У наш час ми все більше і більше чуємо про остаточність води. Ми чуємо, але не розуміємо, бо для нас - людей, які живуть у Карпато-Паннонській області - природно, що коли ми відкриваємо кран, завжди є чиста і здорова вода. ЗМІ, звичайно, приносять славу з далеких країн, із сухішого клімату, що мільйони дітей не можуть ходити до школи, тому що вони повинні щодня нести питну воду своїм сім'ям. Ми чуємо, але не розуміємо. Проте наближається період, коли найбільша битва - це не нафта чи золото, а чиста і здорова питна вода, майбутнє «блакитне золото».


Поняття про прибережну фільтрацію


Поняття прибережної фільтрації розглядається в літературі в дуже широких рамках. Різні автори пристосовують цей вид водопостачання до різних умов. Однак усі сходяться на думці, що система фільтрації води вважається водопостачанням, якщо невелика кількість (зазвичай не менше 50%) води, що міститься в ній, може бути отримана з джерела, води чи джерела води. (Фігура 1) (Рей та ін., 2003b). У випадку виробництва прибережної фільтраційної води ми в основному використовуємо поверхневі води, лише водоносні горизонти, що контактують з ними, напр. гравій, гравійний пісок або відфільтрований піском (Ray et al., 2003a). Звідси і назва «прибережна фільтрація». В результаті виробництва води вода тече з річки в геологічному середовищі до виробника. Цей штучно створений градієнт є фактичним фактором очищення, оскільки він, крім якості геологічного середовища, визначає швидкість потоку, тобто тривалість фільтрації.

Процеси очищення води, що відбуваються при прибережній фільтрації, можна розділити на чотири групи: гідродинамічні (шляхом охолодження), механічні (природна фільтрація), біологічні (розкладання), фізико-хімічні, розкладаються, фізико-хімічні (сорбція), сорбція, сорбція., 2003а). Ці процеси частково або повністю видаляють з потоку органічні та неорганічні забруднення, а також мікробіологічні забруднення (Ray et al., 2003b). Коли річка доходить до виробника, вона повністю або частково очищається. Чиста вода вимагає лише дезінфекції і може потрапляти у водопровідну мережу. Ця дезінфекція також потрібна в основному завдяки розгалуженій мережі. Якщо вода все ще непридатна для споживання людиною, її використовуватимуть для очищення води. Однак очищення цієї води, очищеної наземною фільтрацією, є простішим, економічнішим та швидшим, ніж очищення необробленої водопровідної води (Jaramillo, 2012). Ефективність фільтрації залежить від якості рідини та геологічного середовища, оскільки очищення проводиться лише у тому випадку, якщо у водоносному шарі немає домішок або присутня в концентрації, меншій ніж річка. Якість фільтрованої води, яка видобувається із свердловин, буде кращою, ніж у вихідної річки.

Вироблена вода являє собою суміш води під вихідною поверхнею (задній шар) і поверхневої води (вода). Щодо прибережних відфільтрованих водойм, важливо знати частку води, що виробляється з річки та затоків. Система чутлива до забруднення підземних вод, тому у випадку свердловин метою повинно бути якомога менша частка затоплених вод (Deбk et al., 1992).

У процесі наземної фільтрації, тобто з точки зору очисної здатності, одиниця товщини в кілька сантиметрів контактує з водою гравійної тераси під руслом річки, яка становить кілька сантиметрів. Ця одиниця називається потрійним шаром. Його пояснення можна пояснити тим, що рідина транспортує зважені речовини. Цей дрібний матеріал впадає в пористий об’єм під час витоку води в геологічне середовище, але він може проникнути в нього лише незначною мірою (Hubbs, 2006). Властивість третинного шару, що біотехнічна фільтрація проходить через нього, є перевагою. Слід зазначити, однак, що шар має дуже високий опір, тому він значно зменшує швидкість накачування води. Це може згубно позначитися на подачі води в колодязі. Отже, у деяких випадках може знадобитися регулярне прибирання верхнього шару ліжка, тобто послаблення третього шару (Hubbs, 2006). Необхідно розробити потужність набережних фільтраційних свердловин відповідно до можливості утворення третинного шару, але надмірного скидання зваженої речовини (уникання третинного шару).


Міжнародний світогляд


Перший наземний фільтраційний басейн розпочав видобуток у 1810 р. Вздовж річки Клайд (Водний завод Глазго, Великобританія). До середини XIX століття його застосовували в багатьох районах Європи, а згодом і в багатьох частинах світу. Це вже дуже поширена форма успіху. Серед користувачів є майже кожна країна Північної та Південної Америки. В Африці цей тип водної основи описаний лише вздовж Ннесу, тоді як в Австралії та Океанії він згадується лише в літературі. В Азії проводяться численні дослідження, головним чином у великих країнах (Кна, Індія), з метою побудови прибережних фільтрованих водних баз для покриття зростаючих потреб суспільства у воді. У деяких випадках, наприклад вздовж деяких забруднених річок в Азії, якість видобутої води все ще залишається низькою якістю навіть після прибережної фільтрації, але вона однозначно чистіша за сиру воду, тому є більш ефективною та дешевою. Ось чому ця технологія може бути застосована до значної частини світу, яка може пройти довгий шлях до задоволення повсюдних потреб води у країнах, що розвиваються.

Більшість країн Європи використовують прибережні фільтрати. У Швейцарії цей тип водойм є найважливішим, він охоплює 80% мережевих вод. У Франції 50% магістральної води, у Фінляндії 48%, у Німеччині 16%, у Нідерландах лише 7% забезпечується береговою фільтрацією (Jaramillo, 2012).


Угорщина


У 1865 р. Анталь Бюргермайстер висловив наступне: «Вода Дунаю, очищена шарами каменю, завжди до наших послуг у найбільшій кількості». Ця ідея стала першим фундаментом для експлуатації прибережної фільтруючої води в Будапешті. За цією заявою пішов акт менш ніж через три роки, на основі планів англійського інженера Вільяма Ліндлі, з боку Пешта було побудовано тимчасову водогін, а під час роботи Яноша Вайна будівництво остаточної водогону розпочато 18 жовтня. Будівництво водних об'єктів на острові Сентендре розпочалось у 1899 р. (Kбrolyi - Tolnai, 2008). На той час все більше і більше європейських країн, таких як Німеччина, починаючи з 1870 р., Побудували систему фільтрації води, засновану на прибережній фільтрації.

Сьогодні в Угорщині 40% населення; Близько чотирьох мільйонів людей задовольняють свої щоденні потреби у воді з прибережних басейнів фільтрації. 75% наших далеких водних баз - це внутрішня фільтрація, тобто вони також відіграватимуть важливу роль у майбутньому управлінні водними запасами. Більшість питної води виробляється вздовж Дунаю, але й інші типи питної води можна знайти вздовж нашої річки, наприклад, Муреш. Найбільші водоносні горизонти, що діють в Угорщині на острові Сентендре, можна знайти на острові Сентендре, найбільшому дальній водоносний горизонт в архіпелазі.


Значення ізотопів навколишнього середовища


Індикатори, походження яких можна віднести до природних впливів на довкілля, відіграють все більшу роль у вирішенні сьогоднішніх гідрогеологічних проблем. Серед них ізотип кисню та відношення ізотопу водню (δ 18 O та δ 2 H відповідно) та концентрація тритію (3 H) використовувались у найширшому діапазоні. Ці ізотопи називаються консервативними індикаторами, оскільки їх можна вбудувати в молекулу води, щоб отримати інформацію безпосередньо з потоку води.

В Інституті астрономії та наук про Землю Угорської академії наук ми роками проводимо дослідження в Інституті геології та геохімії з метою кращого пізнання прибережних басейнів фільтрації. В ході наших досліджень ми використовуємо представлені вище стабільні та радіоактивні ізотопи для побудови водних моделей та вдосконалення існуючих. У воді свердловин, що досліджувались на острові Сентендре, визначали стабільний склад ізотипу кисню та водню (Kármn et al., 2013). Тут система швидко змінюється і є динамічною, оскільки річка досягає свердловин за кілька тижнів або місяців. Концентрацію тритію вивчали в свердловинах в районі Сігеткез

mйrtьnk (Kábrn - Debk, 2012). У цій місцевості свердловини можуть бути розташовані в декількох десятках кілометрів від річки, тому час витоку склав кілька років (Balderer et al., 2004).

Моделювання чорної скриньки


Найчастіше застосовуваний метод вилучення ізотопних даних - це ваш. застосування моделі дисперсійного згрупованого параметра (Maloszewski et al., 1983, 2002; Stichler et al., 1986, 2008). Цю модель можна охарактеризувати як чорний ящик. Ізотопний склад води, що стікає по свердловині з річки через геологічне середовище, поглинається різними в часі значеннями концентрацій, а під час течії води диспергується в геологічному середовищі завдяки своїй дисперсійній концентрації. Цю змінену концентрацію води можна змішувати з місцевою фоновою водою, що змінює склад. Суміш води і зворотних вод дає воду, що видобувається в двох, тобто значення концентрації води утворюються в результаті змішування цих двох компонентів. Значення концентрації, визначені під час відбору проб виробника, порівнюються з вихідними значеннями моделі з фіксованим параметром, так що моделювання може бути перевірено та результати моделі можуть бути уточнені.

Згідно з літературою, цей метод успішно застосовується в кількох областях, але протягом дуже коротких і десятиліть часу витоків. В ході нашої роботи ми змогли випробувати ці екстремальні ситуації на угорських територіях. У районі острова Сентендре з коротким часом витоку ми надали особливе застосування моделі, запустивши метод із декількома етапами, а в районі архіпелагу довели, що метод застосовувався протягом декількох десятиліть.


Острів Сентендре


Будапешт отримує значну частину свого водопостачання з вод прибережних фільтруючих свердловин на острові Сентендре. Для забезпечення безпечної експлуатації свердловин, особливо для оцінки впливу можливого забруднення Дунаю, надзвичайно важливо знати час досягнення води Дунаю та помутніння забруднюючих речовин. В ході нашої роботи ми проводили дуже часті проби з чотирьох проб на тиждень, а потім проводили щоденні відбір проб води Дунаю, і чотири проби води відбирали щотижня з острова Сентендре. Вимірювали склад ізотипу кисню зразків. Виміряні дані порівнювали з часовими рядами δ18O, розрахованими на основі моделі параметрів, що стосуються крапельниці. 1 За допомогою оглядових колодязів було також охарактеризовано затоки.

Потужність виробників протягом зазначеного періоду не змінювалась, але водопостачання Дунаю. Для того, щоб мати змогу проводити точні модельні розрахунки для обґрунтування змін умов навколишнього середовища, ми розділили досліджуваний період на три частини, щоб адаптуватися до змін у водопостачанні Дунаю (Kármn et al., 2013). Ми дослідили низький рівень (2) Протягом досліджуваного періоду склад кисню Дунаю змінювався паралельно водопостачанню Дунаю, до води Дунаю додано більше талої води з Альп, що підштовхнуло значення середнього кисневий ізотопний склад Дунаю у негативний напрямок, забезпечуючи тим самим добре виявляється ізотоп. (Малюнок 2). Моделювання було можливим лише тоді, коли у воді Дунаю був чітко вимірюваний негативний сигнал. Тому ми не могли використовувати метод у випадку низької води. Однак у випадку середньої та високої води можна було розрахувати як час витоку, так і дисперсію під час серії витоків. У випадку середньої води вода Дунаю досягла до видобувної свердловини за дванадцять-чотирнадцять днів, а частина води Дунаю

Виробництво становило 60%. У разі високої води ми отримуємо час витоку від шести до восьми днів і води виробника

95% походить від Данбуба.

Ці розрахунки показують, що ці прибережні фільтруючі свердловини, розташовані надзвичайно близько до річки (50-200 м), реагують набагато швидше та більшою мірою на зміни у водопостачанні Дунаю, ніж раніше.


У районі Сігеткоза моделювання, представлене вище, проводили за допомогою концентрацій тритію (Kábrn - Deák, 2012). Концентрація тритію у водах Дунаю була найвищою в 1963 р., Коли в усьому світі проводились експерименти з водневою бомбою. Під час цих експериментів концентрація тритію в атмосфері зросла, внаслідок чого також змінився склад опадів і річок. Цей змінений склад води можна добре простежити в лінії витоку під поверхнею. Концентрації тритію в свердловинах в районі кілька разів вимірював Йозеф Дебк. Результати цих вимірювань використовувались для моделювання.

В процесі моделювання ми змогли описати, як змінюється тривалість часу витоку та ділянка води Дунаю вздовж шляху течії, коли вона віддаляється від Дунаю (Karmrn - Debk, 2012). Колодязі досягли максимуму в колодязях поблизу Дунаю, а згодом і у фонтанах; під час витоку (Малюнок 3). Частина води Дунаю зменшувалась у міру віддалення від Дунаю, вода під поверхнею змішувалася з кількістю виробленої води.

Отримані результати сприяють більш точному розумінню поточної системи водотоків, так що як тільки будуть використані водні бази на великі відстані, ми матимемо точні знання про всю територію. Водночас він звертає увагу на надзвичайну важливість охорони території, оскільки забруднюючі речовини, які зараз спричинені, можуть поставити під загрозу майбутнє використання водних басейнів.


Висновки


Експлуатація природної системи прибережної фільтрації є широко використовуваною у світі формою виробництва води. В Угорщині вона має особливо велику історію, і прибережна фільтрація також має велике значення для майбутнього управління водоносним шаром. Ви можете отримати чисту або очищену воду з вашою допомогою. Подальше очищення попередньо очищеної води відбувається швидше та економічніше, ніж безпосереднє очищення поверхневих вод. Забруднення та зміна клімату створюють нові виклики для нас. Сучасні методи (наприклад, тести на ізотопи) можуть допомогти вирішити проблеми забруднення води, що також може сприяти безпечному та економічному розведенню на міжнародному рівні.


Ключові слова: прибережна фільтрація, Дунай

Balderer, Werner P. - Synal, H. A. - Deбk J. (2004): Застосування методу хлору-36 для розмежування підземних вод, що поповнюються у великих річкових системах: Приклад річки Дунай у Західній Угорщині (район Сігеткоз). Екологічна геологія. 46, 755–762. • WEBCНM

Йозеф Дебк - Е. Гертеленді - М. Свєгес - З. Баркучі (1992): Походження вод партизанських свердловин - концентрація тритію та використання їх ізотопів кисню в їх гідрологічному процесі. 72, 204–210. • WEBCНM

Хаббс, Стівен А. (2006): Зміни гідравлічної провідності русла та питомої потужності в Луїсвіллі. У: Хаббс, С. А. (за ред.): Гідрологія фільтрації берега річки, вплив на потужність системи та якість води. Спрінгер, 199–220. • WEBCНM

Харамільо, Марсела (2012): Фільтрація на березі річки: ефективна та економічна технологія очищення питної води. Діна. 79, 171, 148–157. Медельїн, лютий 2012. ISSN 0012-7353 • WEBCНM

Krisztina Kábrm - József Deák (2012): Дослідження системи стратифікованих водних потоків Szigetkzz на основі моделювання тритієм. XIX. Конференція з питань поверхневих вод, Реферат. 20. • WEBCНM

Krisztina Kбrmá - Maloszewski, P. - Deбk J. - Furius I. - Szabу Cs. (2013): Визначення часу транзиту у фільтрованій системі берега річки за даними ізотопних даних кисню за допомогою моделі параметризованих параметрів. Журнал гідрологічних наук. DOI: 10.1080/02626667. 2013808345 • WEBCНM

Андраш Кбролі - Бела Толнай (2008): VНZ-RAJZ. 140 років на службі в столиці. Fхvбrosi Vнzmыvek Zrt., Bp. • WEBCНM

Maloszewski, Piotr - Rauert, W. - Stichler, W. - Herrmann, A. (1983): Застосування моделей потоків в альпійському водозборі з використанням даних тритію та дейтерію. Журнал гідрології. 66, 319–330. • WEBCНM

Maloszewski, Piotr - Stichler, W. - Zuber, A. - Rank, D. (2002): Ідентифікація потокових систем у пористому водоносному шарі, що має тріщину в Карсті, Шнілпе, Австрія, шляхом моделювання екологічних ізотопів 18O та 3H. Журнал гідрології. 256, 48–59. DOI: 10.1016/S0022-1694 (01) 00526-1

Рей, Чіттаранджан - Мелін, Г. - Лінський, Б. Р. (2003a): Вступ. У: Рей, Читтаранджан - Мелін, Г. - Лінський, Б. Р. (ред.): Фільтрація берегів річок, поліпшення якості джерела-води. Клювер, Лондон, 1–15. • WEBCНM

Рей, Чіттаранджан - Мелін, Г. - Лінський, Б. Р. (2003b): Глосарій. У: Рей, Читтаранджан - Мелін, Г. - Лінський, Б. Р. (ред.): Фільтрація берегів річок, поліпшення якості джерела води. Клювер, Лондон, 335–353. • WEBCНM

Рей, Читтаранджан - Проммер, Хеннінг (2006): Імітація потоку та хімічного транспорту, що викликається засміченням, у системі фільтрації на березі річки. В: Хаббс, С. А. (за ред.): Гідрологія фільтрації на березі річки, вплив на потужність системи та якість води. Спрінгер, 155–177 • WEBCНM

Штіхлер, Віллібальд - Малошевський, П. - Мозер, Х. (1986): Моделювання інфільтрації річкової води з використанням даних кисню-18. Журнал гідрології. 83, 355–365. • http://tinyurl.hu/do3e/
Штіхлер, Віллібальд - Малошевський, П. - Бертлефф, Б. - Ватцел, Р. (2008): Використання екологічних ізотопів для визначення зони захоплення питного водопостачання, розташованого біля озера земснаряд. Журнал гідрології. 362, 220–233. • WEBCНM

Сарка Ласлу (2008): Підземні води, заповідники спраглої планети? Geo-Fifika, Навчальний буклет про науку про Землю 14., Hillebrand Nyomda Kft., Sopron

LBBNOTES

1 За визначенням:
δ 18 O = ([18 O/16 Ominta]/[18 O/16 Ostandard] - 1) Ч1000.

2 мБф: для середнього рівня води Балтійського моря як середнього
в метрах над рівнем моря.

наука

1. ббра • Спрощений контур прибережної системи фільтрації (за Рей та ін., 2003а)

Малюнок 2 • Рівень води в Дунаї та еволюція складу ізотипу кисню у виробничому комплексі, затоках, опадах, Дунаї та моделювання острова Сентендре


3. ббра • Час витоку свердловин в районі Сігеткьоз вздовж потоку