ГЕОЭКОЛОГИЯ
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ
Геоэкология, 2021, № 5, С. 72-86
© 2021 г. Е. В. Кононченко*, А. Б. Петраш**
ФГБУ "Гидроспецгеология”, ул. Маршала Рыбалко,
4, Москва, 123060 Россия
*E-mail: lena.konon@mail.ru
**E-mail: A.B.Petrash@yandex.ru
Поступила 16.03.2021 г.
После доработки 27.05.2021 г.
Принята к публикации 5.08.2021 г.
В статье представлена методика создания комплекса моделей зоны аэрации и насыщенной зоны, позволяющая количественно охарактеризовать миграцию загрязнения от приповерхностного источника до зеркала грунтовых вод и до областей разгрузки геофильтрационного потока. Применение методики рассмотрено на примере района с выявленным хлоридным загрязнением подземных вод. Источником загрязнения является солехранилище, которое эксплуатировалось в период 1967-2007 гг. Снижения концентраций хлорид-иона вследствие деградации ореола после ликвидации источника загрязнения не наблюдается, что связано с формированием вторичного источника (зоны засоления) в зоне аэрации. Для рассматриваемого района проведена разработка моделей зоны аэрации и насыщенной зоны. Модель насыщенной зоны откалибрована по данным мониторинга (уровень грунтовых вод и концентрация хлорид-иона). Ореол хлорид-иона в потоке грунтовых вод воспроизведен на модели в абсолютных концентрациях. Расчеты миграции загрязнения в зоне аэрации проведены в относительных концентрациях. По результатам моделирования определены временные интервалы, характеризующие этапы формирования ореола загрязнения за время эксплуатации солехранилища, а также этапы деградации ореола после его ликвидации. Проведена оценка влияния параметров моделей обеих зон на результаты геомиграционных расчетов, выявившая наиболее значимые из них. Рассмотрен ряд модельных сценариев (консервативных и более мягких), позволивших определить вариативность модельных прогнозов. На основе ретроспективных комплексных модельных расчетов и данных мониторинга получены уточненные параметры, характеризующие отложения зоны аэрации.
Ключевые слова: численное моделирование, зона аэрации, насыщенная зона, подземные воды, миграция загрязнения
DOI: 10.31857/S0869780921050076
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Гавич И.К. Гидрогеодинамика. М.: Недра, 1988. 349 с.
- Гольдберг В.М., Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. M.: Недра, 1984. 262 с.
- Гриневский С.О., Поздняков С.П. Ретроспективный анализ влияния климатических изменений на формирование ресурсов подземных вод // Вестник МГУ. Сер. 4. Геология. 2017. №2. С. 42-50.
- Паничкин В.Ю. Геоинформационно-математическое моделирование гидрогеологических систем Казахстана: автореф. дисс. докт. техн. наук. Алматы, 2000. 47 с.
- Румынин В.Г. Геомиграционные модели в гидрогеологии. СПб.: Наука, 2011. 1158 с.
- СанПиН 2.1.4.1074-01. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. М.: МинздравРоссии, 2002. 67 с.
- Шестаков В.М. Гидрогеодинамика. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1995. 368 с.
- Шестаков В.М., Поздняков С.П. Геогидрология. М.: Изд. ИКЦ “АКАДЕМКНИГА”, 2003. 176 с.
- Chiang Wen-Hsing. 3D-groundwater modeling with PMWIN: a simulation system for modeling groundwater flow and transport processes. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005. 397 р.
- COMSOL Multiphysics: User Manuals. URL: https://doc.comsol.com (дата просмотра 25.05.2021).
- Doherty J.E., Hunt R.J. Approaches to highly parameterized inversion: A guide to using PEST for groundwater-model calibration. Reston, Virginia, U.S. Geological Survey Scientific Investigations Report 2010–5169, 2010. 59 p.
- Fitts C. R. Groundwater Science. San Diego, California, Academic Press, 2002. 450 p.
- Van Genuchten M.T. A Closed Form Equation for Predicting the Hydraulic Conductivity of Unsaturated Soils // Soil Science Society of America Journal. 1980. V. 44. P. 892-898.
- GMS: User Manuals. URL: https://www.xmswiki.com/wiki/GMS:User_Manuals (дата просмотра 13.03.2021).
- Mualem Y.A New Model for Predicting the Hydraulic Conductivity of Unsaturated Porous Media // Water Resources Research. 1976. V. 12. P. 513-522.
- Schaap M.G., Leij F.L., van Genuchten M.T. Rosetta: а computer program for estimating soil hydraulic parameters with hierarchical pedotransfer functions // J. Hydrology. 2001. V. 251. P. 163⎯176.
- Shuttleworth W.J., Wallace J.S. Evaporation from sparse crops-an energy combination theory // Quart. J. Royal Meteorol. Soc. 1985. V. 3. P. 839–855.
- Šimůnek J., van Genuchten M.T., Šejna M. The HYDRUS Software Package for Simulating the Two- and Three-Dimensional Movement of Water, Heat, and Multiple Solutes in Variably-Saturated Porous Media. Technical manual. Version 3.0. Riverside, California, Department of Environmental Sciences University of California Riverside, 2012. 260 р.
- Šimůnek J., Šejna M., van Genuchten M.T. et al. The HYDRUS-1D Software Package for Simulating the One-Dimensional Movement of Water, Heat, and Multiple Solutes in Variably-Saturated Media. Technical manual. Version 3.0. Riverside, California, Department of Environmental Sciences University of California Riverside, 2013. 340 р.