Применение гидрохимического моделирования при выявлении источника воздействия на подземную гидросферу в условиях калийного производства pdf

Авторы

Борисов Александр Александрович, канд. техн. наук, научный сотрудник, ФГБУ «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», Камский филиал, Россия, 614002, г. Пермь, ул. Островско-го, 113; ORCID: 0000-0001-5847-0214; e-mail: borissoff @mail.ru

Аннотация

Актуальность. Калийная промышленность в России основывается на разработке ме- сторождений водорастворимых минеральных соединений хлорида калия. Несмотря на принимаемые меры по изоляции и контролю за местами хранения рассолов, в результате развития локальной фильтрации отмечаются случаи безаварийных утечек в закрытые для прямого наблюдения элементы геологической среды – горные породы и подземные воды. Это сопровождается формированием своеобразной зоны аккумуляции, которая обеспечивает накопление рассолов и их последующую разгрузку в виде выходов подземных вод. При отсутствии прямых признаков фильтрации процедура идентификации источника усложняется и требует дополнительных работ в виде вскрытия фильтрующей зоны скважинами или трассирование минерализованных потоков геофизическими методами. Другим направлением являются модельные гидрохимические расчеты. В статье представлен опыт применения гидрохимического моделирования при выявлении источника формирования выхода минерализованных подземных вод на участке калийного производства. Методы. Гидрохимические модельные расчеты произведены в программе PHREEQC. Аппроксимация процессов гидрохимического взаимодействия в системе вода–порода–газовая фаза выполнена в двух модельных построениях, соответствующих геологическим условиям и составу рассолов. Исходные данные о составах рассолов и выхода подземных вод получены методом капиллярного электрофореза «Капель», значения удельной электропроводности – кондуктометром Profi Line Cord 1970i, плотность – ареометрами АОН-2 и АОН-3, водородный показатель – pH-метром HI 83141. Состав горных пород, слагающих зону фильтрации, установлен по результатам бурения скважин и минералогическому анализу кернового материала. Результаты. Модельные расчеты позволили получить данные о гидрохимических процессах, протекающих при взаимодействии минерализованных водных растворов с минеральными компонентами пород водоносного горизонта и насыщающими их подземными водами. В рассмотренных условиях было установлено что в системе вода–порода–газовая фаза наибольшее влияние на изменение исходного состава рассола оказывает присутствие карбонатов и сульфатов в зоне фильтрации и насыщенность СО2. На основе сопоставления модельных расчетов с параметрами и составом вод выхода установлена сходимость результатов с моделью № 1 с разницей средних значений менее 11 %. Полученные результаты по- зволили обосновать необходимость выполнения комплексных работ на объекте хранения.

Ключевые слова

гидрохимическая модель, фильтрация, рассолы, подземные воды, калийное производство.

Ссылка для цитирования

Борисов А.А. Применение гидрохимического моделирования при выявлении источника воздействия на подземную гидросферу в условиях калий- ного производства // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2024. № 5. С. 82–97. DOI:10.35567/19994508-2024-5-82-97.
DOI: DOI:10.35567/19994508-2024-5-82-97