Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Региональная оценка ресурсов подземных вод и их защищенности от загрязнения на Равнине Пинг-Тонг, Тайвань

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Региональная оценка ресурсов подземных вод и их защищенности от загрязнения на Равнине Пинг-Тонг, Тайвань"

На правах рукописи

Российская Академия Наук ИНСТИТУТ ВОДНЫХ ПРОБЛЕМ

ЦАО ХАО-ВЭЙ

Региональная оценка ресурсов подземных вод и их защищенности от загрязнения на Равнине Пинг-Тонг, Тайвань

Специальность 25.00.36 - «Теоэкололия»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

МОСКВА-2005

Научный руководитель:

Доктор геолого-минералогических наук, профессор И.С. Зекцер Научный консультант доктор М. Ву (Университет г. Тайнана, Тайвань)

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор А.П. Хаустов; кандидат геолого-минералогических наук, А.Г. Кочарян

Ведущая организация: ВНИИ «ЗАРУБЕЖГЕОЛОГИЯ»

Защита состоится « 26 »_мая_2005 г.

в 14°° часов на заседании диссертационного совета в Институте водных проблем РАН по адресу: 119991 Москва ул. Губкина, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИВП РАН.

Автореферат разослан « СИл^Л-сЛ^ 2005

г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.г-м.н. профессор

Общая характеристика работы

Актуальность. В связи с развитием промышленных комплексов и увеличением потребления подземных вод на Тайване, необходимо оценить условия формирования подземных вод и их уязвимости к загрязнению Это особенно важно для Равнины Пинг-Тонг, где подземные воды играют существенную роль в водообеспечении населенных пунктов. Хотя использование ресурсов подземных вод началось еще в 50-х годах для орошения сахарного тростника и позже для рыбного хозяйства, осознание необходимости проведения мониторинга подземных вод сформировалось на 20-30 лет позже. В настоящее время существует проект «Сеть мониторинга подземных вод», цель которого направлена на сбор гидрогеологических данных и на улучшение управления ресурсами подземных вод. В результате было собрано большое количество данных о гидрогеологических условиях и геологическом строении территории. Это составляет основу для исследования ресурсов подземных вод и составления гидрогеологических карт Подземные воды Тайваня широко распространены в равнинных бассейнах, где антропогенная нагрузка самая высокая. На Равнине Пинг-Тонг водное и сельское хозяйство очень развито и планируется строительство нового промышленного комплекса. Поэтому была поставлена задача по оценке уязвимости подземных вод к загрязнению этой территории и составлению карты на этой основе.

Цель и задачи работы. Целью данной работы является оценка защищенности грунтовых вод Равнины Пинг-Тонг от загрязнения.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1 Охарактеризовать природные условия формирования ресурсов подземных вод.

2. Изучить природные факторы защищенности грунтовых вод Равнины Пинг-Тонг.

3. Усовершенствовать методику оценки уязвимости подземных вод применительно к природным условиям Равнины Пинг-Тонг.

4. Провести качественную и количественную оценку уязвимости подземных вод на Равнине Пинг-Тонг.

5. Выделить районы, перспективные для использования подземных вод с точки зрения обеспеченности ресурсами и надежности от загрязнения.

Фактический материал и методика исследования.

В основу данной работы положены результаты исследований совместного Тайваньско-российского проекта «Карты ресурсов подземных вод Тайваня». При выполнении работы использовались геологические и гидрогеологические данные, собранные Гидравлической Лабораторией Тайнана - Университет Ченг-гонг. Данные по геологическим разрезам получены по результатам проекта «Сеть мониторинга подземных вод» Основным объектом исследований являются грунтовые воды первого от поверхности водоносного горизонта Равнины Пинг-Тонг, сложенного песчаниками и гравием.

В работе также использованы литературные данные. Методика обработки и интерпретация информации основана на анализе и усовершенствовании существующих приемов оценки уязвимости подземных вод к загрязнению. Фактический материал собран и обработан автором, и исследован при оценке уязвимости подземных вод к загрязнению и построении карты защищенности подземных вод Равнины Пинг-Тонг

Научная новизна работы.

1. Проведена оценка уязвимости подземных вод к загрязнению различными методами; выполнен анализ достоинств и недостатков этих методов для региональных оценок.

2. Предложен новый способ оценки влияния зоны аэрации, и ее учет при оценке уязвимости методом DRASTIC.

3 Обоснован комбинированный подход к оценке уязвимости, основанный на семи факторах DRASTIC (с учетом дополнений автора) и расчете времени проникновения загрязнителя с поверхности земли до уровня грунтовых вод.

4. Выявлены особенности природной защищенности подземных вод

Равнины Пинг-Тонг в зависимости от характеристик природных условий

Практическая значимость работы.

Результаты выполненных исследований могут быть использованы для:

- рационального выбора безопасных мест для размещения водозаборных сооружений;

- обоснования планов размещения и развития крупных промышленных проектов и сельскохозяйственных объектов с учетом их обеспеченности и защищенности от загрязнения подземными водами

- обоснования базы данных для будущих исследований;

- гидрогеологического обоснования различных водоохранных

мероприятий.

Защищаемые положения.

1. Выявление преимуществ и ограничений существующих методов региональной оценки защищенности подземных вод от загрязнения.

2. Метод оценки уязвимости подземных вод к загрязнению, применительно к исследуемой территории.

3. Количественная оценка времени проникновения загрязняющих веществ в подземные воды Равнины Пинг-Тонг

4. Рекомендации по учету защищенности подземных вод от загрязнения при обосновании оценки перспектив использования подземных вод Равнины Пинг-Тонг и планировании водоохранных мероприятий.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научных семинарах Института водных проблем РАН, на семинарах Гидравлической лаборатории Тайнана (на Тайване) и на следующих конференциях: Groundwater Vulnerability Assessment and Mapping (Ustron, Poland 2004), Экватек 2004 (Москва, 2004).

По теме диссертации опубликованы 3 работы, одна сдано в печать

Струкгура работы

Диссертация содержит 120 страниц текста, состоит из введения, 4-х глав, заключения, включает 14 таблиц, 37 рисунков и список литературы, состоящий из 103 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю доктору геол-минер. наук, профессору И.С. Зекцеру и консультанту профессору М.С. Wu за большую повседневную помощь в работе Считаю своим приятным долгом поблагодарить проф. Р.Г Джамалова, д.г.н А.П Белоусову, к.т.н. Л.П. Новоселову за оказанные консультации и помощь. Благодарю также весь коллектив Лаборатории региональных гидрогеологических проблем и Лаборатории гидрогеологических проблем охраны окружающей среды Института водных проблем РАН за консультации, чуткое и дружеское ко мне отношение.

Особенно благодарю своих родителей за помощь и поддержку.

Глава 1. Современные методы качественной оценки уязвимости подземных вод к загрязнению

Общие положения; основные понятия и определения оценки уязвимости подземных вод

В первой главе проводится анализ самых распространенных методов по оценке уязвимости подземных вод к загрязнению. Описаны принципы оценки уязвимости и также сравниваются их преимущества и ограничения В России применяется понятие «защищенность», которое является противоположным термином «уязвимость». В России В М Гольдберг -первый из ученых, который занимался этой проблемой Проблемы защищенности также рассмотрены в работах российских специалистов и специалистов СНГ A.B. Лехова, В.Г. Румынина, И.С. Пашковского, И.С. Зекцера, В Г. Самойленко, В.А. Мироненко, А.П. Белоусовой, Е Е. Штритер, А И Горшкова, И.Л Зелинского, РГ Джамалова, В.Л Ильина, К.И. Питьевой, Н.В Газенко и Л.М. Фокиной, Н.П Ахметьевой., М.В Лолой и многих других. Большой вклад в изучение уязвимости подземных вод к загрязнению внесли работы Ж. Марга, А. Запорожца, Ж. Врба, Адлера и др.

По Ж.Врба, уязвимость - естественное свойство системы подземных вод, которое зависит от чувствительности этой системы к техногенным и/или природным воздействиям. Это понятие основано на том, что геологические структуры часто имеют эффективное защитное покрытие, которое замедляет скорость протекания загрязнителей и разбавляет их концентрацию Есть в настоящее время два подхода к оценке уязвимости: оценка уязвимости подземных вод без учета характеристик и свойств конкретных загрязнителей и оценка уязвимости подземных вод к конкретному виду загрязнения с учетом природных свойств водовмещающих и перекрывающих пород и миграционных свойств загрязнителя Региональная оценка уязвимости с учетом характеристик и свойств конкретных загрязнителей требует существенного количества фактических данных, получение которых обычно связано с большими финансовыми затратами. Поэтому карты уязвимости, построенные для конкретных загрязнителей в региональном масштабе встречаются реже, в основном для территорий, где подземные воды подвержены химическому загрязнению и в частности загрязняющим веществам, используемым в сельском хозяйстве.

Чтобы оценить уязвимость, важно идентифицировать и оценивать каждый из факторов, которые влияют на возможность проникновения

загрязнителей к уровню подземных вод. Эти факторы могут изменяться в зависимости от естественных условий области исследования. Однако, есть несколько факторов, в первую очередь это зона аэрации (включая почву) и интенсивность инфильтрирующего питания грунтовых вод, которые присутствуют всегда в различных методах оценки уязвимости. Первичные факторы (свойства и литологическое строение почвы и зоны аэрации интенсивность питания, фильтрационные свойства водовмещающих пород) и вторичные (топография, ландшафт) рассматриваются в концептуальной модели оценки уязвимости подземных вод

В последние годы за рубежом особое внимание уделяется методам оценки уязвимости без учета конкретных загрязнителей. Далее рассматриваются различные подходы к оценке и картированию уязвимости подземных вод без учета характеристик и свойств конкретных загрязнителей и их классификация. По мнению Ж. Врба можно выделить три основные группы методов оценки уязвимости подземных вод:

- методы анализа геологической обстановки;

- методы параметрических систем;

- математические модели.

Анализ методов оценки уязвимости подземных вод к загрязнению

В этом разделе анализируются преимущества и ограничения основных существующих зарубежных методов региональной оценки уязвимости подземных вод к загрязнению.

DRASTIC - модель Системы бального расчета (СБР), основанная на оценке семи факторов, определяющих условия защищенности подземных вод от загрязнения. Факторы DRASTIC следующие: [D] - Глубина до уровня подземных вод, [R] - Питание подземных вод, [А] - Состав фильтрирующей среды, [S] - Состав почвенной среды, [Т] - Топография, [I] - Влияние состава пород зоны аэрации и [С] - Гидравлическая проводимость водоносного горизонта. Каждый фактор разделяется на ранги, представляющие собой различные градации, имеющие субъективный рейтинг уязвимости. Рейтинг уязвимости характеризуются от 1 до 10 (10 - самый уязвимый рейтинг) Главная идея DRASTIC заключается в использовании «весов», которые определяют влияние каждого параметра на заключительный индекс уязвимости. Вес каждого параметра в пределах от 1-5 (5 - самый значительный) умножается на рейтинг, и расчеты каждого параметра тогда суммируются для получения заключительного индекса DRASTIC. Уравнение для DRASTIC представлено ниже:

D, = DrxDw + R,xRw + ArxAr + SrxSw + TrxTw + Irxlw + CrxCw (1)

Где D,R,A,S,T,I,C - семь параметров; w- вес г= рейтинг

Весь процесс выбора баллов достаточно субъективен и в этом заключается один из недостатков метода DRASTIC Имеются и другие ограничения в использовании метода DRASTIC для региональной оценки уязвимости подземных вод.

- DRASTIC использует постоянное значение весовой роли фактора, в то время как вклад каждого фактора в конкретных природных условиях является различным Например, одна и та же глубина до уровня грунтовых вод по разному влияет на их уязвимость в аридных и гумидных условиях

- DRASTIC не разделяет факторы, влияющие на уязвимость подземных вод к загрязнению для безнапорных и напорных водоносных горизонтов, которые являются различными;

- влияние почвы рассматривается практически дважды, как фактор строение почвы и как один из компонентов фактора «влияние зоны аэрации»

Однако большая практичность и легкость в использовании метода DRASTIC в соединении с новыми компьютерными картографическими ГИС-программами сделали метода DRASTIC весьма популярным инструментом для региональной оценки уязвимости в США и некоторых других странах.

GOD (Foster и др., 1988) - система оценки, которая была разработана в Англии и применялась сначала в области исследования уязвимости применительно к твердым породам. В этом упрошенном методе уделяется особое внимание слоям, лежащим над водоносным горизонтом Также, выделяются три главных фактора, тип водоносного горизонта, общий класс водоносного слоя и глубина до уровня подземных вод Индекс уязвимости -результат расчетов баллов, присвоенных этим трем факторам.

Преимущество метода GOD заключается в его относительной простоте. Кроме того, небольшое количество параметров означает меньшую субъективность. Выбор параметров GOD показывает, что зона аэрации играет важнейшую роль в защищенности подземных вод. Ограничения GOD -прежде всего недостаточное рассмотрение влияния почвы.

SINTACS (Civita, 1994) основан на семи факторах DRASTIC и применялся при изучении гидрогеологических условий в Италии. Самое большое отличие SINTACS от DRASTIC состоит в оценке нарушенности ландшафта как фактора, влияющего на уязвимость подземных вод. Его преимущество в том, что метод SINTACS позволяет рассматривать разломы в скалах и влияние карстовых процессов на распространение загрязнителя в водоносном горизонте. Тем не менее, этот метод не снижает те ограничения,

рассмотренные в анализе метода DRASTIC.

ISIS - гибридный метод, основан на сравнительной оценке влияния различных гидрогеологических условий. Факторы, используемые методом ISIS следующие: среднегодовое эффективное питание, топография, тип почвы, мощность почвы, литология зоны аэрации, мощность зоны аэрации, литология и мощность водоносного горизонта. По сравнению с методами DRASTIC и SINTACS, этот метод уделяет большое внимание землепользованию исследуемой территории. Результаты, полученные этим методом, дают более эффективные показатели степени уязвимости подземных вод в тех регионах, где деятельность человека наиболее развита

AVI (Van Stempvoort et al., 1992) - полуколичественный метод, разработанный для территории прерий Saskatchewan в Канаде. Этот метод основан на учете только двух параметров, определяющих защищенность подземных вод: мощность каждого осадочного слоя выше водоносного горизонта и гидравлическая проводимость каждого из этих слоев. Метод AVI дает оценку времени протекания нейтральных загрязнителей и позволяет создать градации уязвимости с помощью логарифмической функции. Этот метод четко отличается от других методов по возможности его применения, поскольку требуются детальные данные по составу зоны аэрации Хотя, значение гидравлического сопротивления не полностью характеризует время проникновения загрязняющих веществ, расчеты гидравлического сопротивления позволяют решить задачу на основе конкретных фактических расчетных характеристик геологической среды, а не на основе субъективных решений, как по методу DRASTIC.

Метод EPIK был разработан на основании четырех параметров, связанных с тремя зонами - Endokarst, Epikarst и Защитное покрытие. Endokarst характеризует карстово-трещиноватую сеть в зоне неполного насыщения. Чем больше развита карстово-трещиноватая сеть, тем выше уязвимость. Epikarst - часть водоносного слоя, где вода накапливается и расходуется в карстово-трещиноватой зоне. Чем выше уровень связи между Endokarst и Epikarst, тем выше уязвимость подземных вод. Защитное покрытие - заключительная зона, влияющая на время задержания загрязнителей. Это зона залегает выше epikarst и контролирует интенсивность инфильтрации воды.

Применение любого метода оценки уязвимости подземных вод зависит, прежде всего, от целей анализа уязвимости, а также от количества доступных данных и финансирования. При определении целей оценки уязвимости подземных вод, важно рассмотреть, кто будет использовать результаты

анализа, на какие решения это будет влиять, и какие будут издержки, если неправильное решение будет принято из-за неадекватной информации В таблице 1 показаны преимущества и недостатки всех методов по оценке уязвимости, рассмотренные в этой главе.

Таблица 1.

Сравнение качественных методов оценки уязвимости ГВ

: методы , DRASTIC

Г

I SINTACS

I

f.-----

GOD

преимущества

учитывает многие факторы легко применить

ограничения

весовоезначениефакторов произвольное не различает между оценкой безнапорных и напорных водоносных горизонтов

как DRASTIC;

учитывает влияние разрушенности

имеет недостатки метода DRASTIC; степень разрушенности связана с деятель-востыо общества и имеет большую изменчивость ___

АЩ

использует только данные по зоне аэрации

основан на расчете конкретных

I

-I

не учитывает фактора почв;

ряд факторов игнорируется, индекс уязвимости не позволяет различать

1 мелкие степени уязвимости

! ,ISIS учитывает степень антропогенного влияния ва инфильтрации воды с повеохности условный рей-гииг

1 IEPIK i применяется для оценки уязвимости в карстовых зонах трудно определить степень равития карста, условный рейтинг

Глава 2. Природные условия равнины Пинг-Тонг

Во второй главе характеризуются природные условия Равнины Пинг-Тонг Равнина Пинг-Тонг находится на юго-западе Тайваня, охватывает площадь 1210 км2, является одной из самых больших по развитию производственных сельскохозяйственных отраслей Территорию Равнины Пинг-Тонг окружают предгорные районы. На востоке границами равнины является Центральная горная цепь Тайваня, на севере - предгорье с отложениями песчаника и сланцев периода олигоцена-миоцена, на западе - предгорье с конгломератом плейстоцена и на юге - Тайваньский пролив.

Для Равнины Пинг-Тонг характерен субтропический климат, где 90% атмосферных осадков выпадает во влажный сезон. Сухие сезоны длятся с ноября по апрель, а влажные сезоны с мая по октябрь Как правило, большее количество осадков сконцентрировано в горах и уменьшается к равнинам и прибрежной территории. На Равнине Пинг-Тонг выпадает приблизительно

2100мм осадков в год, в то же время в горных районах - более чем 3000 мм (Water Resources Bureau, 1998)

Среднемноголетняя температура на Равнине Пинг-Тонг - 24 °С, с самым

высоким значением в июле и самым низким значением в январе (Ting, 1997)

По топографии территория Пинг-Тонг относится к равнинной области. Абсолютные отметки поверхности варьируют от 100 м в предгорных зонах до уровня моря. Водораздел в горных районах проходит на высоте 2000 м от уровня моря, и предгорные регионы являются одними из самых важных источников питания водоносного горизонта Пинг-Тонг. Северная область, ограничивающая равнину Пинг-Тонг, представлена террасами рек и также играет важную роль в питании подземных вод.

Реки на Тайване, в том числе на территории Равнины Пинг-Тонг, характеризуются короткими крутыми уклонами. Три главные реки расположены на исследуемой территории - Гау-пинг (Kaoping), Тонг-ганг (Tungkang) и Лин-биен (Lin-bien). Река Гау-пинг является наиболее крупной -длина 171 км, площадь бассейна реки 3,250 км2. Поверхностный сток реки Гау-пинг, Тонг-ганг и Лин-биен соответвстенно составляет 76х108 м3/год, 9 2х 10Ч м3/год и 8.5x108 м3/год. Геологическое строение

В геологическом строении верхней зоны Равнины Пинг-Тонг преобладает аллювиальные отложения, которые формируются постоянными водными потоками в речных долинах. Современные отложения аллювия широко распространены в пределах Равнины Пинг-Тонг. Основной водоносный горизонт этой области представлен неуплотненными песками, гравием, и галькой четвертичного возраста Отложения гравия и гальки главным образом поступаются из горных областей восточной части Пинг-Тонг Структура и распределение осадочных пород соответствуют характеристике формирования аллювиальных конусов выноса. Осадочные породы северной части Долины Пинг-Тонг формируются главным под влиянием притоков Lao Nung и Сан Chi, которые пересекают третичные и четвертичные скалы Происхождение осадочных пород в восточной области Долины Пинг-Тонг -восточная часть сброса Chaochou, которая содержит низко-метаморфические породы западной части Центральной Горы.

В настоящее время имеются достаточно подробные данные по формированию, динамике, структуре и распределению водоносных горизонтов и водоупоров на равнине Пинг-Тонг. На Равнине Пинг-Тонг выделяются три основных водоносных горизонта.

Верхний четвертичный водоносный горизонт распространен по всей территории. Мощность водоносного горизонта колеблется от 23 5 м до 83 5 м со средним значением около 50 м Уровни грунтовых вод вскрываются на глубинах до 45 метров. Самое высокое значение водопроводимости наблюдается в бассейне реки Лаононг, она постепенно уменьшается к западу и югу от 2900 до 10000 м2/сут.

Средний четвертичный водоносный горизонт тоже распространен по всей территории равнины Глубина водоносного горизонта колеблется в пределах от 43 до 152 метров, мощность - 9-80 м Самое высокое значение водопроводимости в этом горизонте составляет около 11500 м2/сут а в прибрежных зонах уменьшается до 1000 м2/сут.

Нижний четвертичный водоносный горизонт также распространен по всей территории равнины. Глубина водоносного горизонта оценивается в пределах от 95 до 210 метров Мощность водоносного горизонта, сложенного гравием, колеблется от 50 м до 90 м со средним значением 70 м Поскольку глубина залегания этого горизонта достаточно большая, эксплуатация этого горизонта затруднена по сравнению с вышезалегающими водоносными горизонтами.

Главные области пшания подземных вод равнины Пинг-Тонг, расположены в аллювиальных конусах выноса рек Лао-нунг, Аи-лиау, Лин-биен, и Лили Общая площадь области питания подземных вод составляет примерно 230 км2. Предгорные зоны, расположенные на востоке равнины, являются областями питания всех водоносных горизонтов.

Глава 3. Характеристика подземного стока и естественных ресурсов подземных вод

В третьей главе даются характеристики условий формирования ресурсов подземных вод на Равнине Пинг-Тонг по данным российско-тайваньских совместных работ (И С. Зекцер, РГ Джамалов, МС М^и и др) Также проводится оценка склонового стока по уравнению водного баланса

Рациональная схема управления водными ресурсами зависит от полного и точного понимания условий и закономерностей формирования поверхностных и подземных вод В этой главе на основании полученных результатов совместных российско-тайваньских работ рассматриваются методы картирования и создания карты подземных вод Тайваня, и характеризуются основные региональные параметры естественных ресурсов пресных подземных вод Равнины Пинг-Тонг.

Количественная оценка модулей и коэффициентов естественных ресурсов

Основными количественными характеристиками подземного стока являются модули подземного стока (л/с*км2), коэффициент подземного стока(%) К| и коэффициент подземного питания рек (%) К2.

Модуль подземного стока представляет собой обеспеченный питанием расход подземных вод(0„в) с площади бассейна (F), и характеризует естественную производительность водоносного горизонта. Коэффициент подземного стока Ki представляет собой отношение величин подземного стока к атмосферным осадкам (в %) и показывает, какая часть атмосферных осадков расходуется на питание подземных вод Коэффициент питания рек (К2) показывает долю подземного стока в общем речном стоке и позволяет определить соотношение ресурсов подземных и поверхностных вод во многих районах гумидной зоны.

Методы расчета естественных ресурсов подземных вод и указанных выше параметров подробно рассмотрены в отчетах россиийко-тайваньского проекта (И С Зекцер, Р.Г. Джамалов, М.С. Wu и др). Ниже проводятся количественные характеристики естественных ресурсов подземных вод и подземного стока, полученные в результате совместных российско-тайваньских исследований.

Величины коэффициента подземного стока были рассчитаны с использованием данных наблюдений на метеостанциях и карт атмосферных осадков, изданных Центральным Метеобюро

Для Равнины Пинг-Тонг были оценены величины модулей подземного стока с учетом орошения на основе работы Тинг (Ting, 1997) Этот дополнительный вид питания подземных вод играет существенную роль в формировании ресурсов подземных вод Равнины Пинг-Тонг Интенсивное развитие сельскохозяйственной промышленности связано с широким развитием оросительной сети, чго обусловливает значительное дополнительное питание подземных вод.

Расчеты модуля и коэффициентов подземного стока имеют некоторые допущения Во первых, они не учитывают роль суммарного испарения, хотя оно играет важную роль в расчетах водного баланса. Также не учитывалось влияние откачки подземных вод на подземный сток Равнины Пинг-Тонг. Кроме того, было принято допущение, что Равнина Пинг-Тонг имеет один гидравлический взаимосвязанный водоносный комплекс

Климатические условия Равнины Пинг-Тонг очень благоприятные для формирования естественных ресурсов подземных вод. В результате обильных

и

осадков на исследуемой территории наблюдаются высокие значения модулей подземного сгока Диапазон величин среднемноголетних модулей подземного стока на территории равнины Пинг-Тонг изменяется от 10 до 40 л/с*км2 Большие значения модулей подземного стока связаны с питанием подземных вод за счет орошения. Модули подземного стока за вычетом питания подземных вод за счет орошения составляют 10-20 л/с*км2

Самые высокие значения модулей подземного стока наблюдаются в пределах предгорных районов. Для этих районов характерны отложения гравия, которые имеют хорошую водопропускную способность. В этих районах общие значения модулей подземного стока составляют 20-40 л/с*км2 Такое большое количество естественных ресурсов возникает за счет дополнительного искусственного питания в результате орошения Так, в зависимости от типа и интенсивности орошения, в зоне гравия были рассчитаны два значения модуля подземного стока от 20-25 и от 35-40 л/с*км2 Максимальные величины модулей подземного стока характерны для восточной части Равнины Пинг-Тонг, где верхняя часть гидрогеологического разреза представлена крупнообломочными отложениями. В остальной части равнины Пинг-Тонг водовмещающие породы представлены в основном песком и 1равием. Величины модулей подземного стока в центральной части и прибрежной части долины равны 10-15 л/с*км2.

На Равнине Пинг-Тонг коэффициент подземного стока оценивается в пределах 10-15%, те. около 10-15% атмосферных осадков (210 - 315 мм/год) расходуется на питание подземных вод. По сравнению с величинами коэффициентов подземного стока в горных районах эти величины небольшие В горных районах одновременно с увеличением количества атмосферных осадков с высотой местности возраст ают и коэффициенты подземного стока

Анализ соотношения поверхностных и подземных вод позволяет определить долю подземных вод в общих водных ресурсах. На Равнине Пинг-Тонг коэффициент подземного питания рек составляет 20-30% общего речного стока. В предгорных районах, окружающих равнину, он уменьшается до 10-20% и даже меньше. Это значит, что речная сеть Пинг-Тонг имеет хорошую гидравлическую связь с подземными водами.

Ориентировочная оценка водного баланса территории Равнины Пинг-Тонг

Количественная оценка разных компонентов круговорота воды может быть выполнена с использованием уравнения водного баланса, которое описывает гидрологический режим в бассейне. Для определения водного

баланса существуют специальные методы, предложенные разными исследователями.

Поскольку расчеты эвапотранспирации являются наиболее проблематичными, в этом подразделе уделяется особое внимание их методам расчета. Потенциальное испарение может быть рассчитано по известному методу ТЬогпЙпуа^е и по методу Нашоп.

Чтобы получить значение реальной эвапотранспирации по методу ТЪогпЙта'аке или Нашоп, нужно оценить баланс почвенной влаги При расчетах баланса почвенной влаги необходимо оценить величину продуктивной влаги в слое почвы. Величина продуктивной влаги представляет собой способность почв задерживать воду Эта величина в слое почвы определяется значениями полевой влагоемкости относительно к пункту постоянного увядания растительности (содержание влаги в почве, при котором листья растений, растущих на этой почве, начинают увядать) Полевая влагоемкость является функцией текстуры и содержанием органического вещества почвы. Таким образом, величина продуктивной влаги (А\¥) = полевая влагоемкость - значение точки постоянного увядания Расчеты по методу баланса почвенной влаги показаны в таблице 2

Таблица 2

Метод расчета для реального эвапотранспирация

состояние водосбора А9/

при дР<0 АЯ/ - А\УС*ехр(АР^/А\УС)

при &Р > 0 и А'№ы+др йАШС А-ЙГ-АУи+ДР

при йP>OиAWi..+дP>AWC ДОГ-А^С

; =продуктивная влага; (мощность слоя почвы)*(полевая влагаемкость - значение точки постоянного увядания)

| ЛР - осадка - потенциальная эвапотранспирация

АФС = максимальная продуктивная почвенная влага

| АРсумма дефицита почвенной влаги

Для расчетов реальной эвапотранспирации используется следующее уравнение:

где ET - реальная эвапотранспирация, PET - потенциальная эвапотранспирация, AW - величина продуктивной влаги, AWC -максимальная величина продуктивной влаги

Общее значение реальной эвапотранспирации на Равнине Пинг-Тонг, рассчитанное по методу Thornthwaite и балансу почвенной влаги, составляет 920 мм в год. Расчеты по методу Нашоп дают среднемноголетнее значение реальной эвапотранспирации около 820 мм/год.

При оценке величины реальной эвапотраспирации можно рассчитать количество непосредственного поверхностного стока, исходя из уравнения водного баланса Таким образом, зная величины осадков - 2100 мм'год и инфильтрационного питания - 500 мм/год. по расчетам Thornthwaite и Иатоп величина непосредственного поверхностного стока соответствует 680 мм/год или 780 мм/год, те. 822,800,000 - 943,800,000 м3/год В таблице 3 приведены результаты расчетов.

Таблица 3

Соотношение компонентов водного баланса на Равнине

осадки -2100 мм Thornthwaite реальная

эвапотранспирация (мм) 820

питание (мм) 500

Нашоп погрешность

924 + 15%

500 ± 10%

склоновый сток (мм) 780 676 ± 50%

По результатам этих расчетов роль реальной эвапотранспирации в водном балансе Пинг-тонг весьма большая Расчеты эвапотранспирации были проведены на основе эмпирических уравнений, которые не учитывают разнообразные климатические факторы, влияющие на величину эвапотранспирации, как скорость ветра, облачность и т.д. Кроме того, влияние растительности не было учтено в расчетах, поэтому необходимо подчеркнуть, что величина реальной эвапотранспирации, показанная в таблице 3, рассматривается как весьма приближенная.

Тем не менее, используя эти расчеты по эвапотранспирации можно составить картину водного баланса на Равнине Пинг-Тонг. В предгорных зонах, где атмосферные осадки достигают 3000 мм/год и значение реальной эвапотранспирации составляет 900-1000 мм/год, соотношение между компонентами водного баланса имеет такой вид' питание подземных вод 40

%, эвапотранспирацня 30% , склоновый сток 30% В прибрежных зонах, где выпачшие осадки достигают 1700 мм/год и значение реальной эвапотранспирации составляет 800 мм/год, соотношение между компонентами водного баланса имеет такой вид- питание 15 % , эвапотраиспирация 50% , склоновый сток 35%

Глава 4. Разработка комбинированной модели оценки уязвимости подземных вод и ее применения на территории Пинг-Тонг

В этой главе проводятся качественная и количественная оценка уязвимости подземных вод к загрязнению нейтральными веществами на Равнине Пинг-Тонг. Поскольку на Равнине Пинг-Тонг сельскохозяйственная деятельность очень развита было решено оценить уязвимость ГВ применительно к нитратам как практически нейтральным ЗВ.

Качественная оценка уязвимости подземных вод

Качественная оценка уязвимости подземных вод к загрязнению нитратами на территории Равнины Пинг-Тонг проведена на основе метода DRASTIC. Для построения карт использована компьютерная программа ГИС

Результаты по методу DRASTIC показывают, что приблизительно 72% территории Равнины Пинг-Тонг имеют зоны с высокой (40%) и чрезвычайно высокой (32%) уязвимостью подземных вод, а 2% территории Равнины Пинг-Тонг находится в зоне низкой уязвимости подземных вод Зоны с чрезвычайно высокой уязвимостью подземных вод находятся в основном в предгорных областях Пиш-Тонг, где породы зоны аэрации представлены крупнообломочными отложениями. Количественная оценка уязвимости подземных вод

Количественная оценка степени защищенности ГВ от нейтральных загрязняющих веществ (ЗВ) на примере нитратов проводилась на основе определения времени достижения ЗВ уровня ГВ. Количественные оценки защищенности ЗВ от загрязнения различными ЗВ (несорбируемыми и сорбируемыми породами) широко применяются специалистами в России и странах СНГ.

Расчеты времени достижения ЗВ уровня грунтовых вод с учетом эффективной пористости и инфильтрационного питания как факторов непосредственно влияющих на скорость проникновения ЗВ, выполнены по уравнению:

T = (2)

где, Т - время (сут), п0 - активная пористость (безразмерная), М - мощность зоны аэрации (метры), W - величина инфильтрационного питания (м/сут), К - коэффициент фильтрации (м/сут).

Для количественной оценки уязвимости ГВ и загрязнению любыми ЗВ необходимо построит карту защитной зоны, на которой должны быть выделены типовые расчетные участки с определенными литологическим строением почв и зоны аэрации и глубинами залегания ГВ Поэтому были проанализированы путем совмещения карт' строение почв и зоны аэрации и глубины залегания ГВ. В качестве промежуточных карт использовались соответствующие карты (карты состава пород и мощности зоны аэрации, почв) полученные автором в системе DRASTIC.

На рис 1 показан процесс совмещения трех карт и конечный результат совмещения различных характеристик для Равнины Пинг-Тонг. Карта защитной зоны дает не только базу для расчета времени добегания до уровня ГВ, а также может быть использована в дальнейшем для оценки уязвимости подземных вод к любому виду ЗВ.

Расчеты и районирование по времени проникновения ЗВ показывают, что в зоне, где существуют слабопроницаемые слои с мощностью более чем 3 метра, время проникновения нейтральных ЗВ до уровня грунтовых вод превышает 5 лет. Расчеты по данным скважин показали, что время проникновения ЗВ на Равнине Пинг-Тонг колеблется от значений меньше месяца до более 10 лет. В некоторых скважинах наличие слабопроницаемых слоев в значительной степени увеличивает время проникновения ЗВ При градации <50 суток, 50-100 суток, 100-200 суток, 200-400 суток, >400 суток, обнаруживается определенные закономерности, обусловленные условиям формирования аллювиальных конусов выноса (рис 2).

В зоне очень высокой уязвимости, где время проникновения меньше 50 суток, состав пород представлен крупнообломочными породами и величины питания подземных вод в этих зонах составляет до 40% атмосферных осадков Глубина залегания ГВ составляет от 20-40 метров. Породы зоны высокой уязвимости (50-100 суток) представлены крупнозернистыми и среднезернистыми породами Глубина залегания ГВ этой зоны варьирует от 20 до 30 м Зона средней уязвимости (100-200 суток) выделяется в предгорных районах около берега Равнины Пинг-Тонг и занимает небольшую часть Равнины. Мощность зоны аэрации в этой зоне небольшая и состав пород представлен гравием. Зона низкой уязвимости (200-400 суток) находится в центре Равнины в районе бассейна реки Као-пинг Состав пород этой зоны представлен песками и питание подземных вод составляет

а) карта состава почв

б) карта гублины залегания грунтовых вод

в) карта состава пород зоны аэрации

г) карта защитной зоны, полученная яутем совмещения карт а,б,в. (цифрами обозначены участки с одинаковыми характеристиками состава почв, глубины залегания грунтовых вод, я состава пород зоны аэрации.)

Рис 1. Процесс совмещения аналитических карт

примерно 15% атмосферных осадков. Мощность зоны аэрации колеблется от 5-10 м Зона с самой низкой уязвимостью (>400 суток) находится в илистыми песками и питание подземных вод практически отсутствует в некоторых участках. Уровень залегания ГВ составляет 0 - 10 м.

Распределение питания подземных вод на Равнине значительно влияет на степень уязвимости подземных вод. Большие величины питания подземных вод в предгорных зонах вызывают ускорение проникновения ЗВ, и при этом наблюдается уменьшение времени проникновения ЗВ в этих зонах На побережье моря в переделах Равнины Пинг-Тонг, наблюдается оседание поверхностной земли и интрузия морских вод, которые свидетельствуют о том, что в этой области питание подземных вод практически отсутствует При этом время достижения ЗВ уровня ГВ - большое, и уязвимость - низкая.

Закономерности в формировании аллювиальных конусов выноса исследуемой территории определяют и интенсивность питания подземных вод, и степень уязвимости подземных вод. Состав пород на Равнине Пинг-Тонг изменяется на основании формирования аллювиальных конусов выноса Это отражается на геологической карте Равнины Пинг-Тонг, где четко наблюдается постепенное изменение состава пород от предгорья до побережья. Водопропускающая способность гравия намного выше водопропускающей способности илистых песок, и это отражено в расчетах, где видно, что время проникновения ЗВ в илистых породах во много раз больше времени проникновения ЗВ в гравии

Полученная карта защищенности ГВ от загрязнения нейтральными ЗВ (в данном случае нитратами) (рис 2) с учетом принятых категорий уязвимости показывает, что на большей части Равнины Пинг-Тонг грунтовые воды сильно уязвимы к данному виду ЗВ. Комбинированный подход

Хотя метод DRASTIC предусматривает оценку влияния зоны аэрации на уязвимость подземных вод, в этом методе не уделяется внимание слабопроницаемым слоям в зоне аэрации. В случае, когда в зоне аэрации выделяются четко выраженный слоистый разрез, наличие слабопроницаемых слоев можег существенно влиять на защитные свойства территории По сравнению с глинистыми породами вертикальная проводимость гравия превосходит во много раз вертикальную проводимость глин. В разрезе зоны аэрации можно различать слабопроницаемые слои и проницаемые слои. Слабопроницаемые слои состоят из глины и ила и в значительной степени определяют скорость достижения ЗВ уровня грунтовых вод

Таким образом, в комбинированном подходе использовались те же факторы метода DRASTIC, но с учетом структуры и строения разреза зоны

участки с семой высокой уязвимостью и большими ресурсами подземных вод

Е2

участей с высокой ужзвимостыо ■ большими ресурсами подземных вод

участка с самой высокой уязвимостью и минимальными ресурсами подземных вод

ED

участки с высокой ухзвкмостью я минимальными ресурсами

подземных вод

□

участки со средней уязвимостью и большими ресурсами подземных вод

О

участки с низкой уязвимостью и минимальными ресурсами подземных вод

а

участки со самой низкой уязвимостью и минимальными ресурсами подземных вод

п

Рис 2 Карта уязвимости подземных вод к загрязнению на основе расчетов времени проникновения загрязнителя с поверхности земли на уровень грунтовых вод (1 ■ 500000)

аэрации Поскольку в расчетах времени достижения ЗВ уровня грунтовых вод уже учитывалось питание подземных вод и мощность и строение зоны аэрации (выключающей строение почв), индекс уязвимости подземных вод определяется следующим образом. Индекс уязвимости = Ав + С„ 1в, где

А, - весовое значение состава водоносного горизонта по методу DRASTIC, С„ - весовое значение проводимости водоносного горизонта по методу DRASTIC;

1В- весовое значение времени достижения ЗВ уровня ГВ

Градация бального значения каждого фактора и градации уязвимости

рассмотрены в таблице 4.

Таблица 4

Градация бального значения каждого фактора и индекс уязвимости

комбинированного подхода

-------—----—■—-—-1

состав фильтрирующей среды

ранг ил

баял б

песок

песок/гравий

гравий проводимость ранг(м/суток)

1*2-28___

28-40 40-80 >80

балл _ 2

" 4" б " 8 10

время проникновения зв

ранг(сут)

>400

200-400

балл 4

100-200

50-100

<50

6 8 10

индекс уязвимости

степень балл

! низкая _ 11-15

средняя______15-19

высокая

19-22

очень высокая

22-28

На результирующей карте уязвимости подземных вод Равнины Пинг-Тонг (рис 3) распределение степени уязвимости подземных вод по данной территории в основном не отличается от результатов, полученных по методу DRASTIC, но в зонах, где присутствуют слабопроницаемые слои, наблюдается разница, выраженная на карте Области, которые являются самыми уязвимыми, находятся в аллювиальных конусах выноса Санти, где проходят реки JIao-нунг и Аи-лиау. Самые неуязвимые области наблюдаются

в зонах, где распространяются слабопроницаемые слои зоны аэрации В

. _ ---

_______________!

Рис 3. Карта уязвимости подземных вод к загрязнению по комбинированному методу (1.500000)

целом Равнина Пинг-Тонг имеет высокую уязвимость к загрязнению подземных вод. 56% территории Равнины Пинг-Тонг имеет высокую и самую высокую степень уязвимости. Только 20% территории Равнины Пинг-Тонг имеет хорошую защищенность.

Для проверки результатов, полученных с карты уязвимости, было

участки с самой высокой уязвимостью I ■ большими ресурсами ;

подземных вод '

ЕЗ |

участка с высокой уязвимостью а большими ресурсами подземных вод

участки с самой высокой уязвимостью н минимальными ресурсами подземных вод

В

участки с высокой уязвимостью и минимальными ресурсами подземных «од

участка со средней уязвимостью и минимальными ресурсами подземных вод

О

участки с низкой уязвимостью и минимальными ресурсами подземных вод

□

Рис 4. Совмещенная карта ресурсов подземных вод и их уязвимости к загрязнению Равнины Пинг-Тонг (итоговая)

проведено сравнение с результатами наблюдения концентрации нитратов по 45 скважинам Хотя по этим скважинам имеются данные наблюдений концентраций нитратов за 4 года (одно наблюдение в год или меньше), эти данные дают предварительную характеристику общего содержания нитратов в подземных водах на Равнине Пинг-Тонг. В нескольких областях на конусе выноса Санти и между реками Тонг-ганг и Аи-лиау концентрация нитратов достигает 5 мг/л и больше. Самые низкие концентрации нитратов наблюдаются на побережье и вдоль рек Као-пинг и Лао-нунг. Поскольку

концентрация нитратов в ГВ в значительной степени зависит от вносимой дозы удобрений для разного вида культур, использование этих данных затруднено при калибровке модели, но они могут быть использованы для обоснования содержания карты уязвимости подземных вод.

Результаты сравнения построенной карты уязвимости ГВ к загрязнению по предложенному нами комбинированному методу с данными фактического содержания нитратов, показывает хорошую сходимость фактических и расчетных данных Следовательно, предложенный нами комбинированный метод достаточно надежен и может быть рекомендирован для использования при аналогичных исследований

Выводы и рекомендации

1. Оценка защищенности ГВ от загрязнения, проведенная различными методами для изучаемой территории, показала, что грунтовые воды практически на всей территории высоко уязвимы к загрязнению нейтральными ЗВ, что необходимо учитывать при планировании производственной и сельскохозяйственной деятельности на Равнины Пинг-Тонг

2 Геологическое строение, гидрогеологические и метеорологические условия изучаемой территории обусловили неравномерность распределения областей с различной степенью уязвимости ГВ к загрязнению, что и отражено на картах уязвимости ГВ.

3 Хорошая степень достоверности оценки уязвимости ГВ подтверждается реальными наблюдениям за загрязнением нитратами ГВ на Равнине Пинг-Тонг.

4 Комбинированный метод оценки уязвимости ГВ к загрязнению, базирующийся на результатах качественных и количественных методов, является для данной территории наиболее достоверным

5. На Равнине Пинг-Тонг при сравнении карты уязвимости и ресурсов подземных вод видно, что зоны, где имеются обильные ресурсы подземных вод, являются уязвимыми к загрязнению. Зоны, которые не имеют больших ресурсов подземных вод, наоборот в меньше степени подвержены воздействию загрязнения (рис 4). Поскольку факторы, которые определяют распределение ресурсов и уязвимости подземных вод на Равнине Пинг-Тонг имеют одинаковые региональные закономерности, например, в зоне илистых пород степень уязвимости - низкая и ресурсы подземных вод - небольшие, а в зоне крупнообломочных пород степень уязвимости - высокая и ресурсы подземных вод - большие, можно сделать

вывод, что ттри проектировании водозаборов питьевых вод в предгорных районах на Равнине Пинг-Тонг необходимо проводить детальные определения времени проникновения различных видов ЗВ.

6 Лица, принимающие решения, могут использовать полученные результаты и карты для определения районов перспективных для широкого использования подземных вод для целей водоснабжения и орошения, в том числе выделить участки для постановки более детальных поисково-разведочных работ.

7 Карта уязвимости грунтовых вод к загрязнению характеризует чувствительность подземных вод к загрязнению в различных условиях их залегания и распространения. Эта карта может быть применена для разработки стратегий использования и защиты подземных вод в районах с различной природной их уязвимостью к загрязнению, в том числе служить гидрогеологическому обоснованию различных природоохранных мероприятий В результате такого процесса обосновывается конкретный выбор зоны, где необходимо проводить 2-ой этап оценки уязвимости подземных вод. 2-ой этап оценки уязвимости подземных вод заключается в оценке времени, в течение которого конкретный загрязнитель достигает уровня грунтовых вод.

Список публикаций по теме диссертации

1. Цао ХВ Особенности исследования устойчивого развития водных ресурсов // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. По 9, с 108-112 ВИНИТИ, 2003

2. By МЧ. , Чет ЧШ, Кау РЧ, Цао Х.В, Ценг Ч.М., Ли Ю П Оценка уязвимости подземных вод в регионах на основе составной модели -пример региона Пинг-Тонг, Тайвань. // Шестой международный конгресс ВОДА Экология и Технология ЭКВАТЭК-2004. С 223

3 Цао ХВ Regional Groundwater Vulnerability Assessment in Pmgtung Plain, Taiwan. // International Conference of Groundwater Vulnerability Assessment and Mapping, Poland 2004, ISBN 83-87431-60-5. p. 139

4 Цао ХВ Количественная оценка и картирование уязвимости грунтовых вод к загрязнению на Равнине Пинг-Тонг, Тайвань (Сдано в печать)

Подписано к печати 21.04.2005г. Формат 60x90 1/16 объем 1,5 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №82 Отпечатано ООО "Ново-пресс" Москва, Орликов пер., д.6

-80 15

РНБ Русский фонд

2006^4 4881

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Цао Хао-Вэй

Введение1.

Глава 1. Современные методы качественной оценки уязвимости подземных вод к загрязнению. 1.1 Общие положения; основные понятия и определения оценки уязвимости подземных вод.5.

1.2 Анализ методов оценки уязвимости подземных вод к загрязнению13.

Глава 2. Природные условия Равнины Пинг-Тонг

2.1 Физико-географические условия.35.

2.2 Основные водоносные горизонты.42.

Глава 3. Характеристики подземного стока и естественных ресурсов подземных

3.1 Количественная оценка модулей и коэффициентов естественных ресурсов46.

3.2 Ориентировочная оценка водного баланса на территории Равнины Пинг-Тонг58.

Глава 4. Разработка комбинированной модели оценки уязвимости подземных вод и ее применения на территории Пинг-Тонг.

4.1 Общее положение и специфика загрязнения нитратов74.

4.2 Оценка уязвимости подземных вод по методу DRASTIC

4.3 Оценка времени проникновения ЗВ до уровня ГВ

4.4 Оценка уязвимости подземных вод по комбинированному методу

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Региональная оценка ресурсов подземных вод и их защищенности от загрязнения на Равнине Пинг-Тонг, Тайвань"

Известно, что подземные воды играют большую роль в водообеспечении коммунального хозяйства. Чтобы с достаточной точностью оценить и определить перспективы использования подземных вод, необходимо проводить основательное гидрогеологическое исследование в интересующих нас районах. Это предполагает моделирование подземных потоков, питания и расходов в целом.

На Тайване в настоящее время увеличивается потребность в изучении подземных вод, так как интенсивная их эксплуатация влияет на окружающую среду. Однако только в последнее время начались исследования по оценке подземных вод в региональном масштабе. В предполагаемой диссертации анализируется район «Равнина Пинг-Тонг», где недавно были проведены исследования для определения перспектив управления подземными водами. В этих исследованиях проводились расчеты питания подземных вод с использованием методов баланса почвенной влагоемкости и массо-равновесия хлорида, с учетом различных элементов уравнения водного баланса. Кроме того, учитываются фильтрации из искусственных водоемов.

В данной диссертации проведен всесторонний анализ распространения подземных вод и стоков в районе исследуемой территории с помощью методов, разработанных в России. Эти методы делятся на четыре основные группы: гидродинамические, балансовые, гидрометрические, аналоговые. Причем каждый из них дополняет друг друга. Помимо этого, рассматривается уязвимость подземных вод к загрязнению в региональных масштабах. Таким образом, достигается практическое сравнение настоящих методов оценки с существующими. Важнейшие задачи, которые должны быть решены - это исследование интенсивности испарения и искусственного питания подземных вод от орошения.

В результате исследования предполагается усовершенствование методики региональной оценки естественных ресурсов и защищенности подземных вод применительно к гидрогеологическим и геологическим условиям Равнины Пинг-Тонг, и выявление участков, перспективных для проведения поисково-разведочных работ.

Цель и задачи работы. Целью данной работы является оценка защищенности грунтовых вод Равнины Пинг-Тонг от загрязнения.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Охарактеризовать природные условия формирования ресурсов подземных вод.

2. Изучить природные факторы защищенности грунтовых вод Равнины Пинг-Тонг.

3. Усовершенствовать методику оценки уязвимости подземных вод применительно к природным условиям Равнины Пинг-Тонг.

4. Провести качественную и количественную оценку уязвимости подземных вод на Равнине Пинг-Тонг.

5. Выделить районы, перспективные для использования подземных вод с точки зрения обеспеченности ресурсами и защищенности от загрязнения.

Фактический материал и методика исследования.

В основу данной работы положены результаты исследований совместного Тайваньско-российского проекта «Карты ресурсов подземных вод Тайваня». При выполнении работы использовались геологические и гидрогеологические данные, собранные Гидравлической Лабораторией Тайнана - Университет Ченг-гонг. Данные по геологическим разрезам получены по результатам проекта «Сеть мониторинга подземных вод». Основным объектом исследований были грунтовые воды водоносного горизонта Равнины Пинг-Тонг, сложенного песчаниками и гравием.

В работе также использованы литературные данные.

Методика обработки и интерпретации информации основана на анализе и использовании существующих методов оценки уязвимости подземных вод к загрязнению. Фактический материал обработан автором, в результате чего проведена оценка уязвимости подземных вод к загрязнению и построены карты защищенности подземных вод Равнины

Пинг-Тонг.

Научная новизна работы.

1. Проведена оценка уязвимости подземных вод к загрязнению различными методами; выполнены анализ достоинств и недостатков этих методов для региональных оценок.

2. Предложен новый способ оценки влияния зоны аэрации, и ее учет при оценке уязвимости методом DRASTIC.

3. Обоснован комбинированный подход к оценке уязвимости, основанный на семи факторах DRASTIC.

4. Выявлены особенности природной защищенности подземных вод Равнины Пинг-Тонг в зависимости от характеристик природных условий.

Практическая значимость работы.

Результаты выполненных исследований могут быть использованы для:

- рационального выбора безопасных мест для размещения водозаборных сооружений;

- обоснования планов размещения и развития крупных промышленных проектов по захоронению опасных отходов;

- обоснования базы данных для будущих исследований;

- гидрогеологического обоснования различных водоохранных мероприятий.

Защищаемые положения.

1. Метод оценки уязвимости подземных вод к загрязнению, применительно к исследуемой территории.

2. Выявление преимуществ и ограничений существующих методов региональной оценки защищенности подземных вод от загрязнения.

3. Количественная оценка времени проникновения загрязняющих веществ в подземные воды Равнины Пинг-Тонг

4. Рекомендации по учету защищенности подземных вод от загрязнения при обосновании водозаборных мероприятий и оценке перспектив использования подземных вод Равнины Пинг-Тонг.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научных семинарах Института водных проблем РАН, на семинарах Гидравлической лаборатории Тайнана (на Тайване) и на следующих конференциях: Groundwater Vulnerability Assessment and Mapping (Ustron, Poland 2004), Экватек 2004 (Москва, 2004).

По теме диссертации опубликованы 3 работы.

Структура работы

Диссертация содержит 118 страниц текста, состоит из введения, 4-х глав, заключения и выключает 14 таблиц, 37 рисунков и список литературы, состоящий из 103 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Цао Хао-Вэй

Заключение

Карта уязвимости подземных вод к загрязнению показывает нам чувствительность подземных вод к различным условиям их залегания. Эта карта может быть использована для разработки стратегий использования и защиты подземных вод в районах с различной природной уязвимостью. Сочетание этой карты с картой ресурсов подземных вод позволяет определить зоны, которые имеют значительные ресурсы подземных вод и в тоже время требуют более детальных исследований по их защищенности от загрязнения. В результате такого процесса обосновывается конкретный выбор зоны, где необходимо проводить 2-ой этап оценки уязвимости подземных вод. 2-ой этап оценки уязвимости подземных вод заключается в оценке времени, в течение которого загрязнитель достигает уровня грунтовых вод.

На Равнине Пинг-Тонг при сравнении карты уязвимости и ресурсов подземных вод видно, что зоны, где имеются обильные ресурсы подземных, являются уязвимыми к загрязнению. Зоны, которые не имеют большие ресурсы подземных вод, наоборот не подвержены воздействию загрязнения. Поскольку факторы, которые определяют режим ресурсов и уязвимости подземных вод на Равнине Пинг-Тонг имеют одинаковые закономерности, например в зоне илистых пород степень уязвимости - низкая и ресурсы подземных вод - небольшие, а в зоне крупнообломочных пород степень уязвимости -высокая и ресурсы подземных вод - большие, можно сделать вывод, что при строении водозаборных строений в предгорных районах на Равнине Пинг-Тонг необходимо проводить детальные расследования времени достижения различных видов ЗВ.

В зависимости от источников загрязнения оценки времени добегания ЗВ до уровня ГВ можно использовать для обоснования водозащитных мероприятий и дальнейших мероприятий по улучшению экологических условий Равнины Пинг-Тонг. При этом выделяются участки, которые являются перспективными для эксплуатации и уязвимыми к загрязнению. Эти участки показываются на карте (рис. 1). В основном эти участки имеют мощность зоны аэрации от 20-30 метров и сложены крупнообломочными породами. Наличие этих хорошо фильтрирующих пород и отсутствие глин означает, что там есть хорошее условие для формирования ресурсов подземных вод. Модуль подземного стока в этих участках оценивается в пределах 20 - 40 л/с*км2. Эти участки расположены в аллювиальных конусах выноса равнины недалеко от сброса Цао-цо. На Равнине Пинг-Тонг не существуют участки, где имеются большие ресурсы подземных вод и низкая степень уязвимости к загрязнению. Где подземные воды защищенные, ресурсы подземных вод небольшие.

В целом анализ влияния различных природных факторов на защитные свойства безнапорных водоносных горизонтов и формирование ресурсов подземных вод в безнапорном горизонте Равнины Пинг-Тонг позволяет делать вывод, что чем благоприятнее условие для формирования ресурсов подземных вод, чем выше уязвимости подземных вод к загрязнению.

На участках, где уязвимость и ресурсы подземных вод большие, рекомендируется проводить второй этап исследования. При более детальных исследованиях и сборе данных о сорбционных свойствах зоны аэрации зоны и водоносного горизонта и о миграционных параметрах, можно рассчитать время проникновения ЗВ. Исследование влияния загрязнителей зависит также от расположения конкретных загрязняющих объектов. В настоящее время существуют многие математические модели и компьютерные программы, например Modflow, СНЕМ, PATH, HydrogeoCHEM, которые могут быт использованы для этой задачи. участки с самой высокой уязвимостью и большими ресурсами подземных вод

Е2 участки с высокой уязвимостью и большими ресурсами подземных вод участки с самой высокой уязвимостью и минимальными ресурсами подземных вод

ЕЕ] участки с высокой уязвимостью и минимальными ресурсами подземных вод □ участки со средней уязвимостью и минимальными ресурсами подземных вод

ZD участки с низкой уязвимостью и минимальными ресурсами подземных вод О

О с=иг=

I 21,200 м

Рис. 1. Карта, где отражаются ресурсы и уязвимости подземных вод Равнины Пинг-Тонг.

В заключении нужно отметить, что региональная оценка и картирование защищенности подземных вод основаны на анализе и обработке только имеющихся геологических, гидрологических и гидрогеологических данных без проведения специальных дорогостоящих буровых, опытно-фильтрационных или лабораторных работ. Выбор метода оценки уязвимости подземных вод при этих условиях во многом определяется количеством имеющихся фактических данных. На Равнине Пинг-Тонг имеются детальные данные по ее геологическим строению и разрезам и на основе этого использовались методы, предложенные в данной работе.

Решение применить комбинированный метод для оценки уязвимости подземных вод основано на том, что качественные и количественные подходы к оценке уязвимости имеют свои недостатки и совместный подход может дать более обоснованную оценку уязвимости подземных вод. Результаты количественных методов, используемых в работе, показывают, что в зависимости от использованных уравнений расчеты времени проникновения ЗВ значительно отличаются. Поэтому нельзя использовать чисто результаты, полученные из математических уравнений, которые предполагают многие допущения в региональной оценке уязвимости подземных вод. Качественный метод оценки уязвимости подземных вод позволяет определить какую территорию лучше защищена от загрязнения на основе баллов, которые характеризуют степень влияния каждого фактора на защищенности данной территории. Этот подход - обычно применяется для оценки уязвимости в региональном масштабе, но часто вызывает критику, посязшенную выборам бальных значений каждого фактора.

Карта уязвимости подземных вод позволяет сравнить различные территории в отношении защищенности подземных вод от загрязнения и решить, где существует большая опасность для загрязнения скважин, эксплуатирующих подземную воду для водоснабжения, где в первую очередь необходимы водоохранные мероприятия. При совместном использовании карты уязвимости и ресурсов подземных вод можно выделить участки, на которых необходимо проводить более детальные полевые исследования. Этот процесс помогает специалистам решить какие районы требуют больше финансовым затратам для водоохранных и водозаборных мероприятий.

Результаты оценки уязвимости подземных вод на Равнине Пинг-Тонг показывают, что закономерности формирования аллювиальных конусов выноса равнины играют большую роль в определении условий защищенности этой территории. Эти закономерности сильно отражаются на карте уязвимости подземных вод Равнины Пинг-Тонг. Уязвимость подземных вод на Равнине постепенно уменьшается от предгорных районов до прибережных зон.

При сочетании карты уязвимости подземных вод с картой модули подземного стока можно делать следующее выводы:

1. Питание подземных вод в предгорных зонах значительно влияет на степень уязвимости подземных вод.

2. Закономерности в формировании аллювиальных конусов выноса исследуемой территории определяют и интенсивность питания подземных вод, и степень уязвимости подземных вод.

3. Необходимо организировать систему мониторинга за ГВ в предгорных зонах Равнины Пинг-Тонг. Необходимо проводить специальные геофильтрационные и геомиграционные исследования с целью определения параметров фильтрации и миграции ЗВ.

4. В дальнейших рекомендируется провести оценку уязвимости подземных вод по времени достижения ПДК для нитратов, как практически не сортируемого загрязнителя.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Цао Хао-Вэй, Москва

1. Арипов С.А. О миграции пестицидов в зоне аэрации и влияние их на загрязнение грунтовых вод//Гидрогеология ноосферы. Ташкент, 1976. Выпуск. 1. с. 42-48.

2. Белоусова А.П. Качество подземных вод, современные подходы к оценке. М.: Наука 2001 с. 339

3. Белоусова А.П. Основные принципы и рекомендации по оценке и картированию защищенности подземных вод от загрязнения. Водные ресурсы, 2003, том 33, №6, с. 667-677.

4. By М.Ч. , Чеиг Ч.Ш., Кау Р.Ч., Цао Х.В., Ценг Ч.М., JIu Ю.П. Оценка уязвимости подземных вод в регионах на основе составной модели пример региона Пинг-Тонг, Тайвань. // Шестой международный конгресс ВОДА: Экология и Технология ЭКВАТЭК-2004. С. 223.

5. Гольдберг В.М. Оценка условий защищенности подземных вод и построение карт защищенности // Гидрогеологические основы охраны подземных вод. М.: Недра, 1984. с. 171-177.

6. Данило Ж. Маркович. Социальная Экология. Изд-во «Российский Университет Дружбы народов», 1997.

7. Данилов-Данильян В.И., Лосев КС. Экологический вызов и устойчивое развитие. Изд-во, 2000.

8. Зекцер И.С. Подземные воды как компонент окружающей среды. М.: Научный мир 2001 с. 327.

9. Зекцер И.С. Сколько воды под землей? Изд-во «Знание» 1986.

10. Зекцер И.С., О.А. Каримова, Бужуоли Ж., Буччи М., Региональная оценка уязвимости пресных подземных вод: методологические аспекты и пратическое применение. Водные ресурсы, 2004, том 31, №6, с. 645-650.

11. Зелинский И.Л. и др. К методике оценки защищенности подземных вод от загрязнения // Тез. Докл. Всесоюзного совещания по подземным водам Востока СССР. Иркутск, 1988. с. 171-172.

12. Карагодина Н.В. Геологический аспект составлении региональных схем охраны природы // Тез. Докл. Первого Всесоюзного съезда инженеров-геологов, гидрогеологов и геокриологов. Киев, 1988.4.5. с. 62-63.

13. Мироненко В.А., Румынии В.Г. Оценка защитных свойств зоны аэрации // Инженерная геология. 1990. No. 2. с. 3-18.

14. Рогачевская Л.М. Современное состояние региональных исследований защищенности и уязвимости подземных вод к радионуклидному загрязнению // ВИНИТИ проблемы окружающей среды и природных ресурсов No.5,2001.

15. Шаманже Ж. Оценка защищенности грунтовых вод бассейна р. Бенуэ от загрязнения нитратами соединениями. Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. Обзорная информация. ВИНИТИ, выпуск No. 9, 2004 г. с. 80-88.

16. Шестаков В.М., Поздняков С.П. Геогидрология // ИКЦ «АКАДЕМКНИГА» 2003.

17. Штритер Е.Е. и Ахметьева Н.П. Protection of groundwater against nitrogen compound // ICHE-98, Германия, 1998, с. 112. (SD. 112-118).

18. Al-Zabet T. Evaluation of aquifer vulnerability to contamination potential using the DRASTIC method. DOI 10.1007/s00254-002-0645-5 Environmental Geology (2002) 43:203-208.

19. Anderson L.J. and E. Gosk. Applicability of vulnerability maps // Vulnerability of Soil and groundwater to pollutants. 1987 Proceedings and Information no. 38. p. 321-332.

20. Artuso, E, Oliveira, M.M., & Lobo Ferreira, J.P. (2002) "Assessment of Groundwater Vulnerability to Pollution using six different Methods: AVI, GOD, DRASTIC, SI, EPPNA and SINTACS. Application to the Evora Aquifer", LNEC, Rel. 184/02-GIAS, June 2002.

21. Arya L.M., Leij F.J., Shouse P. J., and Genuchten M. Relationship between the Hydraulic Conductivity Function and the Particle-Size Distribution. Soil Sci. Soc. Am. J. (1999) 63:1063-1070.

22. Bachmat Y., Collin M. Mapping to assess groundwater vulnerability to pollution // Vulnerability of Soil and groundwater to pollutants. 1987 Proceedings and Information no. 38. p. 297-306.

23. Bishop G.D., Church M.R., Aber J.D., Neilson R.P., Ollinger S.V., Daly C. A comparison of mapped estimates of long-term runoff in the northeast United States Journal of Hydrology 206(1998) 176-190.

24. Chang, C.C. Water Management and the Outlook for Water Adequacy in Taiwan's Agricultural Sector. Industry of Free China, Nov. 2001. p. 47-58.

25. Chen C. and Payne W.A. Measured and Modelled Unsaturated Hydraulic Conductivity of a Walla Walla Silt Loam Soil Sci. Soc. Am. J. (2001) 65:1385-1391.

26. Chen CJ, et al. Malignant neoplasms among residents of a blackfoot disease-endemic area in Taiwan: high-arsenic artesian well water and cancers. Cancer research, 1985, 45:5895-5899.

27. Chen X., Ни Q. Groundwater influences on soil moisture and surface evaporation Journal of Hydrology 297 (2004) 285-300

28. Chiang, C.J., Huang, C.C., Chen, J.E., The groundwater recharge areas of Pingtung Plain. Bulletin of the Central Geological Survey, (2002) No. 15, p. 17-47. (in Chinese)

29. Church M.R., Bishop G.D., Cassell D.L. Maps of regional evapotranspiration and runoff precipitation ratios in the northeast United States Journal of Hydrology 168 (1995) 283-298.

30. Civita M. (2003). Assessing and mapping groundwater vulnerability to contamination the Italian "combined" approach, Aquifer Vulnerability and Risk. Proceedings of the First International Workshop, May 28-30,2003, Salamanca, Mexico. Vol. 1. pp. 3-19.

31. Civita, M. (1994) Le carte della vulnerability degli acquiferi all'inquinamento. Studi sulla vulnerability degli acquiferi. Teoria & Pratica. Pitagora Editrice, Bologna, 325 pp.

32. Corniello A., Ducci D. and Monti G.M. Aquifer pollution vulnerability in the Sorrento peninsula, southern Italy, evaluated by SINTACS method Geofisica Internacional (2004), Vol. 43, Num. 4, pp. 575-581.

33. Doerfliger N. Jeannin P.J. and Zwahlen F. Water vulnerability assessment in karst environments: a new method of defining protection areas using a multi-attribute approach and GIS tools (EPIK method). Environmental Geology (1999) 39(2): 165-176.

34. Droogers P. & Allen R.G. Estimating reference evapotranspiration under inaccurate data conditions Irrigation and Drainage Systems 16: 33-45, 2002.

35. Fetter C. W. Applied Hydrogeology 2001 Prentice-Hall Inc., Upper Saddle River, N.J. pp.598

36. Foster S. Aquifer protection. Are the vulnerability maps a useful tool? Aquifer Vulnerability and Risk. Proceedings of the First International Workshop, May 28-30, 2003, Salamanca, Mexico. Vol. 1. pp. 325-338.

37. Freeze R.A. and Cherry J.A. Groundwater 1979 Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, NJ. pp.604

38. Genuchten, M.Th. Van. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Sci. Soc. Am. J. (1980) 44:892-898.

39. Gogu R.C. and Dassargues A. Current trends and future challenges in groundwater vulnerability assessment using overlay and index methods. Environmental Geology 39 (6) April 2000

40. Gogu R.C. and Dassargues A. Sensitivity analysis for the EPIK method of vulnerability assessment in a small karstic aquifer, southern Belgium. Hydrogeology Journal (2000) 8A 337-345.

41. Groundwater Resources Map of Taiwan Modulus of Groundwater Flow- Published by the Water Resources Agency, Ministry of Economic Affairs, in Taiwan 2003.

42. Holmes R.M. and Robertson G.W. A modulated soil moisture budget. March monthly weather review. 1959 pp. 101-105

43. Hsu S.K. Plan for a groundwater monitoring network in Taiwan. Hydrogeology Journal (1998) 6:405-415

44. Kim Y.J. & Hamm S. Y. Assessment of the potential for groundwater contamination using the DRASTIC/EGIS technique, Cheongju area, South Korea. Hydrogeology Journal (1999) 7:227-235.

45. Kondoh, A., Harto A.B., Eleonora R. and Kojiri T. Hydrological regions in monsoon Asia Hydrol. Process. (2004) vol. 18, 3147-3158.

46. Kuo, C.H. and Wang, C.H. The implication of the delineation on the hydrogeologic framework of the shallow Pingtung Plain aquifer. Western Pacific Earth Sciences, 2001 V.l, No.4, pp 459-472.

47. Le Grand, H. 1983. A standardized system for evaluating waste disposal sites. NWWA, Worthington, OH: 49 pp.

48. Leal J.A.R. and Castillo R.R. Aquifer vulnerability mapping in the Turbio river valley, Mexico: A validation study. Geoflsica Internacional (2003), Vol. 42, Num. 1, pp. 141-156.

49. Li G.C., Wong S.S. and Tsai M.C. Safety Evaluation and Regulatory Control of Pesticide Residues in Taiwan Journal of Food and Drug Analysis, Vol. 10, No. 4, 2002, Pages 269-277.

50. Lyon S. W., Walter M. Т., G'erard-Marchant P. andSteenhuis T.S. Using a topographic index to distribute variable source area runoff predicted with the SCS curve-number equation Hydrol. Process. 18, 2757-2771 (2004) DOI: 10.1002/hyp.l494.

51. Maidment, David R. and Reed, Seann M. Water Balance of Africa Exercises on GIS in Water Resources for Africa FAO/UNESCO.

52. Margat J., Suais-Parascandola M.F. Mapping the vulnerability of groundwater to pollution. Some lessons of experience in France // Vulnerability of Soil and groundwater to pollutants. 1987 Proceedings and Information no. 38. p .433-436.

53. Махе L. and Johansson P. Assessing groundwater vulnerability using travel time and specific surface area as indicators. Hydrogeology Journal (1998) 6:441—449

54. Methods of Rating Unsaturated Zone and Watershed Characteristics of Public Water Supplies in North Carolina U.S. GEOLOGICAL SURVEY Water-Resources Investigations Report 99—4283

55. Moges, S.A., Katambara, Z. and Bashar, K. Decision Support System for Estimation of Potential Evapotranspiration in Pangani Basin 3rd WaterNet/Warfsa Symposium 'Water Demand Management for Sustainable Development1, Dar es Salaam, 30-31 October 2002.

56. NRC, 1993. Groundwater vulnerability assessment; contamination potential under conditions of uncertainty. National Academy Press (Washington DC-USA) 198pp.

57. Poianil K.A., Bedford B.L. and Merrid M.D. A GIS-based index for relating landscape characteristics to potential nitrogen leaching to wetlands Landscape Ecology vol. 11 no. 4 pp 237-255 (1996)

58. Scanlon B.R. and Goldsmith R.S. Field study of spatial variability in unsaturated flow beneath and adjacent to playas. Water Resources Research 1997, vol. 33, No. 10, pp. 22392252.

59. Scanlon BR, Healy RW, Cook PG. Choosing appropriate techniques for quantifying groundwater recharge. Hydrogeo J.(2002) DOI 10.1007/s 10040-001-0176-2.

60. Scanlon, B. R., and Goldsmith, R. S., 1997, Field study of spatial variability in unsaturated flow beneath and adjacent to playas: Water Resources Research, v. 33, no. 10, p. 2239-2252.

61. Schaap M.G. andLeij F.J. Improved Prediction of Unsaturated Hydraulic Conductivity with the Mualem-van Genuchten Model. Soil Sci. Soc. Am. J. (2000) 64:843-851.

62. Schoups G. and Hopmans J. W. Analytical Model for Vadose Zone Solute Transport with Root Water and Solute Uptake Vadose Zone Journal 1:158-171 (2002).

63. Sophocleous M. From safe yield to sustainable development of water resources—the Kansas experience. Journal of Hydrology 235 (2000) 27-43.

64. Sophocleous, Marios. Interactions between groundwater and surface water: the state of science. Hydrogeology Journal (2002) 10:52-67.

65. Snow J. On the mode of communication of cholera// London Medical Gazette XLIV. — 1849.-p. 730-732.

66. Sun H. Estimating The Fate of Precipitation From Stream Discharge:A Case Study in New Jersey Bull. N.J. Acad. Sci. (2004), 49(2), pp. 9-15.

67. Taiwan Groundwater Observation Network-Final Report for first research term (hydrogeological conditions of Pingtung Plain). Central Geological Survey, 2002.(in Chinese)

68. Thornthwaite, C. W. An approach toward a rational classification of climate. Geographic Review (1948) 38:55-94

69. Ting C.S., Kerh T.F., Liao C.J. Estimation of groundwater recharge using the chloride mass-balance method, Pingtung Plain, Taiwan. Hydrogeology Journal (1998) 6:282-292

70. Ting, Cheh-Shyh. 1997. Groundwater Resources Evaluation and Management for Pingtung Plain, Taiwan. Amsterdam: Free University, pp. 199.

71. Tsai C.C., Chen Z.S., Duh C.T. and Horng F.W. Prediction of Soil Depth Using a Soil-Landscape Regression Model: a Case Study on Forest Soils in Southern Taiwan. Proc. Natl. Sci. Counc. ROC(B) Vol. 25, No. 1, 2001. pp. 34-39

72. Van Stempvoort, D., Ewert, L. & Wassenaar, L. (1993), Aquifer Vulnerability Index: A GIS compatible method for groundwater vulnerability mapping. Canadian Water Resources Journal. Vo. 18, No. 1, pp.25-37.

73. Voigt H.J., Heinkele Т., Jahnke C. and Wolter R. Characterization of groundwater vulnerability to fulfill requirements of the water framework directive of the European Union. Geofisica Internacional (2004), Vol. 43, Num. 4, pp. 567-574

74. Voigt, Hans-Jiirgen; Heinkele, Thomas; Jahnake, Christoph; Wolter, Riidiger. (2003). Characterization of Groundwater Vulnerability. Aquifer Vulnerability and Risk. First International Workshop, May 28-30, 2003, Salamanca, Mexico. Vol. 2. pp. 189-201.

75. Vorosmarty C.J., Federer C.A., Schloss A.L., Potential evaporation functions compared on US watersheds: Possible implications for the global scale water balance and terrestrial ecosystem modeling. Journal of Hydrology 207 (1998) pp/ 147 169.

76. Vrba J., Zaporozec A. Guidebook on Mapping Groundwater Vulnerability. Int. Association of Hydrogeologists.1994. Hannover, Heise. Vol.16

77. Wang C. Deterioration of groundwater quality in the coastal Pingtung Plain, southern Taiwan // Impacts of Urban Growth on Surface Water and Groundwater Quality. 1999. Proceedings of IUGG 99 Symposium HS5. IAHS Publ. No. 259, 1999.

78. Wang C.H. and Liu C. Dissipation of Organochlorine Insecticide Residues in the Environment of Taiwan, 1973-1999 Journal of Food and Drug Analysis, (2000) Vol. 8, No. 3.

79. Water Resources Bureau, (1998) Hydrologic yearbook of Taiwan. Ministry of Economic Affairs, Taipei, Taiwan.

80. Welsch D.L., Kroll C. N., McDonnell J.J. and Burns D.A. Topographic controls on the chemistry of subsurface stormflow Hydrol. Process. 15, 1925-1938 (2001) DOI: 10.1002/hyp.247

81. Wosten, Henk; Nemes, Attila; Pachepsky, Yakov; Rawls, Walter and Zeiliguer, Anatole. Translating available basic soil data into missing soil hydraulic characteristics. 17th WCSS, 14-21 August 2002 Thailand.

82. Wu M.C., King S.H., Zektser I.S., Dzhamalov R.G., Kao R.C., Cheng C.L, Chen C.K. & Chen C.K, 2002, Inventory of the regional natural groundwater resources in Pingtung region of southern Taiwan, IAH Australia Conference, Юр.

83. Wu M.C.; Cheng C.L. & Shih KM. 1996, Paleofluminolobic Settings and Artesian Aquifer Within Pingtung Alluvial Plain A Preliminary Study, 1996 Annual Meeting, Geological Society of China, pp. 93-97. (In Chinese)

84. Wu M.C.; Cheng C.L. Chen C.K. & Chen C.K, 2001, Preliminary Discussion for Regional Lateral Recharge Assessment of Pingtung Plain, The 4th Conference for Protection of Groundwater Resources and Water Quality, pp. 217-222. (In Chinese)

85. Zektser Igor S., Pozdniakov Sergey P., Szpakiewicz Michael andRogachevskaya Liliya M. Regional assessment of groundwater vulnerability in the Snake river plain aquifer basin, USA Geofisica Intemacional (2004), Vol. 43, Num. 4, pp. 697-705.

86. Zhang R„ Hamerlinck J.D., Gloss S.P. and Munn L. Determination of Nonpoint-Source Pollution Using GIS and Numerical Models Journal of Environmental Quality (1996) 25(3):411-418.

87. Zhou Y.X., Ting C.S., Liu C.W. Design of groundwater monitoring networks with case ■f study of Pingtung Plain, Taiwan. Taiwan, Wu-Nan book inc. pp. 117.