Формирование железа в подземных водах водозаборных участков по данным экспериментальных исследований и геомиграционного моделирования

Заключение.

По результатам выполненной работы можно сделать следующие выводы:

1) Гидрогеохимия железа обуславливает необходимость для изучения и прогнозов его поведения в подземных водах использовать многокомпонентную модель миграции. Общая многокомпонентная модель миграции железа в подземных водах, включающая в себя блоки многокомпонентного переноса и многокомпонентных гидрогеохимических взаимодействий и трансформаций, обладает универсальной структурой и может быть модифицирована в зависимости от состава рассматриваемой системы, поставленных целей и задач, имеющихся начальных условий.

2) Установлено, что многокомпонентная модель миграции для целей внутрипластового обезжелезивания подземных вод с температурой менее 10 ^oC и pH менее 6,8 существенно чувствительна к параметрам, определяющим кинетику окисления двухвалентного железа кислородом - температуре, рН и концентрации растворенного O₂. Поэтому при прогнозных оценках эффективности внутрипластового обезжелезивания таких вод и проектирования систем очистки необходимо учитывать кинетику окисления в прогнозных расчетах для обоснования регламента их работы.

3) В результате экспериментальных исследований и геомиграционного моделирования обнаружено, что в процессе эксплуатации береговыми водозаборами г. Воронежа подземных вод неоген-четвертичного водоносного горизонта формирование повышенной концентрации железа в них происходит за счет его выноса из донных отложений водой Воронежского водохранилища, при этом доминирующей формой миграции железа являются его органические комплексы.

4) Согласно результатам экспериментальных исследований и моделирования, основной растворенной формой железа в подземных водах в районе береговых водозаборов г. Воронежа являются его органические комплексы, которые в силу своей большой устойчивости могут осложнить процесс очистки воды от железа и не определяются в рамках стандартной системы мониторинга качества воды. В связи с этим необходимо расширить рамки существующего мониторинга качества подземных вод, добавив изучение содержания, динамики и устойчивости органических комплексов железа.

5) Состав экспериментальных работ для оценки условий миграции железа в районе береговых водозаборов должен обязательно включать опробование подземных вод водозаборных и наблюдательных скважин, привлекаемых поверхностных вод и поровых вод донных отложений на определение величин Eh, pH, концентрации лабильных, коллоидных и органических форм железа, а также содержания его различных минеральных форм в водовмещающих породах и донных отложениях. Это позволит обосновать оптимальную структуру блока гидрогеохимических взаимодействий и трансформаций для общей модели миграции железа.

6) При изучении миграции железа в несопоставимых пространственных масштабах, например, через донные отложения к скважинам берегового водозабора, общая модель миграции железа расщепляется на две разномасштабные связанные между собой модели: крупномасштабную модель вертикальной одномерной фильтрации и многокомпонентной миграции через донные отложения и мелкомасштабную плановую геомиграционную модель, в качестве граничных условий в которую задаются выходные из донных отложений концентрации компонентов, полученные на крупномасштабной модели.