Методические указания. Вода содержится в атмосфере, гидросфере, биосфере и литосфера в жидком, твердом и парообразном состояниях

Вода содержится в атмосфере, гидросфере, биосфере и литосфера в жидком, твердом и парообразном состояниях, находящихся в непре­рывной связи и взаимодействии со всеми видами природных вод и с горными породами.

Поэтому нужно начать эту тему с изучения "круговорота воды в природе", сопровождаемого рисунком.

Единство природных вод Земли требует рассмотрения подземных вод в непрерывной их связи и взаимодействии со всеми видами подземных вод и с горными породами, где они образуются, накапливаются и передвигаются.

Несколько подробнее следует остановиться на вопросе "опреде­ление элементов водного баланса для конкретного района".

Процессы перехода воды из одной сферы земли в другую, состав­ляющие общий круговорот воды в природе, слагаются из испарения, осадков, поверхностного и подземного стоков.

После рассмотрения большого и малого круговорота воды надо приступить к изучению и оценке водного баланса (количественное выражение круговорота) и определяющих его факторов.

Водный баланс можно изучать и составлять для районов, отдельных стран и земного шара в целом.

При рассмотрении стока воды нужно привести уравнение водного баланса суши для поверхностного стока, а также для объединенного поверхностного и подземного стока. Затем перейти к выяснению стока атмосферных осадков, указав их причины, увеличивающие или уменьша­ющие величиную стока. При изучении таких понятий, как коэффициент стока и модуль стока, необходимо обратить внимание на площадь водосбора поверхностных и подземных вод. Иногда встречаются затруд­нения в определении величины подземного стока. Подземный сток оп­ределяется путем замера расхода воды в реке в засушливые (летом) или морозные (зимой) периоды, когда почти полностью отсутствует инфильтрация атмосферных осадков.

При изучении этой темы необходимо рассмотреть пути образования подземных вод, обратив основное внимание на наиболее важный и основной путь - инфильтрацию.

Вторым путем образования подземных вод является сгущение или конденсация паров атмосферы, а также пара, выделяемого магмой и другие пути образования подземных вод. Подземные воды заключены в пустотах горных пород. Пласт, водопроницаемой горной породы, содержащий подземную воду, называется водоносным пластом, или водоносным горизонтом. Несколько водоносных горизонтов, приуроченных к одной геологической структуре или к одному стратиграфическому подразделению,

называются водоносным комплексом.

Каждый водоносный горизонт и водоносный комплекс характеризу­ется определенным положением областей питания и разгрузки или дренажа.

Здесь необходимо уяснить и показать на рисунке область пита­ния и дренажа грунтовых вод, межпластовых безнапорных и напорных вод.

В основу классификации подземных вод могут быть положены раз­личные признаки: способ образования, условия залегания, химический состав и другие.

Следует подробно рассмотреть классификацию подземных вод в следующем порядке:

1. по происхождению;

2. по условиям залегания и характеру вмещающих горных пород;

3. по гидравлическим свойствам;

4. по температуре;

5. по степени минерализации или по содержанию растворенных солей;

6. по содержанию различных газов;

7. по возрасту.

Подробно следует остановиться на изучении грунтовых вод зоны аэрации. При характеристике межпластовых вод необходимо уделить внимание на артезианские или напорные воды.

Движение воды в артезианских водах напоминает движение в сообщающихся сосудах. Необходимо выяснить область питания, расп­ространения и причину напорности артезианских вод.

Для этого нужно познакомиться со схемой напорных вод, срав­нить высоту отдельных точек кровли напорного горизонта с более высоким положением области питания, рассмотреть взаимосвязь водо­носных горизонтов.

В гидрогеологии естественное дренирование подземных вод пони­жается как вытекание воды из водоносного горизонта.

При дренировании водоносных горизонтов воды их могут не­посредственно изливаться на земную поверхность в виде источников или питать подземным путем открытые водотоки и водоемы.

Горные породы, имеющие отрицательную или нулевую температуру и содержащие лед, называются мёрзлыми.

При отрицательной среднегодовой температуре воздуха районы развития многолетнемерзлотных пород характеризуются коротким летом и холодной зимой.

Приступая к изучению вопроса многолетней или вечной мерзлоты, необходимо рассмотреть площади, распространения сплошной и остров­ной многолетней мерзлоты и её, мощности.

Далее следует охарактеризовать два типа вечной мерзлоты (по вертикальному залеганию): непрерывная вечная мерзлота и слоистая вечная мерзлота, а, также рассмотреть температурный режим вечной мерзлоты.

Характерной особенностью водного режима области вечной мерзлоты является одновременное наличие трех видов воды:

1. воды в жидком виде. Сюда относятся воды крупных рек и подземные воды, лежащие ниже вечной мерзлоты и никогда не замерзающие;

2. воды в твердом виде (никогда не оттаивающие). Это - устойчивый слой вечной мерзлоты;

3. воды, переходящие из одной фазы в другую (замерзающей и оттаивающей ежегодно).

Сюда относятся воды деятельного слоя и небольших рек, пол­ностью промерзающих зимой. Следует дать краткую характеристику условий питания и режима этим трем видам волы.

Далее следует охарактеризовать три класса подземных вод в об­ласти вечной мерзлоты: надмерзлостные воды, межмерзлостные воды и подмерзлостные воды.

Следует обратить внимание на условия эксплуатации месторожде­ний полезных ископаемых и строительств различных инженерных соору­жений в области многолетней мерзлоты.

Карстом называется явление растворения и выщелачивания горных пород (известняков, доломитов, гипсов и др.) с передвигающимися в них подземными и просачивающимися поверхностными водами.

Изучая карстовые воды, необходимо выяснить, какие факторы влияют на развитие карста и какие формы появления карста проявляют на поверхности Земли и внутри. Затем следует рассмотреть режим и распространение карстовых вод, их загрязнение, а также меры предосторожности, при ведении горных работ в районах pacпространения пород необходимо остановиться на характеристике источников.

Источником (ключом, родником) называется естественный выход подземных вод на поверхность Земли.

Различают нисходящие и восходящие источники. При характеристике источников следует указать, в каких случаях они являются безнапорными и в каких случаях они становятся напорными.

Нисходящие и восходящие источники необходимо изображать на рисунке. Естественные запасы (ресурсы) подземных вод разделяются на статические и динамические, их следует уяснить и привести фор мулы их подсчета.

При изучении гидрогеологических условий района составляются гидрогеологические разрезы, которые прилагаются к картам, а иногда имеют самостоятельное значение. На каждом гидрогеологическом раз­резе отражается геологическое строение, состав пород водоносных и водоупорных толщ, их изменения (песчаные, глинистые, известковые) тектонические нарушения.

По гидрогеологическим разрезам и картам можно установить ха­рактер водоносных горизонтов и условия их залегания, а на основе анализа литологического состава пород выяснить движение потоков подземных вод, условия питания, разгрузки и взаимосвязь с другими водоносными горизонтами.

Вопросы для самоконтроля

1. Охарактеризуйте круговорот воды в природе.

2. Какое имеет значение внутриматериковый круговорот воды для практической деятельности человека?

3. Как влияют атмосферные осадки на водоприток в открытые горные выработки?

4. Охарактеризуйте атмосферные осадки, сток и испарение.

5. Как определяется водный баланс для конкретного района?

6. Что влияет на величину поверхностного стока?

7. Что влияет на величину испарения?

8. Какое количество воды в атмосфере, гидросфере, литосфере?

9. Что такое испарение и испаряемость?

10. Что такое коэффициент и модуль стока?

11. Расскажите теории происхождения подземных вод.

12. Приведите классификацию подземных вод

13. Как понимается водоносный горизонт, область его питания и распространения?

14. Что такое грунтовые воды и чем они отличаются от пластовых вод?

15. Как можно объяснить напорность артезианских вод?

16. Что понимается под статическими и динамическими запасами подземных вод?

17. Как понимаются источники и причины выхода их на земную по­верхность?

18. Изобразите на рисунке нисходящие и восходящие источники.

19. Каким путем происходит подземный дренаж водоносных горизон­тов?

20. Изобразите взаимосвязь подземных вод с поверхностными при помощи гидроизогипс.

21. Как понимается режим подземных вод и от чего он зависит?

22. Как классифицируются подземные воды по условиям циркуля­ции?

23. Охарактеризуйте воды зоны аэрации

24. Приведите примеры водопроницаемых и водоупорных пород

25. Укажите области распространения многолетней мерзлоты на территории нашей страны.

26. Охарактеризуйте надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные воды.

27. Что понимается под таликами? Их значение в районах многолетней мерзлоты.

28. Как влияет многолетняя мерзлота на инженерные сооружения⁷

29. Как понимается карст? Формы его образования''

30. Охарактеризуйте циркуляцию карстовых вод

31. Какие причины вызывают образование трещин в горных поро­дах?

32. Что такое верховодка?

33. Для чего служат карты гидроизогипс, гидроизопьез?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: