Особенности состава дренажных вод г. Ростова-на-Дону

Аннотация

И.Г. Юдина

В данной статье приведены результаты исследований состава дренажного стока северной и южной части г. Ростова-на-Дону, а так же химический состав грунтовых вод в районе размещения очистных сооружений канализации, расположенных в непосредственной близости  р. Дон, где грунтовые воды гидравлически связаны с речными водами. Выявлены наиболее характерные загрязнения дренажных вод в различных условиях их формирования и техногенной нагрузки для выбора технологической схемы очистки перед гидравлической разгрузкой в водоем.
Ключевые слова: Дренажный сток, грунтовые воды, очистка сточных вод, загрязняющие вещества, химический состав.

05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

Строительное освоение территорий и эксплуатация зданий, сооружений и других объектов, расположенных на слабопроницаемых грунтах, практически повсеместно сопровождаются накоплением влаги в толще грунтов и подъемом уровня грунтовых вод даже в тех случаях, когда до начала освоения территории грунтовые воды вообще отсутствовали [1]. Причинами также могут являться утечки дождевых или бытовых коллекторов, поверхностный сток. Влияние поверхностного стока на качество подземных вод зависит от свойств грунтов, их состава, минеральной и органической составляющей. В большинстве случаев дренажные воды при строительстве откачиваются и сбрасываются на рельеф или в дождевые коллекторы без какой-либо очистки. Задачей исследования состава дренажных вод является определение содержания загрязняющих веществ и подтверждение необходимости очистки таких стоков, во избежание загрязнения поверхностных водоисточников.
Для определения состава дренажных вод были произведены отборы проб в северной и южной части города. В северной части отбор проб производился из приемного резервуара насосной станции дождевых и дренажных вод. В насосную станцию поступают дренажные воды микрорайона «Военвед» с помощью сборных коллекторов при повышенном уровне грунтовых вод, а также дождевые сточные воды. При наполнении приемного резервуара дренажные воды перекачиваются насосами на очистные сооружения поверхностного стока микрорайона «Военвед».
Отбор проб производился в сухую погоду. В приемном резервуаре насосной станции находился только дренажный сток без примесей дождевых сточных вод. Физические показатели отобранной воды: цвет – без цвета, прозрачность – прозрачная, запах – без запаха, осадок заметный. Показатели дренажного стока северной части города приведены в табл.1.
Таблица 1. Показатели состава дренажного стока с селитебной территории
северной части  г. Ростова-на-Дону в сухую погоду

В   южной, части города, в непосредственной близости р. Дон, отбор проб производился  в рамках инженерно-геологических изысканий по пр. Сиверса, где намечалось строительство комплекса сооружений различного назначения. Рельеф исследуемого участка –  спланированный (застроенная территория). Абсолютные отметки поверхности изменяются от 8,35 до 14,80м. Уровень грунтовых вод залегает достаточно высоко: в нескольких скважинах наблюдался самоизлив с небольшим подъемом уровня грунтовых вод до 10,0см. Это обусловлено значительным перепадом отметок на участке работ и превышением области питания над областью разгрузки.
С целью выявления и изучения очагов разгрузки подземных вод в пределах эрозионного склона было выполнено гидрогеологическое обследование. Оно заключалось в проведении маршрутов по профилям. Два профиля были намечены в крест падению поверхности склона: верхний – вдоль восточной границы участка, нижний вдоль подошвенной части склона. Кроме того, территория обследовалась по профилям, совпадающим с падением склона, через каждые 10 метров.
По результатам работ выделено два гидрологических горизонта: первый – грунтовые воды вскрыты на глубине от 0,6м до 1,5м; второй – подземные воды вскрыты на глубине от 10,6 м до 16,0м.
Для определения состава дренажных вод были проведены экспресс-откачки из геологических скважин. Усредненные показатели отбора проб из скважин приведены в табл.2.
Таблица 2. Показатели состава дренажного стока южной части  г. Ростова-на-Дону

На основе обобщения данных химических анализов сделаны следующие  выводы.
1. Грунтовые воды первого водоносного горизонта имеют общую минерализацию от 1840,0 до 2400,0 мг/л. Содержание сульфатов в пересчете на SO²-4  составляет от 790,1 до 872,4 мг/л, хлоридов в пересчете на Cl-  от 170,4 до 272,6 мг/л, при содержании HCO-₃  6,4-8,4 мг-экв/л.
2. Грунтовые воды второго водоносного горизонта имеют общую минерализацию от 940,0 до 1120,0 мг/л. Содержание сульфатов в пересчете на SO2-4   составляет от 115,2 до 312,7 мг/л, хлоридов в пересчете на Cl- от 85,2 до 170,4 мг/л, при содержании HCO-₃   6,0-6,8 мг-экв/л.
В г. Ростове-на-Дону, на левом берегу, в непосредственной близости от р. Дон расположены очистные сооружения канализации, в состав которых входят иловые карты и иловые площадки, через дно и стенки которых возможна инфильтрация  и попадание в грунтовые воды загрязненных жидкостей.  С целью выявления влияния этих сооружений на грунтовые воды были проведены инженерно-гидрогеологические исследования.
Всего было пробурено десять режимных гидрогеологических скважин общим метражом 200 м. Скважины расположены по двум профилям, ориентированным по потоку грунтовых вод «в крест» долины реки Дон. Скважины опробованы кратковременными откачками, из них ежеквартально отбирались пробы грунтовых вод на химический и бактериологический анализы.
По химическому составу грунтовые воды сульфатные, хлоридные, хлоридно-сульфатные, сульфатно-хлоридные кальциевые и магниевые. По величине сухого остатка воды пресные, мало- и слабоминерализованные - от 0,43 до 3,94 г/л.
Пресные грунтовые воды получили развитие в северной части исследуемой территории, что обусловлено незначительным их удалением от реки Дон, здесь грунтовые воды гидравлически связаны с речными водами. Наибольшая минерализация грунтовых вод (до 3.9 г/л) отмечается в юго-западной части изучаемой площади, что свидетельствует о застойном характере режима подземных вод. Здесь же располагаются специальные   — иловые площадки и иловые карты. Результаты химических анализов грунтовых вод по зонам различного техногенного гидрохимического пресса приведены в таблице 3.
Таблица 3. Химический состав грунтовых вод в районе размещения ОСК

К зоне с фоновым содержанием химических элементов в грунтовых водах относится северо-восточная часть исследуемой территории (4 скважины), наименее подверженная влиянию иловых вод. В зоне загрязнения подземных вод оказались 5скважин. Зона водообмена - непосредственно примыкающая к реке Дон полоса развития грунтовых вод, подпитываемых речными водами (2 скважины).
Анализ результатов химического и бактериологического исследований грунтовых вод позволяет сделать следующий вывод: содержание взвешенных веществ высокое; оно колеблется в зоне фонового содержания от 42 до 5551 мг/л, в очаге загрязнения от 596 до 6786 мг/л и в зоне дренажа от 234 до 7629 мг/л. Такое высокое содержание взвешенных веществ в зоне дренажа  обусловлено геологическими причинами - водовмещающие отложения представлены пылеватыми глинистыми песками и иловатыми суглинками, что повышает содержание взвешенных веществ в пробах воды.
Содержание плотного остатка увеличивается от 430-1234 мг/л в зоне фонового содержания до 641-3937 мг/л в очаге загрязнения и затем снижается в зоне дренажа до 680-1896 мг/л.
Таким образом, химический состав грунтовых вод на исследуемой территории формируется за счет естественного питания атмосферными осадками, инфильтрации техногенных вод на площадке очистных сооружений канализации, а также за счет вымывания загрязняющих веществ из бытовых и промышленных отходов неорганизованной свалки в северной части территории очистных сооружений.
Наиболее характерными элементами загрязнения грунтовых вод являются органические вещества (по высокому значению БПК5), нефтепродукты (8-58 ПДК), железо (даже в условно-фоновой зоне 34,5 мг/л, в 69 раз выше ПДК, в очаге загрязнения – 112,7 мг/л, что составляет 225 ПДК), кадмий (0,035 - 0,077 мг/л) [2].
При выборе технологической схемы очистки необходимо учитывать множество факторов, которые влияют на состав и степень загрязненности дренажных вод. Однако основными показателями все же являются содержание взвешенных веществ, наличие нефтепродуктов, показатели ХПК и БПК, которые свидетельствуют о наличии в дренажных водах органических соединений [3].
Таким образом, проведенный анализ загрязненности дренажных вод в различных условиях их формирования и техногенной нагрузки указывает на необходимость их перехвата и, вероятнее всего, физико–химической очистки перед их гидравлической разгрузкой в водоем.

Литература

1.СНиП 2.06.15-85. Справочное пособие. «Прогнозы подтопления и расчет дренажных систем на застраиваемых и застроенных территориях».
2.Трушкова Е.А., Заводовская Е.В., Венедиктова Е.Н., Аксенова С.А. Экспериментальная оценка выноса загрязнений атмосферными осадками из иловых площадок станции аэрации // Строительство – 2005 : материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Рост. гос. строит. ун-т. - Ростов н/Д: РГСУ, 2005. – С. 19 – 20.
3.Рекомендации по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с селитебных территорий, площадок предприятий и определению условий выпуска его в водные объекты. - М.: ВНИИ ВОДГЕО