Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

I. Общие положения. Е. С. Штенгелов

Читайте также:
  1. F.1 Общие сведения
  2. I. ИЗХОДНЫЕ[1] ПОЛОЖЕНИЯ
  3. I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  4. I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  5. I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  6. I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  7. I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Е.С.Штенгелов

Конспект лекций по Развёрнутый план дисциплинеы ГИДРОГЕОЛОГИЯ

 

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ПРЕДМЕТ ГИДРОГЕОЛОГИИ. Гидрогеология – наука- наука, изучающая подземные воды.

 

Подземными водами называются гравитационные воды, содержащиенаходящиеся в горных породах и перемещающиеющиеся (фильтрующиещиеся) сквозь поры, трещины и другие пустоты горных пород под действиемм силы тяжести сквозь поры, трещины и другие пустоты горных пород силы тяжести.

Разделы гидрогеологии. Гидрогеология включает следующие разделы: общая гидрогеология,динамика подземных вод,гидрогеохимия, региональная гидрогеология.

 

Практические направления гидрогеологии. Наиболее важными являются следующие практические направления.

1. Поиски и разведка подземных вод для организации питьевого (пищевого) о) водоснабжения. Сокращённое название: питьевая гидрогеология.

С точки зрения питьевого водоснабжения, подземные воды имеют целый ряд существенных преимуществ по сравнению с поверхностными водами:

-- отсутствие взвешенных частиц и почти полное отсутствие коллоидных частиц,

-- хорошая защищённость от поверхностных и атмосферных загрязнителей,

-- хорошее санитарное состояние (практически полное отсутствие микроорганизмов),

-- почти полное отсутствие растворённого кислорода и других окислителей, что создаёт нулевой окислительно-восстановительный потенциал (eh = 0) и способствует сохранению в подземных водах самых разнообразных ионов, которые необходимы человеческому организму, но отсутствуют (окислены) в поверхностных водах,

-- нейтральный водородный показатель (pH=7),

-- постоянство температуры в течение года.

2. Шахтная (рудничная) гидрогеология. Обеспечивает глубокое (на десятки и сотни метров) понижение уровнейсвободных и пьезометрических поверхностей водоносных горизонтов в пределах шахтных, рудничных и карьерных полей для проведения горных работ и добычи полезных ископаемых.

3. Строительная гидрогеология. Обеспечивает предотвращение или уменьшение вредных воздействий подземных вод на возводимые здания и сооружения.

4. Мелиоративная гидрогеология. Занимается изучением гидрогеологических процессов и явлений на территориях сельскохозяйственной мелиорации.

5. Гидрогеология нефтяных и газовых месторождений. Принимает участие в поисках и разведке месторождений нефти и газа. При их эксплуатации осуществляет руководство законтурным и внутриконтурным заводнением месторождений и предотвращает возможность их стихийного обводнения.

 

ВОДА НА ЗЕМЛЕ. На Земле находится приблизительно 2,42∙109 км3 (2,42 миллиарда кубических километров) воды. Она распределена следующим образом.

1. Мировой океан ……………………… 1 338 000 000 км3 (55,4 %)

2. Вода в горных породах ……………... 1 050 000 000 км3 (43,4 %)

3. Вода в ледниках ………………………… 30 000 000 км3 (1,2 %)

4. Озёра …………………………………………176 000 км3

5. Атмосфера …………………………………….13 000 км3

6. Болота ……………………………………….. 10 000 км3

7. Реки ………………………………………….... 2 000 км3

8. Живые организмы ………………………….... 1100 км3.

 

Примечания к приведедставленному списку. * А. В списке указаприведены среднемноголетние единовременные объёмы воды. * Б. Некоторые из приведенных объёмов воды являются практически неподвижными (океан, значительная часть воды в горных породах, ледники, озёра, болота). * В. Другие объёмы воды находятся в состоянии хаотического движения, не поддающегося учёту (атмосфера, живые организмы). * Г. Вода рек и часть воды в горных породах (гравитационные подземные воды) находятся в состоянии движения и многократно сменяются в течение года (например, через Амазонку, самую полноводную реку мира, протекаеходит в год около 7000 км3 воды, но единовременный среднемноголетний объём воды в Амазонке составляет всего 0,0002 км3). * Д. Из 32 миллионов км3 льда 24 миллиона (около 80 %) находятся в Антарктиде. * Е. Основная часть воды, содержащейся в живых организмах, находится в растениях. Для примера оОценим приблизительно суммарное содержание воды в людях. Приняв средний вес человека равным 75 кг, среднее содержание воды в нём – 50 кг (50 дм3), население Земли – 6 миллиардов человек, получаем суммарный объём воды в людях равным 0,3 км3, что составляет лишь 0,03 % общего объёма воды в живых организмах.

 

ВОДНЫЙ БАЛАНС. Под водным балансом понимается соотношение объёмов воды, поступающих на данную площадь, и объёмов воды, удаляющихся с неё. Водный баланс может быть положительным (при этомкотором может происходить грунтовое подтопление территории), нулевым (нормальное состояние территории) и отрицательным (при этомкотором может происходить иссушение территории). Компоненты водного баланса называются статьями. Статьи, характеризующие поступление воды, называются положительными; статьи, характериующие удаление воды,, - -- отрицательными. Статьи вВодногоый баланса выражаюется в единицах высоты столба воды (в миллиметрах или сантиметрах). Общепринятой международной символики для обозначения статей водного баланса нет. Чаще всегоОбычно формула водного баланса приводится в следующем виде:

P + K + Y прZ + Y от, где

P («пэ») – количество атмосферных осадков, которые подразделяются на вертикальные (дождь и снег) и горизонтальные (изморось, изморозь),

K («ка») – конденсация атмосферной влаги, подразделяющаяся на поверхностную (роса, иней) и подземную (в порах и трещинах горных пород),

Y пр («игрек приток») – приток воды (поверхностный, подземный и технический: утечки из коммуникаций, сельскохозяйственное орошение, промышленные и строительные стоки, искусственное пополнение запасов подземных вод, заводнение при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений),

Z («зэт») – суммарное испарение [с поверхности воды, с грунта, со снега (сублимация), из растений (транспирация), а также подземное],

Y от («игрек отток») - отток воды: поверхностный, подземный и технический (эксплуатация подземных вод и дренаж подземных вод).

 

ВИДЫ ВОДЫ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ. Существуют следующие виды воды:

А) Вода в виде пара (почти исключительно в зоне аэрации грунтовых вод – см. ниже).

Б) Химически связанная вода, в том числе: кристаллизационная вода, молекулы которой находятся в кристаллических решётках минералов в строго определённых количествах (например, гипс CaSO4∙2H2O), цеолитная вода, число молекул которой в кристаллических решётках минералов является неопределённым (например, опал SiO2∙nH2O), а также конституционная вода, входящая в химическую формулу минералов в виде H+ (ион водорода) и ОН= (гидроксильная группа), например, малахит Сu (CO3)2∙(OH)2. Химически связанная вода неподвижна.

В) Адсорбированная вода (синонимы: плёночная, гигроскопическая, связанная, молекулярная) развита, в основном, в рыхлых обломочных горных породах в виде плёнок на минеральных частицах. Адсорбция воды проявляется особенно интенсивно у глинистых и алевритовых частиц. Адсорбированная вода неподвижна.

Г) Капиллярная вода удерживается в горных породах силой поверхностного натяжения и находится, как и парообразная вода, в зоне аэрации грунтовых вод. Здесь наблюдается три вида капиллярных вод: воды капиллярной каймы над свободной поверхностью (зеркалом) грунтовых вод, почвенные воды под земной поверхностью и воды углов крупных пор в породах основной части зоны аэрации. Капиллярная вода неподвижна.

Д) Гравитационная вода находится под действием силы тяжести, подвижна (текуча) и является подземной водой в специальном, профессиональном смысле этого слова.

Е) Вода в виде льда. Подземные льды наблюдаются в районах многолетней мерзлоты: север России, Канады и США (штат Аляска).

 

ВОДНО▬ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД.

Твёрдые вещества делятся на гидрофильные (смачиваемые водой) и гидрофобные (несмачиваемые). Все горные породы являются гидрофильными. Водно-физическими свойствами называются показатели, характеризующие способность горных пород содержать в себе или пропускать сквозь себя (фильтровать) воду. Соответственно, эти свойства подразделяются на ёмкостные (касающиеся всех видов воды в горных породах) и фильтрационные (касающиеся только гравитационной воды).

 

 



 

Среди ёмкостных свойств наибольшее значение для гидрогеологии имеют пористость имеют пористость (для несцементированных обломочных поро(для несцементированных обломочных пород), коэффициент трещиноватости (для сплошных пород), а также объёмная влажность, полная влагоёмкость и коэффициент водоотдачи.

Пористость представляет собой отношение суммарного объёма пор к объёму горной

породы, обозначается индексом n, выражается в долях единицы (в прежние годы – в %).

Коэффициент трещиноватости –-- отношение суммарного объёма трещин к объёму горной породы, обозначается Ктр, выражается в долях единицы. Влажность объёмная -- отношение объёма воды, находящегося в данный момент в горной породе, к объёму породы, обозначается Wоб, выражается в долях единицы. Полная влагоёмкость

представляет собой максимально возможный для данной породы объём воды, отнесенный к объёму горной породы, обозначается Wmax, выражается в долях единицы. Коэффициент водоотдачи – отношение объёма гравитационной воды, максимально возможного для данной горной породы, к объёму породы, обозначается µ (произносится: «мю»), выражается в долях единицы. Коэффициент водоотдачи является одним из важнейших гидрогеологических параметров.

 

Среди фильтрационных свойств горных пород наибольшее значение имеют коэффициент фильтрации и водопроводимость. Коэффициент фильтрации обозначается К и имеет размерность м/сутки. Водопроводимость представляет собой произведение коэффициента фильтрации К на мощность водоносного горизонта m и обозначается индексом Т (T = K· m). Размерность водопроводимости: м2/сутки.

 


Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 184 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Х И М И Ч Е С К И Й С О С Т А В | Х И М И Ч Е С К И Е С В О Й С Т В А | C А Н И Т А Р Н О Е С О С Т О Я Н И Е В О Д Ы | О С О Б О О П А С Н Ы Е З А Г Р Я З Н И Т Е Л И П О Д З Е М Н Ы Х В О Д | IV. ХАРАКТЕРНЫЕ ТИПЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД | Особенности гидрогеологических исследований в районах развития трещинных вод. | Особенности гидрогеологических исследований в карстовых районах. |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Пример разбора| О С Н О В Н Ы Е Ф И З И Ч Е С К И Е С В О Й С Т В А

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.009 сек.)