Условие задачи: При бурении вертикальной скважины с применением промывочной жидкости, содержащей добавку поверхностно– активного вещества – сульфанола, произошел в пределах водоносного пласта аварийный сброс бурового раствора.
Требуется определить:
1) предполагаемую конфигурацию и размеры ореолов загрязнения в водоносном горизонте на время t1, t2, и t3 после аварийного сброса;
2) степень разбавления загрязняющего потока по состоянию на время t1, t2, и t3;
3) интервал времени t4, после которого концентрация сульфанола в водоносном пласте достигнет ПДК, т. е. санитарной нормы.
Исходные данные:
1. Водоносный горизонт представляет собой песчаниковый коллектор с эффективной пористостью
Пэф = 3,2%;
2. Мощность водоносного горизонта
Н = 5 м;
3. Скорость потока в водоносном горизонте
V = 1,5 см/сек = 0,015 м/сек;
4. Скорость естественного рассеяния (диффузии) загрязняющего вещества
V0 = 0,1 см/сек = 0,001 м/сек;
5. Объем аварийного сброса (утечки)
Q = 2,5 м3;
6. Концентрация загрязняющего вещества (сульфанола) в промывочной жидкости
С = 1,5%;
7. Условная ПДК для загрязняющего вещества = 0,02 мг/л;
8. Время t1 = 1 час = 3600 сек;
Время t2 = 4 часа = 14400 сек;
Время t3 = 8 часов = 28800 сек;
1. Определим положение границы ореола на время t1, t2, t3:
М1 = (V0 + V)· t1 = (0,015 + 0,001) м / сек × 3600 сек = 57,6 м;
М2 = (V0 + V)· t2 = (0,015 + 0,001) м / сек × 14400 сек = 230,4 м;
М3 = (V0 + V)· t3 = (0,015 + 0,001) м / сек × 28800 сек = 460,8 м;
Найдем значения b1, b2, b3 и а1, а2, а3:
b1 = V0· t1 = 0,001 м / сек × 3600 сек = 3,6 м,
b2 = V0· t2 = 0,001 × 14400 = 14,4 м,
b3 = V0· t3 = 0,001 × 28800 = 28,8 м,
а1 = V· t1 = 0,015 × 3600 = 54 м,
а2 = V· t2 = 0,015 × 14400 = 216 м,
а3 = V· t3 = 0,015 × 28800 = 432 м.
Построим границы ореола загрязнения на время t1, t2 и t3.
Измерив площади этих ореолов – S1, S2, S3, получим:
S1 = 450,24 м2,
S2 = 6456 м2,
S3 = 26941 м2.
2. Рассчитаем степень разбавления (N) загрязняющего вещества в ореолах водоносного горизонта на t1, t2, и t3:
для t1,
,
для t2,
,
для t3,
.
Далее рассчитывается концентрация загрязняющего вещества в ореолах по состоянию на t1, t2, и t3 при плотности бурового раствора 1,5 г/см3. Для этого концентрацию загрязняющего вещества переведем в мг/л:
С мг/л = С % × 1,5 × 104 = 1,5 % × 1,5 × 104 = 22500 мг / л.
Определим концентрацию сульфанола в ореолах в мг / л:
По полученным результатам построим график зависимости концентрации загрязняющего вещества в водоносном горизонте от времени.
| |||
 |
 |
По графику видно, что концентрация загрязняющего вещества достигнет нормы приблизительно через 17 часов.
Список литературы
1. Экология: учеб.пособие для вузов / А.И. Ажгиревич [и др.]; под ред. В.В. Денисова. – Изд. 3-е, испр. и доп. – М. [и др.]: МарТ, 2006. – 767 с.: a-ил.
2. Маринченко А.В. Экология: учеб. пособие: для вузов по техн. направлениям и специальностям / А.В. Маринченко. – М.: Дашков и К, 2006. – 331 с.: a-ил.
3. Коробкин В.И. Экология: учеб. для вузов / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. – Изд. 10-е. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2006. – 571 с.: ил.
4. Денисов В.В. Экология / В.В. Денисов, В.В. Гутенев, И.А. Луганская. – М.: Вуз. кн., 2006. – 726 с.: ил.
5. Федоров В.В. Люминесцентные лампы. М.: Энергоатомиздат, 1992.
6. Постановление мэра г. Иркутска №031-06-2087/4 от 27.12.04. «Об утверждении норм накопления твердых коммунальных отходов на территории г. Иркутска».
7. Ушаков К.З., Груничев Н.С., Архипов Н.А. Основы проектирования вентиляции горных предприятий: Учебное пособие. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. – 96 с.
8. Филиппова Л.А. Экология. Программа, контрольные работы и методические указания для студентов заочной формы обучения / Л.А.Филиппова. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2005. – 24 с.
