Мониторинг подземных вод: Мониторинг подземных вод

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.

Участники предоставляющие услугу Мониторинг подземных вод:

Вам могут быть интересны следующие услуги:

Мониторинг подземных вод | РОСГЕОРЕСУРС

1. Главная
2. Проекты
3. Мониторинг подземных вод

Информационный отчет по результатам ведения гидрогеологического мониторинга составляется в соответствии с требованием лицензии на право пользования недрами (лицензия на недропользование).

Мониторинг подземных вод заключается в систематическом отслеживании  хода изменения уровня подземных вод, в учете количества отбираемой воды, в гидрохимическом опробовании подземных вод и наблюдением за техническим состоянием водозаборных сооружений и состоянием зон санитарной охраны скважин (ЗСО скважин).

За отчетные периоды работы по ведению подземных вод должны проводиться регулярно. Замеры уровней воды проводятся ежемесячно. Отборы проб воды на химические анализы отбирают 4 раза в году. Анализы проводят только в аккредитованных лабораториях. Замеры уровней воды, отбор проб, учет водоотбора, наблюдение за санитарным состоянием скважин и ЗСО выполняются квалифицированными специалистами.

Что входит в отчет по мониторингу подземных вод

Информационный годовой отчет по мониторингу составляется по результатам проведенных работ и содержит следующие разделы:

1. Введение. В данном разделе описана краткая информация по участку работ, выданной лицензии на недропользование, количеству скважин на водозаборе и т. д.;
2.  Общие сведения о районе работ. Описывается полная информация о районе работ, сведения о недропользователе. Подробно описывается геологический разрез, а также участок в геотектоническом, гидрогеологическом отношении и в целом. Детально изложена информация по водоносным комплексам района, уровню подземных вод, производительности скважин и т.д.;
3. Эксплуатация подземных вод на водозаборе. Приведены данные по водозабору, составляется таблица скважин с характеристиками, указан водоотбор, описан режим работы и насосное оборудование;
4. Краткая характеристика выполненных работ. Описание наблюдений, учет водоотбора, наблюдения за хим. составом подземных вод;
5. Уровенный режим подземных вод. Описание и таблица уровня воды в скважинах;
6. Водоотбор и режим эксплуатации подземных вод. Приведены данные по водоотбору за год;
7. Качество подземных вод. Подробное описание химического состава воды и результаты анализов;
8. Заключение. Изложены выводы результатов ведения мониторинга;
9. Текстовые и графические приложения.

Зачем нужен отчет по мониторингу

Согласно законодательству РФ, предприятия, являющиеся пользователями недр, во избежание штрафных санкций обязаны ежегодно до февраля текущего года сдавать отчетность по ведению мониторинга за прошлый год в ТФГИ (Территориальный фонд геологической информации), а также в Министерство природных ресурсов.

Специалисты ООО «РОСГЕОРЕСУРС» в максимально короткие сроки и по доступной цене разработают, согласуют и сдадут отчет по мониторингу подземных вод согласно законодательству РФ.

Внедрение системы мониторинга подземных вод — Hatari Labs

17 марта 2017 г.

17 марта 2017 г. /

Сол Монтойя

Система мониторинга — это платформа, на которой генерируются, предоставляются и оцениваются записи об уровне и качестве, описывающие ресурсы подземных вод. Эти записи являются последовательными, репрезентативными и долговечными. Управление водоносным горизонтом на местном или региональном уровне необходимо для того, чтобы менеджеры по охране окружающей среды имели легкий доступ к всеобъемлющей, репрезентативной и надежной информации.

Рисунок 1. Гидрогеологический разрез со скважинами, установленными на напорном и безнапорном водоносных горизонтах 1.

Не на все вопросы, связанные с состоянием подземных вод, можно ответить с помощью одного и того же набора данных. Некоторые потенциальные вопросы требуют высокочастотного мониторинга, в то время как другие исследования требуют данных за обширный период времени.

Цели

Основными задачами системы мониторинга подземных вод являются:

• Измерение уровня и качества подземных вод, включая его годовые и сезонные колебания.
• Учет расхода подземных вод, необходимых для орошения, промышленности и населения.
• Оценка погодных условий и пополнения уровня грунтовых вод.
• Запись последствий экстремальных явлений, связанных с грунтовыми водами, таких как наводнения, засухи и случайное загрязнение.
• Наблюдение за сбросом точечных и неточечных источников загрязнения.
• Храните данные об уровне и качестве безопасным, реляционным и дружественным для пользователя способом.
• Распространение и эффективная передача данных компонентам организации.
• Обеспечьте индикаторы управления подземными водами.
• Определение региональных и точечных потребностей в информации.
• Оказывать поддержку в разработке гидрогеологического численного моделирования.

Комплектующие

Система мониторинга подземных вод осуществляет мониторинг водоносных горизонтов основной зоны при заданных и нетребуемых гидрогеологических условиях. Компоненты системы мониторинга подземных вод включают:

• Региональные и местные водоносные горизонты для мониторинга.
• Распределение точек контроля уровня и качества.
• Нормативы и периодичность измерений уровня подземных вод.
• Нормы и периодичность мониторинга качества подземных вод.
• Измерительные системы и инструменты.
• Гидрогеологическая база данных.
• Политики доступа и передачи данных.
• Приложения для доступа к гидрогеологической информации.

Преимущества

Системы мониторинга подземных вод являются важным инструментом управления водными ресурсами. Основные преимущества реализации:

• Определите необходимую информацию о состоянии подземных вод.
• Доступ к информации для всех соответствующих лиц, связанных с управлением подземными водами.
• Определение стратегий, обязанностей и правил для хранения, управления, обработки и распространения данных.
• Оптимизация существующей инфраструктуры наблюдения за подземными водами и снижение затрат на мониторинг в долгосрочной перспективе.
• Является основой для разработки гидрогеологических моделей и моделирования прогнозных сценариев водоносных горизонтов.
• Распространяет данные для компонентов организации для принятия наилучшего решения об управлении ресурсами подземных вод.
• Позволяет разрабатывать индикаторы процесса, результаты и воздействия для оценки эффективности управления подземными водами.
• Обмен информацией с другими организациями, связанными с управлением подземными водами.

Рисунок 2. Гидрограф скважины с ежедневными непрерывными данными за десятилетие 1.

Реализация

Система мониторинга подземных вод представляет состояние и тенденции ресурсов подземных вод. Процесс проектирования и внедрения системы мониторинга подземных вод выглядит следующим образом:

• Определение водоносных горизонтов для мониторинга.
• Инвентаризация существующих источников данных.
• Разработка концептуальной модели подземных вод.
• Выбор шкалы системы мониторинга.
• Распределение точек мониторинга.
• Выбор типа бурения и установка контрольных скважин.
• Определение точек контроля качества и уровня грунтовых вод.
• Определение периодичности мониторинга качества и уровня подземных вод.
• Выбор стандартов физического, химического и водного хозяйства.
• Системы измерения и средства определения.
• Разработка гидрогеологических баз данных.
• Определение политики доступа и передачи.
• Создание информационных приложений для гидрогеологического доступа.
• Внедрение контроля качества данных.

Ссылки

1 Taylor, C.J. and Alley, W.M., 2001, Мониторинг уровня грунтовых вод и важность долгосрочных данных об уровне воды: U.S. Geological Survey Circular 1217, 68p.

Мониторинг подземных вод | Геологическая служба США

Информационная программа по подземным водам и речным стокам

Геологическая служба США работает в сотрудничестве с партнерами для мониторинга уровня подземных вод с использованием структуры Национальной сети мониторинга подземных вод (NGWMN).

Геологическая служба США в сотрудничестве с партнерами осуществляет мониторинг уровня грунтовых вод в рамках Национальной сети мониторинга грунтовых вод (NGWMN). Эта совместная сеть поставщиков данных федеральных, государственных и местных агентств по подземным водам была санкционирована Законом о воде SECURE в 2009 году.и направлен на создание и усовершенствование национальной сети скважин, отвечающих определенным критериям, связанным с качеством, доступностью, плотностью и частотой измерений. В рамках NGWMN Геологическая служба США оказывает федеральную поддержку Сети реагирования на климат (CRN), оснащенной приборами непрерывного действия в режиме реального времени, которые предназначены для измерения состояния грунтовых вод во время засухи и определения долгосрочных уровней грунтовых вод.

Основные моменты

Ниже приведены некоторые основные моменты последних достижений в области мониторинга подземных вод:

• В 2020 году сеть NGWMN значительно выросла. Размер сети NGMWN увеличился с 9 248 сайтов в январе 2020 года до 18 235 сайтов в январе 2021 года. Подробная информация о росте описана в следующих пунктах.
  • В 2020 году к NGWMN было добавлено в общей сложности 7 040 точек измерения уровня грунтовых вод, в результате чего количество точек долгосрочного мониторинга уровня воды превысило 14 000 скважин. Это почти удвоило количество участков уровня воды в NGWMN. Большинство из этих скважин были добавлены в рамках усилий по улучшению скважин в системе водоносного горизонта Хай-Плейнс для поддержки исследования по оценке водоносного горизонта Хай-Плейнс Геологической службы США.
  • Кроме того, в NGWMN было добавлено 1 947 новых участков качества воды, в результате чего общее количество участков достигло почти 4 000 колодцев и родников. Это также почти удвоило количество участков с качеством воды в NGWMN. Большинство этих новых участков являются частью сети десятилетнего мониторинга USGS NAWQA, которая была добавлена ​​для улучшения охвата сети мониторинга качества воды NGWMN.
• За последние два года к NGWMN были добавлены три новых поставщика данных, в результате чего общее количество поставщиков данных в штатах достигло 37. Объекты имеются во всех 50 штатах и ​​трех территориях США, а также в 64 из 67 основных водоносных горизонтов.
• На портале данных Национальной сети мониторинга подземных вод добавлена ​​возможность расчета и отображения ежемесячной статистики уровня воды. Это можно использовать для отображения текущего состояния сайта в статистическом контексте. Их можно отобразить для каждого сайта, а также можно отобразить в виде карты с помощью инструмента «Слои».
• Геологическая служба США играет важную роль в распределении воды среди граждан и коммерческих организаций. В этом видео Билл Элдридж из Дакотского центра водных исследований объясняет недавнюю роль Геологической службы США в поиске, мониторинге и моделировании запасов подземных вод для города Су-Фолс, Южная Дакота.
• В рамках программы «Система наблюдения за водными ресурсами нового поколения» (NGWOS) ученые Геологической службы США используют плотный распределенный мониторинг влажности почвы в сочетании с мониторингом осадков и уровня грунтовых вод, чтобы понять механизмы пополнения запасов на площадке сети реагирования на изменение климата в Пенсильвании. Беспроводная технология Интернета вещей проходит испытания для телеметрии данных из «стручков» влажности почвы на базовую станцию, с которой данные обрабатываются и передаются населению. Смотреть станцию ​​​​подземных вод USGS 395512075293701 по мере выполнения установки и мониторинга.
• Сеть климатического реагирования включает около 680 колодцев по всей стране, которые сообщают об уровне воды в приповерхностных водоносных горизонтах, минимально подверженных антропогенному воздействию. Из этих 680 скважин около 245 производят данные в режиме реального времени и финансируются непосредственно через GWSIP. В 2000 г. самый высокий уровень воды за всю историю наблюдений наблюдался в 94 скважинах, а самый низкий за всю историю наблюдений – в 19 скважинах. Соавторы включают более 100 федеральных, государственных, племенных, местных и университетских партнеров.
• В соответствии с П.Л. 104-66 Геологическая служба США представила Конгрессу последние двухгодичные отчеты и соответствующие карты уровня воды и изменения уровня воды для водоносного горизонта Хай-Плейнс (лежащего в основе Колорадо, Канзаса, Небраски, Нью-Мексико, Оклахомы, Южной Дакоты, Техаса и Вайоминга). .
• Геологическая служба США отслеживает качество подземных вод с помощью датчиков в режиме реального времени во всех частях Соединенных Штатов и на их территориях.
  • В Иллинойсе одной из серьезных проблем является высокая концентрация нитратов в воде, и Геологическая служба США в течение двух лет (2017–2019 гг.) развернула мониторы нитратов в режиме реального времени.) как в грунтовых водах, так и в близлежащих поверхностных водах, чтобы охарактеризовать наличие нитратов в проточной системе. См. этот отчет Лэнса Груна и Уильяма Морроу, выпущенный в 2020 г. 
  • В Калифорнии Геологическая служба США провела мониторинг нескольких скважин на разных глубинах, чтобы оценить взаимосвязь между подземными водами и нефтяными ресурсами. Собранные данные помогут менеджерам по ресурсам понять расположение водных ресурсов, есть ли признаки присутствия флюидов из источников нефти и газа в подземных водах, а также пути или процессы, способствующие смешению водных и нефтяных ресурсов. См. этот отчет Ретта Эверетта и других авторов, опубликованный в 2020 году. 

Дополнительные усилия Геологической службы США по мониторингу подземных вод включают:

• Доступность воды и состояние качества воды, относящиеся к пустынной ельцовой рыбе в Неваде
• Проседание земли в прибрежной части Техаса
• Мышьяк и уран в Новой Англии
• Влияние урбанизации на качество воды в Большом Сан-Антонио, штат Техас 
• Пестициды на Лонг-Айленде, Нью-Йорк
• Наличие водных ресурсов в Национальном парке Теодора Рузвельта в Северной Дакоте
• Гидротермальные системы Алеутских островов, Аляска
• Качество подземных вод, прилегающих к дорогам в Вермонте, в северной долине Сакраменто в Калифорнии, в пострадавших от приливов районах Вашингтона, округ Колумбия, в высокогорных плато на северо-западе США и во всем водоносном горизонте Высоких равнин (Огаллала)
• … и многие другие!

Цитаты заинтересованных сторон

«Национальная программа мониторинга подземных вод позволила Геологической службе штата Нью-Гемпшир оказать группе по борьбе с засухой более качественную поддержку при принятии решений».