Мониторинг подземных вод

Мониторинг — это наблюдение за каким-либо процессом. Когда люди что-то используют (в частности, недра Земли) они должны за этим наблюдать, чтобы не оказаться в неприятном положении. Например, водозабор, люди живут, пользуются активно водой, и вдруг — воды в скважинах нет! Чтобы этого не допустить, а в случае, если не дай Бог случилось — быстро принять правильные меры, и нужно вести мониторинг подземных вод на водозаборах. Обычно, мониторинг подземных вод на водозаборах включает в себя контроль двух характеристик эксплуатируемого водоносного горизонта: уровней подземных вод в скважинах и их химического состава.

Уровни подземных вод опосредованно говорят о количестве воды в водоносном горизонте. Когда в скважине включается насос, статические уровни в водоносном горизонте вокруг скважины снижаются. За счёт этого к скважине начинает поступать вода из всё более отдалённых от неё участков водоносного горизонта. Так формируется депрессионная воронка, обеспечивающая непрерывный приток воды в скважину с периферийных зон водоносного горизонта. Когда насос выключается уровни подземных вод вокруг скважины постепенно восстанавливаются. Уровни, формирующиеся при выключенном насосе называются статическими, а при включенном — динамическими. Для контроля состояния водоносного горизонта необходимо знать и статические и динамические уровни подземных вод. Если скважина начала плохо работать, насос захватывает воздух, а воду не поднимает, разобраться в этом помогут статические и динамические уровни. Если уровни резко падают при включении насоса, а после выключения постепенно восстанавливаются до первоначальных значений, то есть снижается только динамический уровень, а статический не меняется, то всё не так уж плохо, всё дело в скважине. Такое поведение скважины в большинстве случаев означает, что она закольматировалась — поры или трещины в водоносном горизонте вокруг скважины забились глиной. Вполне возможно, что скважину можно восстановить, а если нет, — то пробурить новую рядом, и продолжить добывать подземные воды. Если же снижаются статические уровни, то есть после выключения насоса уровни не восстанавливаются, значит в водоносном горизонте не хватает воды. В таких случаях приходится уменьшать добычу воды из скважины, а если воды не хватает совсем — бурить скважину на другой водоносный горизонт, или размещать водозабор на новом месте.

Если с измерением статического уровня всё довольно просто, нужно только, чтобы перед замером скважина достаточно длительное время простояла выключенной (насос не работает), то корректно определить динамический уровень намного сложнее. На уровень в скважине при работе насоса оказывает влияние много факторов: состояние прискважинной зоны водоносного горизонта, вибрация погружного насоса, потоки воды внутри скважины. Поэтому на крупных (добывающих более 100 кубических метров воды в сутки) водозаборах обязательно должны быть оборудованы наблюдательные скважины. Если на водозаборе есть резервные скважины, они могут использоваться в том числе и как наблюдательные.

Периодичность замера уровней подземных вод определяется программой мониторинга, которая входит в состав Проекта освоения месторождения подземных вод (проекта водозабора), который разрабатывается для всех крупных водозаборов и проходит согласование в специальной государственной комиссии. Обычно уровни подземных вод замеряются не реже 1 раза в месяц. На водозаборах промышленных предприятий и крупных городских водозаборах, где от работы скважин зависит очень многое, устанавливаются системы автоматического мониторинга, замеряющие и сохраняющие в памяти положение уровней с частотой в несколько минут!

Пробы воды на химический анализ отбираются из действующих скважин. Обычно пробы воды отбирают 1 раз в 3 месяца. Если скважина используется для питьевого водоснабжения, периодичность отбора проб и контролируемые показатели качества подземных вод определяются Программой производственного контроля качества питьевой воды, которая разрабатывается для каждого водозабора и проходит согласование в органах Роспотребнадзора. Но даже если вода из скважины используется только на технические нужды, контролировать состав воды всё равно необходимо, так как его изменения могут быть симптомом загрязнения подземных вод или нарушения целостности скважины. В этом случае периодичность отбора проб и состав контролируемых показателей определяется проектом водозабора.

Ещё один вид мониторинга подземных вод — контроль над их возможным загрязнением. На объектах, являющихся потенциальными источниками загрязнения подземных вод (нефтехранилища, химические и нефтеперерабатывающие заводы, полигоны захоронения отходов и т.д.) должна быть устроена сеть наблюдательных скважин. Эти скважины сооружаются по Проекту мониторинга подземных вод, который разрабатывается с учётом глубины залегания водоносных горизонтов, направления движения в них воды, характеристик водоносных горизонтов. В этих скважинах проводятся регулярные наблюдения, которые позволят, в случае проникновения загрязнения в подземные воды, вовремя его обнаружить и принять необходимые меры.

Данные мероприятия очень важны и актуальны, так как загрязнение подземных вод наносит огромный ущерб экологии регионов. В последнее время контролирующие органы стали уделять особое внимание вопросу загрязнения подземных вод и в ближайшей перспективе это может обернуться новыми законодательными инициативами и как следствие, огромными штрафами для предприятий, которые в результате своей хозяйственной деятельности наносят окружающей среде (в частности, подземным водам) существенный ущерб.

Специалисты Бурового Союза обладают успешным практическим опытом по созданию систем мониторинга подземных вод, а также по проектированию систем мониторинга подземных вод.