вод
22.3. О целесообразных границах применения опытных опробований для оценки параметров массопереноса пород зоны аэрации
Глава 23. Опытные наблюдения для изучения условий переноса загрязнений через зону аэрации
23.1. Задачи, состав и проведение наблюдений
23.2. Интерпретация результатов наблюдений
23.2.1. Общие интерпретационные подходы
23.2.2. Простейшие схемы интерпретации на примере лизиметрических наблюдений
23.2.3. Интерпретация результатов наблюдений за глобальными трассерами
ТОМ 3. Книга 1. Прикладные исследования
Введение
ЧАСТЬ 9. КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОХРАНЫ И УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Глава 24. Анализ мероприятий по защите и реабилитации качества подземных вод
24.1. Профилактические мероприятия
24.1.1. Профилактика на участках размещения поверхностных источников загрязнения подземных вод
24.1.2. Профилактика в пределах водоносных пластов
24.2. Активные мероприятия
24.2.1. Активные мероприятия вблизи поверхностных источников загрязнения
24.2.2. Локализация и откачка загрязненных пластовых вод
24.2.3. Сброс и утилизация откачиваемых загрязненных дренажных вод
24.2Л. Восстановление качества загрязненных подземных вод
Глава 25. Концепция контролируемого загрязнения подземных вод
25.1. Основные исходные положения концепции
25.2. Пути реализации концепции контролируемого загрязнения подземных вод при проектировании, строительстве и эксплуатации горных предприятий
25.3. Стратегия реабилитации подземных вод на загрязненных территориях
25.3.1. Постановка проблемы
25.3.2. Терминология и формулировка основных концептуальных положений
25.3.3. Достоинства предложенной концепции
25.3.4. Варианты реализации концепции
Глава 26. Особенности геомиграционных процессов и гидрогеоэкологических исследований на участках реабилитации подземных вод
26.1. Анализ специфики процессов, подлежащих оценке и изучению
26.1.1. Откачка и вытеснение загрязненных вод
26.1.2. Очистка in situ
26.2. Особенности опытных работ и наблюдений в зонах реабилитации
26.2.1. Краткая характеристика используемых подходов и методов
26.2.2. Приложение специальных методов исследований на участках реабилитации
26.2.2.1. Опробование почвенного газа на участках нефтяного загрязнения
26.2.2.2. Использование метода белковой индикации
26.2.2.3. Анализ условий применимости геофизических методов при изучении ореолов загрязнения подземных вод
26.3. Модельный анализ условий реабилитации
26.3.1. Решение прямых («прогнозных») задач
26.3.2. Решение обратных (эпигнозных) задач
26.3.3. Исследование оптимизационных проблем
Глава 27. О концепции государственного гидрогеоэкологического мониторинга России
27.1. Основные цели и ориентиры ГЭМР
27.2. Пространственные структурные элементы и временные рамки ГЭМР
27.3. Постановка, проведение и интерпретация наблюдений
27.3.1. Определяемые показатели (ОП)
27.3.2. Состав наблюдательной сети и виды наблюдений
27.3.3. Пространственное распределение пунктов стационарной режимной сети
27.3.4. Интерпретация и представление результатов наблюдений
27.4. Гидрогеоэкологический мониторинг и геоэкологическая съемка
27.5. Общий порядок реализации программы ГЭМР и основные выводы
ЧАСТЬ 10. ИЗУЧЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ОХРАНА ПОДЗЕМНЫХ ВОД ПРИ ОСВОЕНИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Глава 28. Требования к проектам, задачи и виды гидрогеологических работ по оценке загрязнения подземных вод
28.1. Общая характеристика техногенных изменений качества подземных вод в горнодобывающих районах
28.2. Основные требования к проектам горных предприятий в связи с охраной подземных вод от загрязнения
28.3. Требования к информационному обеспечению при решении задач охраны подземных вод от загрязнения
28.4. Гидрогеологические работы в связи с решением проблемы охраны подземных вод от загрязнения
28.4.1. Работы на стадии разведки
28.4.2. Работы в строительно-эксплуатационный период
28.5. Состав и ориентировочные объемы специализированных опробований при разведке месторождений в типовых условиях
Глава 29. Изучение и прогноз техногенных изменений качества подземных вод под влиянием хво-стохранилищ и горных отвалов рудных комбинатов
29.1. Краткая характеристика техногенных изменений качества подземных вод в изучаемых районах
29.1.1. Губкинско-Стойленский железорудный район КМА
29.1.2. Ковдорское железорудное месторождение
29.1.3. Кингисеппское месторождение фосфоритов
29.1.4. Хвостохранилище Коршуновского ГОКа
29.2. Анализ и изучение режима подземных вод на участках их загрязнения
29.2.1. Детализация условий фильтрации промстоков из хвостохранилищ
29.2.1.1. Лебединский ГОК
29.2.1.2. Коршуновский ГОК
29.2.2. Закономерности гидрохимического преобразования слабоминерализованных промстоков на участках хвостохранилищ
29.2.2.1. Лебединский ГОК
29.2.2.2. Коршуновский ГОК
29.2.2.3. Ковдорский ГОК
29.2.3. Влияние горных отвалов и атмосферного загрязнения поверхности на качество дренажных вод Ковдорского месторождения
29.3. Специальные опытные работы на участке хво-стохранилища Лебединского ГОКа
29.3.1. Предварительные лабораторные и геоло-гоструктурные исследования
29.3.2. Анализ результатов опытно-миграционных опробований
29.3.3. Результаты опробования осушенной зоны мело-мергельной толщи наливами в шурфы и скважины
29.3.4. Апробация методов, направленных на повышение опытных наливов в шурфы
29.4. Прогноз процессов загрязнения подземных вод в Губкинско-Стойленском железорудном районе
29.4.1. Цели прогноза и элементы предварительной схематизации
29.4.2. Выбор исходных параметров
29.4.3. Прогнозные оценки
Глава 30. Изучение и прогноз процессов засоления подземных вод на участке шламохранилища соледобывающего предприятия
30.1. Краткая характеристика техногенных изменений качества подземных вод в Соликамско-Березниковском горно-промышленном районе
30.2. Изучение плановой геометрии ореолов засоления методами поверхностной геофизики
30.3. Изучение параметвров миграции и физико-химического преобразования промстоков по данным полевых и лабораторных экспериментов
30.3.1. Общая характеристика исследований
30.3.2. Лабораторное изучение ионообменных процессов
30.3.3. Описание полевых индикаторных опытов и результаты их интерпретации
30.4. Изучение противофильтрационных свойств глинистых экранов
30.5. Особенности количественной интерпретации режимных наблюдений и ивдрогеохимических прогнозов
30.5.1. Обоснование расчетной модели
30.5.2. Анализ процессов ионного обмена
ТОМ 3. Книга 2. Прикладные исследования
ЧАСТЬ 11. ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ПРОБЛЕМАМ ДРЕНАЖА, ЛОКАЛИЗАЦИИ И ПОДЗЕМНОГО ЗАХОРОНЕНИЯ ГЛУБОКИХ РАССОЛОВ ПРИ ГОРНЫХ РАЗРАБОТКАХ
Глава 31. Изучение и прогноз изменения качества дренажных вод при протягивании глубинных рассолов
31.1. Исследование процессов субвертикальной миграции рассолов на Коршуновском железорудном месторождении
31.1.1. Краткая характеристика геолого-гидрогеологических условий месторождения
31.1.2. Характеристикав системы осушения месторождения и анализ ее эффективности
31.1.3. Естественный и нарушенный гидрохимический режим подземных вод района
31.1.3.1. Естественная гидрохимическая зональность
31.1.3.2. Анализ условий формирования химического состава дренажных вод
31.1.4. Анализ результатов интерпретации опытных опробований и режимных гидродинамических наблюдений
31.1.4.1. Основные результаты опытных гидрогеологических опробований глубоких горизонто
31.1.4.2. Оценка суммарной проводимости водоносной толщи по данным эксплуатационного водопонижения
31.1.6. Исследование и прогнозирование миграционного процесса на математических моделях
31.1.6.1. Физико-математическое обоснование выбора моделей
31.1.6.2. Описание математической модели геофильтрации
31.1.6.3. Описание миграционной модели
31.1.6.4. Результаты решения обратных гидрогеологических задач и калибрация математической модели
31.1.6.5. Анализ чувствительности миграционного процесса
31.1.6.6. Результаты миграционных прогнозов
31.1.6.7. Влияние раздельного водоотбора на качество дренажных вод
31.1.6.8. Выводы
31.2. Анализ данных режимных гидрогеохимических наблюдений на Южно-Белозерском месторождении
31.2.1. Краткая характеристика изменения качества подземных и дренажных вод
31.2.2. Характер взаимосвязи гидрохимических изменений с подземной гидродинамикой
31.2.3. Количественная интерпретация режимных наблюдений
31.3. О характере засоления дренажных вод на Яковлевском железорудном месторождении
31.3.1. Гидрогеологические и горногеологические условия месторождения
31.3.2. Основные выводы по результатам опытно-фильтрационных работ на месторождении
31.3.3. Гидрогеохимическая зональность и режим подземных вод глубоких горизонтов
31.3.3.1. Особенности региональной гидрогеохимии
31.3.3.2. Анализ результатов гидрогеохимических наблюдений за нарушенным режимом подземных вод
31.3.4. Общие подходы к обоснованию прогнозных моделей
31.4. Некотоые выводы и рекомендации по обоснованию расчетных (прогнозных) моделей
Глава 32. Гидрогеологические исследования в связи с сооружением противофильтрационной завесы на карьере алмазоносной трубки «Мир»
32.1. Краткая геолого-гидрогеологическая, геокриогенная и горно-техническая характеристика объекта
32.2. Характеристика источников загрязнения и загрязняющих компонентов
32.3. Оценка эффективности строящейся ПФЗ
32.4. Анализ возможностей оценки качества ПФЗ опытными опробованиями
32.4.1. Одиночные гидродинамические опробования
32.4.2. Кустовые гидродинамические опробования
32.4.3. Индикаторные опробования
32.4.4. О путях усовершенствования гидродинамических опробований по скважинам тампонажного ряда
32.5. Особенности опытных опробований на участках сооружаемой (незамкнутой) ПФЗ
32.6. Анализ результатов полевых исследований, проведенных при строительстве ПФЗ
32.6.1. Обоснование исходной модели
32.6.2. Анализ результатов опытных опробований
и режимных наблюдений на ключевом участке
32.6.3. Оценка эффективности строящейся ПФЗ по данным режимных наблюдений в районе карьерного поля
32.7. Разработка способа повышения эффективности строящейся ПФЗ
32.7.1. Краткая характеристика предлагаемого способа
32.7.2. Теоретическое (расчетное) обоснование
32.7.3. Примерная технологическая схема проведения работ по ледовому тампонажу
32.8. Дополнительные рекомендации по созданию режимной сети ПФЗ
32.9. Изучение водоупорных свойств пород, залегающих в подошве метегеро-ичерского водоносного комплекса
32.10. Краткое заключение
Глава 33. Гидрогеологические исследования на участке подземного захоронения дренажных рассолов алмозоносной трубки «Удачная»
33.1. Краткая геолого-гидрогеологическая, геокриогенная и горно-техническая характеристика объекта
33.2. Общая оценка условий утилизации дренажных рассолов
33.3. Изучение условий захоронения рассолов в ММП на Октябрьском участке
33.3.1. Особенности геолого-гидрогеологического строения ММП на участке захоронения
33.3.2. Исходная дифференциация фильтрационных свойств ММП на основе опытных опробований и данных о приемистости скважин
33.3.3. Опытная оценка изменений фильтрационных свойств ММП под влиянием рассолов
33.3.4. Оценка емкостных миграционных парамет ров ММП
33.4. Анализ результатов режимных наблюдений за миграцией рассолов
33.4.1. Общая характеристика распространения рассолов в ММП
33.4.2. Анализ режимных гидродинамических и гидрохимических наблюдений в ВВК
33.5. Обобщающие выводы и рекомендации
33.5.1. Принципиальная схема миграционного процесса
33.5.2. Заключительная оценка ситуации на участке захоронения
ЧАСТЬ 12. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ ЗАЩИЩЕННОСТИ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВЫХ ВОДОЗАБОРОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Глава 34. Общие вопросы гидроегологического обоснования зон санитарной охраны водозаборов подземных вод
34.1. Загрязнение и его критерии
34.2. Типы загрязняющих растворов
34.3. Типы источников загрязнения подземных вод
34.4. Типизация водозаборов по условиям возможного загрязнения и предпосылки к выбору расчетных схем
34.5. Общие нормативные требования и критерии к расчетному обоснованию ЗСО
34.6. О концептуальных подходах к обоснованию зон санитарной охраны пои проектировании подземных питьевых водозаборов на техногенно нагруженных территориях
34.7. Об оценках защищенности-уязвимости подземных вод
Глава 35. Проблема загрязнения при использовании дренажных вод в хозяйственно-питьевых целях
35.1. Общие подходы к проблеме
35.1.1. Особенности обоснования дренажных систем в свете поставленной проблемы
35.1.2. Особенности оценки эксплуатационных запасов дренажных вод
35.2. О санитарной охране водозаборов-дренажей
35.3. Анализ возможностей и опыта использования дренажных вод в хозяйственно-питьевых целях на конкретных объектах
35.3.1. Опыт использования дренажных вод Губкинско-Стойленского горнорудного района КМА
35.3.2. О перспективах использования дренажных вод Коршуновского, Южно-Белозерского и Яковлевского железорудных месторождений
Глава 36. Исследование процессов, контролирующих загрязнение подземных вод на объектах хозпитьевого назначения
36.1. Комплексное исследование формирования качества и запасов подземных вод на водозаборе г. Кировска
36.1.1. Краткие сведения о гидрогеологических условиях района
36.1.2. Гидрогеохимический анализ
36.1.3. Идентификация источников загрязнения подземных вод с помощью специальных методов «ландшафтной» индикации
36.1.4. Анализ влияния горных работ на гидродинамический режим подземных вод
36.2. Исследование миграционных процессов в связи с оценкой санитарной защищенности зон родниковой разгрузки подземных вод (на примере юго-восточных районов Татарии)
36.2.1. Исходные положения
36.2.2. Профильные модели фильтрации в слоистых толщах, получающих площадное инфильтра-ционное питание
36.2.2.1. Аналитическая модель полу ограниченного пласта
36.2.2.2. Простейшая модель для оценки вляния гидродинамического несовершенства природных контуров разгрузки подземных вод
36.2.2.3. Исследование особенностей геофильтрационного процесса на численных моделях
36.2.3. Профильные модели миграции подземных вод
36.2.3.1. Аналитическая модель и ее приложение к оценке чувствительности процесса по отдельным показателям
36.2.3.2. Анализ миграционного процесса на математических моделях
36.2.4. Выводы
ЧАСТЬ 13. ОСОБЕННОСТИ ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В НЕФТЕДОБЫВАЮЩИХ РАЙОНАХ И НА УЧАСТКАХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДАМИ
Глава 37. Изучение засоления подземных вод на нефтепромыслах (на примере Юго-Востока республики Татарстан)
37.1. Общая гидрогеоэкологическая ситуация в регионе
37.2. Современное состояние подземных вод
37.3. Разведка типичного участка загрязнения подземных вод
37.3.1. Условия проведения, задачи и виды работ
37.3.2. Опробование водоносных горизонтов и родников
37.3.3. Электроразведочные наблюдения
37.3.4. Результаты численного моделирования
37.4. Принципы организации мониторинга подземных вод
37.4.1. Характеристика режимной сети
37.4.2. Принципы создания автоматизированной системы гидрогеологического мониторинга (АСГМ)
37.5. О восстановлении качества загрязенных подземных вод
Глава 38. Исследования и мероприятия на участках загрязнения подземных вод углеводородами
38.1. Особенности миграции углеводородов
38.1.1. У В как несмешивающие с водой жидкости в горных породах
38.1.2. Влияние гетерогенности и неоднородности на миграцию УВ
38.1.3. Значение процессов растворения и испарения
38.1.4. Значение процессов сорбции и биодеградации
38.1.5. Значение колебаний уровня грунтовых вод
38.2. Изучение подземных скоплений УВ в полевых условиях
38.2.1. Наблюдения и опробования по скважинам
38.2.2. Изучение почвенного газа
38.2.3. Особенности индикаторных исследований
38.2.4. Геоботанические и фотографические методы
38.3. Методы очистки пластов, загрязненных УВ
38.3.1. Откачка загрязнений
38.3.2. Вытеснение и растворение в возмущенном потоке
38.3.3. Методы удаления остаточных УВ, аналогичные применяемым для стимуляции нефтеотдачи
38.3.4. Извлечение аэрированием
38.3.5. Биологические методы очистки
ЧАСТЬ 14. ИССЛЕДОВАНИЯ НА РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ И В РАЙОНАХ РАСПОЛОЖЕНИЯ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Глава 39. Исследования загрязнения подземных вод на участках приповерхностного складирования (хранения) радиоактивных отходов
39.1. Общие представления о радиоактивных отходах
39.2. Особенности математического анализа процессов миграции радионуклидов и параметрическая обусловленность моделей
39.2.1. О надежности гидродинамических моделей при описании низких значений относительных концентраций
39.2.2. Об учете физико-химических взаимодействий
39.3. Модельные и экспертные оценки гидрогеоэкологической ситуации на участке складирования радиоактивных отходов «Озеро Карачай»
39.3Л. Общие сведения об источнике загрязнения и характере техногенного воздействия на подземные воды
39.3.1.1. Водный балансв водоема
39.3.1.2. Химический состав РАО
39.3.1.3. Закономерности распространения загрязняющих веществ в подземных водах
39.3.2. Обобщение материалов геофильтрационных опробований и предварительные модельные оценки
39.3.2.1. Обоснование схемы геофильтрационной неоднородности
39.3.2.2. Региональная модель
39.3.3. Общая концепция модельного анализа
39.3.4. Исследование формирования потоков переменной плотности
39.3.4.1. Предварительное тестирование программы HST3D
39.3.4.2. Двумерная профильная модель
39.3.4.3. Трехмерная модель потока переменной плотности
39.3.5. Экспертная оценка гидрогеологической ситуации
39.4. Анализ радиоактивного загрязнения подземных вод в районе расположения хранилищ твердых РАО
39.4.1. Гидрогеологическая характеристика участка и общие сведения об источниках загрязнения подземных вод
39.4.2. Фоновые концентрации и описание полей загрязнения подземных вод
39.4.3. Детализация гидрогеологических условий площадки и расчетные миграционные параметры
39.4.3.1. Описание разреза по скважинам и результаты тритиевого опробования
39.4.3.2. Лабораторное изучение сорбционной способности горных пород
39.4.3.3. Изучение коэффициентов сорбционного распределения in situ
39.4.4. Построение гидрогеологических моделей и их калибрация
39.4.5. Прогнозные оценки
Глава 40. Гидрогеоэкологический анализ сценариев запроектных аварий на АЭС (применительно к проектируемым объектам)
40.1. Постановка проблемы и гидрогеологическая характеристика объектов детальных исследований
40.1.1. Основные представления об авариях на АЭС и характере их воздействий на подземные воды
40.1.2. Основные сведения о гидрогеологических условиях площадок Кольской и Дальневосточной АЭС
40.1.2.1. Кольская АЭС
40.1.2.2. Дальневосточная АЭС
40.1.2.3. Сопоставительный анализ естественной защищенности подземных вод на участках детальных исследований
40.2. Оценка воздействия проектируемых АЭС на подземные воды прилежащих регионов
40.2.1. Параметры, характеризующие воздействие на подземную гидросферу при различных сценариях аварий на реакторных установках
40.2.2. Примеры гидрогеоэкологических оценок
40.2.2.1. Кольская АЭС (III очередь)
40.2.2.1.1. Анализ данных опытных исследований и наблюдений
40.2.2.1.2. Прогнозные оценки
40.2.2.2. Дальневосточная АЭС
40.2.2.2.1. Изучение диффузионной проницаемости породных блоков
40.2.2.2.2. Модельная детализация фильтрационной картины
40.2.2.2.3. Основные характеристики миграционной модели и результаты прогнозов
40.2.3. Некоторые обобщения
Заключение
