I=H1 –H2/l1-2,
Где I-уклон
Н1 и Н2-абсолютные или относительные величины,
l1 -2 – расстояние между сечениями.
Водный баланс подземных вод—это количественное соотношение между их поступлением (приходная часть) и расходованием (расходная часть)(в миллиметрах слоя или кубических метрах на гектар) за определенный период (декаду, месяц, год), рассматриваемое относительно выделенного балансового участка. Участок выделяется на карте гидроизогипс. Для этого проводят граничные линии тока перпендикулярно граничным изогипсам напора. Вертикальные сечения, совмещенные в плане с этими границами, выделяют балансовый объем. Балансовый участок должен быть типовым, репрезентативным (отражать все особенности ГГС в целом).
Водный баланс тесно связан с режимом подземных вод и выражает количественное соотношение между режимообразующими факторами (РОФ), которые характеризуют данную гидрогеологическую обстановку и проявляются в колебаниях уровня грунтовых вод (УГВ). Колебания УГВ есть результат взаимодействия РОФ как естественных, так и техногенных.
Одни из них характеризуют горизонтальный водообмен в балансовом районе (участке), другие — вертикальный водообмен. Одни элементы характеризуют связь рассматриваемой ГГС с атмосферой и наземной гидросферой, другие — с соседними ГГС. Таким образом, элементы баланса являются режимооб-разующими факторами. В условиях стационарного движения количество поступающей воды равно количеству расходуемой. При нестационарном движении это равенство не соблюдается. Превышение поступления над расходом грунтовых вод вызывает подъем УГВ и увеличение запасов, а превышение расходных элементов ведет к снижению уровня и уменьшению их запасов.
Уравнение водного баланса составляют в следующем
порядке:
—задают интервал времени, за который рассматривается баланс;
—все элементы баланса (в соответствии с действующими факторами) записывают в буквенном выражении в виде алгебраической суммы приходных и расходных статей;
—определяют числовые значения всех элементов баланса;
—оценивают результат баланса, т. е. те изменения в запасах подземных вод, которые происходят на участке в результате взаимодействия элементов баланса.
Уравнение водного баланса подземных вод используют для общей оценки влияния инженерных сооружений и водохозяйственных мероприятий (в том числе и проектируемых) на режим подземных вод и общую природную обстановку в геотехнической системе. Эта оценка, приближенная и для конкретных решений, иногда недостаточна. Это вызывает необходимость использования более сложных методов гидрогеологических исследований. К ним относятся изучение режима уровней и баланса грунтовых вод, изменений как качественных, так и количественных на протяжении года под воздействием естественных и искусственных факторов.
Анализ химического состава подземных вод открывает пути для изучения генезиса, пригодности для различных потребителей, определения уровня их агрессивности для бетонных и металлических конструкций. Результаты химических анализов воды могут быть выражены в весовой, эквивалентной и процент-эквивалентной формах.
Весовая форма — представление ионно-солевого состава воды в миллиграммах (граммах) в 1 дм3или 1 кгводы. В зарубежной литературе результаты анализа могут быть приведены в частях на миллион (ррm), что соответствует концентрации мг/дм3. Эквивалентная форма записи состава вод позволяет определить соотношение между ионами с точки зрения их способности участвовать в химических реакциях, оценить качество анализа, установить uенезис вод. В расчетах используется форма записи: мг/дм3.
При выражении содержания какого-либо иона в эквивалентной форме перед символом иона ставится знак г, например, гСа2+, гНСО3- и т. д. На основе эквивалентной формы выражения состава можно определить погрешность анализа воды. Эта оценка основана на принципе электронейтральности раствора: сумма концентраций катионов (мг-экв/дм3) равна сумме концентраций анионов. Анализ воды считается удовлетворительным, если погрешность определения менее 5%.
Процент-эквивалентная форма показывает относительную долю участия того или иного иона в формировании ионно-солевого состава воды. Для вычисления процентного содержания анионов (катионов) их сумму принимают за 100% и рассчитывают процент содержания каждого аниона (катиона) по отношению к их сумме. Процент-эквивалентная форма позволяет устанавливать черты сходства вод, различающихся по минерализации.
Минерализация воды (М) — это сумма минеральных веществ в граммах или миллиграммах, содержащихся в 1 дм3воды. Для определения М суммируют содержание всех ионов, определенных химическим анализом и выраженных в весовой форме.
Жесткость воды определяется содержанием в ней солей Са2+ и .Mg2*. Различают: общую, карбонатную, временную (устранимую), некарбонатную, неустранимую (постоянную) жесткости.
Общая жесткость ЖО определяется как сумма мг-экв ионов Са2+ и Mg2+ в 1 дм3воды и слагается из карбонатной ЖК и некарбонатной ЖНК жесткости:
ЖО = ЖК + ЖНК ,
ЖО = Ca2+ + Mg2+ .
Оценка агрессивности подземных вод. Агрессивность воды связана с присутствием в ней ионов водорода, свободного диоксида углерода, сульфатов и магния. Агрессивные свойства воды проявляются по отношению к бетону и металлам.
Агрессивность воды по отношению к бетону выражается в разрушительном воздействии подземных вод определенного состава на бетонные сооружения. Оценка качества воды по отношению к бетону производится по нормам и техническим условиям Н 114-54 «Бетон гидротехнический. Признаки и нормы агрессивности воды-среды». Эти нормы учитывают воздействие на бетон следующих видов агрессивности: выщелачивающую, углекислую, общекислотную, сульфатную и магнезиальную.
1.Выщелачивающая агрессивность связана с выщелачиванием карбонатов, главным образом кальция. Если вода, контактирующая с бетоном, содержит низкие концентрации Са2+, а также (HCO3)- и (СOз)2-, то карбонат кальция бетона переходит в раствор. В зависимости от типа цемента в составе бетона вода считается агрессивной при карбонатной жесткости меньшей 0,54 -2,14 мг-экв/дм3 .
2.Углекислотная агрессивность обусловлена высокими концентрациями растворенной в воде углекислоты CO2. Эта агрессивность проявляется как в отношении металла (коррозия), так и бетона. Разрушение бетона, как и при выщелачивающей агрессивности, сводится к растворению карбоната кальция. Воды, обладающие карбонатной жесткостью менее 1,4 мг-экв/дм3, следует считать агрессивными, независимо от всех других показателей.
3.Общекислотная агрессивность воды связана с повышенной концентрацией водорода (пониженная величина рН). При этом бетон разрушается из-за растворения в кислой среде защитной карбонатной корки. Вода считается агрессивной для всех типов цементов: при рН < 7, если карбонатная жесткость меньше 8,6 мг-экв/дм3; при рН < 6,7, если карбонатная жесткость больше 8,6 мг-экв/дм3(в пластах высокой проводимости). Для слабопроницаемых пластов вода считается агрессивной при рН<5.
4.Сульфатная агрессивность обусловлена присутствием в воде иона (SO4)2-. Этот вид агрессивности проявляется в кристаллизации в бетоне новых соединений и выщелачивании бетона. По сульфатной агрессивности для обычных цементов воду относят к слабоагрессивной при содержании иона (SO4)2- от 250 до 800 мг/дм3 и к агрессивной при содержании более 800 мг/дм3 . В породах высокой проводимости для бетона на портландцементе вода считается агрессивной при следующих попарных содержаниях ионов (в мг/дм3):
Сl- 0-3000 3001-5000 5000
(SO4)2- 250-500 501-1000 1000
В породах слабой водопроводимости вода считается агрессивной при содержании иона (SO4)2- > 1000 мг/дм3, а для бетонов на пуццолановом, шлаковом и песчано-пуццолановом портландцементе — при содержании иона (SO4)2- > 4000 мг/дм3, независимо от содержания С1-.
1.Магнезиальная агрессивность вызывает разрушение и вспучивание бетонных конструкций. Для портландцемента, находящегося в сильно проницаемых породах, вода считается агрессивной при содержании иона Mg2+ > 5000 мг/дм3, для других видов цемента — при содержании ионов Mg2+ и (SO4)2-, превышающем следующие попарные соединения ионов (в мг/дм3):
(SO4)2- 0-1000 1001-2000 2001-3000 3001-4000
Mg2+ 5000 3001-5000 2001-3000 1000-2000
Агрессивность воды по отношению к металлу связана с корродирующей способностью вод. Агрессивными по отношению к металлу являются воды: углекислые; сероводородные кислые; обогащенные кислородом. Корродирующая способность воды может быть определена при помощи коэффициента коррозии: — для вод с кислой реакцией
КK = гН+ + гА13+ + rFe2+ +
+ rMg2+- r(CO3)2— -r(HCO3)-;
— для щелочных вод
По величине коэффициента коррозии различают следующие группы вод (содержание Са2+ в мг/дм3):
- коррозирующие, КK > 0;
- полукоррозирующие, КK < 0, но КK + 0,05Са2+ > 0;
- некоррозирующие, КK + 0,05Са2+ < 0.
УСТАНОВКА ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД В РАЙОНЕ ТЭЦ
Сточными водами называют воды, использованные промышленными и коммунальными предприятиями и подлежащие очистке от различных примесей. Очистка сточных вод — комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах.Сточные воды очищают от примесей механическими химическими, физико-химическими, биологическими и термическими методами.