Научная статья на тему 'Оценка степени активности карстовых процессов (на примере Полазненского участка)'

Оценка степени активности карстовых процессов (на примере Полазненского участка) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
660
93
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КАРСТ / СУЛЬФАТ КАЛЬЦИЯ / РАСТВОРИМОСТЬ ГИПСА / KARST / CALCIUM SULFATE / GYPSUM SOLUBILITY

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Мещерякова О. Ю.

Дана оценка степени активности карстовых процессов на территории Полазненского участка Полазненского карстового района по двум методикам: определение процента насыщения вод и расчет дефицита насыщения вод сульфатом кальция.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The estimation of karstic processes activity on the territory of the Polazna site of Polazna karstic area is executed by two techniques: by definition of water saturation percent and by calculation of water deficiency saturation by calcium sulfate.

Текст научной работы на тему «Оценка степени активности карстовых процессов (на примере Полазненского участка)»

ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

2011 Геология Вып. 1 (10)

УДК 624.13

Оценка степени активности карстовых процессов (на примере Полазненского участка)

О.Ю. Мещерякова

Пермский государственный университет, 614990, Пермь, ул. Букирева, 15. E-mail: [email protected]

(Статья поступила в редакцию 16 января 2011г.)

Дана оценка степени активности карстовых процессов на территории Полазненского участка Полазненского карстового района по двум методикам: определение процента насыщения вод и расчет дефицита насыщения вод сульфатом кальция.

Ключевые слова: карст, сульфат кальция, растворимость гипса.

Территория исследования принадлежит к Полазненскому участку Полазненского карстового района преимущественно гипсового и карбонатно-гипсового карста и расположена на левом берегу Камского водохранилища [1]. На Полазненском полуострове в зоне активного водообмена преобладают карстующиеся породы, которые распространены как в широтном, так и в вертикальном направлениях. Наиболее интенсивно закарстованы сульфатные породы иренского горизонта, поэтому наибольший интерес представляет растворимость сульфатных пород [5] (рис. 1).

После создания в 1954 г. водохранилища произошла активизация карстовых процессов [4]. Автором предпринята попытка оценить активность карста по химическому составу подземных вод.

В 2008 г. было проведено опробование подземных вод из наблюдательных скважин СС-3 и СС-4, расположенных в районе исследований (табл. 1).

Существуют различные методики определения степени насыщенности подземных вод сульфатом кальция, среди них формула Н.Д. Шустефа и Б.В. Озолина, основанная на сравнении предельной (равновесной) концентрации сульфат-ионов с фактической; методика В.А. Панова, A.A. Емкова и Г.Н. Позд-

нышева, аналогичная первой; метод А.И. Чистовского, базирующийся на графическом способе прогнозирования выпадения сульфатных осадков при разработке нефтяных месторождений с заводнением с учетом возможного выщелачивания сульфатоносных пород-коллекторов [6].

В данной работе для оценки степени активности карстовых процессов (растворяющей способности воды по отношению к гипсу) в пределах исследуемого участка были выбраны две методики расчета степени насыщенности вод сульфатом кальция:

1. Скилмена-Мак Дональда-Стиффа (определение процента насыщения вод сульфатом кальция);

2. В.П. Зверева (расчет дефицита насыщения вод сульфатом кальция).

Необходимо отметить, что рассматриваемые методы прогноза выпадения сульфата кальция заведомо учитывают наиболее жесткие условия, которые фактически могут и не существовать. Это объясняется двумя обстоятельствами. Во-первых, при прогнозах принимается, что выпадение осадков будет происходить всегда, когда произведение концентраций превысит произведение растворимости, т.е. не учитывается возможность существования пересыщенных растворов.

© Мещерякова О. Ю., 2011

• Наблюдательные скважины

Рис. 1. Карта Полазненского полуострова

Во-вторых, все расчеты и диаграммы смешивания не учитывают сульфатре-дукцию, вследствие которой фактическое количество сульфат-ионов может оказаться существенно меньшим, чем прогнозируется по диаграммам смешивания, и поэтому образование сульфатных осадков будет затруднено [6].

В основе методики Скилмена-Мак Дональда-Стиффа лежит определение равновесной концентрации сульфата кальция и сравнение ее с фактической концентрацией сульфата кальция в воде. Эффективность данного метода была изучена в работах ОАО «БашНИ-ПИнефть», доказана его наибольшая приемлемость и удобство в практическом применении по сравнению с другими [6].

Равновесная концентрация определяется по уравнению

ООо, = Ю00(л/X2 + 4К - X),

где Срса8о4 - равновесная концентрация сульфата кальция в воде, мг-экв/л; X -избыточная концентрация гипсообра-

зующих ионов, мг/л; К - константа растворимости гипса.

Избыточная концентрация X определяется по формуле

Х = (2'5Сс<< 2.- 104С о- )10-5. где С 2+, С__2_ - концентрация ионов Са2+

Са ¿$0 4

2_

и Б04" в воде по данным шестикомпонентного анализа, мг/л.

Ионная сила раствора I рассчитывается как сумма концентраций ионов с учетом соответствующих коэффициентов пропорциональности по уравнению

I = (2.20,,, +1 -4Сс, + 0.8СНСо г +

+ 5.°ССа„ + %2СЩ , + 2.1 )10-5.

Зная ионную силу, можно определить величину константы растворимости для растворов при различных температурах. Температура подземных вод (1;) исследуемого участка - 60С. Уравнение константы растворимости может быть записано в виде уравнения регрессии

Таблица 1. Химический состав подземных вод в районе д. Зуята в 2008 г. Расчет степени насыщенности вод сульфатом кальция по методике Скилмена-МакДоналъда-Стиффа

и ъ Дата отбора Место отбора Содержание, мг/л © « и & и © « и и Насыщение, %

HCO3- S O 4- Cl- Ca2+ Mg2+ Na++K+

1 12.02 СС-4 829,84 1119,43 304,67 718,94 73,40 25,20 34,64 35,88 103,57

2 12.02 СС-3 707,80 1100,77 179,21 601,20 78,99 14,40 36,33 30,00 82,58

3 29.02 СС-3 744,41 1156,74 168,46 629,26 74,13 119,04 36,60 31,40 85,79

4 29.02 СС-4 829,84 1492,57 215,06 733,46 65,62 354,24 38,89 36,60 94,11

5 26.03 СС-3 707,80 1231,37 219,16 716,43 60,76 116,50 35,78 35,75 99,92

6 26.03 СС4 732,21 1119,43 136,08 606,21 66,84 35,50 36,37 30,25 83,18

7 15.04 СС-3 878,65 1212,71 163,30 605,21 0,00 70,56 37,18 30,20 81,23

8 15.04 CC-4 878,65 979,50 209,14 713,40 55,90 70,56 33,17 35,60 107,31

9 13.05 CC-3 732,21 1432,67 159,15 661,32 55,90 304,80 39,34 33,00 83,89

10 13.05 CC-4 854,00 1392,87 138,39 685,37 68,06 258,72 38,46 34,20 88,93

11 27.05 CC-3 463,73 1412,60 48,70 617,23 34,03 191,76 39,33 30,80 78,31

12 27.05 CC-4 951,87 1353,08 120,33 705,41 53,47 571,44 38,13 35,20 92,32

13 10.06 CC-4 1025,09 1492,32 163,30 717,43 63,19 45,00 38,70 35,80 92,50

14 10.06 CC-3 1037,29 1253,59 126,05 651,30 48,61 36,00 37,10 32,50 87,60

15 18.06 CC-4 915,26 1248,80 34,03 731,46 60,76 64,60 35,53 36,50 102,73

16 18.06 CC-3 1015,26 1176,75 19,85 691,39 48,61 104,83 35,50 34,50 97,18

17 25.06 CC-4 1281,36 1353,08 182,78 691,38 72,92 685,44 39,00 34,50 88,46

18 25.06 CC-3 927,46 1293,38 163,74 661,32 48,61 506,16 38,18 33,00 86,44

19 01.07 CC-4 927,46 1212,71 68,07 701,40 68,84 142,93 35,92 35,00 97,45

20 01.07 CC-3 996,95 1380,62 87,92 731,46 66,84 173,09 37,32 36,50 97,80

21 10.07 CC-4 1067,81 1392,87 171,36 756,51 60,75 277,68 37,28 37,75 101,26

22 10.07 CC-3 927,46 1293,38 163,74 661,32 48,61 506,16 38,18 33,00 86,44

23 24.07 CC-4 903,06 1283,34 141,81 701,40 54,69 269,44 36,89 35,00 94,87

24 24.07 CC-3 964,07 1194,05 81,54 661,32 66,84 267,37 36,69 33,00 89,95

25 04.08 CC-4 707,80 1268,49 97,49 651,30 54,69 187,40 37,33 32,50 87,05

26 04.08 CC-3 854,24 1287,23 31,55 711,42 85,07 62,30 36,42 35,50 97,46

27 14.08 CC-3 1028,09 1333,18 130,99 745,49 65,62 277,20 36,79 37,20 101,12

28 14.08 CC-4 927,46 1273,48 91,39 685,37 60,76 151,92 36,87 34,20 92,77

29 24.08 CC-4 893,22 1417,87 31,54 681,36 48,61 222,72 38,53 34,00 88,24

30 24.08 CC-3 881,02 1492,80 126,17 701,40 72,91 229,68 39,28 35,00 89,10

31 01.09 CC-4 973,28 1392,29 143,18 717,43 80,21 214,32 37,92 35,80 94,40

32 01.09 CC-3 829,84 1571,96 121,86 673,34 60,76 269,52 40,73 33,60 82,49

33 12.09 CC-3 634,58 1492,36 94,44 573,14 63,19 258,48 41,72 28,60 68,56

34 12.09 CC-4 927,46 1790,84 97,48 625,25 58,33 453,36 44,84 31,20 69,58

35 30.09 CC-4 878,65 979,51 209,14 713,41 55,90 70,56 33,17 35,60 107,32

36 30.09 CC-3 732,21 1432,67 159,19 661,32 55,90 304,80 39,34 33,00 83,89

37 15.10 CC-4 1073,90 1392,89 60,93 725,45 78,99 81,60 37,51 36,20 96,51

38 15.10 CC-3 1049,50 1442,62 33,68 705,41 63,19 124,32 38,38 35,20 91,73

39 29.10 CC-4 829,85 1119,43 304,67 718,94 73,40 25,20 34,64 35,88 103,57

40 29.10 CC-3 707,80 1100,80 179,21 601,20 78,99 14,40 36,33 30,00 82,58

41 12.11 CC-4 1000,68 1591,86 87,47 641,28 58,33 285,12 41,73 32,00 76,69

42 12.11 CC-3 976,28 1392,87 51,94 617,23 53,47 210,48 39,60 30,80 77,77

43 19.11 CC-4 1025,11 1492,32 163,30 717,43 63,19 45,00 38,70 35,80 92,50

44 19.11 CC-3 1038,29 1253,59 126,05 651,30 48,61 36,00 37,10 32,50 87,60

45 26.11 CC-4 927,56 1212,71 68,07 701,40 68,84 142,93 35,92 35,00 97,45

46 26.11 CC-3 998,95 1380,62 87,92 731,46 66,84 173,09 37,32 36,50 97,79

47 05.12 CC-4 708,80 1268,49 97,49 651,30 54,69 187,40 37,33 32,50 87,05

48 05.12 CC-3 855,24 1287,23 31,55 711,42 85,07 62,30 36,42 35,50 97,46

К = (2.668928 +16.30784/ + 0.02900295^ + + 0.001478/^ - 0.0004435Г2 +

+ 2.365462/2)10~ 4.

Количество фактически находящегося сульфата кальция в растворе ССа50^ определяется по концентрации иона (Са2+ или £0/"), который находится в данной воде в меньшем количестве (в нашем случае -ион кальция). Для расчета процента насыщения равновесная концентрация

С£аяо4 принимается за 100%. Если ССаЮ > ООо, то данная вода пересыщена

сульфатом кальция, и избыток его выпадает в осадок.

Проанализировав данные табл. 1, можно сделать вывод, что степень насыщенности подземных вод сульфатом кальция очень высока - 80-100% и больше (за исключением проб № 33, 34).

В семи из рассмотренных 48 проб вода пересыщена сульфатом кальция (пробы № 1, 8, 15, 21, 27, 35, 39). В основном эти пробы были отобраны из наблюдательной скважины № 4. Переизбыток сульфата

кальция в пробах подтверждает то, что активность карстовых процессов в сульфатных породах, слагающих данный массив, была довольна высокой.

Почти все подземные воды из рассмотренных проб способны растворять гипсы, процент насыщения сульфатом кальция не достиг 100%, но значения уже близки к этому. Таким образом, можно предположить, что в настоящее время процессы растворения гипсов более пассивные, нежели ранее.

Зависимость процента насыщения раствора от содержания сульфат-иона и иона кальция описывается линейными уравнениями (рис. 2). Связь между катионом и степенью насыщения прямо пропорциональная (коэффициент корреляции г равен

0,86), в отличие от сульфат-иона (г = -0,50).

Метод В. П. Зверева - это метод количественного определения насыщенности природных вод гипсом с минерализацией до 300 г/л и температурой 0-40 °С. Анализ производится в два этапа.

Содержание, мг-экв/л о Б04 □ Са

Рис. 2. Зависимость процента насыщения от содержания ионов Са2+ и Б04

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таблица 2. Расчет коэффициента активности Са804 (КСа80 ), произведения активностей ионов Са2+ и 804~ и дефицита насыщения (по методике В. П. Зверева)

©

н

О Л —

н

Л

н £ * 5 &

8 Ю

HCOз

Содержание, мг-эвк/л

SO4

а-

Ca2

Mg2+

Na++K+

о

<

и

3

2

и

12.2

СС-4

13,60

23,31

8,59

35,

6,04

0,41

0,00004

0,801

0,999

0,800

77

12.2

СС-3

11,60

22,92

5,05

30,00

6,50

0,23

0,00003

0,732

3,991

0,726

241

29.02

СС-3

12,20

24,08

4,75

31,40

6,10

1,92

0,00003

0,749

1,016

0,761

136

29.02

СС-4

13,60

31,08

6,07

36,60

5,40

5,71

0,00005

0,809

1,154

0,933

-226

26.3

СС-3

11,60

25,64

6,18

35,75

5,00

0,00004

0,799

1,048

0,837

-46

26.3

СС4

12,00

23,31

3,84

30,25

5,50

0,57

0,00003

0,735

0,999

0,735

185

15.4

СС-3

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

14,40

25,25

4,61

30,20

0,00

1,14

0,00003

0,735

1,04

0,764

87

15.4

СС-4

14,40

20,39

5,90

35,60

4,60

1,14

0,00003

0,797

0,935

0,746

176

13.5

СС-3

12,00

29,83

4,49

33,00

4,60

4,91

0,00004

0,768

1,131

0,868

-105

10

13.5

СС-4

14,00

29,00

3,90

34,20

5,60

4,17

0,00004

0,782

1,115

0,871

-100

11

27.5

СС-3

7,60

29,41

1,37

30,80

2,80

3,09

0,00004

0,742

1,123

0,833

-112

12

27.5

СС-4

15,60

28,17

3,39

35,20

4,40

9,20

0,00004

0,793

1,099

0,871

-92

13

10.6

СС-4

16,80

31,07

4,61

35,80

5,20

0,72

0,00005

0,

1,154

0,923

-216

14

10.6

СС-3

17,00

26,10

3,56

32,50

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4,00

0,58

0,00004

0,762

1,058

0,806

56

15

18.6

СС-4

15,00

26,00

0,96

36,50

5,00

1,04

0,00004

0,807

1,055

0,852

-81

16

18.6

СС-3

16,64

24,50

0,56

34,50

4,00

1,69

0,00004

0,785

1,025

0,804

38

17

25.6

СС-4

21,00

28,17

5,16

34,50

6,00

11,04

0,00004

0,785

1,099

0,862

18

25.6

СС-3

15,20

26,93

4,62

33,00

4,00

8,15

0,00004

0,768

1,074

0,825

20

19

1.7

СС-4

15,20

25,25

1,92

35,00

5,66

2,30

0,00004

0,791

1,04

0,823

20

1.7

СС-3

16,34

28,74

2,48

36,50

5,50

2,79

0,00005

0,807

1,11

0,896

-165

21

10.7

СС-4

17,50

29,00

4,83

37,75

5,00

4,47

0,00005

0,822

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1,115

0,916

-188

22

10.7

СС-3

15,20

26,93

4,62

33,00

4,00

8,15

0,00004

0,768

1,074

0,825

20

23

24.7

СС-4

14,80

26,72

4,00

35,00

4,50

4,34

0,00004

0,791

1,07

0,846

-69

24

24.7

СС-3

15,80

24,86

2,30

33,00

5,50

4,31

0,00004

0,768

1,032

0,792

68

25

4.8

СС-4

11,60

26,41

2,75

32,50

4,50

3,02

0,00004

0,762

1,063

0,810

26

4.8

СС-3

14,00

26,80

0,89

35,50

7,00

1,00

0,00004

0,796

1,071

0,853

-86

27

14.8

СС-3

16,85

27,76

3,69

37,20

5,40

4,46

0,00005

0,815

1,09

0,889

-132

28

14.8

СС-4

15,20

26,51

2,58

34,20

5,00

2,45

0,00004

0,782

1,066

0,833

-49

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

29

24.8

СС-4

14,64

29,52

0,89

34,00

4,00

3,59

0,00004

0,779

1,125

0,877

-147

30

24.8

СС-3

14,44

31,08

3,56

35,00

6,00

3,70

0,00005

0,791

1,154

0,913

-210

31

1.9

СС-4

15,95

28,99

4,04

35,80

6,60

3,45

0,00005

0,

1,114

0,891

-147

32

1.9

СС-3

13,60

32,73

3,44

33,60

5,00

4,34

0,00005

0,775

1,184

0,917

-240

33

12.9

СС-3

10,40

31,07

2,66

28,60

5,20

4,16

0,00004

0,715

1,154

0,825

-12

34

12.9

СС-4

15,20

37,29

2,75

31,20

4,80

7,30

0,00005

0,747

1,264

0,944

-238

35

30.9

СС-4

14,40

20,39

5,90

35,60

4,60

1,14

0,00003

0,797

0,935

0,746

172

36

30.9

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

СС-3

12,00

29,83

4,49

33,00

4,60

4,91

0,00004

0,768

1,131

0,868

-113

37

15.10

СС-4

17,60

29,00

1,72

36,20

6,50

1,31

0,00005

0,804

1,115

0,896

-186

38

15.10

СС-3

17,20

30,04

0,95

35,20

5,20

2,00

0,00005

0,793

1,135

0,900

-184

39

29.10

СС-4

13,60

23,31

8,59

35,

6,04

0,41

0,00004

0,801

0,999

0,800

95

40

29.10

СС-3

11,60

22,92

5,05

30,00

6,50

0,23

0,00003

0,732

0,991

0,726

227

41

12.11

СС-4

16,40

33,14

2,47

32,00

4,80

4,59

0,00005

0,756

1,192

0,901

-158

42

12.11

СС-3

16,00

29,00

1,47

30,80

4,40

3,39

0,00004

0,742

1,115

0,827

43

19.11

СС-4

16,80

31,07

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4,61

35,80

5,20

0,72

0,00005

0,

1,154

0,923

-213

44

19.11

СС-3

17,02

26,10

3,56

32,50

4,00

0,58

0,00004

0,762

1,058

0,806

56

45

26.11

СС-4

15,20

25,25

1,92

35,00

5,66

2,30

0,00004

0,791

1,04

0,823

46

26.11

СС-3

16,37

28,74

2,48

36,50

5,50

2,79

0,00005

0,807

1,11

0,896

-148

47

5.12

СС-4

11,62

26,41

2,75

32,50

4,50

3,02

0,00004

0,762

1,063

0,810

48

5.12

СС-3

14,02

26,80

0,89

35,50

7,00

1,00

0,00004

0,796

1,071

0,853

-93

1

2

3

4

5

6

7

8

9

2

0

7

2

НИН

На первом этапе определяется наличие или отсутствие равновесия в системе гипсы - подземные воды. На втором -оценивается количество сульфата кальция, способного перейти в единицу объема раствора, т.е. устанавливается степень агрессивности воды по отношению к гипсам [2].

1 этап. Наличие или отсутствие равновесия в системе гипс - подземные воды устанавливается путем сравнения произведений активных концентраций (А) ионов [Са2+] и [8042"] с произведением растворимости сульфата кальция К(:аЮ^ (коэффициент активности СаБ04), которое в молярном выражении концентраций имеет следующий вид:

KCaS04 = У±CaS04 CCa2+ CS042- ,

где у2±(:аЮл - средний коэффициент активности СаБ04 (значение приведено в таблицах [2] и для наших расчетов равно

0,420);

С - молярная концентрация.

Для расчетов молярной концентрации весовую концентрацию (г/л) необходимо скорректировать на молярную массу (М):

MCaS04 = 136 г/моль;

MCa2 + = 40 г/моль;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

M 2_ = 96 г/моль.

$0^

Расчетные значения KCaS0 приведены в табл. 2.

Для расчета активных концентраций (активностей) ионов воспользуемся следующей формулой:

А = у m,

где у - коэффициент активности, обратно пропорциональный коэффициенту растворимости (Р = 1/ у);

m - грамм-ионная концентрация на 1000 г воды.

Коэффициент растворимости рассчитывается по формуле Э.Б. Штернина и применительно к гипсу имеет следующий вид:

/3 = 4Л/Уда"^—-—, где

' D1 - D

z - валентности ионов;

m - грамм-ионная концентрация;

с - моли растворенного вещества в 1 л раствора;

D1 - моли воды в 1 л воды;

D - моли воды в 1 л раствора.

Произведя необходимые расчеты (табл. 2), можно сделать вывод, что

2+ А$^- ^ Ко$юл и раствор во много

раз пересыщен сульфатом кальция.

2 этап. Для определения дефицита насыщения используются данные химического анализа воды, выраженные в милли-грамм-эквивалентной форме. Рассматриваются два случая: при равенстве концентраций ионов кальция и сульфат-ионов и при их существенном отличии друг от друга.

При равенстве концентраций данных ионов, как и в нашем случае, для определения дефицита насыщения сульфатом кальция В. П. Зверев предлагает использовать номограммы, выражающие зависимость между общим содержанием солей в растворе и количеством сульфата кальция при постоянных температуре и давлении.

Ход определения следующий:

1. По данным химического анализа вычисляются произведения миллиграмм-эквивалентных концентраций ионов кальция и сульфат-иона [Са2+] * [8042"] и сумма произведений других присутствующих в растворе ионов на их валентности:

£[*(к - 2(1072*]+[х0ГЛ.

2. По кривой, соответствующей приня-

той температуре и вычисленному значению ^ - 2№а2+1 + 1$04 “ Л, определяется произведение миллиграмм-

эквивалентных концентраций ионов Ca2+ и $0/~ в насыщенном гипсом растворе; если в исследуемом растворе произведение ^а2+] [$042] равно или больше про-

изведения, вычисленного для насыщенного раствора, то исследуемая пробы насыщена сульфатом кальция.

3. По номограмме определяются количества СаБ04, соответствующие вычисленному для насыщенного раствора и фактическому произведениям милли-грамм-эквивалентных концентраций Са2+ и Б042'.

4. По их разности определяется величина дефицита насыщения воды гипсом.

Для использования данного метода результаты химического анализа проб воды были пересчитаны в миллиграмм-эквивалентную форму (табл. 2). Расчет дефицита насыщения в данном случае проводится графическим способом по номограмме В. П. Зверева для температуры 5 0С. Отрицательное значение данного показателя свидетельствует об определенной степени насыщения сульфатом кальция раствора.

Стоит также отметить, что точность данного метода не высока, поскольку существует погрешность при определении значений показателей графическим способом при малых значениях концентраций ионов.

По результатам вычислений видно, что чуть больше половины проб в той или иной степени насыщены сульфатом кальция, причем временная и пространственная закономерности в данном случае не про сматриваются.

Связь дефицита насыщения и содержа-2+ 2

ния ионов Са и Б04 " описывается линейным уравнением с коэффициентами корреляции (г) (-0,45) и (-0,87) соответственно, что еще раз подтверждает результаты данной методики (рис. 3).

Для сопоставления результатов расчета степени насыщенности раствора сульфатом кальция по двум методикам были построены графики (рис. 4).

При анализе полученных графиков в определенной доле прослеживается обратно пропорциональная связь между двумя показателями, что подтверждает полученные результаты.

В заключение необходимо отметить, что методы прогноза дают завышенный диапазон возможности образования осадков: в некоторых случаях, когда по прогнозу их образование вероятно, фактически сульфаты выпадать не будут. Вследствие этого создается определенный запас прочности прогнозных расчетов.

Рис. 3. Зависимость дефицита насыщения от содержания ионов Са2+ и Б042'

Номер пробы

■дефицит

ф

н

2

о

ш

зс

н

5

5

■&

Ф

процент

Рис. 4. Закономерность изменения процента насыщения и дефицита насыщения раствора сульфатом кальция в пробах подземных вод исследуемого участка

Таким образом, исследования подтвердили активность карстообразовательных процессов, протекавших на данной территории, но переходящих в более пассивную форму из-за перенасыщения подземных вод сульфатом кальция. Оба рассмотренных метода дают их правомерную прогнозную оценку, но для детального

Библиографический список

1. Горбунова КА., Андрейчук В.Н., Коста-ревВ.П., МаксимовичН.Г. Карст и пещеры Пермской области. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1992. 200 с.

2. ЗверевВ.П. Гидрохимические исследования системы гипсы - подземные воды. М.: Наука, 1967 . 100 с.

3. Максимович Н.Г., Мещерякова О.Ю. Методы борьбы с нефтяным загрязнением на закарстованных берегах водохранилищ // Экология урбанизированных территорий. 2009. № 4. С. 55-58.

изучения поставленной проблемы необходимо провести комплексную.

Работа подготовлена при поддержке гранта РФФИ 10-05-96017 р_урал_а «Теоретические основы создания искусственных геохимических барьеров для защиты окружающей среды при освоении природных ресурсов Западного Урала».

4. ПечеркинИ.А. Геодинамика побережий Камских водохранилищ. Ч. 2: Геологические процессы. Пермь, 1969. 308 с.

5. Печеркина Л.В. Гидрогеология и гидрогеохимия Полазненского гипсо-

ангидритового массива / Перм. ун-т; ВНИТИ. Пермь, 1983. 124 с.

6. Яркеева Н.Р. Оценка равновесной насыщенности попутно-добываемых вод сульфатом кальция в зависимости от их суммарной минерализации// Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений: сб. науч. тр. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1999. С.168-174.

The Estimation of Activity Degree of Karstic Processes (on the Example of Polazna Site)

O.Y. Meshcheryakova

Perm State University, 614990, Perm, Bukirev st., 15. E-mail: [email protected]

The estimation of karstic processes activity on the territory of the Polazna site of Polazna karstic area is executed by two techniques: by definition of water saturation percent and by calculation of water deficiency saturation by calcium sulfate.

Key words: karst, calcium sulfate, gypsum solubility.

Рецензент - кандидат геолого-минералогических наук Н.Г. Максимович

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.