Гидрогеология. Гидрогеология 2. Лабораторная работа 2 по курсу Основы гидрогеологии Обработка химических анализов подземных вод и формы их отображения

• Название: Лабораторная работа 2 по курсу Основы гидрогеологии Обработка химических анализов подземных вод и формы их отображения
• Анкор: Гидрогеология
• Дата: 04.12.2022
• Размер: 37.37 Kb.
• Имя файла: Гидрогеология 2.docx
• Тип: Лабораторная работа; #827063

М инистерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

Пермский национальный исследовательский

политехнический университет

Горно-нефтяной факультет

Кафедра геологии и газа


Лабораторная работа №2

по курсу «Основы гидрогеологии»

«Обработка химических анализов подземных вод и формы их отображения»

Вариант 16

Выполнил:

студент гр.ГНГ-20-1с

Коробейникова С.С.

Проверил:

Доцент каф. ГНГ

Кочнева О.Е.


Пермь, 2022

Таблица

Расчет общей минерализации воды

Общая минерализация- это суммарное содержание в воде растворенных ионов, солей, газов и коллоидов. Обычно выражается в граммах на 1 литр раствора. Вычислив минерализацию, можно определить тип воды с помощью классификации В.И. Вернандского.

Общая минерализация Южно-Генеральской площади составляет



По классификации В.И. Вернандского данная вода относится к рассолам, так как минерализация составляет более 50 г/л.

Оценка реакции воды

Реакция воды, то есть ее щелочно-кислотные свойства определяются концентрацией водородных ионов (pH), выражаемой через показатель степени, взятый с обратным знаком.

По преобладанию в воде ионов OH⁺, вода Южно-Генеральской площади имеет кислую реакцию (pH<7). По величине pH данный тип относится к весьма кислым (pH=4,9).

Определение жесткости воды

Жесткость воды- это зависимость содержания растворенных солей кальция и магния. Различают жёсткость общую, устранимую и постоянную (неустранимую). Вычислив общую жесткость необходимо дать оценку жесткости воды по классификации О.А. Алекина.

Параметры жесткости воды Южно-Генеральской площади:

• 
  Общая жесткость 481,5 (мг-экв)
  

• 
  Устранимая жесткость 485,3 (мг-экв)
  

• 
  Постоянная жесткость -3,5 (мг-экв)
  

По классификации О.А. Алекина вода является очень жёсткой, так как жесткость составляет более 9 мг-экв.

Систематизация химического состава подземных вод

Формула М.Г. Курлова

Для краткого и наглядного изображения химического состава подземной воды используется формула, предложенная М.Г. Курловым. Она представляет собой сложную дробь, в числителе которой в убывающем порядке записывают процент-эквивалентное содержание анионов, в знаменателе- катионов. Перед дробью слева ставят величину минерализации М (в г/л). Левее показывают содержание газов (в мг/л) и наличие специфических микрокомпонентов (Sp), обозначая их соответствующими символами. Справа от дроби записываются показатели, характеризующие Eh, pH, T(°C).


Состав воды называется сначала по анионам, затем по катионам в
порядке возрастания их содержания.

Диаграмма Роджерса

Это два рядом расположенных прямоугольника, разделенных по длине на 100% - (Рис. № 1). На прямоугольнике слева снизу-вверх откладывают процентное содержание эквивалентов катионов, справа – анионов в порядке их убывающей активности (согласно правилу Фрезениуса).

Круговая диаграмма Н. И. Толстихина

Это круг, радиус которого отображает величину общей минерализации воды- (Рис. № 2). На нижней полуплоскости круга слева направо изображается процентное содержание анионов, на верхней полуплоскости катионов.

График-квадрат Н. И. Толстихина

График-квадрат химического состава Толстихина предназначен для изображения отдельных проб воды в процент-эквивалентах-(Рис. № 3). Положение анализа на квадрате определяется пересечением двух
осей координат. Группировка анализов в вершинах квадрата указывает на
преобладание химического состава воды: хлоридно- и сульфатно-натриевого в левом нижнем углу квадрата, гидрокарбонатно-натриевого- слева вверху, гидрокарбонатно-магниево-кальциевого- справа вверху, хлоридно-сульфатно- магниево-кальциевого - справа внизу, в центре - смешанные по составу воды.

Вода Южно-Генеральской площади имеет хлоридно- и сульфатно-натриевый химический состав.

Треугольники Ферре

Треугольники Ферре дают возможность определять соотношение
каждого иона - (рис. № 4). Один треугольник изображает анионный состав,
другой - катионный. В вершинах треугольников эквивалентное содержание
ионов составляет 100%. Группировка анализов в вершинах треугольников
указывает на преобладание в водах соответствующих ионов. В средней части располагаются смешанные по составу воды.

Графики-квадраты Сулина

В нефтегазовой гидрогеологии распространена классификация Сулина. В ней природные воды подразделяются на 4 типа по характерным соотношениям между главными ионами каждый тип, в свою очередь,
подразделяется на три группы, а каждая группа включает три подгруппы по
признаку преобладания того или иного соответственно аниона и катиона в
классификацию положено три основных коэффициента,
выраженных процент-эквивалентной форме.

Графическое изображение классификации представляет собой два
сопряженных квадрата, по сторонам которых откладываются величины
числителей и знаменателей генетических коэффициентов-(Рис. № 5). Каждый тип воды на графике занимает треугольник, получающийся в результате деления квадрата диагональю. Подгруппа выделяется только в том случае, если преобладающий катион дает основную солевую массу с преобладающим же анионом.

Воды Южно-Генеральской площади имеют хлоридно-кальциевый генетический тип воды. Таким образом, по преобладающему аниону выделяется хлоридная группа, а по преобладающему катиону выделяется кальциевая группа.

Вывод: воды Южно-Генеральской площади непригодны для питья.

Оценка пригодности вод для различных целей

Оценка качества питьевой воды

Для оценки качества питьевой воды используются данные о физических свойствах воды, химическом и бактериологическом составе. Вода не должна иметь неприятного вкуса и запаха. Прозрачность должна быть не менее 30 см. Температура воды от 4 до 15° С.

В соответствии с государственными стандартами госта, включаемых в сеть питьевого водоснабжения, допускается следующее содержание различных веществ (мг/л):

• 
  Минерализация- не более 1000- соответствует (111,58 г/л);
  
• 
  NO2-следы- отсутствует;
  
• 
  NO3-до 10- отсутствует;
  
• 
  NН4-следы= 72,99 мг/л;
  
• 
  Cl -не более 25-50- не соответствует (68727 мг/л);
  
• 
  SO4-не более 100- не соответствует (190,94 мг/л);
  
• 
  Fe²⁺ + Fe³⁺ - до 0,3- не соответствует (106,95 мг/л);
  
• 
  Fe + Mn -до 1 – не соотвествует (106,95 мг/л);
  
• 
  Pb- до 0,1- отсутствует;
  
• 
  Cu-до 3- отсутствует;
  
• 
  F-до 1.5- отсутствует;
  
• 
  Zn-до 5- отсутствует;
  
• 
  Общая жесткость- до 7 мг/экв- не соответствует (481,5 мг-экв);
  
• 
  H₂S=40;
  
• 
  Ва-отсутствует;
  
• 
  Hg- отсутствует;
  
• 
  pH от 6,5 до 9,5- не соответствует (4,9);
  
• 
  Коли-тест не более 3- отсутствует;
  
• 
  Коли-титр не менее 300 см³- отсутствует;
  

Оценка качества технической воды

Вода для промышленных целей оценивается по прозрачности, бесцветности, запаху и по мягкости.

В водах Южно-Генеральской площади данные показатели отсутствуют.

Пригодность воды для котлов и парокотловых установок

Пригодность воды оценивается накипеобразованием, вспениванием и коррозией, вычисляемым по формулам, приведенным в справочниках и специальной литературе.

Для питания котлов вода должна иметь: минерализацию не более 300 мг/л (не соответствует-11158 мг/л), хлоридов не более 200 мг/л (не соответсвует-68727 мг/л), жесткость не более 3мг-экв (не соответствует – 481,5 мг-экв), органических веществ не более 30 мг/л (отсутствуют), кислород не более 5 мг/л (отсутствует).

Плотность воды к бетонным конструкциям

Агрессивность воды к бетону может быть выделена:

• 
  Сульфатная агрессивность. Обусловлена повышенным количеством сульфатов в воде (SO₄), что приводит к кристаллизации в бетоне новых соединений и последующему пучению и разрушению. Предельная концентрация сульфатов в воде находится в прямой зависимости от содержания хлоридов.
  

В водах Южно-Генеральской площади при содержании Cl=68727(мг/л) допустимая концентрация SO₄ до 250 (мг/л), в данном анализе 190,94 (мг/л).

• 
  Магнезиальная агрессивность обусловлена высоким содержанием Mg, что приводит к разрушению бетона при проникновении в тело бетона агрессивной воды. Предельно допустимая концентрация магния находится в обратной зависимости от содержания сульфатов.
  

В водах Южно-Генеральской площади при содержании SO₄=190,94 (мг/л) допустимая концентрация Mg более 5000 (мг/л), в данном анализе 1844,4 мг/л.

• 
  Углекислая агрессивность связана с способной переводить в раствор карбонат кальция. Ее можно вычислить по
  графику зависимости свободной углекислоты (CO₂) от НСО3.
  

В водах Южно-Генеральской площади содержание CO₂=40 (мг/л), HCO₃=231,8 (мг/л).

• 
  Общекислотная агрессивность вод обусловлена низким значением pH и связана с наличием в воде свободных ионов Н⁺. Вода считается агрессивной при рН <5.
  

В водах Южно-Генеральской площади рН=4,9.

Пригодность воды к металлоконствукциям

Пригодность воды к металлоконструкциям воды определяется степенью коррозийности металлоконструкций.

Воды Южно-Генеральской площади имеют H₂S=0 (отсутствует), CO₂=40 (мг/л), рН=4,9 рН=4,9, высокую жесткость, то есть являются весьма коррозийными.

Следовательно, данный тип воды непригоден ни в качестве питьевой воды, ни в качестве технической воды.

Фото с треугольниками

На миллиметровке

Вывод

Таким образом воды Южно-Генеральской площади имеют:

• 
  Общую минерализацию 111,58 г/л, которая относит воду к рассолам. Содержание специфических компонентов, позволяет отнести воду к хлоридно-натриевому типу.
  
• 
  По величине pH данный тип относится к весьма кислым (pH=4,9)
  
• 
  Общая жесткость составляет 481,5 мг-экв, по классификации О.А. Алекина вода относится к очень жесткому типу.
  
• 
  Группировка анализов по графику-квадрату Толстихина указывает на хлоридно- и сульфатно-натриевый химический состав.
  
• 
  К генетическому типу воды по Сулину выделяется для данной воды хлоридно-кальциевый тип.
  
• 
  Воды непригодны ни в качестве питьевой, ни в качестве технической воды.