Безнапорные, напорные и субнапорные пласты.

Безнапорные воды- воды в пластах ГП со свободной поверхностью, давление на которую равно атмосферному. В режиме безнапорных ПВ решающее влияние имеет гравитационная водоотдача покровного слоя, которая обычно на несколько порядков выше водоотдачи водоносного пласта.

Напорные воды- ПВ в водоносных пластах, изолируемых настолько слабопроницаемыми раздельными слоями, что в формировании неустановившегося режима фильтрации в этих водоносных пластах решающее значение имеет водоотдача пласта, а влияние гравитационной отдачи можно не принимать во внимание. Напорные воды в пластах ГП покрыты водоупорной кровлей, на которую эти воды оказывают гидростатическое давление. Напор воды можно зафиксировать как величину потерь напора на единицу длины пути фильтрации (напорный градиент на пьезометрический уклон).

Напорно-безнапорный пласт. Кровля и подошва пласта являются водоупорными. В общем потоке выделяются 2 участка: напорного и безнапорного потока. На участке напорного потока мощность потока равна мощности водоносного пласта и является постоянной, вследствие чего на этом участке движение является равномерным. На участке безнапорного движения мощность потока уменьшается по направлению движения и движение является неравномерным.

28) Коэффициент фильтрации (Кф) по Дарси – скорость фильтрации при напорном градиенте =1. Кф характеризует водороницаемость пород, величина которой зависит от межпоровых промежутков в зернистых породах и ширины трещин в скальных породах. Измеряется в м/с, см/с.

Использование Кф ведет к значительным неточностям, т.к. не учитывает свойства фильтрующейся жидкости. При рекогносцировочных исследованиях Кф несвязных грунтов определяется по эмпирическим формулам. Обычно применяются формулы Хазена, Слихтера, Козени или Зауэрбрея. Реже используются более сложные зависимости Крюгера, Замарина и др. Учитывающие сортированность песка, степень окатанности и их удельную поверхность. Определение Кф ГП по гранулометрическому составу является самым дешевым и простым методом, дающим достаточно удовлетворительную характеристику водопроницаемости некоторых их разновидностей.

29) Водозаборными называются инженерные сооружения (скважины, колодцы) по захвату подземных вод в водопроводные. оросительные, энергитические системы. Водозаборы могут быть одиночными и групповыми. Водозаборные колодцы или скважины вскрывающие напорные водоносные горизонты с пьезометрическим уровнем выше поверхности земли фонтанируют. Из нефонтанирующих скважин воду откачивают насосами. Количество воды, которое можно получить из скважины в единицу времени при откачке или самоизливе, называется расходом или дебитом скважины.

По степени вскрытия пласта колодцы и скважины (водозаборные и поглощающие) делятся на совершенные и несовершенные. Первые вскрывают всю водоносную толщу, вода в такую скважину поступает через боковые стенки; вторые вскрывают лишь часть водоносного горизонта и вода в такие скважины поступает через дно с стенки в зависимости от конструкции. Водозаборные скважины в пределах водоносного горизонта оборудуются фильтрами для пропуска воды и предотвращения заиления скважины частицами водоносного грунта. В пределах скальных пород скважины могут работать без фильтров.

30) Дрены – инженерные сооружения для понижения уровня подземных вод. Дрены могут быть горизонтальными и вертикальными, а также совершенными и несовершенными. Расход дренажного сооружения – это количество воды, которое можно получить на единицу длины дрены в единицу времени. Приток воды в дренажные сооружения может быть односторонним и двусторонним.

31) Режим подз.вод-закономерный процесс изменения гидродинамических характеристик (напоры, скорости, расходы), физ.св-в(температура), и состава(хим., газовый) подз.вод, формирующийся во времени под действием различных естественных или искусственных факторов. Режим подз.вод, формирующийся под действием естественных факторов образования, наз-ся естественным(ненарушенным) режимом. В рез-те воздействия искусственных факторов обр-ия(различные виды хоз.деят-ти ч-ка) режим подз.вод наз-ся нарушенным(антропогенным). Бывают также переходные типы: естественно-антропогенный или антропогенно-естественный. Под факторами обр-ия режимов понимают природные пр-сы, которые определяют осн.изменения характеристик подз.вод. Это космические(солнечная активность, приливные силы Луны), метеорологические (атм.осадки, температура, влажность воздуха), гидрологические(режим поверх.вод), биогенные(влияние раст-ти и живых организмов), искусственные(влияние хоз.деят-ти ч-ка), геологические(тект.движения, вулканизм, денудация, эрозия). По характеру изучаемых показателей различают 3 осн.типа режима подз.вод: 1)гидродинамический – изменения напоров, скоростей и расходов потоков подз.вод; 2)геотермический – изменения температуры подз.вод; 3)гидрогеохимический – изменения минерализации, хим. и газового состава подз.вод.

Баланс подз.вод-соотношение притока и оттока подз.вод элемента подземной гидросферы. Приток подз.вод-это поступление, пополнение запасов, обычно наз-ся питанием подз.вод; отток-сработка запасов, или разгрузка подз.вод.

35) Артезианские воды – это подземные воды, залегающие между водоупорными слоями и имеющие напор над кровлей водоносных пород. Встречаются в коренных дочетвертичных отложениях, образующих геологические структуры отрицательной формы: синеклизы, впадины, мульды, межгорные прогибы. Название артезианские от провинции артуа во Франции. Артезианские воды фонтанируют на земную поверхность, если пъезометрическая поверхность располагается выше уровня земной поверхности. Для артезианских вод характерно: водоносные горизонты сверху и снизу ограничены водоупорами, при вскрытии артезианских вод их уровня водоносного пласта, а иногда выше поверхности Земли, артезианские воды в меньшей степени, чем грунтовые подвержены загрязнению с поверхности Земли, обладают относительно стабильным режимом

32) Зона аэрации, или зона неполного насыщения, это верхняя часть разреза ЗК, ограниченная сверху пов-тью земли и снизу свободной поверхностью подз.вод 1-го водоносного гор-та, мощ-ть этой зоны изменяется от 0 до 200-250м и более. Свободное пространство в мин.скелете пород зоны аэрации заполнено частично водой (связанные воды, капиллярные, свободные гравитационные, вода в виде пара, лед) и частично газами преимущественно атмосферного происхождения. При этом влажность пород зоны аэрации в плане (от участка к участку), в разрезе и во времени (по сезонам года и в годы различной водно­сти) может меняться чрезвычайно сильно: в общем случае от уровня, соответствующего максимальной молекулярной влагоемкости до значений, соответствую­щих полному насыщению. Ур-нь влажности пород зоны аэрации и его изменения в разрезе опр-ся степенью увлажнения по­в-ти земли (периоды выпадения атм.осадков, ве­сеннее снеготаяние, орошение и др.) и проницаемостью пород зоны аэрации, определяющей усл-ия просачивания воды через пов-ть земли и скорость ее перераспределения в разрезе. В свою очередь проницаемость, соотношение различных видов воды и, следовательно, влажность пород в решающей степени оп­р-ся также составом пород зоны аэрации (галечники, пес­ки, супеси, суглинки, трещиноватые или закарстованные породы, слоистый разрез зоны аэрации и др.). По усл-ям залегания и особенностям водного режима в разрезе зоны аэрации обычно выделяют характерные горизонты подз.вод: воды почвенного слоя и верховодку. Горизонт почвенных вод форм-ся в самой верхней части разреза вблизи от поверхности земли, мощность его чаще всего изменяется от первых десятков сантиметров до 1—1,5 м, реже бо­лее. Степень насыщения почвенного слоя и режим почвенной влаги опр-ся многими факторами (выпадение жидких ат­мосферных осадков, снеготаяние, орошение, таяние сезонно- или многолетнемерзлых пород, конденсация, испарение). Верховодкой наз-ся локально распространенные и непостоянно существующие (сезоны основного увлажне­ния, многоводные годы и т.д.) скопления свободных гравитацион­ных вод, формирующиеся на пространственно невыдержанных "водоупорах" в породах зоны аэрации, выше уровня грунтового водоносного горизонта. Подобные водоупоры могут быть связаны с невыдержанными относительно маломощными прослоями и линзами слабопроницаемых пород (глины, суглин­ки), горизонтами погребенных почв, породами сезонномерзлого слоя и др.

33) Грунтовые воды – гравитационная вода первого от поверхности земли постоянно существующего горизонта, расположенного на первом водоупорном слое. Область питания грунтовых вод совпадает с областью распространения, режим связан с осадками, уровневым режимом поверхностных водотоков и сезонными колебаниями уровня грунтовых вод, дебита. Грунтовые воды – современные геологические образования, но их абсолютный возраст может достигать 25-50 тыс. лет. В зависимости от условий питания и залегания выделяют грунтовые потоки, грунтовые бассейны. Поверхность грунтовых вод называют зеркалом грунтовых вод или скатертью, высотное положение на карте отражают гидроизогипсы, т.е. линии с равными как правило абсолютными высотными отметками зеркала или уровня грунтовых вод.

34) Зональность грунтовых вод.

Грунтовые воды характеризуются широтной зональностью.

1.Провинция вечной мерзлоты (развитие многолетнемерзлых пород).

- Каменного льда (крайний север)

- сплошной мерзлоты

- таликовой мерзлоты

- островной мерзлоты

Большую часть года твердые, 2-3 месяца в году оттаивают на ледяном водоупоре, породы хорошо промыты, минерализация 0,3 г/литр и менее

2.Избыточного увлажнения

- грунтовые воды типа тундровых на территории мерзлой тундры, в полосе криволесья

- высоких вод севера

- дренажа мелкими оврагами

- дренирование в полосе перехода овражных систем в овражно-балочные

3.Полуаридная и аридная (засушливая и полузасушливая)

- развития дренажа путем испарения

(причерноморских глубоких балок, прикаспийских плоских балок)

- равновесия подтока и испарения грунтовых вод протягивается из центральной и западной Азии через Ближний Восток и Центральную Африку до юга Северной Америки.

4.Тропического и субтропического климата

- экваториальных и тропических лесов

- влажных саванн

- сухих саванн и степей

- субтропических лесов

5.Горных областей

- высокогорной и горно-луговой

- горно-лесная и горно-таежная

- горно-степная.

Трещинные воды

Трещинные воды- ПВ, циркулирующие в верхней части ЗК, перемещающиеся в ГП по системам взаимосвязанных пор, каверн и раскрытых трещин.

Типы трещинных вод: 1. регионально распространенные трещинные воды верхней зоны выветривания массивов скальных пород, 2. линейно локальные потоки трещинно-жильных вод зон тектонических нарушений, 3. напорные трещинные воды локальных зон глубинной трещиноватости ГП, 4. пластовые трещинные воды, связанные со слоистыми породами осадочного чехла платформ и горно-складчатых областей, 5. трещинные и порово-трещинные ПВ вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород.

Разгрузка осуществляется как в виде открытых выходов, так и скрытых в гидрографическую сеть. Дебит 2-3 л/с.

Хим. состав и мин-ция определяется 2 факторами: 1. короткий путь фильтрации и высокая скорость движения, 2. отсутствие легкорастворимых соединений. Мин-ция- 150-200 мг/л.

Режим формирования- под воздействием климатических факторов. В период снеготаяния- инфлюационное питание. Основные изменения хим. состава и температуры трещинных вод связаны с периодами формирования интенсивного атмосферного питания.

Использование их главным образом связано с организацией индивидуального водоснабжения.

37) Карстовые и трещинно-карстовые воды.

Карстовыми, или трещинно-карстовыми, называются свобод­ные (гравитационные) подз.воды, связанные с ГП, скважность которых наряду с трещиноватостью (реже пористостью) опр-ся наличием карстовых пустот, образующихся в результате растворения мин.скелета горной по­роды подз.водами. Форма и размеры подземных карсто­вых пустот могут быть различными: от мелких пустот (каверн) диаметром 2—3 мм и расширенных участков трещин до пещер и крупных подземных гротов. При переслаивании закарстованных пород с породами другого состава воды, заключенные в них, на­зываются пластовыми (межпластовыми) трещинно-карстовыми. Формирование подземных карстовых пустот и их распределение в разрезе массива горных пород определяются наличием: 1) "растворимых" горных пород; 2) путей движения подземных вод ("фильтрующего" пространства) в минеральном скелете горной породы; 3) фильтрацией подземных вод, "недонасыщенных" по отношению к раствори­мому мин.соед-ию. Питание трещинно-карстовых вод осуществляется за счет инфильтрации (инфлюации) атм.осадков и за счет поглощения поверх.вод. Формирование и распределение величин атм.питания грунтовых трещинно-карстовых вод опр-ся типом строения верхней части г/г разреза. Движение грунтовых трещинно-карстовых вод обычно направлено от центр.части массива (междуречья) к дрени­рующим понижениям. Однако структура потоков трещинно-кар­стовых вод может быть весьма сложной в связи с наличием зон локальной интенсивной закарстованности, блоков или участков слабозакарстованных пород, характером распределения карстовых зон в разрезе и т.д. Разгрузка трещинно-карстовых вод осуществляется в виде многочисленных родников, в том числе субаквальных. Именно для участков разгрузки трещинно-карстовых вод хар-ны крупные одиночные или групповые выходы, дебиты которых могут достигать десятков м³/с. Химический состав и минерализация грунтовых и неглубоко за­легающих напорных трещинно-карстовых вод опр-ся составом карстующихся ГП.В глубоких частях разреза (1500—2000 м и более) в связи с на­личием (сохранением) легкорастворимых хлоридных соедине­ний и рядом других причин карстующиеся горные породы обычно содержат высокоминера­лизованные подземные воды и рассолы (до 100—300 г/л и более) хлоридного натриевого, натриево-кальциевого состава, часто с повышенными содержаниями I, Вг, В, H₂S, CО₂, Не и др. Осо­бенно высокая концентрация рассолов (до 400—500 г/л и более) может быть характерна для разрезов, сложенных мощными толща­ми карстующихся галогенных пород. Возможности исп-ия трещинно-карстовых вод опр-ся их хим.составом и проницаемо­стью ГП. В верхних частях массивов карбонатных по­род, а также в пластовых условиях при глубинах залегания до 150—200 м (реже более) при наличии интенсивно закарстованных зон и участков возможно формирование крупных месторождений пресных подземных вод промышленного типа с производитель­ностью до 100—300 тыс. м³/сут и более. В глубоких частях г/г разреза с закарстованными породами нередко связаны месторождения минеральных, промышленных, реже тер­мальных трещинно-карстовых вод.

38) Многолетнемерзлыми породами называются горные породы, содержащие в порах, пустотах и трещинах лед и имеющие отрицательную или нулевую тмпературу, сохраняющуюся в течение многих лет и веков. Выделяют три типа подземных вод в многолетнемерзлых породах: надмерзлотные воды деятельного слоя распространены повсеместно. Водоупором для них служит поверхность многолетнемерызлых пород. Это воды напорно-безнапорные. Источниками питания в летний период служат атмосферные осадки, а на участках речных долин поверхностные воды, иногда подмерзлотные, по составу обычно пресные с минерализацией меньше 0,2 г/л гидрокарбонатного кальциевого состава. Воды многолетних надмерзлотных таликов образуются в поймах и на низких террасах речных долин (подрусловые талики, под озерами и озерными террасами и в конусах выноса у подножия горных склонов в хорошо проницаемых преимущественно гравийно-галечных, песчаных и обломочных отложениях), меж- и подмерзлотные.

Межмерзлотные воды существуют в жидкой и твердой фазах. Существование в мерзлых породах подземных вод в жидкой фазе объясняется непрерывным их движением, препятствующим промерзанию водоносных путей, и минерализацией воды. Подмерзлотные воды – подземные воды залегающие или непосредственно под зоной многолетнемерзлых пород относятся к напорным, имеют низкую температуру близкую к 0 или даже положительную. Среди таких вод – криопэгов встречаются относительно слабо минерализованные пригодные для водоснабжения и промышленны, из которых можно получать бром, барий, стронций, радий, йод, бор, газ, углеводороды.

40) Промышленными наз-ся воды, содержащие полезные ком­поненты(бром, йод, бор) в кол-вах, обеспечивающих их рентабельную добычу и переработку с использованием совре­менных технологий в качестве сырья для хим.пром-ти. Кроме указанных элементов, из подземных вод извле­кают литий, рубидий, калий, магний, поваренную соль, сульфат натрия, радий. В России подз.воды исп-ся как гидроминеральное сырье на йод (100%) и бром (60—70%) общего произв-ва. Подз.воды как сырьевая база имеют ряд преимуществ. В связи с широким региональным распр-­ем они хар-ся большими запасами и содержат, как пра­вило, не один, а несколько полезных компонентов. По запасам редких металлов пром.воды превосходят твердое рудное сырье. Добыча пром.вод из скважин с помощью откачки или при самоизливе значительно дешевле гор­ных работ и одновременно явл-ся средством транспортировки их на пов-ть. Дополнительное обогащение гидромин.сырья может осуществляться путем испарительного концентрирования. Подз.пром.воды в основном относятся к груп­пе высокоминерализованных вод и рассолов. Требования к до­стоверности оценки запасов пром.вод по сравнению с таковыми для вод хозяйственно-питьевого назначения явл-ся значительно более жесткими в связи с дороговизной и сложнос­тью проведения дополнительных исследований глубоких вод. Выде­ляют 3 генетических вида подз.вод, которые по концентра­ции полезных компонентов и величине эксплуатационных запасов могут рассматриваться как перспективные на гидромин.сырье: 1) пластовые хлоридные рассолы артезианских бассейнов;2)углекислые воды альпийской зоны горно-складчатых областей;3)термальные хлоридные воды областей совр. вулканизма. Пластовые пром.воды 1-го типа распространены наиболее широко и являются основным источником гидромине­рального сырья на бром, йод и бор. В водах второго и особенно третьего типов могут присутствовать литий, рубидий, цезий, бор, фтор, кремний, мышьяк. Концентрации йода, брома и стронция в них невелики и промышленной ценности не представляют.

41)Мин.подз.воды
Минеральными, в отличие от хозяйственно-питьевых, наз-ся прир.воды, особенности состава и св-в которых (радиоактивность, повышенные концентрации обычных и наличие специфических компонентов и др.) позволяют исп-ть их в качестве лечебных или промышленных. Особым типом подз.вод, в отличие от пресных питьевых и минеральных, явл-ся термальныеводы, используемые в качестве гидротермальных ресурсов. Основной особенностью хим.состава мин.вод является присутствие обыч­ных или специфических компонентов (СО₂, H₂S, N₂, Br, I, Fe, орг.вещ-в и др.) в кон­центрациях, превышающих специально разработанные критерии. Содержащие мин.воды эл-ты г/г разреза (водоносные комплексы, горизонты, зоны, участки и др.), по аналогии с твердыми п/и, наз-ют продуктивными. Продуктивными могут быть элементы как гор­но-складчатых, так и пластовых г/г систем разл. возраста и строения, в связи с чем мин.воды хар-ся широким разнообразием минерализации, ион­ного, газового состава и св-в. Наряду с исследованием усл-ий формирования, генезиса состава, оценка водообильности и др. при изучении мин. вод важнейшее значение имеет обоснование рентабельности их добычи и эксплуатации. С этой точки зрения наиболее вы­годно комплексное использование мин.вод. Н-р, попутное извлечение ценных компонентов из теплоэнергетиче­ских, утилизация избыточного тепла лечебных мин.вод и т.д. Учитывается стоимость водоприемных и перерабатывающих устройств, удаленность от пунктов потребления (переработки), наличие подъездных путей, стоимость технологических схем, в том числе очистки, охлаждения и нагрева и т.д

42) Термальные воды можно использовать в теплофикации, в с/х, в промышленной и коммуникационной теплофикации для выработки электроэнергии. Теплоэнергетические воды – воды с температурой 20-35С, это не традиционный, самовосполняемый и экологически чистый источник энергии. Используется для вырабатки эл.энергии (100-180С), теплофикации и горячего водоснабжения жилых и промышленных комплексов, в теплично-парниковом хозяйстве, животноводстве, технологических процессах. Из термальных вод извлекают ценные компоненты: йод,бром,бор. Эти воды делятся: 1) формирующиеся в региональном тепловом поле (пластовые воды артезианских бассейнов); 2) форм-ся в аномальных геотермических условиях под влиянием магматических и вулканических процессов. Выделяют три типа месторождений: 1) пластовых вод крупных артезианских бассейнов платформенного типа; 2) пластовых и трещинно-пластовых вод "малых" артезианских бассейнов межгорных впадин горно-склад­чатых областей; 3) трещинных и трещинно-жильных вод горно­складчатых областей.

43) Осн.типы г/г структур.

Г/г структура – геол.структура, в пределах которой преобладает один или несколько определенных типов скоплений подз.вод. Скопления подз.вод делятся на 1)пластовые и 2) трещинно-жильные. Пластовые скопления хар-ны для осадочных слабодислоцированных или неслабодислоцированных пород и делятся на 3 класса, отражающих степень уплотненности и коллекторные св-ва: а)порово-пластовые; б)трещинно-пластовые; в)карстово-пластовые, отражающие особенности литологического состава пород. Трещинно-жильные скопления хар-ны для изверженных метаморфических и сильно метаморфизованных пород, распространение обусловлено наличием трещиноватости. 3 осн.класса скопления вод: а)регионально-трещинных; б)локально-трещинных; в)трещинно-карстовых. Выделяются еще 2 подтипа: 1) пластово-трещинных, которые приурочены к осадочным, но сильно метаморфизованным породам, распр-ны в трещинах, но закономерность их распределения зависит от слоистости и литологического состава; 2) покрово-порово трещинные – приурочены к туфолавовым толщам молодых вулканических излияний, распр-ие вод опр-ся степенью и хар-ром трещиноватости и пористости. Типы г/г структур делятся на порядки 1 и 2. Совокупность составляет надпоряковые мегаструктуры. К структурам 1-го порядка относят г/г массивы, артезианские бассейны, вулканогенные бассейны.

44) Артезианские воды – это подземные воды, залегающие между водоупорными слоями и имеющие напор над кровлей водоносных пород

Распространение вод соответствует структурно-тектонической зональности горно-складчатых областей.

Гидрогеохимическая зональность:

Диффузионно-осмотическая

Гипотезы подземного концентрирования

Гипотеза дифференциации ионов

Гравитационные гипотезы

Однозональные пояса характерны для горно-складчатых сооружений и окраин артезианских бассейнов.

Двузональные – периферии артезианских бассейнов

Трехзональные – центрам артезианских бассейнов.

Артез-ие басс. платформ. типа. Принципы выдел. г/г-их этажей.

Артез. басс. платформ. типа располагаются во впадинах фунд-та, в синеклизах, имеют изометрич. форму и значит. размеры. Наибол. глуб. часть басс. приурочена к его центру. Осн вод. гор-ты обычно нах-ся в осад чехле. В ф-те – напор. воды трещинного типа с > м-тью. Особ-ти: знач площадь распр-ния 300-400 тыс км²; глуб залегания вод. гор. 100-800 м; мощ водовмещ пород 250-300 м. Под гидрогеологич. этажом понимается совокуп. водон. комплексов, ограниченных только снизу или сверху и снизу мощными регионально выдержанными в пределах водонапорной системы толщами водоупорных пород. Гидрогеологич. этажи отличаются один от др. степенью водообмена, различными особенностями процесса формир. п.в., а также неодинаковыми чертами палеог/геологич. развития.

Принципы выд-ия г/г этажей: - этаж стратификационный эл-т, - гидродин эл-т занимает опр полож. в разрезе АБ, - единство процессов регион гидродинамики п/в в системе вод гор-ов и комплексов, объединяемых в г/г этаж.

48) Общие региональные закономерности формирования подз.вод в различных прир. усл-ях.

При исследовании усл-ий форм-ия хим.состава ПВ следует различать конкретные виды взаимодействия компонентов вещественного состава системы и вызывающие их причины. Выделяют след.виды ПВ: 1)Воды зоны аэрации(см шпора №32); 2)Межпластовые (артезианские) (35); 3) ПВ в трещинных и закарстованных районах(37).

45) Г/г массив это выступ фундамента на пов-ть земли. Он может быть перекрыт четвертичными отложениями. Для него характерны трещинные воды. В разрезе г/г массива выделяют три зоны аэрации: 1) сезонных колебаний УПВ; 2) трещинно-грунтовых вод; 3)трещинно-напорных вод. Общие особенности природных условий: 1)выравненный рельеф; 2) хорошо выраженная широтная климатическая зональность; 3) блоковое строение; 4) мощные толщи древних метаморфических и магматических пород; 5) ПВ трещинных типов. Мощность зоны аэрации=100м. В этой злне образуется приповерхностный сток (10-30м после инфильтрационных осадков). Мощность зоны колебания УПВ сотни метров. Трещинно-грунтовые воды прурочены к зоне выветривания. Трещинно-напорные воды связаны с зоной региональной литогенетической и тектонической трещинноватостью. На условия питания, движения и разгрузки подземных вод влияет рельеф, климат, тектоника. Г/г/х зональность выражается в изучение минерализации и состава ПВ от водоразделов по склонам и в глубину. Температурная зональность определяется характером рельефа, климатом, тектоникой. Температура ПВ от вершин гор к их подошве увеличивается. По возрасту массивы делят: 1) древнейшие до PZ (балтийский); 2) PZ (уральский); 3) KZ (карпатский)

К адмассивам относят антиклинальные структуры, сложенные слоистыми толщами, сильнолитифицированных и дислоцированных осадочных пород, которым в современном рельефе соответствуют возвышенности с расчлененным горным рельефом. На адмассивах распространены грунтовые воды верхней зоны экзогенной трещиноватости (закарстованости) гп и трещинно-жильные воды в зоне тектонических нарушений

50) Основным отчетным документом о проведение г/г съемки является г/г карта района работ, которая дополняется одним или несколькими г/г разрезами и пояснительной запиской. По содержанию и назначению г/г карты подразделяются на общие и специальные. Общие составляются по результатам съемочных работ, должны с максимальной полнотой отражать условия распространения и типы ПВ в пределах верхней части г/г разреза. Специальные составляются по фондовым материалам (мелкомасштабное картирование) или по результатам г/г работ (крупномасштабные карты) и в зависимости от их назначения могут содержать информацию: карты г/г районирования, распространение количественных характеристик ресурсов ПВ и ггх карты. По масштабу подразделяются на: крупномасштабные 1:50000 и >, среднемасштабные 1:100000 и 1:500000 и мелкомасштабные 1:1000000 и мельче

46) Для территории складчатых областей характерны резкие из­менения рельефа, геолого-структурных условий и типа водовме-щающих пород, проявляющиеся на относительно коротких рас­стояниях. В связи с этим характеристика условий распространения и формирования подземных вод в пределах складчатой области в целом (как типа гидрогеологического района) чрезвычайно за­труднительна. Более правильно рассматривать эти условия приме­нительно к структурно-гидрогеологическим районам II порядка, в качестве которых рассматриваются собственно гидрогеологиче­ские массивы, артезианские бассейны межгорного типа, адмассивы, адбассейны и вулканогенные массивы. Гидрогеологические условия массивов кристаллических пород, вы­деляемых в качестве районов II порядка в пределах складчатых областей, в целом аналогичны рассмотренным выше. Здесь также преимущественное распространение имеют трещинные грунто­вые воды верхней зоны и трещинно-жильные зон тектонических нарушений. Сведения о глубинной гидрогеологии этих массивов в настоящее время практически отсутствуют. Некоторые особен­ности условий формирования трещинных вод определяются тем, что в центральных частях складчатых областей массивы кристал­лических пород нередко являются районами со среднегорным и высокогорным рельефом. В связи с этим для них характерен резко расчлененный рельеф, отсутствие рыхлых отложений, заметные проявления высотной климатической поясности, относительно более глубокое залегание уровня или отсутствие горизонта тре-щинно-грунтовых вод на глубоко дренированных вершинах и др.

47) Артезианские воды – это подземные воды, залегающие между водоупорными слоями и имеющие напор над кровлей водоносных пород. Артез. басс. – бассейн межпластовых напор. п.в., приуроченных к геологич. стр-рам осад. чехла платф. типа синклин-ых складок и синеклиз. АБ занимает обычно обшир. площади, образуя в геологич. разрезе несколько вод. гор-ов и комплексов, различающихся гидравлич. парам-ми, минерализацией и хим сост. воды, интенсивностью водообмена и режимом. В каждом АБ следует различать обл. питания, обл. напора и обл. разгрузкиАртез. бассейны межгорного типа – к данному типу отн-ся басс. связанные с межгорн. и внутригорн. впадинами горно-складч. областей. Эти бассейны хар-ны для MZ – KZ.

Основными особенностями прир. усл. геологич. строения и историч. развития явл-ся:

наличие межгорн. депрессий отн-но ограниченных районов;

равнинный или холмисто-равнинный рельеф пов-ти с заметным повыш. отметок и расчлененности рельефа в краевых частях впадин;

наличие в разрезе бассейна 2-х структурно-тект-их этажей: чехла и фунд-та;

формирование осадоч. чехла впадины в теч. первого цикла осадконакопления осад. чехла может расм-ся в кач. единого водоносного комплекса.

Хар-ны след. гидродинамич. зоны с определен. особ-ми формир. п.в.:

А) Крайняя периферийная зона бассейна приуроч. к отн-но приподн. уч-ам предгорной равнины; расм-ся как обл. питания или формир. потока п.в. Основн. источ пит – поглощение п.в. из времен. и постоян. водотоков.

Б) Зона частич. разгрузки и формир-ия п.в. Поток грун. вод поступает из периферийных обл. в обл., содержащ. напор;

В) Зона слабого взаимодействия грун. вод и напор. п.в.–зона транзита;

Г) Региональная область разгрузки п.в. Фор-ие опред-ся наличием крупн. реч. долин, озер, котлованов.

Формирование хим. и минер. состав п.в. межгорных артез. басс. опр-ся, глав. обр. их гидродинамич. зон-ью

49) Под гидрогеологической съемкой понимается комплексное полевое исследование, основной целью которого является изучение гидрогеологических условий и картирование составляющих их элементов. К этим элементам относится распространение, залегание и основные параметры водоносных и неводоносных пород их литология и водные свойства, химическая характеристика подземных вод. Гидрогеологическая съемка должна оценить особенности питания и разгрузки подземных вод, взаимосвязь водоносных горизонтов, влияние разнообразных геологических, геоморфологических, гидрогеологических, геокриологических, климатических, биогенных, технологических и других факторов на формирование ресурсов и состава подземных вод, а также их роль в геологических процессах, образовании и изменении пород, накоплении полезных ископаемых. Главная задача гидрогеологической съемки – составление гидрогеологических карт, которые являются основой для поисков подземных вод, выявления закономерностей их распространения и формирования, определения путей рационального, комплексного использования и охраны подземных вод от загрязнения, прогноза их режима, реконструкции гидрогеологических условий прошлых эпох. Съемка подразделяется на мелкомасштабную, среднемасштабную и крупномасштабную. Мелко- и среднемасштабная съемка называется общей, крупномасштабная съемка называется специальной.Гидрогеологическая съемка включает в себя три этапа.

Подготовительный

Полевой

Камеральный

Методика проведения гидрогеологической съемки.

При проведении гидрогеологической съемки выделяют следующие методы: Маршрутные исследования, Картировочное бурение и гидрогеологическое опробирование скважин.

Режимные наблюдения

Геофизические работы

Аэрофотосъемка и аэровизуальные наблюдения

Лабораторные работы.

По результатам съемки составляются карты, они подразделяются на кондиционные и некондиционные., по масштабу мелкомасштабные, среднемасштабные, крупномасштабные и детальные, совмещенные и расчлененные. Карты имеют дополнительную характеристику, которая собирается в специальных журналах.

51) Гидрометрические работы проводят для количественной оценки ПВ для разгрузки ПВ в гидрографическую сеть. Эти работы проводятся в периоды, когда речной сток полностью или в основном формируется за счет разгрузки ПВ (зимней и летней межень). Для временных гидрометрических створов предусмотрена расчистка их от растительности, валунов и др. В растворе измеряют глубины для определения площади поперечного сечения русла и измеряют расход поверхностного водотока (реже поплавков)

, где М_под- среднее значение модуля подземного стока в реку (л/с*км²), Q_p- расход реки в створе (м³/с), Q_пов-это суммарная величина поверхностного стока в русло (сток с озер), F- площадь речного бассейна выше створа.

52) Является основным видом исследования г/г разреза территории. Способы проходки Скв. их конструкция опред-ся их назначением. По целевому назначению:1) картировочеые (бурение в процессе г/г съемки – изучается г/г разрез до губин, опред. проектным зданием с выделением водосных элем. разреза и Ра-дельным опробованием всех ВГ), 2) разведочные(ориен-ны на изучение конкретного ВГ); 3) разведочно-эксплутационные(передача скв. в эксплуатацию после проведения комлекса мероприятий);4) эсплуатационные (всегда бурятся на продуктивн. ВГ, разведочные исслед. Которого уже были проведены па предыдущ. стадиях);5) опытные(скв. специльно пробурен. Для проведения опытых работ(фильтрацион.)и скв. друг. категорийй (разведочные); 5) наблюдательные (оборуд-ся в комплексе с опытными для фиксирования изменений харак-к ПВ);7) режимные (оборудуются для проведения систематических наблюдений за изменением характеристик ПВ во времени (замеры уровней; тем-ры, обор проб на хим. анализ).

53) Опытно-фильтрацинные работы (откачки, наливы, нагнетания) должны выполняться с целью получения гидрогеологических параметров для расчета дренажей, водопроницаемых систем, противофильтрационных завес, водопритока в строительные котлованы, коллекторы, тоннели, фильтрационных утечек из водохранилищ и накопителей, а также для составления прогноза изменений гидрогеологических условий. В простых гидрогеологических условиях выполняют пробные и опытные откачки, а на наиболее ответственных участках – кустовые откачки. В сложных гидрогеологических условиях допускается выполнять все виды откачек, включая опытно-фильтрационные и кустовые. Гидрохимическое опробование скважин в процессе проведения любого вида откачек обязательно. Стационарные наблюдения необходимо выполнять с целью получения количественных параметров для их оценки и получения данных для составления прогноза изменений инженерно-геологических условий. Во время откачки вокруг скважины понижение поверхности подземных вод – депрессионная воронка. В вертикальном разрезе она ограничивается депрессионной кривой. Расстояние от центра скважины до края воронки показывают радиусом депрессии. При опытных откачках измеряемый расход откачиваемой воды и понижение ее уровня, определяет форму или радиус депрессионной воронки. На основании этих данных по формуле вычисляют коэффициент фильтрации водоносного пласта и др. показатели, характеризующие его водопроницаемость. Расход откачиваемой воды определяют непосредственным измерением, а для определения положения депрессионной воронки вокруг опытной скважины бурят наблюдательные скважины, в которых измеряют глубину уровня подземных вод.

54) Откачки являются основным видом опытно-фильтрационных работ. По назначению они подразделяются на пробные. Опытные, и опытно-эксплутационные. Опытные откачки яв-ся осн. методом оценки фильтрац. харак-к: Кф, Т, водоотдача и др. Делятся на: одиночные и кустовые. –Одиночные выполняются с 2-3 понижения уровня, оценивают завс-ть дебит скв. От велич. пониж. уровня. -Такую откачку, для которой оборудуют куст скважин, состоящей из центрально (опытно) скважины и наблюдательных, называют кустовой. Проводятся в течении 10-15 сут. Опытно-эксплутационные: проводятся на стадии детальной разведки месторождений ПВ со слож. г/г условиями. Длительность 1-3 мес.

Опытные наливы и нагнетания в скважины проводят с целью определения удельного поглощения и фильтр. св-в ненасыщенных и водонасыщ. ГП. При наливе в пределах опробуемого интервала ГП поддерж-ся свобод. уровень воды; при нагнетании – фильтрация (поглощение вод) осущ-ся при избыточ. напоре над верхней границей опробуемого интервала. Оп. Наливы проводятся при оценке фильтрац. св-в рыхлых и трещиннов. П. зоны аэрации. Опыты проводятся в одиночной скв. в процессе бурения.

55) Геофизические исследования при г/г изысканиях

Геофизические работыво всех случаях включаются в состав г/г съемок, но особенно велика роль этих работ при проведении исследований на "закрытых" слабо расчлененных территориях. При проведении г/г съемок наземные геофи­зические методы в площадной или профильной постановке ис­пользуются для решения следующих задач: 1) изучения глубины залегания кровли опорного горизонта, в качестве которого в зависимости от строения г/г разреза тер-рии может рассматриваться конкретный ВГ; 2) расчленения г/г разреза с определением глубин залегания и мощностей ВГ; 3) определения общей минерализации ПВ и засоления почв и пород зоны аэрации; 4) опр-ия участков субаквальной разгрузки ПВ и участков поглощения поверхностных вод; 5) опр-ия направлений и скоростей движения ПВ и др. Для решения перечисленных и других задач при производстве г/г съемок обычно используются методы элект­роразведки:вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ), электрическое профилирование (ЭП), метод естественного элект­рического поля (ЕП) и другие и в меньшей степени методы сейс­моразведки. Глубинность геофизических исследований при г/г съемках, как правило, не превышает 100—150 м. Геофизические работы также исп-ся при бурении и исследовании г/г скважин. Методы скважинной геофизики относительно редко исп-­ся при исследовании собственно картировочныхг/г скважин. Однако их применение обеспечива­ют получение важнейших г/г данных: расчленение г/г разреза скважин с выделением ВГ и зон, оценка водно-коллекторских свойств ГП; изменение по разрезу общей минерализации и тем­пературы ПВ, определение действительной скорости движения ПВ и др.

56) Запасы и ресурсы ПВ. ПВ пригодные для использования рассматриваются как ПИ. Естественные запасы – масса ПВ содержащихся в рассматриваемом элементе. Емкостные запасы – количество воды которое извлекается при осушении. Упругие запасы формируются при снижении уровня напорно-подземных вод засчет уплотнения пласта. -Естественные ресурсы – приток ПВ = кол-во воды поступающего в него в единицу времени засчет инфильтрации атм.осадков, фильтрации из рек и озер. Привлекаемые ресурсы- повышение питания ПВ в условиях эксплуатации засчет возникновения или усиления фильтрации из рек и озер. Искусственные запасы и ресурсы – масса ПВ в пласте которая сформировалась в р-те орошения обводнения. Ресурсы определяются кол-вом воды поступающего в водоносный горизонт засчет фильтрации из каналов водохранилищ. Эксплуатационные запасы и ресурс – кол-во ПВ которое может быть получено на месторождении при эксплуатации и определенном качестве воды.

58) Виды загрязнений подземных вод.

Загрязнение – это изменение химического состава (качества) воды, вызванное хозяйственной деятельностью, которая привела или может привести к невозможности использования воды.

По источникам загрязнения выделяют: Промышленное, С/х, бытовое.

По составу загрязняющие вещества: Химическое, бактериологическое, радиоактивное, тепловое.

Химическое загрязнение: происходит загрязнение подземных вод отходами, изменяется макрокомпонентный состав, Cl, SO₄, N, тяжелые металлы, нефтепродукты.

Металлургия, выхлопные газы автотранспорта – тяжелые металлы, свинец. 25000 машин дают 500-700 г свинца в воздухе на 1 км.

Бактериологическое: хозяйственно-бытовые стоки используют показатели коли-титр(объем воды в мл, соответствующий содержанию одной кишечной палочки, норма 300 мл и больше), коли-индекс (содержание кишечных палочек в 1 л воды – норма 3 и меньше).

Радиоактивное: наиболее опасны для людей с большим периодом полураспада Sr90, Cs137.

Тепловое: изменения температуры могут прослеживаться до глубины 3 км.

Изменение состава подземных вод при техногенном загрязнении.

Масштабы загрязнения зависят от степени защищенности, мощности зоны аэрации, интенсивности водообмена.

Выделены 2 типа вод в зависимости от степени техногенного воздействия.

Частично-измененные – изменяется рН, Eh, микрокомпонентный состав при постоянном или мало измененном макрокомпонентном составе. Полностью измененные – изменяется химический тип воды, формация. Причины полного изменения химического состава: длительное поступление загрязняющих веществ. Городские территории характеризуются всеми видами загрязнений, степень проявления различная. В пределах городских территорий грунтовые воды как правило полностью изменены.

Животноводческое хозяйство: химическое и бактериологическое загрязнение. Превышение по азоту, микроорганизмы, пестициды – основной источник загрязнений в с/х.

59 Зоны санитарной охраны водозаборов. Основные принципы их выделения. Принципы и системы санитарной охраны водозаборов регулируются государством. Состав санитарно-охранных мер формируется при утверждении эксплуатационных запасов месторождения. Можно выделить следующее: контроль всех видов разведки и эксплуатации недр; ликвидация дефектных и бездействующих скважин и горных выработок; контроль технологии действующих промышленных предприятий; запрет строительства различных отстойников; ограничение строительства новых населенных пунктов; порядочение водоснабжения и водоотведения –зона санитарной охраны. Размеры и положение на местности ЗСО утверждается одновременно с подсчетом эксплуатационных запасов и расчетом качества воды. ЗСО подразделяется на несколько поясов: 1. пояс «строгого режима» (внутренний, 30-50 м вокруг станций 1го подъема) Часто внутри этого пояса создаются искусственные покрытия. Г/г обоснования не требуются. 2. служит для охраны бактериологического загрязнения, его размеры рассчитываются по сроку выживания болезнетворных организмов (100-400 суток) 3. служит оценкой миграции хим. элементов загрязнителей для водозаборного сооружения. Расчетный срок 25 лет. 2 и 3 поясы определяются г/д и миграционными расчетами. Основной принцип расчета размеров 2 и 3 поясов: граница каждого из этих поясов –изохрона (совокупность точек, от которых загрязнение достигает водозабора через заданный расчетный промежуток времени). В условиях грунтовых водоносных горизонтов из расчетного времени необходимо вычесть время необходимое для продвижения загрязняющих компонентов через зону аэрации.

60) Чем больше защищенность ПВ, тем меньше их уязвимость и наоборот.

Уязвимость- такие природные свойства системы ПВ, которые зависят от способностей или чувствительности этой системы сопротивляться природным или антропогенным воздействиям. Типы уязвимости: специфическая и присущая.

Защищенность -перекрытость водоносного горизонта слабопроницаемыми отложениями, которые препятствуют проникновению загрязняющих веществ в водоносные горизонты. При оценке защищенности горизонтов от проникновения загрязнителей сверху учитываются литологический состав, мощность, фильтрационные свойства покрывающих водоносный горизонт отложений. Кроме того, принимается во внимание возможность поступления загрязнителей сбоку и связи понятия защищенности с наличием или отсутствием литологических, тектонических и геохимических барьеров. В совокупности они характеризуют устойчивость геологической среды по отношению к загрязнению. Защищенность снизу зависит от наличия, мощности и физико-химической активности водоупорных пород, подстилающих водоносный горизонт, и от соотношения пьезометров нижних водоносных горизонтов и верхнего, эксплуатационного. Условия защищенности ПВ: чем выше М слабопроницаемых отложений, тем меньше фильтр. св-ва г.п. Чем глубже УГВ, тем выше вероятность защищенности водоносн. гор-та. К слабопроницаемым относятся глин. пески,, супеси, легкие суглинки.

63) - Конвекция – движение воды при котором перенос вещества осуществляется массовыми потоками, происходит изменение плотности воды, в результате происходит изменение температуры и минерализации.

J(перенос)=Jд(диффузионный)+ Jк(конвективный

- Диффузия (лат.) – взаимное проникновение веществ вследствие теплового движения частиц, происходит в направлении падения концентрации раствора, осуществляется молекулярными и ионными потоками.

- Осмотический эффект

2 раствора разной концентрации разделены полупроницаемой перегородкой, пропускающей молекулы растворителя и препятствующие прохождению молекул растворенного вещества. Вода будет перемещаться от участка с малой концентрацией к участку с большей концентрацией, происходит выравнивание концентраций.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: