Лекция по Гидрогеологии - реферат

1. Содержание, история и методологические базы гидрогеологии

Предмет и содержание гидрогеологии

Гидрогеология – наука о происхождении, критериях залегания, закономерностях распространения и движения подземных вод в земной коре, их физических свойствах, хим, бактериальном и газовом составе, также об их режиме и процессах взаимодействия с атмосферой, наземной гидросферой, биосферой, горными породами и веществом мантии Земли.

Гидрогеология Лекция по Гидрогеологии - реферат является частью геологии и изучает подземные воды на базе анализа истории развития земной коры

Значение подземных вод, как 1-го из более подвижных тел земной коры, только велико во всех геологических процессах.

Очень принципиальна роль подземных вод в практической деятельности человека. Давно подземные воды употребляются для питья и хозяйственных целей.

Подземные воды Лекция по Гидрогеологии - реферат обширно употребляются для целительных целей (разные минеральные воды).

Исключительная роль принадлежит подземным водам как источнику хим сырья. Из их в почти всех странах добывается бор, натрий, литий, магний, хлор, бром, йод, в наименьших объёмах германий, рубидий, стронций, кальций, цезий, также медь, цинк, уран, радий, вольфрам, мышьяк, сера Лекция по Гидрогеологии - реферат и др.

Серьёзное значение подземные воды имеют как источник термический энергии. Теплоснабжение за счёт термальных вод отчасти осуществляется на Камчатке, в Тюменской и Омской областях и в Бурятии.

В неких случаях подземные воды являются вредным фактором и играют отрицательную роль. При строительстве гидротехнических сооружений, тоннелей, метрополитенов, при разработке месторождений нужных Лекция по Гидрогеологии - реферат ископаемых подземные воды нередко осложняют ведение работ и требуют значимых финансовложений для борьбы с ними.

Ценность воды, как природного минерала, связана с её исключительными качествами:

исключительная подвижность;

способность к фазовым переходам в термодинамических критериях земной коры;

чрезвычайная хим активность;

повсеместное распространение

Земная кора на 2/3 закрыта океанами, но оставшаяся 1/3 суши пропитана Лекция по Гидрогеологии - реферат водой. По воззрению ряда создателей количество подземных вод в земной коре соизмеримо с количеством поверхностных.

Исходя из практических целей, почаще учитывают только свободные и на физическом уровне связанные воды высшей части земной коры до глубины 5 км. В данном случае толика подземных вод в общем балансе всех природных вод относительно невелика Лекция по Гидрогеологии - реферат (табл. 1)

Объём гидросферы (по М.И.Львовичу)

Сложность и обилие вод на Земле привели к тому, что это единственное природное тело изучается целым рядом наук. Не считая гидрогеологии, природные воды изучаются океанологией, гидрологией, метеорологией, гляциологией, гидравликойи в наименьшей степени минералогией, вулканологией, почвоведением, петрографией и геохимией, с Лекция по Гидрогеологии - реферат которыми гидрогеология имеет генетическую связь. Не считая того, являясь наукой геологической, она плотно сплетена с общей геологией, геоморфологией, динамической геологией, тектоникой, структурной геологией и учением о месторождениях нужных ископаемых методиками исследовательских работ.

Разделы гидрогеологии и способы исследовательских работ

Снутри гидрогеологии развивается целый ряд самостоятельных научных направлений, которые можно разбить Лекция по Гидрогеологии - реферат на две группы.

К первой группе относятся общая гидрогеология, гидрогеодинамика, гидрогеохимия, палеогидрогеология, региональная гидрогеология и экологическая гидрогеология.

Общая гидрогеология рассматривает вопросы происхождения, формирования, геологической роли подземных вод, их физические и хим характеристики, изучает структуру, состав и строение подземной гидросферы.

Гидрогеодинамика изучит закономерности движения подземных вод под воздействием искуственных и Лекция по Гидрогеологии - реферат естественных причин: фильтрацию, конвекцию, диффузию, осмос, капиллярный перенос с учётом определенной структуры подземного потока, определяемого геологическими особенностями местности.

Гидрогеохимия изучает особенности передвижения атомов хим частей в подземной гидросфере, процессы конфигурации состава подземных вод и их обогащение различными элементами при содействии с горными породами в течение долговременной истории геологического развития водонапорных систем. На Лекция по Гидрогеологии - реферат результатах исследования критерий передвижения и скопления отдельных хим частей основаны обширно применяющиеся гидрогеохимические способы поисков. Важным вопросом гидрогеохимии является выявление путей формирования различных геохимических типов подземных вод, также прогноз конфигурации их свойства. Региональная гидрогеология – наука о связи пространственно-временного рассредотачивания подземных вод в земной коре с нравом Лекция по Гидрогеологии - реферат и историей развития геологических структур. Она занимается исследованием закономерностей критерий залегания, распространения и формирования подземных вод в определенных регионах. Проблемный вопрос – роль геологической структуры в формировании ресурсов и состава подземных вод в определенном регионе.

Палеогидрогеология изучает былые подземные гидросферы в тесноватой связи со становлением и развитием литосферы. Она Лекция по Гидрогеологии - реферат же восстанавливает палеогидрогеологические условия определенной местности, включая геологическую роль воды в формировании месторождений нужных ископаемых.

Экологическая гидрогеология делает 1-ые шаги. Строительство водохранилищ, вырубка лесов, распашка земель, разработка месторождений нужных ископаемых и другие виды деятельности человека почти во всем изменили режим и состав подземной гидросферы, масштабы которого не всегда поддаются обычному учёту Лекция по Гидрогеологии - реферат. Появилась неувязка глобального управления подземной гидросферой с целью оценки масштабов вероятных конфигураций геологической и среды

Ко 2-ой группе направлений гидрогеологии относятся прикладные дисциплины, определяемые запросами производства. Сюда относятся:

поиски и разведка подземных вод,

разведочная гидрогеология,

гидрогеология месторождений нужных ископаемых (рудных и нефтяных),

мелиоративная гидрогеология,

гидрогеохимические поиски месторождений нужных ископаемых,

гидрогеология Лекция по Гидрогеологии - реферат городов и охрана подземных вод.

Все эти направления плотно сплетены и базируются на способах, используемых в других науках о Земле.

Картирование местности – один из главных методологических приёмов, используемых сначала для исследования региональных закономерностей.

Исследование гидросферы, как продукта долгого геологического развития, нереально без генетического (исторического) подхода.

Вода отличается от других геологических Лекция по Гидрогеологии - реферат объектов неизменным движением, ролью в круговоротах. Формы её движения различны (гравитация, диффузия, фильтрация, конвекция, осмос, капиллярный перенос) в общем виде являются частью геологического движения. Узнать его нереально без математического, термодинамического, физико-химического и гидравлического моделирования.

Гидрогеология, как и другие геологические науки, опирается на принцип актуализма.

Подводя результат, можно сказать Лекция по Гидрогеологии - реферат последующее: «Гидрогеология – это наука о подземной гидросфере, её генезисе, истории развития, составе, о закономерностях пространственного рассредотачивания и формирования, взаимодействия с другими оболочками земной коры, охраны, управления и использования». История и этапы развития гидрогеологии

Гидрогеология, подобно другим областям познаний, появилась в глубочайшей древности из практических потребностей человека, но Лекция по Гидрогеологии - реферат оформилась как наука исключительно в конце XIX в., хотя обрывочные сведения о подземных водах можно отыскать еще в документах, относящихся к очень отдаленным периодам истории развития че­ловеческого общества.

Так, на Ближнем Востоке строили колодцы огромного поперечника и глубиной до 50 м уже в V-III вв. до н.э. Эти колодцы Лекция по Гидрогеологии - реферат размещались повдоль караванных путей и обеспечивали водой всех путников.

1-ые каменные водопроводы в Старой Греции и Риме изве­стны уже в VII-VI в. до н. э. На полуострове Самос (Греция) был сооружен подземный тоннель длиной 1200 м для водоснабжения городка Мегора.

В 312 г. до н. э. был построен подземный само Лекция по Гидрогеологии - реферат­течный тоннель в г. Аффлиано длиной около 5 км для перехвата воды в известняках.

Близкие взоры позднее развивал древнегреческий философ Пла­тон (427-347 гг. до н.э.), который источником всей речной воды считал гигантскую подземную пещеру, куда по каналам поступает морская вода. Правда, некие историки науки говорят, что Лекция по Гидрогеологии - реферат в свое время труды Платона прочли не совершенно правильно, и его идеи, оказавшие огромное воздействие прямо до средних веков, восприняты некорректно. В собственном труде, по их воззрению, Платон типо достаточно точно обрисовывает круговорот воды в природе.

Не так к дилеммам подземных вод подходили мыслители Близкого Востока и Средней Азии Лекция по Гидрогеологии - реферат. Примером являются труды известного арабского философа, уроженца Хорезма Аль-Бируни (972 либо 973-1048 гг.), который обогнал европейских ученых на шесть-семь веков в осознании природы фонтаниру­ющих источников и причинах гидростатического напора. Он первым додумался, что для того чтоб вода лупила ввысь, она должна поступать из подземных хранилищ, залегающих выше места распо­ложения Лекция по Гидрогеологии - реферат источника.

Другим примером является труд персидского исследователя Каради "Поиски укрытых подземных вод", в каком на самом деле верно, хотя и формально, дано представление о круговороте воды, ее напоре и качестве, описаны способы поис­ков, включая бурение.

Посреди XIX в. в гидрогеологии разрабатываются законы движения подземных вод. Так, в Лекция по Гидрогеологии - реферат 1856 г. французский инженер Анри Дарси (1803-1858 гг.), занимаясь неуввязками водоснабжения городка Дижона, установил основной закон фильтрации в пористом грунте, известном на данный момент как линейный закон фильтрации, либо закон Дарси, являющийся базисным в подземной гидродинамике.

Вместе с гидродинамикой ведется глубочайшее исследование и хи­мии воды. В этом плане нельзя не именовать Лекция по Гидрогеологии - реферат величайшее откры­тие XIX в., посвященное закону повторяющейся системы частей величавого российского химика Д.И. Менделеева. Этот закон является одним из базовых в области естествознания и является основополагающим для правильного осознания химии всех аква смесей земли и базисным для геохимии в целом и гидрогеохимии а именно.

В предстоящем гидрогеология развивалась Лекция по Гидрогеологии - реферат по нескольким направ­лениям: 1) региональному — исследовались все новые и новые бассейны подземных вод в различных странах мира и геологических структурах;

2) генетическому — в научный анализ врубались воды все более и поболее глубочайших горизонтов: соленые, рассолы, термальные;

3) гидродинамическому — вывод новых формул и выявление закономерностей движения воды различных видов в различ­ных Лекция по Гидрогеологии - реферат геологических структурах, математическое моделирование;

4) гидрогеохимическому — исследование состава и критерий форми­рования различных типов воды, внедрение приобретенных данных в решении разных задач, включая поиски нужных ископаемых;

5) палеогидрогеологическому — история воды и ее геологическая роль;

6) экологическому — охрана, рациональное внедрение и управление подземными водами. Это последнее направление исследовательских работ только начинается. Остановимся Лекция по Гидрогеологии - реферат лишь на неких более общих достижениях гидрогеологии до обоб­щающих работ В. И. Вернадского.

Все более глубочайшее проникновение в земные недра вскрыло обширное развитие в их соленых вод и рассолов, генезис которых нельзя было разъяснить инфильтрацией осадков. Появилась мысль наличия в земных недрах ископаемых вод морского генезиса. Эта мысль высказана Лекция по Гидрогеологии - реферат независимо друг от друга австрийским геологом Г. Гёфером (1902 г.), русским академиком Н.И. Андрусовым (1908 г.) и южноамериканским гидрологом А. Ч. Лейном (1908 г.). Так, мысль старых мыслителей о проникновении морской воды получила новое рождение, правда, на принципно новейшей базе. Ископа­емые воды — воды старых морей попадают в земные недра вкупе Лекция по Гидрогеологии - реферат с захоронением донных отложений и сохраняются в течение геоло­гически долгого времени как реликт морских бассейнов про­шлых геологических эпох. Как лицезреем, механизм проникания морской воды в недра оказался совсем не таким, как представ­лял для себя А. Кирхер.

Разработка идеи геологического круговорота воды поднимает гидрогеологию на Лекция по Гидрогеологии - реферат принципно другой уровень. Фактически говоря, только с сих пор гидрогеология стала по истине геоло­гической наукой, ибо ранее она являлась частью гидрологии и изучала подземную ветвь климатического (гидрологического) кру­говорота. С этого же времени она становится наукой о подземной гидросфере.

Другие типы воды, встречающиеся в районах активного вулка­низма, жаркие с Лекция по Гидрогеологии - реферат выделением газов (гейзеры) давно также инте­ресовали исследователей. Но исключительно в начале XX в. (1902 г.) была предложена австрийским геологом Э. Зюссом (1831-1914 гг.) более либо наименее обоснованная догадка ювенилъных вод. Так он именовал воды, генерируемые в глубинах Земли из водорода и кис­лорода. Ювенильные, т.е. первозданные воды, в отличие Лекция по Гидрогеологии - реферат от вадозных (маленьких либо поступающих с поверхности земли, экзогенных) выделяются из магмы при ее остывании, т.е. по собственной природе являются эндогенными, и через нарушения либо вулканы включают­ся в круговорот.

Концепция ювенильных вод также подверглась резкой критике. А именно, швейцарский геолог Л. Брун (1911 г.) доказал Лекция по Гидрогеологии - реферат поло­жение о безводности вулканов, поточнее он приписывал воде вулкани­ческого происхождения вторичный генезис, обусловленный ее зах­ватом из вмещающих горных пород. Г. Гёфер (1925 г.) считал, что ювенильна не вода, а только ее теплота. Бессчетные попыт­ки исследователей найти ювенильную воду в природе пока не увенчались фуррором. По последним данным В. И Лекция по Гидрогеологии - реферат. Ферронского и В. А. Полякова, основанным на изотопных данных водорода и кис­лорода, толика ювенильной воды в вулканах не превосходит 5%.

В отличие от ювенильной догадки все большее значение при­обретает учение о возрожденных водах, развитое русским ученым А.М. Овчинниковым (1904-1969). Возрожденные воды образуются при метаморфизме осадочных либо магматических Лекция по Гидрогеологии - реферат горных пород из связанных вод, которые в критериях перекристаллизации породы перебегают в свободные и врубаются в геологический круговорот. Источником возрожденных вод являются воды конституционные, кристаллизационные, цеолитные, гигроскопические, пленочные, ка­пиллярные и отчасти свободные тонких пор и капилляров.

В 30-е годы более выдающиеся работы, без всякого сомне­ния Лекция по Гидрогеологии - реферат, сделаны одним из более превосходных людей XX в. — русским ученым В.И. Вернадским (1863-1945 гг.). Его труд "Ис­тория природных вод", размещенный в 1933-1936 гг. по широте и глубине охвата гидрогеологических заморочек намного превосходит все когда-либо издававшиеся работы и занимает выда­ющееся место в науке в целом. В этой работе Лекция по Гидрогеологии - реферат В.И. Вернадский более много показал значение подземных вод в геологической истории Земли. На основании огромного количества эмпирических фактов он доказал положение о единстве природных вод, что является наикрупнейшим вкладом в мировую науку. Он же 1-ый доказал принцип всепостоянства хим состава вод в определенную геологическую эру и сделал целое новое Лекция по Гидрогеологии - реферат направление в исследовании природного равновесия: вода—горная порода—газы—живое вещество. В. И. Вернадский 1-ый показал связь хим состава вод с развитием жизни на Земле и потому по праву считается основателем особенной отрасли познаний — гидрогеохимии, кото­рая изучает природные воды как подвижные системы, находящиеся в равновесии с другими Лекция по Гидрогеологии - реферат составляющими земной коры.

Идеи В. И. Вернадского, хотя и получили обширное признание в мире, но они до сего времени осознаны не вполне и не все из их вошли в обиход ежедневной научной работы. Его книжка "История природных вод" — современная энциклопедия по гео­логии воды признается важным трудом, оканчивающим станов­ление современной гидрогеологии Лекция по Гидрогеологии - реферат. В СССР идеи В. И. Вер­надского более много развивали большие ученые Н.Н. Славянов, Б.Л. Личков, А.М. Овчинников, Н.И. Толстихин, Е.В. Пиннекер, А. И. Перелъман, И. К. Зайцев, Е.А. Басков, П.А. Удодов и многие другие.

2. Рассредотачивание воды на Земле и её круговорот

1. Вода Лекция по Гидрогеологии - реферат в атмосфере, осадки, испарение с аква поверхности и суши, подземный и поверхностный сток и их свойства, современные представления о круговороте воды

2.1.1. Вода в атмосфере

Тропосфера является нижним слоем атмосферы. Она прилегает конкретно к земной поверхности. Положение ее верхней границы меняется под воздействием центробежного ускорения Земли от полюсов к экватору Лекция по Гидрогеологии - реферат. Над полюсами и в средних широтах высота тропосферы составляет 8—12 км, а в экваториальной зоне добивается 17—18 км. Температура воздуха в тропосфере в разных географических зонах неодинакова, имеет сезонные и дневные колебания. Но от поверхности земли ввысь температура, обычно, снижается на 0,60 С на каждые 100 м.

Для тропосферы типично непрерывное горизонтальное и вер­тикальное Лекция по Гидрогеологии - реферат перемещение воздушных масс.

В тропосфере заключен практически весь водяной пар, как следует, только тут вероятны процессы конденсации водяного пара с обра­зованием туч и осадков. На процессы, протекающие в тропосфере, очень оказывает влияние земная поверхность.

В вышележащем слое — стратосфере— также имеют место восходящие и нисходящие воздушные Лекция по Гидрогеологии - реферат токи, но они ограничиваются только нижней частью стратосферы. Смешивание частей воздуха происходит тут существенно слабее по сопоставлению с тропосферой. В этом слое атмосферы воздух очень разрежен. Водяного пара в стратосфере сильно мало, потому дождевые облака и осадки в ней не формируются.

Еще выше размещена ионосфера, выделяемая по особенным электронным свойствам. Нижняя граница Лекция по Гидрогеологии - реферат ее пролегает приблизительно на высоте 80 км, а верхняя удалена от поверхности земли на рас­стояние 1000—2000 км. Ионосфера характеризуется распростране­нием очень рассеянных ионизированных частиц и нейтральных молекул, передвигающихся с большими скоростями. Ионосфера посте­пенно перебегает в галлактическое место.

2.1.2. Осадки.

При подъеме и охлаждении воздуха водя­ной пар Лекция по Гидрогеологии - реферат конденсируется, образуя капельки воды либо кристаллики льда, из которых состоят облака (слоистые, кучевые и грозовые). Эти мелкие частички (капельки) воды передвигаются в воздухе в виде туч и тумана. При определенных критериях они вы­падают в виде осадков.

Осадки бывают 2-ух типов: образующиеся при конденсации водяного пара (вследствие снижения температуры воздуха Лекция по Гидрогеологии - реферат) конкретно на поверхности земли и наземных пред­метов (роса, иней, изморозь, гололед);

выпадающие на поверх­ность земли из туч в виде дождика, мороси, снега, крупы, града.

Количество осадков измеряется высотой слоя воды в миллиметрах. Их интенсивность определяется высотой слоя осад­ков, выпавших за 1 мин.

Осадки, выпадающие из Лекция по Гидрогеологии - реферат туч, разделяются на три типа:

обложные, моросящие и ливневые.

Осадки в жестком состоянии— снег, крупа — выпа­дают в прохладное время года. Твердые осадки могут питать подземные воды только после их перехода в водянистую фазу, т, е. приемущественно весной, когда происходит таяние накопившегося за зиму снежного покрова. К жестким осадкам относится также град Лекция по Гидрогеологии - реферат, который в отличие от снега и крупы обычно добивается поверхности земли в тёплое время года.

2.1.3. Испарение с аква поверхности и суши

Поверхностные воды находятся в водянистом и жестком состояниях. С поверхности океанов и морей, рек, озер, увлажненной земли, листьев растений и с поверхности снега и льда безпрерывно происходит испарение Лекция по Гидрогеологии - реферат воды и поступление водяного пара в атмосферу. Испарение с поверхности подземных вод происходит только на участках неглубо­кого их залегания от поверхности земли.

Различают два понятия “испарение” и “испаряемость”.

Испарением именуется средняя величина фактического испарения воды с земной поверхности в данном районе.

Под испа­ряемостью понимается величина испарения с Лекция по Гидрогеологии - реферат аква поверхности при данных критериях.

В таблице показаны для разных ландшафтных зон годичные значения испаряемости и испарения по Д. М. Капу

Таблица

В среднем за год с поверхности земного шара испаряется 525,0 тыс. км3 воды. На это испарение рас­ходуется около 25% солнечной энергии, поступающей в течение года на Землю.

Скорость Лекция по Гидрогеологии - реферат испарения определяется количеством воды, испаряющейся с единицы поверхности в единицу времени. Количество испа­рившейся воды принято выражать, так же как и атмосферных осад­ков, в миллиметрах водяного столба. Величина испарения либо опре­деляется с помощью особых устройств, либо приближенно рассчитывается по эмпирическим формулам. При испарении с аква поверхности данная величина Лекция по Гидрогеологии - реферат находится в зависимости от температуры испаряющей поверхности, недостатка влажности воздуха, скорости ветра и атмо- сферного давления.

Более сложен процесс испарения воды растениями, который происходит методом транспирации. Транс­пирация.— процесс физиологический, связанный с ростом тка­ней. Он состоит в том, что растения, поглощающие в вегета­ционный период воду из земли, задерживают Лекция по Гидрогеологии - реферат только её маленькую часть, остальная влага испаряется .4. Понятие о поверхностном и подземном стоках

Под стоком предполагается передвижение дождевой и талой воды по земной поверхности (поверхностный сток) и в толщах горных пород (подземный сток).

Осадки расходуются на поверхностный сток, испа­рение и поглощение горными породами. Поверхностный сток соз­дается Лекция по Гидрогеологии - реферат водами, текущими по поверхности земли под воздействием силы тяжести со стороны водораздельных пространств — от более больших участков к пониженным. Речной сток находится в зависимости от нескольких причин.

1. размеры и форма водосборных бассейнов,

2. климатические условия и вид осадков

3. рельеф местности

4. нрав и состояние склонов

5.водопроницаемость горных пород, также искусственные меро­приятия

Выделяют последующие виды питания рек Лекция по Гидрогеологии - реферат поверхностными водами: дождевое, снеговое, ледниковое и смешанное. Не считая того реки питаются подземными водами.

Подземные воды участвуют в питании вследствие дренирования их речными руслами.

Зависимо от строения рельефа, степени его расчлененности и геоструктурных критерий соотношения меж бассейнами поверх­ностного и подземного стока могут быть самыми различными. В Лекция по Гидрогеологии - реферат неких районах они совпадают, в других — бассейны поверх­ностного стока превосходят площади подземных водосборных бас­сейнов, а время от времени бассейны подземного стока существенно превосходят наземную водосборную площадь.

Количество воды, протекающей в единицу времени через попе­речное сечение русла реки, именуется расходом воды. Огромные расходы воды обычно измеряются в метрах кубических Лекция по Гидрогеологии - реферат за секунду, а малые — в литрах за секунду.

Чтоб найти расход воды Q в том либо ином сечении русла реки, следует знать среднюю скорость V и пло­щадь сечения S речного потока.

Расход воды в общем виде определяется по формуле Q =VS, м 3 / с.

Для определения скорости Лекция по Гидрогеологии - реферат течения и расхода воды в речном русле разбивают гидрометрические створы.

Сток может быть выражен последующими чертами: модулем стока, нормой стока, коэффициентом стока.

1. Модулем стока М именуется количество воды, сте­кающей в единицу времени с 1 км2 водосборной площади речного бассейна:

M = Q*1000, л/с на 1 км2,

S бас

где Q — средний годичный Лекция по Гидрогеологии - реферат расход, м 3 / с; Sбac — водосборная площадь речного бассейна, км2. 2. Нормой стока именуется среднеарифметическая вели­чина речного стока за длительный период наблюдения (40— 50 лет).

3.Коэффициентом стока L именуется отношение величины стока у за какой-нибудь период к количеству осадков х за тот же период (обычно за год): у

L= ---------- 100 %

х

Тут сток у и Лекция по Гидрогеологии - реферат количество осадков х выражены высотой слоя воды в миллиметрах. Потому коэффициент стока выражается в отвлеченных единицах либо в процентах.

Режим питания реки, рассредотачивание стока в течение года, также величину подземного стока можно найти методом анализа гидро­графа реки. Гидрографом именуется график конфигурации во времени расхода воды за год либо часть Лекция по Гидрогеологии - реферат года (сезон, половодье либо паводок)..1.5. Аква баланс местности

Количественное выражение процесса климатического круговоро­та воды и его отдельных звеньев может быть охарактеризовано при помощи аква баланса. Аква баланс какой-нибудь местности, т.е. скопление и расходование воды в ее границах за те либо другие интервалы времени, находится в зависимости Лекция по Гидрогеологии - реферат от погодных причин и нрава подстилающей поверхности. Соотношение частей аква балан­са — осадков, испарения, поверхностного и подземного стоков в определенных физико-географических критериях для долголетнего периода в среднем является фактически неизменным и определяет средние расходы рек и водные ресурсы определенного региона.

Закономерность конфигурации припасов вод обычно выражается урав Лекция по Гидрогеологии - реферат­нением аква баланса. В общем случае это уравнение для хоть какой местности за хоть какой просвет времени имеет последующий вид X+K+Y1 –Y2 –Z+W1 +W2 + U1 – U2 = 0,

где Х — количество осадков: К — конденсация воды; У1 — приток речных вод из других районов; У2 — сток рек за границы Лекция по Гидрогеологии - реферат рассмат­риваемой местности (включая водозабор); Z — испарение; W1 — изменение припасов подземных вод; W2 — изменение влагозапасов на поверхности водосбора; U1 — приток подземных вод из смеж­ных районов; U2— сток подземных вод в примыкающие районы ниже уровня дренирования их речными руслами.

2.1.6. Современные представления о круговороте воды

Учение о круговороте воды в земной коре Лекция по Гидрогеологии - реферат имеет долгую исто­рию, анализ которой указывает, что в течение продолжитель­ного времени это принципиальное природное явление рассматривалось одно­сторонне, только с гидрологических позиций, которые механизм кру­говорота сводят к перемещению воды под действием термический энер­гии солнца (испарение и перемещение в атмосфере) и силы тяжести (движение дождика, снега, воды рек Лекция по Гидрогеологии - реферат и подземных вод).

2-ой, наименее узнаваемый, но более принципиальный круговорот воды связан с процессами осадкообразования: совместно с осадочным веще­ством в эпиконтинентальных морях, лагунах, озерах захороняются седиментационные воды. В предстоящем, после регрессии морей, захороненные воды остаются на местности континентов и учавствуют в формировании водоносных горизонтов либо в процессе дальней Лекция по Гидрогеологии - реферат­шего развития земной коры участвуют в метаморфических процес­сах, проходят стадию связывания горными породами, потом в про­цессе разрушения кристаллической решетки последних перебегают в свободное состояние и по зонам тектонических нарушений направ­ляются к дневной поверхности. Этот механизм движения воды обоснован геологическими процессами, такими, как осадконакопление, тектонические движения, вулканизм Лекция по Гидрогеологии - реферат, метаморфизм, гранитизация горных пород и др. Этот тип круговорота воды получил заглавие геологического.

2.1.7. Климатический (гидрологический) круговорот воды

Одно из основных параметров воды на поверхности земли, к кото­рому мы привыкли, — это способность воды изменять в термоди­намических критериях земной коры свое фазовое состояние.

Попав в атмосферу, вода Лекция по Гидрогеологии - реферат совместно с воздухом вовлекается в сложную систему воздушных течений. В определенных критериях пар начинает конденсироваться, собираться в капли воды, которые падают на землю в виде дождика либо снега, а на охлажденных участках — и в виде так именуемых "горизонтальных осадков": инея, изморози, росы. Количество выпадающих осадков и их форма также зависят от Лекция по Гидрогеологии - реферат определенных географических критерий: удаленности от берега моря, высоты местности, положения поднятий рельефа относительно воздушных течений, приносящих воду, и многих других причин.

Большая часть осадков, выпадающих на континенты, под воздействием силы тяжести, группируясь в струйки, ручьи и реки, стекает опять в океан, замыкая цикл кругооборота. Так совершается одно из Лекция по Гидрогеологии - реферат более могучих явлений природы, опреде­ляющих в конечном итоге климат, а означает, и лик Земли в целом. При всем этом интенсивность и масштабы этого явления полностью определяются количеством солнечной энергии, поступающей на Землю, которая через непростой механизм движения аква масс определяет климат того либо другого участка Земли. Потому этот круговорот воды Лекция по Гидрогеологии - реферат именуют климатическим.

В итоге климатического кругооборота безпрерывно воспол­няются припасы подземных вод. Дело в том, что на земной повер­хности происходит разделение выпавших осадков на три составные части: одна часть этих осадков здесь же опять испаряется в атмосферу, 2-ая часть, стекающая по поверхности земли в сторону Лекция по Гидрогеологии - реферат Мирового океана, образует поверхностный сток, и, в конце концов, треть просачивается через почву в горные породы, образуя подземный сток.

Соотношение меж выделенными 3-мя составляющими различ­но и находится в зависимости от определенных природных критерий: нрава рельефа, типа горных пород, их пористости и трещиноватости, температуры воздуха, нрава растительности и т.д.

Важней­шими Лекция по Гидрогеологии - реферат плодами климатического круговорота, как следствие непрерывного движения, являются последующие.

1. Формирование ветки пресных вод

2. Поддержание на материках более больших относительно океана уровней подземных вод

3. Строгую направленность движения воды от горных сооруже­ний (водоразделов) к бассейнам стока и в итоге возвра­щение воды в океан

4. Формирование различного водообмена

5. Возобновляемость припасов воды на материках

6. Физическое и хим Лекция по Гидрогеологии - реферат преобразование (гидрогенез) горных пород.

7. Перенос солей.

2.2. ВОДА В НЕДРАХ ЗЕМЛИ

2.2.1. Общие закономерности рассредотачивания воды в литосфере

Вода втвердой фазе в земной коре обширно всераспространена в районах криолитозоны (долголетней мерзлоты), характеризующейся отрица­тельными среднегодовыми температурами.

Водянистая вода более обширно всераспространена в высшей части земной коры. Она обхватывает фактически весь разрез Лекция по Гидрогеологии - реферат континен­тальной коры до глубины критичной температуры воды; кроме промерзлых зон и участков нефтяных и газовых ме­сторождений.

Температура кипения воды находится в зависимости от давления, с повышением которого она резко растет и приближается к критичной точке, равной 374° С. Потому что природная вода представляет собой непростой хим раствор, ее критичес Лекция по Гидрогеологии - реферат­кая точка кипения практически несколько выше и может достигать 400 и даже 450° С. Благодаря тому, что давление в земной коре растет существенно резвее, чем соответственная температура кипения воды, последняя может находиться в водянистом состоянии до критичной точки, т.е. до 374-450° С.

Южноамериканский ученый Ф. Г. Смит, к примеру Лекция по Гидрогеологии - реферат, считает, что водянистая вода в земной коре может находиться до глубины 30 км. Ниже всераспространен пар, находящийся под огромным давлением и образующий новое надкритическое состояние воды — аква флюид, характеристики которого до сего времени исследованы недостаточно.

В магме вода находится в растворенном и диссоциированном со­стоянии. По современным мнениям, магма содержит 5-7% воды Лекция по Гидрогеологии - реферат, из которых большая часть диссоциирована не только лишь на ионы Н+ и ОН-, но также образует О2-, являющийся индикатором щелочности расплава. При остывании магмы большая часть воды выделяется в виде пара и по зонам разломов подымается к поверхности.

С глубиной меняются не только лишь фазовое состояние и струк­тура воды Лекция по Гидрогеологии - реферат, да и ее количество. При погружении пород на огромную глубину подземные воды испытывает все огромную тенденцию к восходящему движению. При всем этом с глубиной роль связанных вод в общем объеме гидросферы возрастает, а полное количество воды миниатюризируется.

В границах изученной части зем­ной коры исходя из убеждений Лекция по Гидрогеологии - реферат рассредотачивания подземных вод выделяют два этажа:

нижний этаж, представляющий собой основание платформ и сложенный плотными метаморфическими породами, гнейсами, гранитами, метаморфическими сланцами, фактически яв­ляется водоупором. Подземные воды в породах этого типа развиты в ограниченном количестве по зонам тектонических нарушений и в коре выветривания.

верхний этаж, представляющий собой чехол Лекция по Гидрогеологии - реферат платформ и складчатые сооружения. Для него типично наличие больших скоплений подземных вод в виде бассейнов различного типа, глав­ным образом в породах осадочного происхождения, пореже в пори­стых эффузивах. Конкретно эти бассейны подземных вод представля­ют больший практический энтузиазм.

Верхняя граница распространения подземных вод, обычно, не совпадает с дневной поверхностью, а находится Лекция по Гидрогеологии - реферат несколько ниже последней, потому по нраву рассредотачивания подземных вод выделяют обычно зону аэрации и зону насыщения.

Граница меж зоной насыщения и зоной аэрации определяется положением местного базиса эрозии.

Больший практический энтузиазм представляет зона насыщения, но последняя получает питание через зону аэрации, которая в особенности интенсивно осваивается Лекция по Гидрогеологии - реферат человеком. Конкретно через зону аэра­ции техногенные загрязнения поступают в водоносные горизонты. Засоление земель происходит также в зоне аэрации. Вырубка лесов, осушение заболоченных территорий, разработка нужных ископае­мых, создание водохранилищ — все это изменяет нрав зоны аэрации, ее строение и характеристики. В этом смысле зание процессов и роли зоны аэрации в особенности Лекция по Гидрогеологии - реферат животрепещущи в наше время — время глобальных экологических заморочек.

.2.2. Коллекторские характеристики горных пород


Пористость в горных породах обоснована маленькими промежут­ками, существующими меж отдельными минералами и частичками горной породы. Она характерна всем горным породам — магматическим, метаморфическим и осадочным, но происхождение пор в их различно. По размеру поры обычно разделяются Лекция по Гидрогеологии - реферат на макропоры (больше 1 мм) и микропоры (меньше 1 мм). Макропоры образуют пустоты, именуемые время от времени скважностью. Микропоры поперечником наименее 0,1 мм выделяют в отдельную группу и именуют ультракапиллярными порами.

Величину пористости определяют отношением объема пустот к объему всей породы в сухом состоянии и выражают в толиках единицы либо в %. Объем Лекция по Гидрогеологии - реферат всех пустот в породе независимо от их размера характеризуется общей пористостью:

Общая пористость породы выражается также в виде коэффици­ента пористости либо приведенной пористости, представляющей собой отношение объема пор в породе к объему, занимаемому только скелетом породы. Открытая пористость характеризуется отношением объёма сообщающихся меж собой открытых пор ко всему объёму породы.

Не Лекция по Гидрогеологии - реферат считая общей и открытой пористости, различают также эффективную пори­стость (динамическую), по которой может быть передвижение воды либо газа.

Если все поры запол­нены водой, порода именуется насыщенной.

2.2.3. Виды воды в горных породах

В текущее время схема подразделения видов воды в горных поро­дах может быть представлена Лекция по Гидрогеологии - реферат в более современном виде:

Вода, входящая в состав кристаллической решетки минералов либо химически связанная вода:

конституционная;

кристалли­зационная;

цеолитная;

На физическом уровне связанная вода горными породами:

крепко связанная либо адсорбированная;

рыхло- либо слабо связанная;

Свободная вода:

капиллярная;

гравитационная;

Вода в жестком состоянии — лед;

Вода в состоянии пара.

I. Вода, входящая в Лекция по Гидрогеологии - реферат состав кристаллической решетки минералов, образует химически единое целое с другими элементами решетки и по степени связи с ними делится на конституционную, кристалли­зационную и цеолитную.

Конституционная вода заходит в состав решетки минералов в виде отдельных ионов, ее удаление может быть только методом нагре­вания при больших температурах и перестройке решетки Лекция по Гидрогеологии - реферат.

Кристаллизационная вода заходит в кристаллическую решетку минералов в виде молекул Н2О.

Цеолитная вода связана с минералами очень некрепко, она выдeляeтcя при низких температурах, и количество ее находится в зависимости от температуры и влажности воздуха. При нагревании она удаляется равномерно, минералы при всем этом сохраняют свою Лекция по Гидрогеологии - реферат кристаллическую структуру, меняя только оптические характеристики.

II. На физическом уровне связанная вода обладает резко хорошими свой­ствами от свободной воды, на чем и основано ее выделение.

Связанная вода содержится в горных породах в виде гидратных оболочек, облекающих мелкие минеральные частички, слагаю­щие породы, и разделяется на прочносвязанную (либо адсорбиро­ванную) и Лекция по Гидрогеологии - реферат рыхло- либо слабосвязанную.

Прочносвязанная вода присуща приемущественно глинистым породам, состоящим из частиц коллоидных размеров. На их поверхности эта вода удерживается молекулярными и электронными силами сцепления и может передвигаться только при переходе в парообразное состояние.

Рыхлосвязанная(осмотически впитанная, либо пленочная) вода образует пленку поверх прочносвязанной воды, когда влажность породы Лекция по Гидрогеологии - реферат становится выше ее наибольшей гигроскопичности. Потому крепкость связи этой катего­рии воды с породой существенно меньше, чем у гигроскопической.

Рыхлосвязанная и прочносвязанная вода соединяются воединыжды время от времени под единым заглавием молекулярная вода. Наибольшее количе­ство последней, удерживаемое породой в определенных критериях, А.Ф. Лебедев именовал наибольшей молекулярной влагоемкостью Лекция по Гидрогеологии - реферат породы. Этот показатель охарактеризовывает количество на физическом уровне свя­занной воды в породе, находящейся под действием сил молекуляр­ного притяжения.

III. Свободная вода в отличие от других видов обладает свой­ствами водянистой воды и способна передвигаться под действием силы тяжести, ее количество в горной породе находится в зависимости от размера Лекция по Гидрогеологии - реферат пор и трещинок.

Отличительная особенность гравитационной воды — ее передвижение под воздействием силы тяжести и напорного градиента. Свободная вода передает гидростатическое давление. Различают инфильтрующуюся воду зоны аэрации, которая просачи­вается сверху вниз, и фильтрующуюся воду зоны полного насыще­ния — она движется в виде потока по водоносному горизонту.

IV Лекция по Гидрогеологии - реферат. Вода в жестком состоянии появляется при отрицательных температурах и содержится в породах в виде кристаллов льда, ледяных прослоек либо жил. В зоне долголетней мерзлоты, где лед в особенности обширно всераспространен, его кристаллы играют нередко роль цемента, скрепляющего отдельные минеральные частички, превращая рыхлую породу в цельную. Вне развития многолетнемерзлых пород вода перебегает в Лекция по Гидрогеологии - реферат лед исключительно в зимнее время и при всем этом только в слое зимнего вымерзания.

V.Вода в форме пара занимает поры, свободные от водянистой воды. Она появляется из других видов воды при их испарении, а при изменении температуры либо давления вновь может конденсиро­ваться.

2.2.4. Водные характеристики горных Лекция по Гидрогеологии - реферат пород

Наличие в горных породах той либо другой природы действующих сил определяет и их водные характеристики: влагоемкость, естественную влажность, водоотдачу, недочет насыщения и водопроницаемость.

Влагоемкость — способность горных пород вмещать и удержи­вать определенное количество воды. По степени влагоемкости все породы можно подразделить на очень влагоемкие (торф, ил, суг­линок, глина Лекция по Гидрогеологии - реферат), слабо влагоемкие (мергели, мел, рыхловатые песчаники, лёсс, маленькие пески) и невлагоемкие (мощные изверженные и осадочные породы, галечник, гравий, песок и т.д.).

Количество воды, соответственное полному насыщению породы, определяет ее полную влагоемкость.

Все виды влагоемкости выражаются обычно в % массы соответственного вида воды к массе сухой породы.

Различают также Лекция по Гидрогеологии - реферат естественную влажность We, которая харак­теризует горные породы в естественном их залегании, и недостаток насыщения породы Dп — разность меж полной влагоемкостью и естественной влажностью породы.

Определение естественной влажности имеет огромное практичес­кое значение, в особенности при оценке физико-химических параметров горных пород.

Водоотдача — способность водонасыщенных пород отдавать гравитационную воду Лекция по Гидрогеологии - реферат методом ее свободного вытекания.

Водопроницаемость — способность горных пород пропускать через себя воду при наличии перепада давления. Водопроницаемость не находится в зависимости от пористости, а находится в зависимости от размера пор..

2.2.5. Понятие о водоносных пластах и горизонтах, комплексах и бассейнах подземных вод

Разные пористость и трещиноватость горных пород приводят к неравномерному Лекция по Гидрогеологии - реферат рассредотачиванию воды не только лишь в зоне аэрации, да и в зоне насыщения. Поры и трещинкы маленького размера хотя и позволяют породе содержать значимые количества воды, но затрудняют ее движение, что делает породу слабо проницаемой, и, напротив, огромные поры и трещинкы содействуют свободному перемещению подземных вод. Потому в гидрогеологическом отно Лекция по Гидрогеологии - реферат­шении все породы делятся на три группы:

1) водопроницаемые — галечники, гравий, песок, рыхловатые песча­ники и все очень трещиноватые породы;

2) полупроницаемые — глинистые пески, лёсс, известняки, пес­чаники и слабо трещиноватые метаморфические и магматические породы;

3) фактически непроницаемые — глины, суглинки и все мас­сивные кристаллические и осадочные породы, если они не Лекция по Гидрогеологии - реферат трещи­новатые.

2.2.5.1. Водопроницаемые и полупроницаемые породы образуют в земной коре систему водоносных горизонтов. Водоносным горизонтом на­зывается водопроницаемый пласт, насыщенный водой, находящей­ся в неизменном движении благодаря гидравлической связи и перепаду давления, имеющихся во всем пласте, и ограничен­ный водонепроницаемыми породами снизу и сверху либо только снизу. Пласт, подстилающий водоносный горизонт Лекция по Гидрогеологии - реферат, именуется подошвой, а пласт, перекрывающий его, — почвой водоносного горизонта. Поверхность, образованная подземными водами, носит заглавие зеркала подземных вод. Для первого от поверхности водоносного горизонта, воды которого именуются грунтовыми, зеркало является границей, разделяющей зону аэрации и зону полного насыщения.

Различают напорные и безнапорные водоносные горизонты.

Без­напорные водоносные горизонты Лекция по Гидрогеологии - реферат не имеют перекрывающих проница­емых горных пород, вследствие чего питание атмосферными осадка­ми происходит по всей площади их распространения и подземные воды испытывают только атмосферное давление.

Напорные водоносные горизонты, напротив, перекрыты тяжело проницаемыми горными породами и потому характеризуются давлениями, превосходящими атмосферное. Питание этих горизонтов атмосферными осадками мо­жет осуществляться лишь на Лекция по Гидрогеологии - реферат отдельных участках, где отсутствуют перекрывающие слабо проницаемые породы. Нередко напорные водо­носные горизонты могут перебегать в безнапорные и напротив.

Для напорных водоносных горизонтов, не считая реально существу­ющей поверхности подземных вод, различают еще пьезометрическую поверхность.

На картах зеркало подземных вод изображается при помощи гидроизогипс, а пьезометрическая Лекция по Гидрогеологии - реферат поверхность — гидроизопьез. Как следует, 1-ые представляют собой полосы равных отметок реально имеющейся поверхности, водоносного горизонта, а вто­рые — полосы равных напоров либо отметок пьезометрической по­верхности.

Основными элементами водоносного горизонта являются область питания, область распространения и область разгрузки, которые представляют собой участки поверхности либо части геоло­гических структур, определяющие Лекция по Гидрогеологии - реферат гидродинамику водоносного горизонта (скорость, направ­ление движения, напор и т.д.).

1. Область питания — это зона, в границах которой атмосфер­ные осадки могут просачиваться в гидравлическую систему. Преобла­дающими направлениями движения подземных вод в этой части водоносного горизонта могут быть нисходящее вертикальное и отчасти горизонтальное. Водоносный горизонт в этой зоне непосред­ственно связан Лекция по Гидрогеологии - реферат с зоной аэрации, обеспечивающей его питание. Вкупе с тем питание водоносных горизонтов происходит не только лишь атмосферными осадками либо поверхностными водами, да и за счет других водоносных горизонтов. В данном случае молвят о закрытой либо внутренней области питания.

2. Область распространения (напора) подземных вод — про­межуточная зона Лекция по Гидрогеологии - реферат меж областями питания и разгрузки, которая является основной по площади развития. В границах этой области преобладающим направлением движения подземных вод является горизонтальное. Для безнапорных водоносных горизонтов эти две 1-ые области, обычно, совпадают.

3. Область разгрузки — зона, в границах которой подземные воды выходят на поверхность земли либо переливаются в другой водонос­ный горизонт (сокрытая Лекция по Гидрогеологии - реферат разгрузка). Направления движения подзем­ных вод могут быть вертикальными восходящими либо нисходящими.

В местах выхода подземных вод на поверхность образуются источники либо источники, представляющие из себя по существу сво­еобразные природные сооружения, из которых безпрерывно ведется откачка воды и около которых всегда наблюдается депрессия в водоносном горизонте Лекция по Гидрогеологии - реферат.

А.М. Овчинников предлагает различать стоки разгрузку подзем­ных вод. 1-ое типично для вод, имеющих свободную повер­хность, а 2-ое — для напорных вод.

Расход, либо дебит, хоть какого источника находится в зависимости от 4 основ­ных переменных:

проницаемости пород;

площади области питания;

объема питания

геологического строения места выхода воды.

2.2.5.2. Более Лекция по Гидрогеологии - реферат большой единицей гидрогеологической стратификации является водоносный комплекс, который представляет собой группу гидравлически связанных меж собой водоносных горизонтов, схожих либо различных по литологическому составу, разбитых слабо водопроницаемыми породами относительно маленькой мощно­сти и имеющих близкие условия питания и разгрузки. В отличие от водоносных горизонтов в водоносном комплексе напоры подземных вод могут, хотя Лекция по Гидрогеологии - реферат и некординально, изменяться в вертикальном разрезе, что определяется степенью проницаемости пород отдельных горизонтов.

2.2.5.3. Система водоносных комплексов, связанная единой областью питания и разгрузки, образует бассейн подземных вод. Последние обширно развиты в границах разных геологических структур: синеклиз, мульд, краевых и предгорных прогибов, межгорных впадин, грабенах, зонах тектонических разломов и т Лекция по Гидрогеологии - реферат.д. Бассейны, заполнен­ные напорными водами, именуются артезианскими.

Самым большим подразделением геологической стратификации является гидрогеологический этаж либо водоносная формация (мировоззрение исследователей в этом вопросе расползаются). В нее объеди­няются водосодержащие литологически и на генном уровне однородные, хотя нередко и разновозрастные бассейны, характеризующиеся близ­кими критериями залегания, распространения, питания и разгрузки Лекция по Гидрогеологии - реферат подземных вод.

Водоносные формации нередко делятся регионально выдер­жанными водоупорами и включают несколько водоносных комплек­сов. Любая такая формация отличается от другой историей палеогидрогеологического развития, гидродинамическими и гидрогеологи­ческими особенностями.

2.2.6. Геологический круговорот воды

Геологический круговорот воды в земной коре в отличие от климатического обоснован непрерывным движением отдельных ее участков в вертикальном Лекция по Гидрогеологии - реферат и горизонтальном направлениях в связи с общей тектонической жизнью Земли. Начало этого круговорота связано с бассейнами осадконакопления.

Свежесформированный осадок в бассейнах седиментации пред­ставляет собой в подавляющем большинстве случаев рыхловатое либо текучее тело, резко обводненное, богатое микробами и со­стоящее из очень разнородного химико-минералогического матери­ала. Важ Лекция по Гидрогеологии - реферат­нейшей чертой этого осадка является наличие огромного количества воды. По мере того, как происходит погружение зоны осадконакопле­ния в итоге давления перекрывающих слоев и уплотнения илов, ведущего к превращению их в породы, содержание воды в илах начинает уменьшаться. Уплотнению подвергаются и образую­щиеся из илов глины прямо до Лекция по Гидрогеологии - реферат перевоплощения их в сланцы. При всем этом идет понижение пористости и выжимание воды. Последнее в особенности типично для глинистых осадков.

Невзирая на то, что пористость горных пород с глубиной непреклонно миниатюризируется, но даже на значимых глубинах (6-10 км) встречаются зоны с высочайшей пористостью и проницаемостью.

Отжимаемая из иловых осадков вода Лекция по Гидрогеологии - реферат поначалу ворачивается в водоем, где происходит осадконакопление. В предстоящем она отжи­мается в коллекторские пласты, в большей степени песочные, залега­ющие меж уплотняемыми слоями глин. В песочных пластах с самого начала их образования тоже находится седиментационная вода, но она равномерно уступает место водам, выдавливаемым из глин, потому что геостатическое Лекция по Гидрогеологии - реферат давление, господствующее в уплотня­ющихся слоях глин, в 2 раза и поболее превосходит гидростатическое давление, господствующее в фактически несжимаемых песчаниках. Геостатическое давление в глинах, передаваясь на заключенные в их воды, делает в их давление, превышающее давление в кол­лекторах. В предстоящем движение вод в водоносных горизонтах происходит в согласовании Лекция по Гидрогеологии - реферат с гидравлическим уклоном, направлен­ным от мест большего прогибания и выжимания к местам от­носительно наименьшего тектонического движения.

Основная часть свободных вод отжимается уже на первых сотках метров погружения осадка, но на этом отжатие вод не прекраща­ется, так как в предстоящем в этот процесс врубаются связан­ные воды Лекция по Гидрогеологии - реферат прямо до адсорбированных и кристаллизационных.

Как следует, 1-ый шаг геологического круговорота воды, связанный с захоронением осадков на огромные глубины, может быть назван седиментационным. Его формирование происходит в услови­ях отжатая воды из захороняющихся горных пород, т.е. в критериях элизионного режима.

Геологический круговорот воды седиментационным шагом не завершается, потому Лекция по Гидрогеологии - реферат что продолжающе­еся прогибание местности приводит к предстоящему погружению осадочных пород и связанных с ними подземных вод.

После уплотнения и полной литификации осадков оставшиеся в их поровые воды составляют еще 2-5% от их объема. Эти воды в виде свободных выделяются при попадании осадочных толщ в зону прогрессивного метаморфизма, который, сопровождаясь пере­кристаллизацией Лекция по Гидрогеологии - реферат пород, приводит к выделению в свободную фазу не только лишь поровых, да и всех их кристаллизационных и конститу­ционных разностей, входящих в состав глинистых минералов. При всем этом происходит не просто освобождение воды либо дегидратация горных пород, да и их дегидроксилирование, т.е. выделение гидроксильной группы ОН", также ионов Лекция по Гидрогеологии - реферат водорода и кислорода, которые, соединяясь, синтезируют молекулу воды. В этих критериях формируются вновь синтезированные, либо возрожденные воды. Синтез воды делает зону метаморфизма отменно новым шагом геологического круговорота, который предлагается именовать метаморфогенным.

Выде­ление воды при метаморфизме происходит медлительно по мере пере­кристаллизации минералов, но этот процесс характерен Лекция по Гидрогеологии - реферат фактически для всех его шагов. Тем захороненная сначало в осадочных отложениях вода в процессе метаморфизма равномерно на сто процентов освобождается и занимает трещинкы и межгранулярные места горных пород, также образует восходящие потоки к поверхности земли. Таким методом свободные воды по системе сообщающихся сосудов из зоны метаморфизма оказываются выве­денными опять к дневной Лекция по Гидрогеологии - реферат поверхности, тем замыкая геоло­гический круговорот воды и создавая флюидные потоки из коровых (15-30 км) и мантийных земных недр.

3-ий шаг геологического круговорота – магматический связан с тем, что расширяющиеся и углубляющиеся разломы земной коры, процес­сы магматической деятельности содействуют активной передвижения захороненных вод посреди разных пород и вовлечению их в Лекция по Гидрогеологии - реферат сферу деяния климатического круговорота. В этих критериях формиру­ются различные минеральные, газоносные, гидротермальные и другие воды. Подымающиеся и раскрывающиеся структуры подвер­гаются воздействию метеорных причин, что еще усложняет гид­рогеологические условия и содействует вовлечению глубинных вод в общий круговорот.

Геологический круговорот воды, в отличие от климатического Лекция по Гидрогеологии - реферат, совершается в разных термодинамических оболочках земной коры.

С развиваемых позиций пол­ный геологический круговорот воды складывается из 3-х шагов: седиментационного, метаморфогенного и магматического, любой из которых в определенном смысле носит самостоятельный нрав. В то же время они все являются частью более общего круговорота, играющего самую важную роль в земной коре.

Геологический круговорот Лекция по Гидрогеологии - реферат воды не изолирован от других источников воды - экзоген­ных (вадозных) и эндогенных (ювенильных). Так, по представле­ниям многих исследователей, в земную кору поступают воды из мантии, количество которых в текущее время точно не понятно.

2.2.7. Отличие геологического круговорота воды от климатического

Различный источник энергии движения воды.

В климатическом круговороте — это солнечная Лекция по Гидрогеологии - реферат энергия, в геологическом — энергия недр земли, природа и источники которой до сего времени совсем не установлены.

2. Принципно разный механизм движения воды в горных породах.

Если в случае климатического круговорота вода заполняет уже имеющиеся пустоты и поры горных пород и в их пере­мещается под действием сил гравитации Лекция по Гидрогеологии - реферат от участков с более вы­соким уровнем воды к участкам с более низкими его отметками, то в случае геологического круговорота картина совсем другая. Вода захватывается горной породой в момент ее образования, а не после, как в первом случае, и перемещается вкупе с горной породой на значимые глубины, равномерно Лекция по Гидрогеологии - реферат выдавливаясь из нее в итоге уменьшения размера пор, обусловленного процессами уплотнения. Вода в данном случае движется от участков огромного сжатия породы к участкам наименьшего ее уплотнения.

3. Различная направленность конфигурации фазового состояния воды. Если климатический круговорот неосуществим без перехода воды в парообразное состояние с следующей ее конденсацией, то геоло­гический Лекция по Гидрогеологии - реферат неосуществим без перехода подавляющей части, воды через на физическом уровне связанное состояние.

4. Формирование на генном уровне различных подземных вод.

Климати­ческий круговорот сформировывает на земле пресные воды инфильтрационного генезиса, значимая часть которых просачивается в землю, образуя зону маломинерализованных смесей, создающих базу для жизни человека.

Геологический круговорот сформировывает ветвь соленых Лекция по Гидрогеологии - реферат вод седиментационного генезиса, определяющих ход многих новых геологических процессов и явлений, также нужных для жизни человека.

5. Гидродинамика формирующихся бассейнов различна.

В случае климатического круговорота вода в порах горных пород не испы­тывает механического давления стен, потому что находится под действием только собственного веса, на какой бы глубине вода не Лекция по Гидрогеологии - реферат находилась.

Другая ситуация складывается в процессе геологического круго­ворота. В данном случае вода фактически всегда испытывает в той либо другой мере давление стен горной породы. Ведь для того, чтоб выжать воду из породы, нужно сделать то либо другое лишнее давление. Потому наличие лишнего давления, т.е. превосходящего свой вес воды Лекция по Гидрогеологии - реферат, — это естественное состо­яние гидродинамических систем, формирующихся в процессе геоло­гического круговорота. Все это сказывается и на нраве фор­мирующихся водообменных систем.

6. Различное направление движения воды.

Климатический кругово­рот обеспечивает подъем воды с океана в атмосферу, перенос ее на материк и нисходящее движение в горных породах от больших отметок поверхности Лекция по Гидрогеологии - реферат к более низким.

Геологический круговорот захватывает воду и перемещает ее в оборотном направлении — вниз относительно морского дна. Потом под давлением вода перемещается из погружающихся частей бассейна в боковые его структуры, включая материк, и по зонам разломов движется к дневной поверхности навстречу фильтрационному сгустку.

7. Гидрогеохимическое различие формирующихся водообменных систем. Тут Лекция по Гидрогеологии - реферат только отметим, что направленность и механизмы, а означает, и геологический итог всех геохимических процессов в этих 2-ух типах круговоротов различны, что много­кратно разнообразит геохимическую среду, контролирующую ход геологических процессов.


Круговорот воды и трудности экологии

Как было сказано выше, климатический круговорот воды опре­деляет более принципиальные предпосылки существования Лекция по Гидрогеологии - реферат и развития жизни на Земле. К огорчению, человек, став геологической силой, стал повлиять на окружающую среду глобально. Вследствие этого уже началась трансформация круговорота воды, пока не только лишь не оцененная количественно, да и даже не осознанная населением земли.

Техногенное воздействие на круговорот воды осуществляется через все его главные звенья: океан, атмосферу, речной Лекция по Гидрогеологии - реферат и подзем­ный стоки. Океан, став для людей главнейшей "дорогой" нашей планетки, безпрерывно подвергается загрязнению, которое изменяет масштабы испарения воды с его поверхности и тем подры­вает "фундамент" климатического круговорота воды.

Не наименьшее воздействие на круговорот воды оказывается и на поверхности земли. Создание бессчетных водохранилищ, вы Лекция по Гидрогеологии - реферат­рубка лесов, распахивание почв, разработка нужных ископаемых, мелиоративные работы, переброска рек, рост городов — все это резко меняет фильтрационные характеристики горных пород, степень и масштабы испарения воды, ведет к перераспределению стока, меняет соотношение меж поверхностной и подземной его составляющими. В конечном счете, это ведет к изменению интенсивности водообмена на определенном участке Лекция по Гидрогеологии - реферат местности, а означает, и к изменению ее ландшафтных особенностей.

К огорчению, масштабы конфигурации человеком различных качеств климатического круговорота пока фактически не изучались, и они не оценены в подабающей мере. Это задачка наиблежайшего грядущего. Но экологический вред уже сейчас очевиден: обмелели многие реки, но подтоплены городка, загрязнены поверхностные воды и атмосфе Лекция по Гидрогеологии - реферат­ра, чертовски загрязняются подземные воды, моря и океаны. Неувязка незапятанной воды стала одной из более острых на земном шаре.

3. Главные ФОРМЫ И ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ В НЕДРАХ

3.1. Физические характеристики подземных вод

Температура подземных вод меняется в широких пре­делах и находится в зависимости от геологического строения и истории геологиче­ского развития структур Лекция по Гидрогеологии - реферат, физико-географических критерий и режима их питания. В области распространения многолетнемерзлых пород соленые воды на отдельных участках имеют отрицательную темпера­туру порядка —15°С и даже ниже. Температура неглубоких подзем­ных вод в средних широтах зависимо от местных погодных и гидрогеологических критерий меняется от 5 до 15° С. В областях юный Лекция по Гидрогеологии - реферат и современной вулканической деятельности, также на участках выхода воды на поверхность из глубочайших частей земной коры известны источники с температурой воды выше 100° С (гей­зеры Камчатки, Исландии, Стране восходящего солнца, Америки и др.).

Во внутренней геотермической зоне глубокими буровыми сква­жинами (3—4 км) вскрываются перегретые подземные воды с Лекция по Гидрогеологии - реферат темпе­ратурой около 150° С и выше.

Прозрачность подземных вод находится в зависимости от количества рас­творенных в их минеральных веществ, содержания механических примесей, органических веществ и коллоидов.

По степени прозрачности подземные воды разделяются на че­тыре категории: 1) прозрачные, 2) немного мутные, 3) мутные и 4) очень мутные. Почаще подземные воды оказываются прозрачными.

Цвет подземных вод Лекция по Гидрогеологии - реферат находится в зависимости от их хим состава и наличия примесей. Большей частью подзем­ные воды тусклы. Жесткие воды имеют голубоватый колер, закисные соли железа и сероводород присваивают воде зеленовато-голубую расцветку, органические гуминовые соединения окрашивают воду в желтый цвет, взвешенные минеральные частички — в серова­тый.

Запах в подземных водах Лекция по Гидрогеологии - реферат обычно отсутствует, но время от времени он чувствуется. Так, к примеру, сероводород присваивает воде запах тухлых яиц; застойная вода в неких колодцах, закрепленных деревом, часто обладает противным затхлым запахом; неглубокие подзем­ные воды при их связи с болотными водами имеют специфичный «болотный» запах. Установлено, что запах воды почаще связан Лекция по Гидрогеологии - реферат с дея­тельностью микробов, разлагающих органические вещества.

Питьевая вода не обязана иметь аромата. Для определения этого характеристики воду рекомендуется за ранее подогревать до 40— 50° С. Нагретую воду нужно налить в бутылку до половины, закрыть горлышко бутылки пробкой либо пальцем, очень встряхнуть 3— 5 раз, а потом стремительно произвести определение.

Вкуси привкус воде Лекция по Гидрогеологии - реферат присваивают растворенные в ней мине­ральные соединения, газы и посторонние примеси.

При содержании в воде гидрокарбонатов кальция и магния, также углекислоты вода имеет приятный вкус. Огромное количество органических веществ присваивает воде сладковатый вкус; солоноватый вкус обоснован растворением значимого количества хлористого натрия, а горьковатый — наличием в воде сульфатов магния Лекция по Гидрогеологии - реферат и натрия. Ионы железа присваивают воде типичный «ржавый» вкус.

Плотность воды количественно определяется отношением ее массы к объему при определенной температуре. За единицу плотности воды принята плотность дистиллированной воды при температуре 4 С.

Обычно плотность воды измеряется помощью ареометра либо пик­нометра

Сжимаемость указывает изменение объема воды под дей­ствием давления Лекция по Гидрогеологии - реферат. Степень сжимаемости воды в главном находится в зависимости от количества, растворенного в ней газа, температуры и хим состава. Число, показывающее, на какую долю начального объема воды миниатюризируется объем при увеличении давления, именуется коэффициентом сжимаемости либо коэффициентом большой упругости .

В глубочайших частях земной коры вода подвергается действию не Лекция по Гидрогеологии - реферат только лишь давления, да и температуры и растворенного в ней газа. При этом давление содействует уменьшению объема воды, а температура и растворенный газ — повышению.

Вязкость охарактеризовывает внутреннее сопротивление частиц воды ее движению. Различают динамическую и кинематическую вязкости.

Вязкость подземных вод в главном находится в зависимости от температуры и количества растворенных Лекция по Гидрогеологии - реферат в их солей (минерализации). При этом с повышением температуры вязкость миниатюризируется, а с повышением минерализации подземных вод вязкость увеличивается. Воздействие давления на вязкость воды и растворенных в ней газов является малозначительным.

Электропроводность подземных вод обоснована тем, что они являются смесями электролитов. Она находится в прямой зависимости от количества Лекция по Гидрогеологии - реферат растворенных в воде солей. Дистиллиро­ванная вода не является проводником электронного тока. О вели­чине электропроводности судят по удельному электронному сопро­тивлению.

3.3. Движение воды как физического тела

Свободная вода, когда она не связана никакими силами с гор­ными породами, ведет себя как самостоятельное физическое тело, подчиняясь только законам гравитационного, термического, геофизи Лекция по Гидрогеологии - реферат­ческого полей. Основным в данном случае выступает гравитационное поле, под действием сил которого вода стремится занимать более низкое положение на Земле либо в ее недрах. Если б вся вода когда-либо смогла занять более низкое положение на Земле, ее движение как физического тела стопроцентно закончилось. Но этого не получается благодаря развитой Лекция по Гидрогеологии - реферат на Земле системе кругооборотов.

В термическом поле Земли вода меняет свое фазовое состояние и соответственно законы движения. Пар движется в большей степени от участков большего давления и температуры к участкам наименьшего их значения. Лед может передвигаться как обыденное жесткое тело, но применительно к зоне криогенеза движется сложным спо­собом Лекция по Гидрогеологии - реферат, повсевременно меняя фазовые состояния даже при отрицатель­ных температурах.

Движение водянистой воды, которое мы разглядим более подроб­но, происходит в итоге передачи гидростатического давления от участков более высочайшего напора к участкам его более низких значений. Потому до того как перебегать к рассмотрению вопроса о движении водянистой Лекция по Гидрогеологии - реферат воды нужно разобраться с нравом пластовых давлений, формирующихся в водоносном горизонте.

3.3.1.Пластовое давление в водоносных горизонтах

Свободная вода в водоносном пласте, если она его заполнила после образования самой породы, т.е. в процессе климатического круговорота, размещается меж частичками отдельных минералов и потому конкретно не подвержена давлению горной породы, а находится под воздействием Лекция по Гидрогеологии - реферат только гидростатического давления, т.е. веса вышележащего столба воды.

Скопленные к истинному времени бывалые данные действи­тельно подтверждают, что в водоносных горизонтах верхней гид­родинамической зоны пластовые давления совпадают с расчетными; т.е. равны гидростатическим. По другому и не должно быть, потому что в природе нет сил, которые принудили Лекция по Гидрогеологии - реферат бы воду мигрировать в зону давлений, превосходящих ее свою массу.

Углубление скважин в нефтегазоносных районах и поболее четкие замеры пластовых давлений, т.е, давлений, наблюдаемых в реаль­ном пласте, проявили, что начиная с глубины первых км пластовые давления в водоносных горизонтах становятся выше расчетных гидростатических в 1,3-1,6 раза Лекция по Гидрогеологии - реферат. Такие давления стали именовать аномально высочайшими. В ряде всевозможных случаев аномальное давление добивается значений геостатического либо литостатического (Рл), создаваемого весом вышележащих пород.

Все это позволяет в разрезе земной коры выделить три гидродинамичес­кие зоны, различающиеся нравом пластовых давлений.

Зону гидростатических пластовых давлений, распространяю­щуюся до глубины 2-3 км, с доминированием нисходящего и гори Лекция по Гидрогеологии - реферат­зонтального движения подземных вод инфильтрационного генезиса.

Зону переходных меж гидростатическим и литостатичес­ким пластовых давлений, нижняя граница которой может достигать 7 км. В границах этой зоны всераспространены в главном седиментационные воды.

Зону литостатических давлений, в пре­делах которой содержатся в главном на физическом уровне связанные воды и Лекция по Гидрогеологии - реферат изредка свободные. Во 2-ой и третьей зонах преобладают вос­ходящие потоки подземных вод.

3.3.3. Гидродинамическая зональность недр земли

В связи с установлением фактов аномально больших пластовых давлений в подземной гидросфере поменялось представление о природе и нраве гидродинамической зональности земной коры. Началась разработка новых схем гидродинамической зональности недр земли.

В согласовании с гидродинамической Лекция по Гидрогеологии - реферат зональностью в недрах земли выделяются и различные типы гидродинамического режима подземных вод, под которым следует осознавать нрав движения воды, обусловленный величиной пластовых давлений и степеньюгидродинамической закрытости водоносных систем. Обычно выде­ляют три типа гидродинамического режима:

1. Режим инфильтрационного типа, в границах которого движе­ние подземных вод происходит вследствие разности напоров Лекция по Гидрогеологии - реферат в зоне современной инфильтрации и зоне разгрузки. Пластовое давление подземных вод равно гидростатическому. При подходящих усло­виях режим этого типа может существовать до глубины 5~6 км. В данном случае принципиально только, чтоб была единая гидрав­лическая система и область питания превосходила область разгрузки.

2. Режим элизионного (выжимающего) типа. Движение вод Лекция по Гидрогеологии - реферат происходит вследствие их выжимания из пород, уплотняющихся под действием геостатического давления либо возникающих тектоничес­ких напряжений. Этот тип режима наблюдается обычно на глуби­нах, превосходящих 1000 м. Пластовое давление, обычно, выше гидростатического, но существенно ниже литостатического.

3. Режим глубинного типа характерен для водонапорных систем, залегающих в глубочайших частях подземной гидросферы. Основными причинами движения Лекция по Гидрогеологии - реферат вод в зоне деяния этого режима является воздействие на их геостатического и тектонического давлений. Такое воздействие может быть только в критериях значимой изоля­ции глубинных водонапорных систем, ибо при наличии неплохого оттока воды наружное давление воспринимается преимуществен­но скелетом породы. Пластовое давление может достигать значений геостатического давления и Лекция по Гидрогеологии - реферат даже его превосходить.

Таким макаром, в текущее время в земной коре выделяются несколько резко отличающихся по нраву пластовых давлений типов гидродинамического режима. В границах каждого из этих типов режима законы движения подземных вод носят разный характер. В текущее время более изученным тут является инфильтрационный тип режима, в границах Лекция по Гидрогеологии - реферат которого выделяется два подтипа: режим грунтовых (безнапорных) вод и режим артезианских (напорных) вод. Но до того как перехо­дить к этому вопросу нужно хотя бы коротко познакомиться с основными элементами фильтрационного потока.

.4. Линейный закон фильтрации, либо закон Дарси

Закон Дарси формулируется последующим образом: количество воды Q, просачивающейся через породу в единицу Лекция по Гидрогеологии - реферат времени, про­порционально величине падения напора при фильтрации Н и площади поперечного сечения породы S и назад пропорциональ­но длине пути фильтрации L, измеряемой по направлению дви­жения воды:

О = k( H/L)S,

где k — коэффициент пропорциональности, зависящий от физичес­ких параметров породы и фильтрующейся воды. Этот коэффици­ент Лекция по Гидрогеологии - реферат получил заглавие коэффициента фильтрации. Обозначив от­ношение падения напора Н к длине пути фильтрации L через напорный либо гидравлический градиент I, получим:

Q = kIS.
Это уравнение представляет собой в общем виде выражение расхода фильтрационного потока. Разделив обе части уравнения на S, получим

Q/S = V= kI.

Уравнение выражает закон Лекция по Гидрогеологии - реферат Дарси, отражающий линейную
зависимость меж скоростью фильтрации и напорным градиентом.
Если принять I = 1 , то V = k. Отсюда вытекает физический смысл
коэффициента фильтрации, представляющий из себя скорость фильтрации воды при гидравлическом градиенте, равном единице. Поэто­му размерность коэффициента фильтрации та же, что и скорости движения воды, т.е. см/с, м/ч либо м Лекция по Гидрогеологии - реферат/сут.

Следует учесть, что скорость фильтрации, рассчитанная по формуле, не равна реальной скорости движения воды в порах либо трещинках породы, потому что заместо реального рассмат­ривается фиктивный поток. Чтоб получить реальную скорость движения подземных вод U, нужно скорость фильтрации V поделить на пористость породы п.

Потому что п Лекция по Гидрогеологии - реферат всегда меньше 1 , то получаемая из закона Дарси скорость
фильтрации всегда меньше реальной скорости движения.
Конкретно действительные скорости движения воды не зависят от параметров зернышек минералов, слагающих водоносный горизонт, но косвенно минеральный состав породы оказывает влияние, потому что он определяет нрав и структуру пор. Чем больше размеры пор, тем больше скорости Лекция по Гидрогеологии - реферат движения подземных вод.

3.5. Границы применимости закона Дарси

Линейный закон фильтрации применим не для всех типов вод. 1-ое ограничение по его применению связано с определенной скоростью фильтрации. При значимых скоростях фильтрации он нарушается за счет воздействия инерционных сил и турбулентности потока (верхний предел применимости). При малых скоростях фильтрации на Лекция по Гидрогеологии - реферат движение оказывают влияние не только лишь силы трения, да и силы молекулярного притяжения, действующие со стороны минеральных частиц горной породы. В том и другом случае нарушается ровная зависимость меж скоростью фильтрации и напорным градиентом. Закон Дарси применим потому только для ламинарного типа движения. Третье ограничение рассматриваемого закона связано с Лекция по Гидрогеологии - реферат тем, что он разрабатывался для критерий свободной фильтрации воды, т.е. для вод климатического круговорота. Распространять его действие на воды геологического круговорота, механизм движения которых другой, пока нет оснований. Элизия воды из глинистых отложений при их уплотнении происходит также при определенном исходном градиенте. Применительно к процессам элизии, механизм которых можно Лекция по Гидрогеологии - реферат уподобить поршневому вытеснению, расход форми­рующегося потока определяется не градиентом напора, а многими другими факторами. Потому ждать прямой за­висимости меж расходом потока и градиентом напора нет основа­ний. Нужны в этом плане особые исследования.

3.6. Конвективное движение волы

Вместе с фильтрацией воды в горных породах имеет место ее конвекция — тепло Лекция по Гидрогеологии - реферат- и массоперенос передвигающимися потоками веще­ства, в этом случае дополнительный перенос воды не непременно в направлении ее основного движения. В особенности велико значение конвекции в переносе в аква растворе растворенных в их солей.

Одним из примеров конвективного переноса является вертикаль­ное перемещение в гравитационном поле подземных вод, имеющих различные плотности Лекция по Гидрогеологии - реферат. В данном случае более томная вода может опус­каться в нижние горизонты, а более легкая — в верхние. Правда, этот эффект может существенно проявляться исключительно в том случае, если боковое движение воды (фильтрация) будет малозначительным.

Различие в плотности природной воды может быть обосновано их разной температурой либо концентрацией растворенного вещества. В Лекция по Гидрогеологии - реферат первом случае конвективное движение именуется термическим, во 2-м — концентрационным.

В особенности ярко термическая конвекция проявляется в этом случае, когда изменяется фазовое состояние воды. Фильтрующаяся в глубо­кие горизонты вода, нагреваясь и переходя в пар, резко меняет свою плотность, что принуждает ее как более легкую двигаться ввысь. Поднимаясь и Лекция по Гидрогеологии - реферат охлаждаясь, пар опять перебегает в жидкость, которая опускается. Так появляется явление газлифта — метода подъема воды, обусловленного разрежением за счет попадания газа либо образования пара. Таковой метод подъема воды использу­ется и человеком, когда в воду специально нагнетается воздух и она, становясь более легкой, подымается. В данном случае способ подъема воды Лекция по Гидрогеологии - реферат получил заглавие эрлифт.

3.7. Понятие об установившейся фильтрации

Фильтрация подземных вод в пористой либо трещиноватой среде горных пород может иметь установившийся либо неустановившийся нрав. Строго говоря, движение подземных вод в горных породах всегда является в той либо другой мере неустановившимся, т.е. переменным во времени. Неустановившееся движение проя­вляется Лекция по Гидрогеологии - реферат в конфигурациях уровня подземных вод, что обусловливает конфигурации напорных градиентов, скоростей фильтрации и расхода подземного потока. Конфигурации эти могут быть вызваны воздействием естественных либо искусственных причин, определяющих условия питания, движения и разгрузки подземных вод. К числу таких фак­торов можно отнести неравномерное выпадение и инфильтрацию ат­мосферных осадков Лекция по Гидрогеологии - реферат, колебания горизонтов поверхностных водоемов паводки на реках, сооружение и функционирование водохранилищ и каналов, процессы орошения и осушения земляных территорий откачки подземных вод из скважин и горных выработок, захороне­ние сточных вод и др.

В районах, где условия питания и разгрузки подземных вод из­меняются во времени некординально, движение подземных вод можно рассматривать Лекция по Гидрогеологии - реферат как установившееся, т. е. фактически не изменяющееся во времени. При установившейся фильтрации уровни и скорость движения подземных вод в одних и тех же точках не из­меняются во времени, являясь только функцией координат простран­ства.

Установившееся и неустановившееся движение подземных вод на­блюдается как в безнапорных, так и в Лекция по Гидрогеологии - реферат напорных водоносных гори­зонтах. В особенности резко выраженный неустановившийся нрав носит движение подземных вод в 1-ый период работы водозабор­ных сооружений. При всем этом следствием неустановившегося движения в безнапорных водоносных горизонтах является осушение части водо­носного горизонта (в границах создаваемой депрессии), происходя­щее при снижении уровня в процессе Лекция по Гидрогеологии - реферат откачки воды. Осуше­ние пласта в зоне воздействия откачки происходит равномерно, вы­зывая изменение уровня, скорости движения и расхода подземного потока.

При исследовании критерий движения подземных вод неглубоких безнапорных водоносных горизонтов упругие характеристики воды и горных
пород обычно не учитываются, а соответственный этому режим фильтрации именуется жестким.

В напорных водоносных Лекция по Гидрогеологии - реферат горизонтах неустановившееся движение определяется упругими качествами воды и горных пород. При вскры­тии напорных вод скважинами и понижении напоров при откачках про­исходит разуплотнение воды с одновременным упругим расширением пород, под воздействием чего вода вроде бы выдавливается из пласта в сква­жины (водозаборные сооружения). Так появляется типичный упру­гий Лекция по Гидрогеологии - реферат режим подземных вод, соответственный неустановившемуся ха­рактеру их фильтрации.

3.8. Движение на физическом уровне связанных вод

3.8.1. Капиллярная форма движения воды

Хотя капиллярные воды относят к свободным, их движение вместе с гравитационными силами обеспечивается дополнительно силами поверхностного натяжения, которые возника­ют под действием молекулярного притяжения воды к жесткому телу. Издавна увидено, что в Лекция по Гидрогеологии - реферат узкой стеклянной трубке, опущенной в воду, вода подымается на некую высоту. Это обосновано тем, что при смачивании водой стен сосуда за счет сил повер­хностного натяжения поверхность воды стремится приобрести фор­му шара с образованием вогнутого мениска. Если же жидкость не смачивает стены, которые являются гидрофобными в отличие от гидрофильных Лекция по Гидрогеологии - реферат (смачивающихся), то формируется мениск выпуклой формы и соответственно уровень воды в трубке становится, ниже уровня свободной воды.

В природных критериях за редчайшим исключением породы являются гидрофильнымии, соответственно, формируется капиллярная каемка либо подзона. Высота капиллярного поднятия Нк находится в зависимости от грану­лометрического состава горных пород: в тонкодисперсных разностях Лекция по Гидрогеологии - реферат она больше, в крупнозернистых меньше.

Явление капиллярного поднятия воды в пластах горных пород имеет огромное практическое значение. Капиллярная вода может служить источником питания растений.

3.8.2. Молекулярно-диффузионное движение

Молекулы газов, жидкостей и растворенных в их веществ находятся в неизменном термическом движении. Если к системе не приложены никакие силы, то через Лекция по Гидрогеологии - реферат хоть какое ее сечение встречные потоки молекул каждого вида равны меж собой. Такое движение молекул обеспечивает только неизменное их смешивание, но не дает направленного потока и потому именуется самодиффузией.

В случае приложения каких-то сил к системе формируется молекулярный поток вещества в направлении, оборотном градиенту поля. В данном случае молвят Лекция по Гидрогеологии - реферат, что происходит молекулярная диф­фузия вещества, стремящаяся к его выравниванию.

Если система разбита перегородкой, непроницаемой для 1-го либо нескольких видов молекул и проницаемой для другого (либо других), то такая диффузия "с неравными способностями" назы­вается осмосом.

Молекулярная диффузия происходит под действием градиентов концентрации, температуры, давления, электронного, магнитного, гравитационного и других Лекция по Гидрогеологии - реферат полей. Но важными выступают силы гравитации, термического и концентрационного полей.

3.9. Движение воды как геологического тела

Гидрогеология изучает воду, сначала как геологическое тело, хотя форма последнего может изменяться безпрерывно. В этой связи напомним, что природным телом именуется неважно какая матери­альная вещь в природе с фиксированными пространственно-времен­ными Лекция по Гидрогеологии - реферат границами. Гидрогеологическое тело, в свою очередь, является разновидностью геологического тела.

Как и в геологии в целом, границы гидрогеологических тел проводятся на различных иерархических уровнях: горизонта, комплек­са, бассейна, генетического типа воды и т.д.

Необычность гидрогеологического тела заключается в том, что оно не занимает стопроцентно геологическое место, а только Лекция по Гидрогеологии - реферат часть его, не занятую горной породой, минералом, включая мелкие места в границах кристаллической решетки. Вода проника­ет во все без исключения геологические тела, пронизывает их тонкой сетью волосных капилляров и только местами образу­ет массовые скопления, именуемые бассейнами, резервуарами, ме­сторождениями.

Совместно с тем рассредотачивание воды в недрах земли почти во Лекция по Гидрогеологии - реферат всем определяется нравам и типом горной породы, ее сложением, составом, геологической структурой региона, историей ее развития и эволюции. Потому давно в гидрогеологии сформировалось представление о геологической структуре, которая охарактеризовывает "пространственное рассредотачивание подземных вод и их взаимоотношение с вмещающими породами" в недрах земли. Как следует, геологическая структура и ее Лекция по Гидрогеологии - реферат элементы выступают одной из форм проявления геологического тела воды.

Как следует, когда мы говорим о геологическом движении воды, то имеется в виду не только лишь и не столько движение воды через поры горных пород, сколько ее движение вкупе с горной породой, т.е. ее размещение на определенной глубине, в Лекция по Гидрогеологии - реферат определен­ном типе породы, форме такового размещения, отношения с породой и т.д. Если к этому добавить, что состав воды также является результатом ее геологического движения, то станет оче­видной специфичная форма этого движения воды.

Геологическое движение аква смесей — итог более общих тектонических и геолого-структурных движений, обусловлен­ных Лекция по Гидрогеологии - реферат глубинными силами Земли. Оно неразрывно связано с геоло­гическим круговоротом вещества в недрах Земли и определяется такими явлениями, как движение литосферных плит, уплотнение и разуплотнение горных пород, выжимание и выдавливание воды, переход ее из связанного состояния в свободное и напротив, гид­ратация и дегидратация пород на разных стадиях литогенеза, включая Лекция по Гидрогеологии - реферат метаморфизм, хим разложение и синтез воды и др. Броским примером тому — движение воды в процессе ее захоронения в осадочных бассейнах.

По правде, в земной коре обширно всераспространены седиментационные воды, которые занимают в главном нижние части разреза осадочных бассейнов. Появляется вопрос, каким методом и в какой форме морская Лекция по Гидрогеологии - реферат вода оказалась погребенной на глубине 3-5 км и поболее.

Образование седиментационных вод должно геологическому круговороту вещества, при котором вода вкупе с вмещающими ее породами медлительно погружается на значимые глубины по мере опускания отдельных участков земной коры, которое компенсирует­ся скоплением осадочных пород соответственной мощности. При всем этом захороняются разные виды Лекция по Гидрогеологии - реферат воды: конституционная, кристаллизационная, гигроскопическая, пленочная, свободная и др. По мере погружения и захоронения осадка соотношение меж отдельными видами воды безпрерывно изменяется, один вид перебегает в другой, часть ее молекул химически разлагается, часть отжимается из этой системы и т.д. Все эти процессы совершаются на фоне общего погружения осадков, которые и Лекция по Гидрогеологии - реферат обеспечивают перенос воды на огромные глубины в итоге сил тектонической природы.

Элизионное движение воды

Элизия (выдавливание) воды из горных пород начинается с первых моментов их захоронения в седиментационном бассейне. Решающее значение при всем этом имеет уменьшение порового места отложений, происходящее с течением време­ни 2-мя взаимосвязанными, но Лекция по Гидрогеологии - реферат разными по собственной природе способами:

механического (консолидационного) уплотнения за счет массы вышележащих пород, или тектонических движений;

физико-химической переработки горных пород водой с наполнением пор вторичным цементом.

В особенности интенсивно вода отжимается из глинистых отложений в силу того, что они владеют 2-мя специфичными качествами в исходный период седиментации:

очень высочайшей пористо Лекция по Гидрогеологии - реферат­стью, стремительно сокращающейся при уплотнении,

наличием минералов с огромным количеством кристаллизационной и конституци­онной, воды, способной перебегать в свободное состояние, начиная с определенного термобарического уровня.

Пористость только-только отложившихся глинистых осадков состав­ляет 70-90%. Исходная пористость песков 30-50%. Темп сокраще­ния пористости уплотняющегося глинистого ила значительно зави­сит от глубины седиментационного водоема Лекция по Гидрогеологии - реферат и скорости осадконакопления.

Все произнесенное указывает, что водоносные горизонты, формиру­ющиеся в процессе геологического круговорота воды, получают в главном питание не из наружных источников, что типично для климатического круговорота, а из внутренних. Другими словами, водоносные горизонты получают питание за счет воды, выделяю­щейся из горных пород в процессе Лекция по Гидрогеологии - реферат их уплотнения. Все это позво­ляет сконструировать представление о внутрипластовой области питания водоносных горизонтов осадочных бассейнов, заполнен­ных седиментационными водами.

3.9.2. Движение глубинных вод

Под глубинными в этом случае понимаются генетические типы вод, сформированные на значимых глубинах в итоге гео­логического и мантийно-океанического круговоротов, т.е. возрож­денные, ювенильные и талассогенные Лекция по Гидрогеологии - реферат. Генезис таких вод связывают не с отжатием их из горных пород в процессе уплотнения, а с возрождением (синтезом) молекул воды в процессе метаморфизма либо выделением их из остывающего расплава в процессе кристаллизации последнего. Движение этого типа вод обосновано высочайшими пластовыми давлениями, приближавшимися к литостатическим, и приурочено в подавляющем Лекция по Гидрогеологии - реферат большинстве случаев к зонам глубочайших разломов, образующимся, возможно, не без роли самих возрожденных либо других вод.

Динамика подземных вод в критериях глубинного гидродинами­ческого режима исследована очень слабо в силу большой трудности этой задачи. Сложность связана с тем, что на глубинах более 5-6 км не совершенно ясными остаются термодинамические условия залегания Лекция по Гидрогеологии - реферат воды. Не считая того, большая часть воды тут находится в химически и на физическом уровне связанном состоянии, определяющем особенные условия движения. Потому важной неувязкой для этого типа вод является неувязка их перехода из связанного в свободное состояние. По собственной сущности эта неувязка является геохимической.

Одной из важных эмпирически установленных Лекция по Гидрогеологии - реферат закономерно­стей движения воды в рассматриваемой зоне является ее восходя­щее движение. Об этом сначала свидетельствует долголетний опыт исследования гидротермальных месторождений.

Принципиальная особенность глубинных вод заключается в том, что их, движение происходит в породах с только низкой пористо­стью, которая для интрузивных и метаморфических разностей со­ставляет только 0,1-1,5% и Лекция по Гидрогеологии - реферат носит межзерновой нрав, т.е. обус­ловлена неплотным прилеганием слагающих породу минеральных зернышек друг к другу. Простой ячейкой порового места является капиллярный канал непостоянных сечения, длины и фор­мы. Течение смесей по системе проводников очень затруднено силами трения и может быть только в этом случае, если снаружи к раствору Лекция по Гидрогеологии - реферат приложено давление большее, чем сопротивление течению. Проницаемость таких пород также является очень низкой.


. Базы ГИДРОГЕОХИМИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

4.1. Состав подземных вод и их систематизации

Все хим элементы зависимо от их содержания в подземных водах принято разделять на 4 группы.

Макрокомпоненты включают преобладающие элементы и всеохватывающие соединения. Они определяют хим тип воды Лекция по Гидрогеологии - реферат.

Микрокомпоненты - хим элементы либо их соединения, находящиеся в подземных водах. Они оказывают существенное воздействие на специальные особенности её состава и оказывают влияние на био процессы. Микрокомпоненты употребляются для выяснения критерий формирования подземных вод, а так же могут являться поисковым аспектом на рудные полезные ископаемые.

Радиоактивные элементы представляют собой Лекция по Гидрогеологии - реферат неуравновешенные изотопы, в итоге чего происходит их непрерывный распад.

Макрокомпоненты составляют базу солёности воды, которая оценивается общей минерализацией – суммой ведущих солей, растворённых в воде. Общая минерализация подсчитывается или по результатам хим анализа отдельных компонент, или оковём выпаривания 1 литра воды. Получаемый осадок носит заглавие сухого остатка. Общая минерализация измеряется обычно Лекция по Гидрогеологии - реферат в г/л.


Систематизация подземных вод по общей минерализации


Класс вод

Подкласс вод

Минерализация, г/л

Пресные Ультрапресные наименее 0,2

Равномерно пресные 0,2 – 0,5

Фактически пресные 0,5 – 1,0
Солоноватые Слабосолоноватые 1 – 3

Равномерно солоноватые 3 – 10
Солёные Слабосолёные 10 – 30

Сильносолёные 30 – 50
Рассолы Слабенькие 50 – 100

Прочные 100 – 320

Сверхкрепкие 320 – 500

Максимально насыщенные Более 500

Другой принципиальный параметр воды – жёсткость, которая обоснована суммой ионов кальция и магния. Различают общую, устранимую и постоянную жёсткость.

Общая жёсткость обоснована общим содержанием в воде ионов Са и Мg.

Устранимая (временная) жёсткость – определяется той Лекция по Гидрогеологии - реферат частью нареченных ионов, которая выпадает в осадок при кипячении.

Неизменная жёсткость обоснована содержанием в воде той части ионов Са и Мg, которая остаётся в воде после кипячения.

Систематизация пресных подземных вод по общей жёсткости


Очень мягенькие

до 1,5 мг-экв/л

Мягенькие

1,5 – 3,0 мг-экв/л

Равномерно жёсткие

3,0 – 6,0 мг-экв/л

Жёсткие

6,0 – 9,0 мг-экв/л

Очень жёсткие

более 9,0 мг Лекция по Гидрогеологии - реферат-экв/л

Ещё одной принципиальной чертой подземных вод является ионно-солевой состав. Он определяется генетическим типом вод и характеризуется их хим составом. Систематизация В.А. Александрова базирована на трёх основных признаках: 1. Преобладающие анионы2. На биологическом уровне активные элементы3. Физические характеристики

По этим признакам все воды делятся на 6 групп :гидрокарбонатные, хлоридные, сульфатные Лекция по Гидрогеологии - реферат,комбинированные,воды прошлых 4-х групп, но содержащие существенное количество на биологическом уровне активных микрокомпонентов,воды прошлых 5-ти групп, но содержащие существенное количество газов

Систематизация природных вод по О.А. Алекину

Принципиальной составляющей подземных вод являются газы. Более расространёнными являются кислород, углекислый газ, сероводород, водород, метан, тяжёлые углеводороды, азот и великодушные газы. Содержание Лекция по Гидрогеологии - реферат газа в воде определяется газонасыщенностью. Способность газов к растворению в воде неодинакова и определяется коэффициентом растворимости.

Все подземные воды содержат растворённые органические вещества, посреди которых доминируют вещества гумусового и нефтяного ряда.

Отбор проб делается в стерильную посуду. При опробовании скважин пробы отбирают после 2 – 3 смен объёмов воды.

Водородный показатель и Лекция по Гидрогеологии - реферат понятие об окислительно-восстановительном потенциале

Водородный показатель (рН) характеризуется концентрацией ионов водорода в воде. Вода диссоциирует на ионы:

Н2О = Н+ + ОН-

Константа диссоциации (ионное произведение) К в равна

К в = (Н+) х (ОН-) = 10 –7 х 10 –7 = 10 –14

В нейтральной воде концентрации Н+ и ОН- схожи, как следует, концентрация (Н+) =10 –7

Значение активности водорода показывается в Лекция по Гидрогеологии - реферат виде отрицательного натурального логарифма т.е. рН = 7

По величине рН воды делятся на:

Тип воды

рН

Сильнокислые наименее 3
Кислые 3,0 – 5,0
Слабокислые 5,0 – 6,5
Нейтральные 6,5 – 7,5
Слабощелочные 7,5 – 8,5
Щелочные 8,5 – 10
Сильнощелочные более 10

В питьевых водах рН должен быть в границах 6,5 – 8,5

Окислительно-восстановительный потенциал (Еh) имеет огромное значение для установления форм нахождения и критерий передвижения частей. Окисление и восстановление связаны с конфигурацией валентности, проявляемой элементом. Окисление Лекция по Гидрогеологии - реферат связано с отдачей электронов, а восстановление с их присоединением. Величиной, определяющей направление, в каком протекает окислительно-восстановительный процесс, является хим потенциал. Активность электронов понимается в смысле вероятности возникновения новых электронов. Эта возможность тем выше, чем посильнее восстановительные характеристики раствора.

Принято считать, что потенциал газообразного водорода в Лекция по Гидрогеологии - реферат стандартном состоянии равен нулю. Так как электронный потенциал в растворе измерить нереально, ограничиваются измерением разности потенциалов. Для удобства в работе заместо водородного полуэлемента употребляют хлор-серебряный либо хлор-таллиевый электрод. В качестве второго электрода употребляют электрод из великодушного металла (золото, платина).

В природных водах окислительно-восстановительный потенциал определяется всей Лекция по Гидрогеологии - реферат совокупой происходящих в ней окислительных и восстановительных процессов.

4.2. Аква миграция частей и формирование состава подземных вод

4.2.1. Миграция хим частей

Аква миграция – важная часть переноса и перераспределения атомов в земных недрах. Вода – «кровь» Земли, которая обеспечивает приток и отток хим частей в различные структуры земной коры.

Различают внутренние и наружные причины передвижения. К внутренним Лекция по Гидрогеологии - реферат факторам относятся характеристики хим частей создавать летучие либо растворимые соединения, осаждаться из смесей либо расплавов, сорбироваться и т.д. Все эти характеристики определяются строением атомов. К наружным факторам относятся характеристики обстановки передвижения – температура, давление, кислотно-щелочные и окислительно-восстановительные.

Формы передвижения

В природных водах хим элементы мигрируют в коллоидной, взвешенной Лекция по Гидрогеологии - реферат и поистине растворённой формах.

Интенсивность аква передвижения

Различные элементы характеризуются разной интенсивностью передвижения. Зная содержание элемента в минеральном остатке воды и в водовмещающей породе (либо кларк в литосфере) можно вычислить коэффициент передвижения и выстроить ряды передвижения частей.

Геохимические барьеры

Выделяют два типа барьеров: природные и техногенные. Природные, в свою Лекция по Гидрогеологии - реферат очередь делятся на три класса: механические, физико-химические и биогеохимические. Посреди физико-химических различают окислительные, восстановительные, щелочные, кислые и пр. Геохимические барьеры имеют принципиальное практическое значение

4.2.2. Формирование состава подземных вод является результатом передвижения вещества в земной коре в определенных геологических критериях.

Физико-географические (рельеф, климат, водообмен, выветривание)

Геологические (геологическая структура, тектонические Лекция по Гидрогеологии - реферат движения, тип пород, магматизм и др. процессы)

Физико-химические (кислотно-щелочные, и окислительно-восстановительные, хим.характеристики частей, растворимость хим.соединений)

Физические (температура, давление)

Био (живое вещество, земли, ландшафт)

Искусственные (деятельность человека)

4.3. Обработка и классификация хим анализов подземных вод

4.3.1. Типы хим анализов

Содержание хим анализов и степень точности их результатов определяются задачей Лекция по Гидрогеологии - реферат и стадией исследовательских работ.

Хим анализы подземных вод разделяются на последующие типы: полевые, сокращённые, полные и особые.

Полевой анализ воды включает определение физических параметров, рН, анионов Cl, SO4, NO3, HCO3, CO3, катионов Ca, Fe, также О2, СО2, Н2S. Вычислением находят Na + K, Mg, временную жёсткость, сумму минеральных Лекция по Гидрогеологии - реферат веществ. Полевые анализы проводятся в большенном количестве для получения подготовительной свойства состава подземных вод. Он не даёт способности провести контроль определений.

Сокращённый анализ определяет большее количество катионов и анионов. Он осуществляется с применением более четких способов в стационарных лабораториях и даёт возможность проводить контроль анализа по сухому остатку.

Полный Лекция по Гидрогеологии - реферат анализ включает ещё и определение Еh и даёт возможность проведения контроля определений как по сухому остатку, так и по суммам милиграмм-эквивалентов катионов и анионов.

Особый анализ применяется для определения микрокомпонентов либо других веществ, которые не инсталлируются при полном анализе.

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДОНОСНЫЕ СИСТЕМЫ И ФОРМЫ ЗАЛЕГАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

5.1. Структурно-гидрогеологические Лекция по Гидрогеологии - реферат подразделения и систематизация типов подземных вод

Геологическая структура сначала определяет условия залегания подземных вод, которые сформировывают подземную водоносную систему. Под последней следует осознавать участок земной коры, состоящий только из характерных ему соотношений во­доносных, спорадически обводненных и водоупорных либо сдренированных горизонтов, комплексов и бассейнов подземных вод, зале­гающих в границах одной геологической Лекция по Гидрогеологии - реферат структуры.

В свою оче­редь, геологические структуры с однотипными гидрогеологическими критериями принято именовать гидрогеологическими.

Под гидрогеологической структурой понимается геологическое тело, в границах которого остаются более либо наименее схожими и непрерывными нрав рассредотачивания под­земных вод, условия формирования их ресурсов и состава.

Гидрогеологические структуры, по Н.К. Игнатовичу, делятся:

1)по степени Лекция по Гидрогеологии - реферат закрытости: на раскрытые, отчасти раскрытые и закрытые;

2) по степени проточности: на проточные, отчасти проточные и непроточные

3) по степени промытости: на промы­тые, отчасти промытые и непромытые.

К раскрытым проточным и промытым структурам относятся горно-складчатые области, к закрытым, непроточным и непромытым — глубочайшие части платфор­менных впадин. Другие гидрогеологические струк­туры Лекция по Гидрогеологии - реферат занимают среднее положение.

Как следует, гидрогеологическая структура сразу выступает и природной емкостью для подземных вод, и водообменной системой. 1-ая характеризуется объемом воды, который может вместить геологическое тело, т.е. статическими припасами, 2-ая — количеством воды, проходящим через нее в единицу времени, т.е. динамическими припасами.

Потому следует различать две функции Лекция по Гидрогеологии - реферат, выполняемые гидрогеологической структурой как геологическим телом:

вместилища воды (резер­вуар, бассейн, массив и т.д.)

проводника воды (водообменная, водонапорная, геогидродинамическая система).

5.2. Гидрогеологическая структура как емкость подземных вод

С позиций емкостных параметров гидрогеологическая структура представляет собой водоносную систему различных строения, размеров, объема, зависимо от которых ее именуют бассейном, резер­вуаром, массивом Лекция по Гидрогеологии - реферат и т.д. Подразделение таких емкостей учитывает сначала этажное строение высшей части земной коры.

Для фундамента свойственны в главном трещинные и трещинно-жильные воды, для чехла — поровые и различные пластовые воды.

Выделяют последующие главные типы гидродинамических структур: артезианские бассейны и гидрогеологические массивы, позднее к этому перечню добавили вулканогенные бассейны Лекция по Гидрогеологии - реферат и обводненные разломы.

Артезианские бассейны — это погружения, выполненные пре­имущественно слоистыми осадочными породами и состоящие из чехла и подстилающего его фундамента, которые развиты в основ­ном на платформах и пореже в горно-складчатых сооружениях. Они характерны отрицательным тектоническим формам — мульдам, впадинам, синклиналям с прилегающими склонами, котловинам и т.д Лекция по Гидрогеологии - реферат. Для верхних горизонтов свойственны грунтовые порово-пластовые воды.

Прева­лируют напорные пластовые воды. По ведущим водно-коллекторским свойствам пород артезианский бассейн образует резервуар разнооб­разных пластовых вод.

Гидрогеологические массивы — это выступы фундамента, обыч­но лишенные чехла, в каких господствующее значение имеют трещиноватые кристаллические породы, и развитые Лекция по Гидрогеологии - реферат в большей степени в горно-складчатых областях и пореже на платформах. Они свойствен­ны положительным тектоническим формам. Это поднятия складча­тых сооружений, в каких слоистость значительно утратила гидрогеологическое значение.

Вулканогенные бассейны представлены бессчетными покро­вами эффузивных пород, потоками лав и сопутствующими им вулканогенными породами. Они обширно развиты в областях совре­менного и Лекция по Гидрогеологии - реферат старого вулканизма.

Обводненные разломы — это зоны тектонических нарушений и разрывов в горных породах, время от времени с открытыми полостями в зоне сбросовых либо сдвиговых дислокаций, в каких развиты в основ­ном трещинно-жильные воды. Последние обширно всераспространены в горно-складчатых областях.

Артезианские и вулканогенные бассейны, также гидрогеологи­ческие массивы Лекция по Гидрогеологии - реферат и обводненные разломы встречаются в виде отдельных гидрогеологических тел либо в виде взаимосвязанных систем. В последнем случае они соединяются воединыжды в группы, а занимаемые ими местности именуются областями

Артезианская область представляет собой группу связанных меж собой бассейнов пластовых вод, залегающих в погруженных осадочных породах чехла. Снутри артезианской области могут Лекция по Гидрогеологии - реферат встре­чаться гидрогеологические массивы, вулканогенные бассейны и обводненные разломы. Гидрогеологическая складчатая область — это сочетание не­скольких гидрогеологических массивов, вулканогенных бассейнов и разделяющих их межгорных артезианских бассейнов.

Вулканогенная область — это группа взаимосвязанных несколь­ких вулканогенных бассейнов и обводненных разломов с подчинен­ным воздействием межгорных артезианских бассейнов.

Область обводненных разломов — это Лекция по Гидрогеологии - реферат сочетание глубинных и региональных разломов, протягивающихся на тыщи км и секущих разновозрастные геологические структуры. Глубинные разломы пронизывают земную кору и уходят время от времени корнями в верхнюю мантию. Это большие тектонические швы, ширина кото­рых часто превосходит 1-ые 10-ки, а протяженность — пер­вые тыщи км.

Еще больше Лекция по Гидрогеологии - реферат большими структурными единицами емкостей подзем­ных вод служат тектонически устойчивые местности — плат­формы и тектонически мобильные регионы — горно-складчатые области.

Платформа, как емкость подземных вод, представляет собой гидрогеологический кратоген, а складчатое сооружение — гидрогеологический ороген.

Гидрогеологический кратоген — сочетание систем бассейнов и массивов (время от времени с наложенными бассейнами). Схожими емкос­тями подземных вод Лекция по Гидрогеологии - реферат служат, сначала, античные платфор­мы.

К гидрогеологическому орогену относится система гидрогеоло­гических структур, которая включает часть планетарного подвиж­ного пояса, т.е. совокупа складчатых областей, связанных общностью структурного плана и возрастом создавшей их складча­тости.

5.3. Гидрогеологическая структура как водообменная и водонапорная система

Способность гидрогеологических структур пропускать (обмени­вать) то либо Лекция по Гидрогеологии - реферат другое количество воды является базовым их свойством. Сразу они владеют способностью создавать напор воды на большом расстоянии. Отсюда одни исследователи называ­ют эти структуры водообменными (П.Ф. Швецов, А.А. Коноплянцев), другие — водонапорными (А.М. Овчинников, П.П. Климен­тов).

В границах одной гидрогеологической структуры водообмен раз Лекция по Гидрогеологии - реферат­личен в различных ее частях. Одним из важных причин водообмена выступает глубина залегания водоносных горизонтов, кон­тролирующая коллекторские характеристики горных пород. По мере углубления в земные недра, наблюдается замедление дви­жения воды, которое имеет закономерный нрав и выражается в наличии 3-х гидродинамических зон водообмена: активного, замедленного и затрудненного.

Водообменные Лекция по Гидрогеологии - реферат характеристики хоть какой гидро­геологической структуры зависят не только лишь от глубины залегания и геологического строения ее отдельных блоков (пространственные характеристики), да и шага ее геологического развития, степени литификации пород и т.д. (временные характеристики). Не считая того, от ее размеров, литологического состава водовмещающих пород, их коллекторских параметров, от Лекция по Гидрогеологии - реферат соотношения областей питания и разгрузки, а так же степени расчлененности рельефа.

Одним из важных характеристик интенсивности водообмена служит скорость движения воды, которая в согласовании с законом Дарси прямо пропорциональна коэффициенту фильтрации и гидравлическому уклону.

Не считая скорости движения воды водообменные характеристики гидро­геологической структуры характеризуются коэффициентом водооб­мена,представляющим каждогодную Лекция по Гидрогеологии - реферат долю обмениваемой воды в определенном бассейне, и циклом водообмена — временем полной смены воды в бассейне.

Водообменные характеристики горных пород меняются не только лишь с глубиной, да и по мере протекания процессов литогенеза от ранешнего диагенеза (исходная стадия захоронения пород) до позднего мета­генеза (метаморфизма). 5.4. Гидрогеохимическая зональностьНедостаток познаний Лекция по Гидрогеологии - реферат о скоростях движения подземных вод и про­ницаемости горных пород, в особенности в глубочайших водоносных гори­зонтах, на практике компенсируют методом исследования их хим и газового состава. Хим состав подземных вод почти во всем находится в зависимости от скорости их движения и интенсивности водообмена, т.е. времени взаимодействия воды с горными породами Лекция по Гидрогеологии - реферат. Наличие высокоминерализованных вод седиментационного генезиса всегда гласит о очень слабеньком водообмене в гид­рогеологической структуре либо в некий ее части. Нрав соста­ва воды, к примеру наличие азотных терм, углекислых терм, также свидетельствует об определенном водообмене. Потому гидродина­мическая зональность в бассейнах в определенной мере коррелиру­ется с гидрогеохимической Лекция по Гидрогеологии - реферат. Но следует подразумевать, что состав воды — не прямой показатель водообмена, потому что он находится в зависимости от многих причин и его внедрение просит дос­таточно огромного опыта от исследователя.

.5. Пространственные формы залегания подземных вод

Трудность составления систематизации состоит в том, что подземные воды развиты в земной коре фактически везде, но Лекция по Гидрогеологии - реферат залегают в различных по форме, размеру, строению геологических телах, которые с огромным трудом поддаются системной систематизации. В силу этого различные исследователи по-разному трактовали формы залегания подземных вод.

Более разумно построена систематизация A.M. Овчинникова, который выделяет три главных типа подземных вод — верховодка, грунтовые и артезианские, выделив Лекция по Гидрогеологии - реферат два особенных подтипа, соответствующие для районов долголетней мерзлоты и активного вулканизма.

Типы подземных вод по нраву залегания (по Е.В. Пиннекеру).

5.5.1. Верховодка

Под верховодкойпонимают 1-ый от поверхности временно имеющийся водоносный горизонт, залегающий в зоне аэрации на водоупорах ограниченного размера. Отличие верховодки от других типов вод состоит в том, что она размещается выше Лекция по Гидрогеологии - реферат посто­янно имеющегося горизонта подземных вод, т.е. в зоне проса­чивания, и приурочена к поверхности слабопроницаемых горных пород, заключенных посреди водопроницаемых. Ниже верховодки обычно наблюдается зона неполного насыщения. Вслед­ствие этого верховодка оказывается вроде бы подвешенной либо висящей, занимающей в неком роде несвойственное гравитационным водам положение. Отсюда Лекция по Гидрогеологии - реферат ее временность и ограниченность в простран­стве, потому что через некий просвет времени подвешенная вода стекает в зону полного насыщения.

Верховодка появляется в зоне аэрации исключительно в случае наличия водоупорных пород. Последние могут быть представлены линзами глин и суглинков различного генезиса, погребенными почвами, ледниковой мореной, промерзлыми породами, останцами Лекция по Гидрогеологии - реферат коренных пород и т.д. Своим происхождением верховодка должна инфильтрации осадков. Некое количество воды может поступать также в итоге конденсации.

По особенностям аква режима в зоне аэрации выделяется три подзоны: переменного увлажнения, транзита и капиллярной каемки. Осадки, которые проникают в зону аэрации аккумулируются в большей степени в почвенном слое Лекция по Гидрогеологии - реферат (верхние 20 см)

Мощность верховодки в большинстве случаев равна 0,4-1 м, изредка дости­гает 2-5 м- Формируется она приемущественно в супесчано-суглинистых грунтах. Время ее существования в значимой мере определяется климатическими критериями, формой и размерами водоупорногослоя глубинойего залегания; водопроницаемостью вме­щающих пород и рельефом местности.

На водоупорах относительно огромных разме­ров Лекция по Гидрогеологии - реферат создается возможность более долгого хранения гравитаци­онных вод, потому что растут пути и времяих растекания.

Глубина залегания водоупорного слоя регулирует степень воздей­ствия процессов испарения на верховодку. На глубинах более 2-3 м испарение уже фактически не играет роли.

В границах городов и промышленных пло­щадок образованию верховодки содействуют также фундаменты Лекция по Гидрогеологии - реферат построек, уплотняющие грунты.

Режим верховодки всецело определя­ется количеством инфильтрующихся осадков, а на территориях городов и промышленных площадок — и объемом сбрасываемых в зону аэрации сточных вод.

Вследствие неглубокого залегания и отсутствия водоупорной кровли верховодка просто загрязняется и потому является ненадеж­ным источником водоснабжения. Все же верховодка время от времени служит источником Лекция по Гидрогеологии - реферат воды, извлекаемой колодцами. В степных, полупустынных и пустынных районах она возможно окажется един­ственным типом природных вод со сравнимо маленьким содер­жанием солей, применимым для водоснабжения маленьких населен­ных пт.

К разновидностям верховодки A.M. Овчинников относит почвен­ные воды, болотные воды и воды песочных дюн.

Почвенные Лекция по Гидрогеологии - реферат воды - это совокупа всех типов вод почвенного слоя, которая определяет структуру, характеристики и аква режим почв. Посреди почвенных вод наибольшее значение для растений имеют пленочные, капиллярные и свободные.

Болотные воды. Болотом именуется сверхизбыточно увлажненный участок земной поверхности, покрытый слоем торфа глубиной более 30 см в неосушенном и 20 см в осушенном виде. Все сверхизбыточно Лекция по Гидрогеологии - реферат увлажненные земляные площади, не имеющие слоя торфа глубиной наименее 30 см в неосушенном состоянии, именуются заболоченными землями.

Появление болот связано с разными причинами. Главные из их - наличие подстилающего водоупорного слоя, отсут­ствие поверхностного стока, слабенькое испарение, доминирование осадков над испарением. По нраву растительности и торфя­ной залежи Лекция по Гидрогеологии - реферат болота делятся на три типа: верховые, низинные и переходные.

Воды песочных дюн нередко встречаются в засушливых (пустын­ных) районах и вызывают большой энтузиазм так как являются пресными. Происходит это в этом случае, когда зона аэрации очень проницаема (песок), что позволяет воде весной при таянии снега либо выпадании дождика стремительно просачиваться Лекция по Гидрогеологии - реферат на глубину огромную, чем критичная глубина испарения (обычно 2-3 м), и при наличии водоупора с мульдообразным рельефом оставаться в песках в те­чение долгого времени. Приблизительно также формируются пресные воды в песочных дюнах на побережьях морей, где они залегают выше соленой морской воды.

5.5.2. Грунтовые воды

Грунтовыми именуют свободные воды первого от Лекция по Гидрогеологии - реферат поверхности повсевременно имеющегося водоносного горизонта, залегающего в зоне полного насыщения. Как следует, главное отличие грунто­вых вод от вод верховодки состоит в том, что 1-ые зале­гают в зоне полного насыщения, 2-ые — в зоне аэрации. Отсюда и другие отличия, связанные с масштабами их распространения, временем существования, мощностью водоносных горизонтов Лекция по Гидрогеологии - реферат, режимом, составом, глубиной залегания.

Грунтовые воды развиты везде. В любом месте, где бы мы ни стали бурить либо копать колодец, мы встретим воду. Обычно, это будет грунтовая вода и существенно пореже верховодка. Если такие воды залегают в порах осадочных пород, то они именуются пластовыми, если в трещинках скальных пород — трещинными либо Лекция по Гидрогеологии - реферат грунтово-трещинными.

В большинстве случаев грунтовые воды не имеют сверху водонепроницае­мых пород и потому являются безнапорными. Но это не главный их отличительный признак, как считают некие исследователи. На отдельных локальных участках водоупор может находиться и в таком случае они становятся напорными, но это никак не меняет сущности явления Лекция по Гидрогеологии - реферат.

Область питания грунтовых вод, обычно, совпадает с об­ластью их распространения. Грунтовые воды плотно сплетены с ат­мосферными осадками, поверхностными водами и верховодкой и потому зональны. Режим их находится под конкретным воздействием гидрометеорологических причин и характеризуется се­зонными колебаниями уровня, дебита и хим состава. По возрасту грунтовые Лекция по Гидрогеологии - реферат воды являются современными, но в геологи­ческом смысле, потому что абсолютный возраст их может достигать 50 тыс. лет.

Зависимо от критерий залегания грунтовых вод различают грунтовый поток и грунтовый бассейн. 1-ый характеризуется движением воды, происходящим под воздействием силы тяжести в направлении наклона свободной поверхности, 2-ой — наличием в водоупорном ложе Лекция по Гидрогеологии - реферат снижений и движением воды на отдельном отрезке в восходящем направлении. Тот и другой имеют ряд разновидностей, а местами наблюдаются сложные их комбина­ции.

Глубина залегания и форма поверхности грунтовых вод, ко­торую принято именовать зеркалом, обусловливается глубиной эро­зионного расчленения рельефа. На карте она изображается гидроизогипсами — линиями схожей высоты зеркала.

Неглубокое залегание Лекция по Гидрогеологии - реферат грунтовых вод на первом от поверхности региональном водоупоре определяет направление их движения под действием силы тяжести в согласовании с уклоном зеркала, а разгрузку, обычно, у подножий склонов. Питание их в основ­ном осуществляется через зону аэрации за счет инфильтрации ат­мосферных осадков (дождевых, талых и паводковых вод) по всей Лекция по Гидрогеологии - реферат площади их распространения и в наименьшей мере конденсирующейся воды в зоне аэрации. В каждом определенном районе могут существо­вать и другие источники питания (речные воды, поступление воды из ирригационных каналов, переток артезианских вод из более глу­боких водоносных горизонтов и т.д.).

Поверхность грунтовых вод приближенно повторяет Лекция по Гидрогеологии - реферат рельеф региона. На водоразделах глубина залегания грунтовых вод существенно больше, чем в равнинах. В особенности велико их различие в горных областях, где разница отметок долин и водораз­делов часто добивается 500-700 м. В равнинных областях это соотношение существенно меньше и не превосходит 100 м.

Условия питания грунтовых вод определяют и их Лекция по Гидрогеологии - реферат режим, т.е. изменение их припасов, уровня, состава и параметров во времени под действием природных и искусственных причин.

Более насыщенное воздействие естественных причин сказыва­ется на неглубокие грунтовые воды. По мере роста глубины их залегания воздействие многих причин слабеет либо на сто процентов прекращается. В наше время режим грунтовых вод нередко Лекция по Гидрогеологии - реферат опреде­ляется в главном искусственными факторами, обусловленными деятельностью человека. Распашка земель, вырубка лесов, создание водохранилищ, строительство городов, сооружение водозаборов глобально меняют условия питания, залегания и разгрузки подзем­ных вод. Все это сказывается на припасах, качестве и составе подземных вод в целом. Этот фактор стал доминирующим и просит особо Лекция по Гидрогеологии - реферат пристального исследования.

Грунтовые воды, как и все воды высшей части земной коры, зональны. Их состав закономерно меняется в согласовании с конфигурацией погодных особенностей местности.

5.5.3. Артезианские воды

Артезианскими именуют все подземные воды, не считая первого от поверхности водоносного горизонта, залегающие меж водоупорными слоями и имеющие напор. Такие воды встречаются в главном Лекция по Гидрогеологии - реферат в дочетвертичных отложениях, образующих большие геологические структуры как на платформах, так и в горно-складчатых областях.

Для артезианских вод свойственны последующие особенности:

они относятся к межпластовым водам, так как сверху и снизу изолированы водоупорами;

при вскрытии уровень этих вод устанавливается выше кровли содержащего их горизонта, а время от Лекция по Гидрогеологии - реферат времени и выше поверхности земли (скважины на таких участках фонтани­руют);

всераспространены в большенном интервале глубин от несколь­ких 10-ов метров до 15 км;

они в существенно наименьшей степени, чем грунтовые, подвержены воздействию экзогенных причин и владеют относительно размеренным режимом;

им свойствен гибкий нрав фильтрации, что связано с проявлением Лекция по Гидрогеологии - реферат упругих параметров воды и самого пласта при изменении давления в недрах;

непростая и обычно затрудненная связь межплас­товых вод, в большей степени вертикальное (сверху вниз) их перетекание на периферии структур и снизу ввысь в областях наиболь­шего прогибания фундамента либо низких абсолютных отметок зем­ной поверхности.

Артезианские воды обычно занимают Лекция по Гидрогеологии - реферат геологические структуры отрицательной формы: синеклизы, впадины, мульды, краевые и межгорные прогибы, грабены и т.д. В течение долгого времени считали, что артезианские воды формируются за счет наружной об­ласти питания, расположенной в местах выхода водоносного гори­зонта на дневную поверхность, а движение воды происходит под воздействием разности напоров Лекция по Гидрогеологии - реферат в областях питания и разгрузки водо­носных горизонтов. В данном случае пластовое давле­ние не может превосходить гидростатическое, а гидродинамический режим остается на всем протяжении бассейна инфильтрационным.

Но по мере скопления новых данных, выяснилось, что такое представление правильно только для части артезианских бассейнов маленького размера, рас­положенных в большей степени в Лекция по Гидрогеологии - реферат предгорных либо горных областях.

Для большинства же артезианских бассейнов платформенного типа такое представление далековато от реальности и просит пересмот­ра. Это связано с тем, что большая часть артезианских бассейнов на платформах и в особенности большие из их всегда содержат седиментационные воды, характеризуются наличием аномально больших пластовых давлений, элиэионным Лекция по Гидрогеологии - реферат типом гидродинамического режима и т.д. Значимая часть воды таких бассейнов сформирована не методом инфильтрации в процессе климатического круговорота, а захоронена в итоге геологического круговорота. Последний же по многим гидродинамическим, генетическим, гидрогеохимическим характеристикам принципно отличается от первого. Все это просит разделения артезианских бассейнов на два типа:

инфильтрационные и элизионные Лекция по Гидрогеологии - реферат.

Артезианские бассейны инфильтрационного типа заполнены водой только метеорного генезиса. Имен­но для артезианских бассейнов такового типа выделяют три области: инфильтрационного питания (наружняя и внутренняя); напораразгрузки.

В данном случае движение воды происходит под воздействием разности напоров в областях питания и разгрузки, пла­стовое давление в хоть какой части бассейна остается по собственной Лекция по Гидрогеологии - реферат природе гидростатическим. Размеры областей питания и разгрузки являются относительно области напора малозначительными, хотя 1-ые и рас­полагаются нередко в горной (наружной) части бассейна, также в междуречных местах, локальных возвышенностях, маленьких хребтах, гривах и т.д.

Область распространения напора (стока) находится снутри ос­новной площади артезианского бассейна. В Лекция по Гидрогеологии - реферат ее границах водоносным горизонтам (комплексам) характерны напорные уровни, которые принято называть пьезометрическими. Расстояние по вертикали от кровли водоносного горизонта до пьезометрического комплекса именуется напором подземных вод. Напор охарактеризовывает припас возможной энергии воды.

Область разгрузки артезианских вод размещается на более низких абсолютных отметках по сопоставлению с областью питания. Область разгрузки представляет Лекция по Гидрогеологии - реферат собой, обычно, совокупа открытых и укрытых очагов (разгрузка в рыхловатые четвертичные отложения, русла рек, на деньке морей). Зависимо от гипсометрического положения областей пита­ния и разгрузки, также их местопребывания в границах артези­анского бассейна интенсивность подземного стока бывает самой различной. Очень нередко встречаются артезианские бассейны с замедленным водообменом в Лекция по Гидрогеологии - реферат погруженных частях, когда области питания имеют приблизительно однообразное высотное положение, а видимые области разгрузки отсутствуют.

Время от времени разгрузка подземных вод происходит по тектонически ослабленным зонам, также через слабопроницаемые либо водоупорные (при значимой разности напоров) породы кровли на всей площади их распространения.

Артезианские бассейны элизионного типа формируются на Лекция по Гидрогеологии - реферат уча­стках прогибания земной коры и наполнения их осадочным материалом в процессе геологического круговорота. Вначале такие бассейны заняты солеными морскими водами, которые погружаются (захороняются) в земные недра вкупе с горными породами. В данном случае напор и движение вод появляются не за счет превышения области питания над областью разгрузки, а под воздействием Лекция по Гидрогеологии - реферат нарастающего веса вышележащих пород и дополнительно тектонических напряжений. В этих критериях происходит отжим связанных глинами вод и перенос их в водоносные горизонты, постоянное перераспределение напоров, появление аномально больших пластовых давлений.


Бассейн не получает воду из наружных либо внутренних областей питания. Источником ее служат водовмещающие горные породы, которые при уплотнении Лекция по Гидрогеологии - реферат и уменьшении пористости выдавливают воду, ранее захваченную из морского бассейна. Интенсивность такового элизионного отжатия воды с глубиной зату­хает, но в тех либо других размерах длится на всех шагах захоронения горных пород. Эти процессы протекают в течение 10-ов и даже сотен миллионов лет. Вместе с на физическом уровне Лекция по Гидрогеологии - реферат связан­ными глины отдают и химически связанные воды, потому что в бассейне происходит глубочайшая трансформация минерального веще­ства на всех стадиях литогенеза.

Из произнесенного вытекает принципиальный вывод о том, что артезианские бассейны элизионного типа отличаются вместе с другими призна­ками наличием принципно другой, хорошей от уже упоминавших­ся выше Лекция по Гидрогеологии - реферат наружной и внутренней областью питания. Эту область мы хотим предложить именовать внутрипластовой. Последняя, как следует, представляет собой систему пластов горных пород, отдающих раз­личные виды воды, вначале захваченной в бассейне седимента­ции, в процессе их уплотнения под действием массы вышележащих пород либо возникающих тектонических напряжений. Отжатие воды из Лекция по Гидрогеологии - реферат пород происходит на всех стадиях литогенеза (диагенеза, катагенеза и даже метагенеза).

Внутрипластовая область питания размещается в самом артези­анском бассейне, в его внутренней (захороненной) части и практически стопроцентно может совпадать с областью распространения напора и соответственно стока. Более того, внутрипластовая область пита­ния гипсометрически размещается ниже области разгрузки Лекция по Гидрогеологии - реферат, т.е. картина оказывается как раз оборотной той, которая неотклонима "для традиционного артезианского бассейна. При всем этом чем более массивными являются слои водоупорных пород (глин), тем больше при иных равных критериях отжимается воды и соответ­ственно выше напор. В особенности велик напор в центральной, наибо­лее погруженной части бассейна, которая Лекция по Гидрогеологии - реферат испытывает наибольшее прогибание и аккумулирует больше осадочных пород.

Водоносные горизонты не получают никакого количества дополнительной воды, не считая той, которая от­жимается из горных пород. Отсюда гидродинамика бассейна опреде­ляется только элизионным типом режима.

Артезианские бассейны инфильтрационно-элизионного типа. Сходу после отступления моря в водоносные горизонты, заполнен­ные морской водой Лекция по Гидрогеологии - реферат, устремляются инфильтрационные воды, т.е. начинается процесс вытеснения либо замещения седиментационных вод инфильтрационными — один из важных гидрогеологических процессов, обширно развитый в артезианских бассейнах. Процесс замещения начинается с самых верхних горизонтов и областей их питания. Равномерно этот процесс захватывает все более и поболее глубочайшие горизонты и новые площади. В конце Лекция по Гидрогеологии - реферат концов за геоло­гически достаточное время все седиментационные воды из бассейна могут быть вытеснены инфильтрационными. Соответственно артези­анский бассейн перейдет из типа элизнонного, который он представ­лял вначале, в инфильтрационный.

Большая часть современных артезианских бассейнов на плат­формах и некая часть в горно-складчатых областях находят­ся Лекция по Гидрогеологии - реферат на той либо другой стадии вытеснения соленых вод пресными. Потому они относятся к инфильтрационно-элизионному типу.

Главные причины, контролирующие скорость и объемы замещения одних вод другими:

1. Возраст бассейна. Чем более старым в геологическом смысле является бассейн, тем при иных равных критериях он будет более промыт, т.е. в большей мере и на Лекция по Гидрогеологии - реферат огромную глубину заполнен инфильтрационными водами.

2. Размер бассейна. При схожем возрасте бассейны неболь­ших по размеру и мощности отложений будут промыты существенно резвее, чем бассейны огромных по размеру и глубине заложения.

3. Геологическое строение бассейна. Наличие выдержанных по простиранию отлично проницаемых отложений содействует более резвому замещению соленых вод пресными и, напротив Лекция по Гидрогеологии - реферат, литологическая неоднородность пород, их фациальная изменчивость, пре­обладание глинистых разностей содействуют сохранению седимен­тационных вод. В особенности велико значение массивных региональных водоупоров, развитых по всему бассейну. Обычно, это спо­собствует очень застойному гидродинамическому режиму и со­хранению седиментационных вод ниже водоупора в течение сотен миллионов лет.

4. Рельеф Лекция по Гидрогеологии - реферат и соотношение областей питания и разгрузки. Расчле­ненный рельеф определяет огромные перепады напоров в бассейне, содействующие поддержанию насыщенного водообмена. Равнинный тонкий рельеф, удаленность областей питания от областей разгруз­ки делают слабенький водообмен и сохраняют в течение долгого времени седиментационные воды. Этому же содействует отсутствие в бассейне огромных по Лекция по Гидрогеологии - реферат размерам внутренних областей питания.

5. Мощность и интенсивность генерации воды внутрипластовой областью питания - при насыщенной элизии воды из глинистых отложений и нехороший проницаемости коллекторов в бассейне созда­ются высочайшие напоры, включая зоны АВПД (аномально больших пластовых давлений), которые препятствуют либо сдерживают проникновение в бассейн инфильтрационных вод.

6. Климат и палеоклимат. Мокроватый климат, изобилующий Лекция по Гидрогеологии - реферат боль­шим количеством осадков, содействует промыванию бассейна и, напротив, сухой с маленьким количеством осадков замедляет этот процесс. Естественно, что нужно учесть не только лишь современный климат, нои климат прошедших эпох, втечение которых происходило промывание бассейна.

7. Проницаемость отложений. Не считая литологического состава проницаемость горных пород находится в зависимости от Лекция по Гидрогеологии - реферат многих других причин; наличия мерзлоты, карстовых явлений, зон тектонических нарушений, торфяной подушки, степени трещиноватости и т.д. Все это оказывает влияние на скорость замещения 1-го генетического типа воды другим.

Различное сочетание и многочисленность причин определяют разную степень вытеснения седиментационных вод инфильтрационными в каждом определенном бассейне. Обычно, верхние водо Лекция по Гидрогеологии - реферат­носные горизонты промыты и заполнены инфильтрационными во­дами, а нижние сохраняют соленые седиментационные, естественно, модифицированные по составу в процессе долговременной геологической эво­люции. Промежные горизонты содержат воды, смешанные в той либо другой степени, т.е. инфильтрационно-седиментационные.

5.5.4. Трешинные и карстовые воды

Трещинные и карстовые воды по условиям залегания могут быть или Лекция по Гидрогеологии - реферат грунтовыми, или артезианскими. В таком случае на их распространяется вся та черта, которая дана выше. Совместно с тем в отдельных случаях условия их залегания и рассредотачивания в горных породах резко отличаются от таких грунтовых и артезианских, что принуждает исследователей выделять их в отдель­ный тип. Это связано, сначала Лекция по Гидрогеологии - реферат, с тем, что простыми ячейками, в каких движется вода, тут являются разные по размерам пустоты (трещинкы, каверны, жилы) различных генезиса и нрава„формирующие неравномерно проницаемую среду. В дан­ном разделе мы только коротко остановимся на особенных критериях залегания таких вод.

Трещинные воды приурочены к региональной трещиноватости выветривания, трещинкам тектоно-литогенетической природы или Лекция по Гидрогеологии - реферат локально проявляющимся зонам тектонических нарушений (приповерхностным разломам и глубинным разломам)

Региональная трещиноватость проявляется в зоне выветривания до глубины 100-150 м. В более глубочайших горизонтах она связана с образованием слоистых текстур, трещинок наслоения и контактов в осадочных породах, контракционных трещинок и трещинок отдельности в магмати­ческих породах. С Лекция по Гидрогеологии - реферат глубиной региональная трещиноватость незако­номерно затухает. Соответственно и резко миниатюризируется водообильность горных пород.

Особо важную категорию трещинных вод составляют трещинно-жильные и жильные их разновидности, связанные с зонами текто­нических нарушений и разломов.

Карстовые воды. Карст — геологическое явление, связанное с конгруэнтным растворением подземными либо поверхностными вода­ми относительно просто растворимых пород (известняков Лекция по Гидрогеологии - реферат, доломи­тов, гипсов, солей) и образованием сложной системы полостей, пещер, каналов и т.д.

Вторым неотклонимым условием развития карста (после наличия относительно просто растворимых пород) является активный водообмен. Карстовые процессы протекают тем действеннее, чем больше скорость движения воды, которая определяется различием в отмет­ках областей питания и разгрузки Лекция по Гидрогеологии - реферат и водопроводимостью карстующихся пород.

Третьим принципиальным условием развития карста в карбонатных поро­дах выступает наличие брутальной угольной кислоты.

Основная особенность режима карстовых вод состоит в особенно резком изменении их уровня и дебита,

5.5.5. Подземные воды криолигозоны

Долголетняя мерзлота (криолитозона) — это часть криосферы (области отрицательных температур), включающая в себя верхние слои земной коры Лекция по Гидрогеологии - реферат, характеризующиеся наличием льда в слагающих их горных породах и отрицательной температу­рой, которая в течение многих веков может изменяться в связи с конфигурацией географической среды и геологических критерий, оста­ваясь отрицательной.

Многолетнемерзлые породы - продукт современного грозного климата, характеризующегося отрицательными среднегодовыми тем­пературами, и сразу реликт прошлой более прохладной гео Лекция по Гидрогеологии - реферат­логической эры (ледниковой).

На фоне широтной зональности рассредотачивания промерзлых пород выслеживается также высотная зональность. Потому в горных породах с высотой местности мощность промерзлых пород растет, а их температура миниатюризируется.

По взаимоотношению подземных вод с мёрзлыми породами выделяют надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные воды.

В следующем к этим типам вод были Лекция по Гидрогеологии - реферат добавлены еще два: внутримерзлотные и воды таликов.

Надмерзлотные воды по условиям залегания соответствуют верховодке. Отличие заключается в том, что они временами полно­стью промерзают и потом оттаивают. Это событие приводит к возникновению специфичных криогенных явлений: морозному пуче­нию грунта, образованию холмов пучения, гидролакколитов, нале­дей, термокарста, формированию выцветов Лекция по Гидрогеологии - реферат солей на поверхности, криогенной сортировки обломков пород и т.д.

Подмерзлотные водыпо условиям залегания являются или грунтовыми, или артезианскими. Отличие их состоит исключительно в том что мерзлота затрудняет условия их питания и разгрузки выравнивает режим и время от времени ограничивает зону их распространения. Воды таликов представляют особенный энтузиазм для Лекция по Гидрогеологии - реферат северных регионов. Талики - это типичные кровяные сосуды промерзлой зоны земли, обеспечивающие неизменный круговорот воды в этих казалось бы насквозь промороженных породах.


5.5.6. Подземные воды районов активного вулканизма

Активный современный вулканизм приурочен в главном к регионам, где континентальная кора соседствует с океанической: островным дугам, глубоководным желобам, побережьям внутренних морей и изредка к юным Лекция по Гидрогеологии - реферат разломам, размещенным на континен­тах. Подземные воды в таких регионах образуют водоносные си­стемы со специфичными критериями их строения, питания, разгруз­ки и состава воды. Высочайшая температура развитых тут подземных вод, обилие их фазового и хим состава определили применение к ним особенного термина — гидротермы(современные либо древнейшие), обширно применяемого Лекция по Гидрогеологии - реферат в геологии. К гидротермам относятся струи пара, водянистые жаркие водные смеси, пароводя­ные консистенции, т.е. все виды жарких вод и пара, обширно распростра­ненных в рассматриваемых регионах.

Гидротермальные системы районов современного вулканизма ~ это большие емкости, в каких интенсивно проявляется гидротермальная деятельность, связанная с аномально высочайшим привносом тепла Лекция по Гидрогеологии - реферат из глубочайших частей земли. С гидрогеологических позиций — это бассейны жарких вод и пара, которые нередко разгружаются на поверхности земли.

Большая часть гидротермальных систем связано с вулкано-тектоническими депрессиями или необъятными старыми кальдерами, пореже с наложенными грабенами горно-складчатого обрамления. Участки конкретной гидротермальной деятельности в пре­делах депрессий нередко Лекция по Гидрогеологии - реферат приурочены к локальным структурным поднятиям (сложным горстам), ограниченным крутопадающими разломами.

Обилие гидротерм и геологических условийих прояв­ления приводит и к формированию специфичных формихразгрузки, которые не встречаются в районах вне проявления гидротермальной деятельности. К главным видам форм прояв­ления таковой разгрузки относятся фумаролы, гейзеры, паровые струи и термальные источники.

Фумаролы Лекция по Гидрогеологии - реферат — это вулканические эманации в виде парогазовых струй либо размеренных выделений газов из трещинок и каналов в жерлах, на внутренних стенах; наружных склонах вулканов (первич­ные фумаролы) либо на поверхности неостывших лавовых потоков и пирокластических покровов (вторичные фумаролы).

Фумаролы делятся на:фактически фумаролы (преиму­щественно хлористо-сернисто-углекислые газы Лекция по Гидрогеологии - реферат с температурой до 800о С); сольфатары (парогазовые струи с доминированием сероводорода либо сернистого газа и температурой 90-300° С); мофеты (в большей степени углекислые парогазовые струи с температурой до 100° С).

Гейзеры — это типичные источники, временами, строго закономерно выбрасывающие воду и пар. Морфологически гейзер представляет систему; состоящую из канала, подводящую перегре­тую воду Лекция по Гидрогеологии - реферат либо жаркий пар к находящемуся поблизости от поверхности подземному резервуару (камере), в который по боковым каналам либо трещинкам поступает прохладная либо метеорная вода. От камеры также идет канал к поверхности, венчающийся чашеобразной ворон­кой. Выход воды из резервуара к поверхности затруд­нен. Чтоб таковой выход (извержение) начался, требуется создание в резервуаре Лекция по Гидрогеологии - реферат определенного давления, после заслуги, которого канал приоткрывается и вода с паром выходит в виде фонтана.

6. УПРАВЛЕНИЕ Аква РЕСУРСАМИ

6.1. Пресные воды

Неувязка незапятанной воды выходит на одно из первых мест в мире и по собственной значимости опережает такие глобальные препядствия населения земли, как изменение климата, деградация озонового слоя, засоление Лекция по Гидрогеологии - реферат и эрозия почв, защита атмосферы от загрязнения, сохранение чистоты океана и др. Это обосновано той особенной ролью воды, которую она играет в становлении биосферы и развитии жизни.

Вода не просто источник жизни — она, как справедливо увидел узнаваемый французский писатель и путник Сент-Экзюпери, — сама жизнь. Но далековато не неважно какая Лекция по Гидрогеологии - реферат вода — жизнь. Загряз­ненная вода становится небезопасной для той же жизни. Сейчас вода больше не является неограниченным безобидным естественным продуктам. И эта действительность должна быть глубоко осознана всеми, а спецами тем паче. Водные ресурсы в наше время требуют совсем нового подхода при их исследовании и использовании.

До того как гласить Лекция по Гидрогеологии - реферат о сущности таких подходов, разглядим, сколько же воды имеется на нашей планетке, потому что конкретно от нее зависят жизнь на суше и хозяйственная деятельность человека. Оценки припасов пресной воды появились сравнимо не так давно, и их точность пока недостаточна, хотя общее представление они дают:

Ориентировочное количество пресной воды на Лекция по Гидрогеологии - реферат Земле представлено в табл. 6.1.

Таблица 6.1 Пресные воды гидросферы

Как видно из приведенных данных, главные припасы пресной воды (85%) сосредоточены в ледниках. Но внедрение ледников как источника пре­сных вод остается пока проблематическим, по последней мере, в течение ближайших десятилетий. Прямо за льдами, идут подземные воды, хотя посреди их толика пресноводной составляющей Лекция по Гидрогеологии - реферат мала (толь­ко 6,7%). Суммарно ледники и подземные воды составляют 99% припасов пресной воды на Земле.

Общий объем пресных вод на планетке добивается 28,3 млн. км3, что составляет только около 2% общего объема гидросферы. Но если из этого объема выкинуть часть вод, законсервированных в воде полярных ледников, труднодоступных для использования, то объем пресной воды Лекция по Гидрогеологии - реферат составит только 4,2 млн. км3, либо 0,3% объема гидросферы. В пересчете на 1-го человека это составит 0,8-106 м3 воды.

В каче­стве 1-го из критериев обеспеченности населения водой прини­мается объем поверхностного и подземного стока на душу населения определенной страны либо региона в целом.

В целом каждый обитатель земного шара Лекция по Гидрогеологии - реферат в среднем обеспечен 9,1 тыс. м3/год пресной воды, в том числе за счет подземного стока 2,7 тыс. м3/год. Естественно, что насе­ление не всех материков обеспечено водой идиентично: более подходящая ситуация свойственна для Австралии с Океанией и Южной Америки, наименее подходящая — для Европы, а по ресур­сам подземных Лекция по Гидрогеологии - реферат вод — для Азии.

Приведенные данные будут, все же, абстрактными, если мы не разберемся в количестве применяемой человеком воды.

По мере совершенствования и развития производства человек потребляет все в большей и большей степени воды. Потому мировоззрение о том, что развитие цивилизации можно определять в литрах потребляемой на душу населения воды, является справедливым Лекция по Гидрогеологии - реферат. Человек каменного века потреблял, видимо, наименее 10 л воды в день. В текущее время лишь на бытовые нужды в среднем в мире приходится более 200 л. При всем этом потребляется тем больше воды, чем более развита страна. Так, в почти всех развивающихся странах и в текущее время потребление воды Лекция по Гидрогеологии - реферат не превосходит 30 л/сут, а в высокоразвитых составляет 500-600 л/сут. Римляне в период расцвета Римской империи потребляли до 700 л/сут, т.е. намного больше, чем большая часть населения земного шара в наши деньки. Как следует, расцвет и упадок цивилизаций, государств и городов также можно оценивать в литрах потребляемой воды.

Хотя потребление Лекция по Гидрогеологии - реферат воды в мире безпрерывно вырастает (с начала XX в. оно подросло в 6 раз), все таки имеется большой резерв неиспользуемой пресной воды. Неувязка питьевой воды заключается не столько в ее количестве, сколько в качестве, которое вызывает особенное беспокойство. 6.2. Минеральные целительные воды

Минеральными (целебными) подземными водами именуют такие, которые оказывают Лекция по Гидрогеологии - реферат благотворное физиологическое воздействие на организм человека в силу общей минерализации, ионного состава, содержания в воде газов, наличия терапевтически активных микрокомпонентов, содержания радиоактивных частей, щелочности и кислотности, также завышенной температуры.

К минеральным питьевым целебным водам относят воды с общей минерализацией от 8 до 12 г/л. На отдельных месторождениях зависимо от хим Лекция по Гидрогеологии - реферат состава допускается применение целительных вод и поболее высочайшей минерализации. Минеральные воды могут быть солоноватыми, солеными и рассолами. Общая минерализация их меняется от 2 до 35 г/л и выше. Известны курорты, на которых употребляются рассолы с минерализацией от 35 до 150 г/л (Усолье Сибирское, Серегово, Усть-Кут, Лугела и др.). Хим состав минеральных Лекция по Гидрогеологии - реферат вод самый разно­образный.

По температуре минеральные воды разделяются на: прохладные с температурой наименее 20° С; те­плые — от 20 до 37° С; жаркие — от 37 до 42° Сочень жаркие с температурой выше 42° С.

По основному газовому составу выделяют минеральные воды:углекислые, сероводородно-углекислые, сероводородные (сульфидные), азотные, азотно-метановые метановые. Значительно отметить, что одну и Лекция по Гидрогеологии - реферат ту же воду сразу можно отнести к разным главным группам, если принадлежность их к категории минеральных вод определяется не одним, а несколь­кими показателями. Установленных и принятых критериев (главных характеристик), которые дали бы возможность избежать в таких случаях личного подхода, пока не создано.

Более отлично известными минеральными Лекция по Гидрогеологии - реферат водами являются последующие группы специфичных вод: углекислые, сероводородные (сульфидные) и радиоактивные.

Местности, в границах которых развиты определенные группа минеральных вод, принято именовать провинциями. Любая из их характеризуется особенными геологическими критериями и обладает группой вод, связанных общ­ностью неких признаков. Минеральные воды одной провинции в целом отличны от вод другой

6.3. Промышленные воды

К Лекция по Гидрогеологии - реферат фабричным подземным водам относят такие, которые заключают в растворе полезные составляющие либо их соединения в количествах, обеспечивающих в границах конкрет­ных гидрогеологических районов по технико-экономическим показа­телям их выгодную добычу и переработку

В текущее время из подземных промышленных вод извлекают иод, бром, поваренную соль, а в неких странах также соединения Лекция по Гидрогеологии - реферат бора, лития, рубидия, германия, урана, вольфрама и другие ве­щества.

Более принципиальным показателем для промышленных подземных вод является содержание полезного компонента, который прибыльно из этих вод извлекать. Из промышленных подземных вод более изученными в Рф, являются йодные, бромные и иодо - бромные, а наименее — борные и др.

Глубина залегания подземных промышленных Лекция по Гидрогеологии - реферат вод меняется в широких границах — от первых 10-ов метров до 4—5 кми более, более всераспространенные глубины залегания подземных промышленных вод составляют 1 000—3 000 м.

Подземные промышленные воды обычно содержатся в терригенных (пески, песчаники, гравелиты, конгломераты и др.), карбонат­ных (известняки и доломиты), соленосных породах и в ангидритах с прослоями карбонатных пород и Лекция по Гидрогеологии - реферат пореже вулканогенных отложениях.

Подземные промышленные воды являются высоконапорными. На отдельных участках их статические пьезометрические уровни в скважинах инсталлируются выше поверхности земли. Но существенно почаще они размещаются на глубинах от первых метров до 300 м от поверхности земли и даже более.

При промышленной оценке месторождений подземных промыш­ленных Лекция по Гидрогеологии - реферат вод для обоснования способности и необходимости их использования требуется провести учет экономических причин. Для каждого месторождения обязательно проводится геолого-эконо­мическая оценка.

Геолого-экономическая оценка осуществляется на базе исполь­зования материалов последующих видов исследовательских работ: анализа региональных закономерностей распространения подземных про­мышленных вод; выявления размеров и оконтуривания границ месторождений Лекция по Гидрогеологии - реферат этих вод в разных водоносных горизонтах и комплексах изучаемого бассейна; количественной региональной оценки эксплуатационных припасов промышленных вод; комплекс­ной оценки способности и необходимости их практического использования.

При оценке эксплуатационных припасов промышленных вод суще­ственно установить их кондиции в процессе добычи в определенных геолого-гидрогеологических критериях. При всем этом кондиционные Лекция по Гидрогеологии - реферат требования должны быть такими, чтоб себестоимость извлекаемого компонента не превосходила его отпускную стоимость.

6.4. Термальные воды

К термальным водам (термам) относят такие, темпера­тура которых превосходит температуру тела человека (37° С). Воды с температурой от 37 до 42° С числятся жаркими (термальными), от 42 до 100° С — очень жаркими (высокотермальными) и с температурой выше 100° С — перегретыми. Некие Лекция по Гидрогеологии - реферат исследователи теплые (субтермальные) воды с температурой от 20 до 37° С относят также к термальным.

Исходя из практической необходимости использования под­земных вод в народном хозяйстве, выделяют: 1) воды с температурой до 20°С более применимы для целей водоснабжения; 2) воды с температурой 20—50° С более применимы для бальнеологических целей и иодо-бромного производства Лекция по Гидрогеологии - реферат; 3) воды с температурой 50—75° С целенаправлено использовать для подогрева теплиц, парников, для теплофикации сельскохозяйственных объектов и в бальнеологических целях; 4) подземные воды с температурой 75—100° С могут быть применены при тепло­фикации городов, курортов, сельскохозяйственных объектов (по­селки, большие оранжерейные комбинаты и др.); 5) воды с температурой выше 100° С рекомендуется использовать приемущественно для Лекция по Гидрогеологии - реферат энергетических целей. При всем этом, чем выше температура вод, тем больше их энергетический потенциал.

Термальные воды имеют обширное распространение в границах, как платформенных областей, так и горно-складчатых.

Общая минерализация термальных вод меняется в очень широких границах: от 1 до 650 г/л.

Многообещающими являются районы, на площади которых гео­термический градиент больший Лекция по Гидрогеологии - реферат. В таких районах имеется воз­можность вскрывать термальные воды с довольно высочайшей темпе­ратурой на сравнимо маленьких глубинах. В особенности благо­приятными оказываются участки, на которых из скважин вода фонтанирует с довольно большенными дебитами, а по составу и минерализации она полностью применима для эксплуатации.

6.5. Главные виды и последовательность Лекция по Гидрогеологии - реферат выполнения гидрогеологических работ

К главным видам гидрогеологических исследовательских работ относятся гидрогеологическая съемка, буровые и горные работы, полевые опытно-фильтрационные и лабораторные работы, стационарные на­блюдения за режимом подземных вод, геофизические исследования.

В согласовании с действующей аннотацией по планированию и в целях обеспечения наибольшей эффективности все геолого­разведочные работы на подземные воды проводятся Лекция по Гидрогеологии - реферат по последующим стадиям: региональные геолого-геофизические, и гидрогеологи­ческие работы масштабов 1 : 500 000—1 : 50 000; поиски место­рождений подземных вод; подготовительная разведка; детальная разведка; эксплуатационная разведка

. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГИДРОГЕОЛОГИЯ

Внедрение подземных вод в мире вырастает, но оно уже на данный момент сопровождается такими негативными яв­лениями, как истощение и загрязнение. Про­грессирующий отбор воды ведет Лекция по Гидрогеологии - реферат к понижению уровней, постепенному осушению водоносных горизонтов, изменению свойства воды и, что самое главное, нарушению водообмена на большущих территориях. Водообмен же определя­ет почти во всем нрав геохимической среды. Как следует, вмешательство человека в подземную гидросферу затрагивает базы мироздания и тянет к необра­тимым последствиям, которые сказываются на состоянии Лекция по Гидрогеологии - реферат биосферы.

Опасность техногенного воздействия на подземные воды значи­тельно выше, чем на поверхностные. Такое положение обосновано тем, что, во-1-х, подземные воды — последний источник вы­сококачественной воды на Земле, если не считать ледников, задачи, использования которых очень сложны, не говоря о том, что вода ледников не содержит Лекция по Гидрогеологии - реферат нужного для живых организмов количества солей и многих нужных микробов. Во-2-х, водообмен подземной гидросферы неоднократно меньше и для его восста­новления требуется неоднократно больше времени. Нарушение водо­обмена на большущих территориях обусловливает изменение клима­тического круговорота воды на Земле в целом, что чревато непредсказуемыми последствиями. В-3-х, конкретно подземные Лекция по Гидрогеологии - реферат воды более тесновато ведут взаимодействие с горными породами, газами и органическим веществом, участвуя в различных геологических циклах и круговоротах, включая био, что определяетих необыкновенную роль в формировании среды.

В итоге нерационального освоения природных ресурсов и аква, а именно, в почти всех регионах мира уже создалась напряженная экологическая ситуация, затронувшая состояние Лекция по Гидрогеологии - реферат био­сферы и поставившая на грань выживания самого человека. Таким регионом, к примеру, является Арал и прилегающие к нему районы.

Новенькая сложившаяся ситуация просит поиска новых путей решения экологических заморочек. Какой-то из них видится в активном развитии экологической гидрогеологии, которая призвана узнать роль подземной гидросферы в становлении и развитии Лекция по Гидрогеологии - реферат современной биосферы, также в деградации последней в обстановке сложив­шейся кризисной экологической ситуации.

Экогидрогеология — это учение о роли, значении и воздействии подземных вод (при их содействии с другими компонентами среды) в сохранении и развитии биосферы и, сначала, в жизнедеятельности человека, в особенности в критериях экологической кризисной Лекция по Гидрогеологии - реферат ситуации и насыщенной техногенной нагрузки на окружающую среду.

Основой экологической гидрогеологии является учение о геологи­ческой среде, техногенных процессах, способах прогнозной оценки, также роли подземных вод в этих процессах.

Экогидрогеология решает три глав­ные трудности: охрана подземных вод от техногенного загряз­нения охрана естественных ресурсов подземных вод от истоще­нияохрана среды и Лекция по Гидрогеологии - реферат в особенности застроенных тер­риторий от подтопления.

7.1. Загрязнение природных вод — основная неувязка незапятанной воды

Человек загрязняет воду издревле, сбрасывая все отходы и нечистоты в те источники, откуда он берет воду для питья, т.е. в свой колодец. Но в особенности это положение обострилось, когда человек стал геологической силой Лекция по Гидрогеологии - реферат.

Один из основных загрязнителей — сточные воды компаний. Особенные характеристики воды, ее доступность, кажущееся обилие исто­рически содействовали созданию "влажных" технологий практичес­ки в хоть какой отрасли индустрии, сельского и коммунального хозяйства, в итоге чего тонна конечной продукции сопровож­дается образованием в 10-1000 раз больше грязных сточных вод. Количество сточных вод (м3), образующихся Лекция по Гидрогеологии - реферат на 1 т готовой продукции: прокат 1.5-10, сладкая свекла 13-16, кожа 82-110, серная кислота 60-140, синтетический каучук 250, капрон 2500.

Объем речного стока, загрязнен­ного сточными водами, составляет 7080 км3 /год, либо приблизительно 20% всего стока.

Наша родина не является исключением. По данным А. Ф. Порядина, раз в год в водоемы сбрасывается около 28 км3 грязных Лекция по Гидрогеологии - реферат сточных вод, из которых 8,4 км3 без какой-нибудь чистки. Около трети от всего объема загрязнений поступает с поверхностным стоком с территорий населенных мест, промышленных компаний, объектов сельского хозяйства, что ведёт к ухудшению свойства питьевой воды, в особенности в периоды паводков.

Реальным бичом для водоемов стал сброс в их лишней Лекция по Гидрогеологии - реферат ирригационной воды и воды после промывания земли, которые несут огромное количество вымываемых солей, биогенных частей, металлов, пестицидов, дефолиантов. Очень небезопасным признается процесс выброса в водоемы биогенных веществ. Человек на данный момент вмешался в естественный равновесный процесс круговорота биогенов и в особенности фосфора. От его излишка пострадали уже такие большие объекты, как Лекция по Гидрогеологии - реферат озера Эри и Тахо в США, Ладожское в Рф и много существенно наименьших аква объектов. Этот процесс именуют эвтрофированием, либо эвтрофикацией, когда после "взрыва" жизни происходит смерть аква экосистем из-за резкого понижения содержания кислорода и переход их в новое состояние — отмирания и развития организмов—деструкторов. Эвтрофикация окутала на данный Лекция по Гидрогеологии - реферат момент большая часть континентальных озер, водохранилищ, каналов, малых и огромных рек.

Возникновение фосфора антропргенного происхождения тесновато связа­но с переменами технологии. Много фосфора дают новые моющие средства, которые триумфально вошли в наш быт, облегчив жизнь домохозяйкам и прачкам и усложнив жизнь, природы. Много био­генных веществ дают животноводческие комплексы Лекция по Гидрогеологии - реферат. Один комплекс для откорма 10 тыс. голов скота дает столько же сточных вод, сколько город с 100-тысячным популяцией.

Массивным загрязнителем служат бытовые сточные воды, нагруженные органическими субстанциями, которые в процессе разложе­ния в естественных водоемах потребляют много кислорода и делают его недостаток, что подавляет многие водные организмы Лекция по Гидрогеологии - реферат.

Опасное загрязнение водоемов вызывают утечки и углеводоро­дов — нефти, бензина, керосина, мазута. Обычно углеводороды попадают в водоемы либо со сточными водами нефтеперерабатыва­ющих предприятии, либо при катастрофах емкостей для хранения и транспортных систем, к примеру трубопроводов. Углеводороды при­дают воде противный запах и вкус, затрудняют обмен воды с газами атмосферы, они Лекция по Гидрогеологии - реферат токсичны для многих аква организмов.

Радиоактивное загрязнение происходит при утечках в горнодо­бывающей индустрии, на обогатительных предприятиях, где получают радиоактивные вещества, в атомных реакторах, медицин­ских и научно-исследовательских учреждениях. Это загрязнение в особенности небезопасно для здоровья.

Пути и источники загрязнения водоемов разнообразны и масш­табны. В итоге этого Лекция по Гидрогеологии - реферат в три либо другой мере загрязнены практически все реки мира, в особенности большие, большая часть озер. Активно загрязняются подземные воды. На этом последнем объекте остано­вимся несколько подробнее.

Загрязнение подземных вод. Пути загрязнения поверхностных и подземных вод принципно различны и определяются в после­днем случае гидрогеологическими критериями местности Лекция по Гидрогеологии - реферат. Если по­верхностные воды не имеют никакой защиты от загрязнений, то подземные воды в той либо другой степени имеют такую защиту. При всем этом, но, всегда нужно держать в голове, что защищенность подземных вод относительная, и ее нельзя абсолютизировать. Как указывает практика, невзирая на трудности проникания загрязнителей в недра Лекция по Гидрогеологии - реферат земли, подземные воды все в большей и большей степени загрязняются. Менее защищены верхние водоносные горизонты, т.е. верховод­ка и грунтовые воды.

Выделяет четыре главных варианта поступ­ления загрязнений в водоносный горизонт:

1. Загрязнения поступают сверху с поверхности земли при конкретной инфильтрации сточных вод из накопителей, с территорий промпредприятий и других Лекция по Гидрогеологии - реферат объектов, при фильтрации минерализованных вод на орошаемых территориях и т.п. Площадь и интенсивность инфиль­трации могут быть при всем этом разными, нрав инфильтрации по времени — неизменный, повторяющийся; разовый (случайный);

2. Загрязнения поступают с боковой стороны — при фильтрации грязных вод в борта и русло реки, а в паводки — и на площади Лекция по Гидрогеологии - реферат затопленной поймы и низких террас. Подобные условия заг­рязнения, как и в прошлом случае, свойственны для грунтовых вод, в особенности при малой мощности и значимой водопроницаемости пород зоны аэрации. К этому же типу можно отнести случаи интрузии морских вод в прибрежные водоносные горизонты, уров­ни воды в каких Лекция по Гидрогеологии - реферат снижены из-за водоотбора;

3. Загрязнения поступают методом вертикального перетока из смежного по разрезу грязного водоносного горизонта по стволу дефектной скважины или через "гидрогеологическое окно" в разделяющем их водоупорном пласте, или через разделяющий слабопроницаемый пласт;

4. Загрязнения поступают конкретно при их сборе, в по­глощающие горные выработки (скважины, колодцы, шахты Лекция по Гидрогеологии - реферат) в связи с разными технологическими процессами, затрагивающими земные недра, к примеру, при захоронении сточных вод методом их закачки в скважины, при подземной газификации углей, при самоизливах и перетоках соленых вод и нефти по стволу дефектных скважин и т.п.

По масштабу площадного развития выделяются локальные и региональные загрязнения подземных вод. 1-ые Лекция по Гидрогеологии - реферат вызываются отдельными (точечными) источниками, затрагивая сравнимо маленькие участки водоносного пласта; Своевременными меропри­ятиями неблагоприятные последствия локального загрязнения могут быть ограничены и в отдельных случаях стопроцентно ликвидированы. Региональные загрязнения вызываются действием бессчетных источников, обусловливающих в совокупы их площадной харак­тер. Ликвидация такового загрязнения очень трудна, а в ряде всевозможных Лекция по Гидрогеологии - реферат случаев фактически невозможна.

Качество воды и состояние здоровья населения. Неумолимая статистика свидетельствует, что до 80% всех заболеваний в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нару­шениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. Заболева­ния, связанные с водой, разделяются на 5 типов: вызыва­емые зараженной водой (тиф, холера, дизентерия, полиомиелит, гепатит Лекция по Гидрогеологии - реферат и др.); возникающие при использовании грязной воды для умывания и мытья (заболевания кожи и слизистых оболочек от трахомы до проказы); провоцируемые маленькими моллюсками, живущими в воде (шистосоматоз, ришта и др.); ожающимися в воде насекомыми - перенос­чиками инфекции (малярия, желтоватая лихорадка и т.п.); возника­ющие при использовании воды, грязной токсическими веще Лекция по Гидрогеологии - реферат­ствами — металлами, ядохимикатами и т.д. (аллергические заболе­вания, заболевания печени, почек и др.).

Масштабы болезней, связанных конкретно с водой, в наш век технического прогресса остаются невиданно высочайшими. Так, от гастроэнтерита раз в год мучается 400, трахомы 500, шистосоматоза 200, малярии 800 млн. человек. Данные по другим болез­ням также малоутешительны. Связано Лекция по Гидрогеологии - реферат это с тем, что до сего времени, по данным ООН, более одной трети населения употребляет некаче­ственную воду. Это касается и Рф.

Безопасность питьевого водоснабже­ния стала одной из основных составляющих общей экологической безопасности населения, способной вызвать огромную социальную напряженность в обществе. Возрастание за последние десятиле­тия в Лекция по Гидрогеологии - реферат мире био, токсического и радиоактивного загряз­нений водоисточников содействовало значительному увеличению уровней детской и взрослой заразной пищеварительной и паразитар­ной заболеваемости, также неинфекционной, в том числе онколо­гической, сердечно-сосудистой, аллергической и других, изъянов интеллектуального и физического развития малышей. Все это негативно отразилось на общих демографических показателях в Лекция по Гидрогеологии - реферат целом ряде государств мира, включая Россию.

7.2. Пути выхода из аква кризиса

Преодоление аква кризиса — сложнейшая задачка, которую можно решить, только объединив усилия всех народов в рамках ООН, потому что эта неувязка животрепещуща для всех государств мира. При всем этом основная стратегия должна, непременно, базироваться на обес­печении приоритета здоровья населения и восстановлении права Лекция по Гидрогеологии - реферат (данного природой) каждому человеку пить чистую воду.

Чтоб решить эту потрясающую задачку, нужно до этого глубоко понять те предпосылки, которые определили не просто вод­ный голод нашей планетки, да и привели к кризисному взаимоотношению человека с водой, общества людей — с гидросферой в целом. Не сходу можно осознать Лекция по Гидрогеологии - реферат, почему человек плюет в колодец, из которого пьет. Такое положение может быть исключительно в том случае, когда правая рука не ведает, что делает левая, т.е. когда не осознаны связи меж различными явлениями. Этот феномен обусловил, по последней мере, три предпосылки: сформированное в течение нескольких 1000-летий убеждение человека в неограниченности аква Лекция по Гидрогеологии - реферат ресурсов, их изо­билии, природной чистоте, возможности к непрерывному самоочище­нию и в праве на их бесплатное внедрение. Узнаваемый недостаток аква ресурсов в пустынных районах значительно не меняет этого представления, потому что люди селились в главном по берегам больших рек; недостающее осознание человеком фундаменталь­ных параметров гидросферы Лекция по Гидрогеологии - реферат, определившей развитие всего окружаю­щего мира. Еще сейчас наука в долгу перед населением земли, по­скольку слабо изучит эти вопросы; неполное понимание того факта, что человек, став геологической силой, отменно услож­нил отношения общества и природы, сначала, общества и гидросферы, и при всем этом неосознанно затронул базы становления самой жизни.

На Лекция по Гидрогеологии - реферат нашей планетке появилась принципно новенькая ситуация:

вода — создатель жизни и всего мира вокруг нас, сейчас как никогда нуждается в помощи человека. Чтоб сохранить базу жизни, нужно биться с загрязнением аква среды, обеспе­чить ее природное равновесие и обилие, приумножить ресурсы, защитить воду как уникальное вещество Земли.

2-ое более Лекция по Гидрогеологии - реферат принципиальное для осознания событие заклю­чается в том, что вода уже не является бесплатным природным ресурсом, она просит больших финансовложений, без которых делему аква кризиса нереально решить.


28

1. Содержание, история и методологические базы гидрогеологии

Предмет и содержание гидрогеологии

Гидрогеология – наука о происхождении, критериях залегания, закономерностях распространения и движения подземных Лекция по Гидрогеологии - реферат вод в земной коре, их физических свойствах, хим, бактериальном и газовом составе, также об их режиме и процессах взаимодействия с атмосферой, наземной гидросферой, биосферой, горными породами и веществом мантии Земли.

Гидрогеология является частью геологии и изучает подземные воды на базе анализа истории развития земной коры

Значение подземных вод, как 1-го из более Лекция по Гидрогеологии - реферат подвижных тел земной коры, только велико во всех геологических процессах.

Очень принципиальна роль подземных вод в практической деятельности человека. Давно подземные воды употребляются для питья и хозяйственных целей.

Подземные воды обширно употребляются для целительных целей (разные минеральные воды).

Исключительная роль принадлежит подземным водам как источнику хим сырья Лекция по Гидрогеологии - реферат. Из их в почти всех странах добывается бор, натрий, литий, магний, хлор, бром, йод, в наименьших объёмах германий, рубидий, стронций, кальций, цезий, также медь, цинк, уран, радий, вольфрам, мышьяк, сера и др.

Серьёзное значение подземные воды имеют как источник термический энергии. Теплоснабжение за счёт термальных вод отчасти осуществляется на Камчатке Лекция по Гидрогеологии - реферат, в Тюменской и Омской областях и в Бурятии.

В неких случаях подземные воды являются вредным фактором и играют отрицательную роль. При строительстве гидротехнических сооружений, тоннелей, метрополитенов, при разработке месторождений нужных ископаемых подземные воды нередко осложняют ведение работ и требуют значимых финансовложений для борьбы с ними.

Ценность воды, как Лекция по Гидрогеологии - реферат природного минерала, связана с её исключительными качествами:

исключительная подвижность;

способность к фазовым переходам в термодинамических критериях земной коры;

чрезвычайная хим активность;

повсеместное распространение

Земная кора на 2/3 закрыта океанами, но оставшаяся 1/3 суши пропитана водой. По воззрению ряда создателей количество подземных вод в земной коре соизмеримо с количеством поверхностных.

Исходя из практических Лекция по Гидрогеологии - реферат целей, почаще учитывают только свободные и на физическом уровне связанные воды высшей части земной коры до глубины 5 км. В данном случае толика подземных вод в общем балансе всех природных вод относительно невелика (табл. 1)

Объём гидросферы (по М.И.Львовичу)

Сложность и обилие вод на Земле привели к тому, что это единственное Лекция по Гидрогеологии - реферат природное тело изучается целым рядом наук. Не считая гидрогеологии, природные воды изучаются океанологией, гидрологией, метеорологией, гляциологией, гидравликойи в наименьшей степени минералогией, вулканологией, почвоведением, петрографией и геохимией, с которыми гидрогеология имеет генетическую связь. Не считая того, являясь наукой геологической, она плотно сплетена с общей геологией, геоморфологией, динамической геологией, тектоникой, структурной Лекция по Гидрогеологии - реферат геологией и учением о месторождениях нужных ископаемых методиками исследовательских работ.

Разделы гидрогеологии и способы исследовательских работ

Снутри гидрогеологии развивается целый ряд самостоятельных научных направлений, которые можно разбить на две группы.

К первой группе относятся общая гидрогеология, гидрогеодинамика, гидрогеохимия, палеогидрогеология, региональная гидрогеология и экологическая гидрогеология.

Общая гидрогеология рассматривает вопросы происхождения Лекция по Гидрогеологии - реферат, формирования, геологической роли подземных вод, их физические и хим характеристики, изучает структуру, состав и строение подземной гидросферы.

Гидрогеодинамика изучит закономерности движения подземных вод под воздействием искуственных и естественных причин: фильтрацию, конвекцию, диффузию, осмос, капиллярный перенос с учётом определенной структуры подземного потока, определяемого геологическими особенностями местности.

Гидрогеохимия изучает Лекция по Гидрогеологии - реферат особенности передвижения атомов хим частей в подземной гидросфере, процессы конфигурации состава подземных вод и их обогащение различными элементами при содействии с горными породами в течение долговременной истории геологического развития водонапорных систем. На результатах исследования критерий передвижения и скопления отдельных хим частей основаны обширно применяющиеся гидрогеохимические способы поисков. Важным вопросом гидрогеохимии является выявление Лекция по Гидрогеологии - реферат путей формирования различных геохимических типов подземных вод, также прогноз конфигурации их свойства. Региональная гидрогеология – наука о связи пространственно-временного рассредотачивания подземных вод в земной коре с нравом и историей развития геологических структур. Она занимается исследованием закономерностей критерий залегания, распространения и формирования подземных вод в определенных регионах. Проблемный вопрос – роль Лекция по Гидрогеологии - реферат геологической структуры в формировании ресурсов и состава подземных вод в определенном регионе.

Палеогидрогеология изучает былые подземные гидросферы в тесноватой связи со становлением и развитием литосферы. Она же восстанавливает палеогидрогеологические условия определенной местности, включая геологическую роль воды в формировании месторождений нужных ископаемых.

Экологическая гидрогеология делает 1-ые шаги. Строительство водохранилищ, вырубка Лекция по Гидрогеологии - реферат лесов, распашка земель, разработка месторождений нужных ископаемых и другие виды деятельности человека почти во всем изменили режим и состав подземной гидросферы, масштабы которого не всегда поддаются обычному учёту. Появилась неувязка глобального управления подземной гидросферой с целью оценки масштабов вероятных конфигураций геологической и среды

Ко 2-ой группе направлений Лекция по Гидрогеологии - реферат гидрогеологии относятся прикладные дисциплины, определяемые запросами производства. Сюда относятся:

поиски и разведка подземных вод,

разведочная гидрогеология,

гидрогеология месторождений нужных ископаемых (рудных и нефтяных),

мелиоративная гидрогеология,

гидрогеохимические поиски месторождений нужных ископаемых,

гидрогеология городов и охрана подземных вод.

Все эти направления плотно сплетены и базируются на способах, используемых в других науках о Земле.

Картирование Лекция по Гидрогеологии - реферат местности – один из главных методологических приёмов, используемых сначала для исследования региональных закономерностей.

Исследование гидросферы, как продукта долгого геологического развития, нереально без генетического (исторического) подхода.

Вода отличается от других геологических объектов неизменным движением, ролью в круговоротах. Формы её движения различны (гравитация, диффузия, фильтрация, конвекция, осмос, капиллярный перенос) в Лекция по Гидрогеологии - реферат общем виде являются частью геологического движения. Узнать его нереально без математического, термодинамического, физико-химического и гидравлического моделирования.

Гидрогеология, как и другие геологические науки, опирается на принцип актуализма.

Подводя результат, можно сказать последующее: «Гидрогеология – это наука о подземной гидросфере, её генезисе, истории развития, составе, о закономерностях пространственного рассредотачивания и формирования, взаимодействия с Лекция по Гидрогеологии - реферат другими оболочками земной коры, охраны, управления и использования». История и этапы развития гидрогеологии

Гидрогеология, подобно другим областям познаний, появилась в глубочайшей древности из практических потребностей человека, но оформилась как наука исключительно в конце XIX в., хотя обрывочные сведения о подземных водах можно отыскать еще в документах, относящихся Лекция по Гидрогеологии - реферат к очень отдаленным периодам истории развития че­ловеческого общества.

Так, на Ближнем Востоке строили колодцы огромного поперечника и глубиной до 50 м уже в V-III вв. до н.э. Эти колодцы размещались повдоль караванных путей и обеспечивали водой всех путников.

1-ые каменные водопроводы в Старой Греции и Риме изве­стны Лекция по Гидрогеологии - реферат уже в VII-VI в. до н. э. На полуострове Самос (Греция) был сооружен подземный тоннель длиной 1200 м для водоснабжения городка Мегора.

В 312 г. до н. э. был построен подземный само­течный тоннель в г. Аффлиано длиной около 5 км для перехвата воды в известняках.

Близкие взоры позднее развивал древнегреческий философ Лекция по Гидрогеологии - реферат Пла­тон (427-347 гг. до н.э.), который источником всей речной воды считал гигантскую подземную пещеру, куда по каналам поступает морская вода. Правда, некие историки науки говорят, что в свое время труды Платона прочли не совершенно правильно, и его идеи, оказавшие огромное воздействие прямо до средних веков, восприняты некорректно Лекция по Гидрогеологии - реферат. В собственном труде, по их воззрению, Платон типо достаточно точно обрисовывает круговорот воды в природе.

Не так к дилеммам подземных вод подходили мыслители Близкого Востока и Средней Азии. Примером являются труды известного арабского философа, уроженца Хорезма Аль-Бируни (972 либо 973-1048 гг.), который обогнал европейских ученых на шесть-семь веков в Лекция по Гидрогеологии - реферат осознании природы фонтаниру­ющих источников и причинах гидростатического напора. Он первым додумался, что для того чтоб вода лупила ввысь, она должна поступать из подземных хранилищ, залегающих выше места распо­ложения источника.

Другим примером является труд персидского исследователя Каради "Поиски укрытых подземных вод", в каком на самом деле верно, хотя Лекция по Гидрогеологии - реферат и формально, дано представление о круговороте воды, ее напоре и качестве, описаны способы поис­ков, включая бурение.

Посреди XIX в. в гидрогеологии разрабатываются законы движения подземных вод. Так, в 1856 г. французский инженер Анри Дарси (1803-1858 гг.), занимаясь неуввязками водоснабжения городка Дижона, установил основной закон фильтрации в пористом грунте, известном на данный Лекция по Гидрогеологии - реферат момент как линейный закон фильтрации, либо закон Дарси, являющийся базисным в подземной гидродинамике.

Вместе с гидродинамикой ведется глубочайшее исследование и хи­мии воды. В этом плане нельзя не именовать величайшее откры­тие XIX в., посвященное закону повторяющейся системы частей величавого российского химика Д.И. Менделеева. Этот закон является одним Лекция по Гидрогеологии - реферат из базовых в области естествознания и является основополагающим для правильного осознания химии всех аква смесей земли и базисным для геохимии в целом и гидрогеохимии а именно.

В предстоящем гидрогеология развивалась по нескольким направ­лениям: 1) региональному — исследовались все новые и новые бассейны подземных вод в различных странах мира и геологических структурах Лекция по Гидрогеологии - реферат;

2) генетическому — в научный анализ врубались воды все более и поболее глубочайших горизонтов: соленые, рассолы, термальные;

3) гидродинамическому — вывод новых формул и выявление закономерностей движения воды различных видов в различ­ных геологических структурах, математическое моделирование;

4) гидрогеохимическому — исследование состава и критерий форми­рования различных типов воды, внедрение приобретенных данных Лекция по Гидрогеологии - реферат в решении разных задач, включая поиски нужных ископаемых;

5) палеогидрогеологическому — история воды и ее геологическая роль;

6) экологическому — охрана, рациональное внедрение и управление подземными водами. Это последнее направление исследовательских работ только начинается. Остановимся лишь на неких более общих достижениях гидрогеологии до обоб­щающих работ В. И. Вернадского.

Все более глубочайшее проникновение в земные недра Лекция по Гидрогеологии - реферат вскрыло обширное развитие в их соленых вод и рассолов, генезис которых нельзя было разъяснить инфильтрацией осадков. Появилась мысль наличия в земных недрах ископаемых вод морского генезиса. Эта мысль высказана независимо друг от друга австрийским геологом Г. Гёфером (1902 г.), русским академиком Н.И. Андрусовым (1908 г.) и южноамериканским Лекция по Гидрогеологии - реферат гидрологом А. Ч. Лейном (1908 г.). Так, мысль старых мыслителей о проникновении морской воды получила новое рождение, правда, на принципно новейшей базе. Ископа­емые воды — воды старых морей попадают в земные недра совместно с захоронением донных отложений и сохраняются в течение геоло­гически долгого времени как реликт морских бассейнов про­шлых геологических эпох Лекция по Гидрогеологии - реферат. Как лицезреем, механизм проникания морской воды в недра оказался совсем не таким, как представ­лял для себя А. Кирхер.

Разработка идеи геологического круговорота воды поднимает гидрогеологию на принципно другой уровень. Фактически говоря, только с сих пор гидрогеология стала по истине геоло­гической наукой, ибо ранее она Лекция по Гидрогеологии - реферат являлась частью гидрологии и изучала подземную ветвь климатического (гидрологического) кру­говорота. С этого же времени она становится наукой о подземной гидросфере.

Другие типы воды, встречающиеся в районах активного вулка­низма, жаркие с выделением газов (гейзеры) давно также инте­ресовали исследователей. Но исключительно в начале XX в. (1902 г.) была предложена австрийским геологом Э Лекция по Гидрогеологии - реферат. Зюссом (1831-1914 гг.) более либо наименее обоснованная догадка ювенилъных вод. Так он именовал воды, генерируемые в глубинах Земли из водорода и кис­лорода. Ювенильные, т.е. первозданные воды, в отличие от вадозных (маленьких либо поступающих с поверхности земли, экзогенных) выделяются из магмы при ее остывании, т.е Лекция по Гидрогеологии - реферат. по собственной природе являются эндогенными, и через нарушения либо вулканы включают­ся в круговорот.

Концепция ювенильных вод также подверглась резкой критике. А именно, швейцарский геолог Л. Брун (1911 г.) доказал поло­жение о безводности вулканов, поточнее он приписывал воде вулкани­ческого происхождения вторичный генезис, обусловленный ее зах­ватом из вмещающих горных пород Лекция по Гидрогеологии - реферат. Г. Гёфер (1925 г.) считал, что ювенильна не вода, а только ее теплота. Бессчетные попыт­ки исследователей найти ювенильную воду в природе пока не увенчались фуррором. По последним данным В. И. Ферронского и В. А. Полякова, основанным на изотопных данных водорода и кис­лорода, толика ювенильной воды в вулканах не Лекция по Гидрогеологии - реферат превосходит 5%.

В отличие от ювенильной догадки все большее значение при­обретает учение о возрожденных водах, развитое русским ученым А.М. Овчинниковым (1904-1969). Возрожденные воды образуются при метаморфизме осадочных либо магматических горных пород из связанных вод, которые в критериях перекристаллизации породы перебегают в свободные и врубаются в геологический круговорот. Источником возрожденных Лекция по Гидрогеологии - реферат вод являются воды конституционные, кристаллизационные, цеолитные, гигроскопические, пленочные, ка­пиллярные и отчасти свободные тонких пор и капилляров.

В 30-е годы более выдающиеся работы, без всякого сомне­ния, сделаны одним из более превосходных людей XX в. — русским ученым В.И. Вернадским (1863-1945 гг.). Его труд "Ис­тория природных вод", размещенный в Лекция по Гидрогеологии - реферат 1933-1936 гг. по широте и глубине охвата гидрогеологических заморочек намного превосходит все когда-либо издававшиеся работы и занимает выда­ющееся место в науке в целом. В этой работе В.И. Вернадский более много показал значение подземных вод в геологической истории Земли. На основании огромного количества эмпирических фактов он Лекция по Гидрогеологии - реферат доказал положение о единстве природных вод, что является наикрупнейшим вкладом в мировую науку. Он же 1-ый доказал принцип всепостоянства хим состава вод в определенную геологическую эру и сделал целое новое направление в исследовании природного равновесия: вода—горная порода—газы—живое вещество. В. И. Вернадский 1-ый показал связь хим состава вод с Лекция по Гидрогеологии - реферат развитием жизни на Земле и потому по праву считается основателем особенной отрасли познаний — гидрогеохимии, кото­рая изучает природные воды как подвижные системы, находящиеся в равновесии с другими составляющими земной коры.

Идеи В. И. Вернадского, хотя и получили обширное признание в мире, но они до сего времени осознаны не на Лекция по Гидрогеологии - реферат сто процентов и не все из их вошли в обиход ежедневной научной работы. Его книжка "История природных вод" — современная энциклопедия по гео­логии воды признается важным трудом, оканчивающим станов­ление современной гидрогеологии. В СССР идеи В. И. Вер­надского более много развивали большие ученые Н.Н. Славянов Лекция по Гидрогеологии - реферат, Б.Л. Личков, А.М. Овчинников, Н.И. Толстихин, Е.В. Пиннекер, А. И. Перелъман, И. К. Зайцев, Е.А. Басков, П.А. Удодов и многие другие.

2. Рассредотачивание воды на Земле и её круговорот

1. Вода в атмосфере, осадки, испарение с аква поверхности и суши, подземный и поверхностный сток и их Лекция по Гидрогеологии - реферат свойства, современные представления о круговороте воды

2.1.1. Вода в атмосфере

Тропосфера является нижним слоем атмосферы. Она прилегает конкретно к земной поверхности. Положение ее верхней границы меняется под воздействием центробежного ускорения Земли от полюсов к экватору. Над полюсами и в средних широтах высота тропосферы составляет 8—12 км, а в экваториальной зоне добивается 17—18 км. Температура воздуха Лекция по Гидрогеологии - реферат в тропосфере в разных географических зонах неодинакова, имеет сезонные и дневные колебания. Но от поверхности земли ввысь температура, обычно, снижается на 0,60 С на каждые 100 м.

Для тропосферы типично непрерывное горизонтальное и вер­тикальное перемещение воздушных масс.

В тропосфере заключен практически весь водяной пар, как следует, только тут вероятны процессы конденсации Лекция по Гидрогеологии - реферат водяного пара с обра­зованием туч и осадков. На процессы, протекающие в тропосфере, очень оказывает влияние земная поверхность.

В вышележащем слое — стратосфере— также имеют место восходящие и нисходящие воздушные токи, но они ограничиваются только нижней частью стратосферы. Смешивание частей воздуха происходит тут существенно слабее по сопоставлению с Лекция по Гидрогеологии - реферат тропосферой. В этом слое атмосферы воздух очень разрежен. Водяного пара в стратосфере сильно мало, потому дождевые облака и осадки в ней не формируются.

Еще выше размещена ионосфера, выделяемая по особенным электронным свойствам. Нижняя граница ее пролегает приблизительно на высоте 80 км, а верхняя удалена от поверхности земли на рас­стояние Лекция по Гидрогеологии - реферат 1000—2000 км. Ионосфера характеризуется распростране­нием очень рассеянных ионизированных частиц и нейтральных молекул, передвигающихся с большущими скоростями. Ионосфера посте­пенно перебегает в галлактическое место.

2.1.2. Осадки.

При подъеме и охлаждении воздуха водя­ной пар конденсируется, образуя капельки воды либо кристаллики льда, из которых состоят облака (слоистые, кучевые и грозовые). Эти мелкие частички (капельки) воды Лекция по Гидрогеологии - реферат передвигаются в воздухе в виде туч и тумана. При определенных критериях они вы­падают в виде осадков.

Осадки бывают 2-ух типов: образующиеся при конденсации водяного пара (вследствие снижения температуры воздуха) конкретно на поверхности земли и наземных пред­метов (роса, иней, изморозь, гололед);

выпадающие на поверх­ность земли из туч Лекция по Гидрогеологии - реферат в виде дождика, мороси, снега, крупы, града.

Количество осадков измеряется высотой слоя воды в миллиметрах. Их интенсивность определяется высотой слоя осад­ков, выпавших за 1 мин.

Осадки, выпадающие из туч, разделяются на три типа:

обложные, моросящие и ливневые.

Осадки в жестком состоянии— снег, крупа — выпа­дают в прохладное Лекция по Гидрогеологии - реферат время года. Твердые осадки могут питать подземные воды только после их перехода в водянистую фазу, т, е. приемущественно весной, когда происходит таяние накопившегося за зиму снежного покрова. К жестким осадкам относится также град, который в отличие от снега и крупы обычно добивается поверхности земли в тёплое время года.

2.1.3. Испарение Лекция по Гидрогеологии - реферат с аква поверхности и суши

Поверхностные воды находятся в водянистом и жестком состояниях. С поверхности океанов и морей, рек, озер, увлажненной земли, листьев растений и с поверхности снега и льда безпрерывно происходит испарение воды и поступление водяного пара в атмосферу. Испарение с поверхности подземных вод происходит только на участках Лекция по Гидрогеологии - реферат неглубо­кого их залегания от поверхности земли.

Различают два понятия “испарение” и “испаряемость”.

Испарением именуется средняя величина фактического испарения воды с земной поверхности в данном районе.

Под испа­ряемостью понимается величина испарения с аква поверхности при данных критериях.

В таблице показаны для разных ландшафтных зон годичные значения испаряемости и испарения по Д Лекция по Гидрогеологии - реферат. М. Капу

Таблица

В среднем за год с поверхности земного шара испаряется 525,0 тыс. км3 воды. На это испарение рас­ходуется около 25% солнечной энергии, поступающей в течение года на Землю.

Скорость испарения определяется количеством воды, испаряющейся с единицы поверхности в единицу времени. Количество испа­рившейся воды принято выражать, так же как и Лекция по Гидрогеологии - реферат атмосферных осад­ков, в миллиметрах водяного столба. Величина испарения либо опре­деляется с помощью особых устройств, либо приближенно рассчитывается по эмпирическим формулам. При испарении с аква поверхности данная величина находится в зависимости от температуры испаряющей поверхности, недостатка влажности воздуха, скорости ветра и атмо- сферного давления.

Более Лекция по Гидрогеологии - реферат сложен процесс испарения воды растениями, который происходит методом транспирации. Транс­пирация.— процесс физиологический, связанный с ростом тка­ней. Он состоит в том, что растения, поглощающие в вегета­ционный период воду из земли, задерживают только её маленькую часть, остальная влага испаряется .4. Понятие о поверхностном и подземном стоках

Под стоком предполагается передвижение дождевой и Лекция по Гидрогеологии - реферат талой воды по земной поверхности (поверхностный сток) и в толщах горных пород (подземный сток).

Осадки расходуются на поверхностный сток, испа­рение и поглощение горными породами. Поверхностный сток соз­дается водами, текущими по поверхности земли под воздействием силы тяжести со стороны водораздельных пространств — от более больших участков к Лекция по Гидрогеологии - реферат пониженным. Речной сток находится в зависимости от нескольких причин.

1. размеры и форма водосборных бассейнов,

2. климатические условия и вид осадков

3. рельеф местности

4. нрав и состояние склонов

5.водопроницаемость горных пород, также искусственные меро­приятия

Выделяют последующие виды питания рек поверхностными водами: дождевое, снеговое, ледниковое и смешанное. Не считая того реки питаются подземными водами.

Подземные воды участвуют в Лекция по Гидрогеологии - реферат питании вследствие дренирования их речными руслами.

Зависимо от строения рельефа, степени его расчлененности и геоструктурных критерий соотношения меж бассейнами поверх­ностного и подземного стока могут быть самыми различными. В неких районах они совпадают, в других — бассейны поверх­ностного стока превосходят площади подземных водосборных бас­сейнов, а время Лекция по Гидрогеологии - реферат от времени бассейны подземного стока существенно превосходят наземную водосборную площадь.

Количество воды, протекающей в единицу времени через попе­речное сечение русла реки, именуется расходом воды. Огромные расходы воды обычно измеряются в метрах кубических за секунду, а малые — в литрах за секунду.

Чтоб найти расход воды Q в том либо ином Лекция по Гидрогеологии - реферат сечении русла реки, следует знать среднюю скорость V и пло­щадь сечения S речного потока.

Расход воды в общем виде определяется по формуле Q =VS, м 3 / с.

Для определения скорости течения и расхода воды в речном русле разбивают гидрометрические створы.

Сток может быть выражен последующими чертами: модулем стока, нормой стока, коэффициентом Лекция по Гидрогеологии - реферат стока.

1. Модулем стока М именуется количество воды, сте­кающей в единицу времени с 1 км2 водосборной площади речного бассейна:

M = Q*1000, л/с на 1 км2,

S бас

где Q — средний годичный расход, м 3 / с; Sбac — водосборная площадь речного бассейна, км2. 2. Нормой стока именуется среднеарифметическая вели­чина речного стока за длительный период Лекция по Гидрогеологии - реферат наблюдения (40— 50 лет).

3.Коэффициентом стока L именуется отношение величины стока у за какой-нибудь период к количеству осадков х за тот же период (обычно за год): у

L= ---------- 100 %

х

Тут сток у и количество осадков х выражены высотой слоя воды в миллиметрах. Потому коэффициент стока выражается в отвлеченных единицах либо в процентах Лекция по Гидрогеологии - реферат.

Режим питания реки, рассредотачивание стока в течение года, также величину подземного стока можно найти методом анализа гидро­графа реки. Гидрографом именуется график конфигурации во времени расхода воды за год либо часть года (сезон, половодье либо паводок)..1.5. Аква баланс местности

Количественное выражение процесса климатического круговоро­та воды и Лекция по Гидрогеологии - реферат его отдельных звеньев может быть охарактеризовано при помощи аква баланса. Аква баланс какой-нибудь местности, т.е. скопление и расходование воды в ее границах за те либо другие интервалы времени, находится в зависимости от погодных причин и нрава подстилающей поверхности. Соотношение частей аква балан­са — осадков, испарения, поверхностного и подземного стоков в Лекция по Гидрогеологии - реферат определенных физико-географических критериях для долголетнего периода в среднем является фактически неизменным и определяет средние расходы рек и водные ресурсы определенного региона.

Закономерность конфигурации припасов вод обычно выражается урав­нением аква баланса. В общем случае это уравнение для хоть какой местности за хоть какой просвет времени имеет Лекция по Гидрогеологии - реферат последующий вид X+K+Y1 –Y2 –Z+W1 +W2 + U1 – U2 = 0,

где Х — количество осадков: К — конденсация воды; У1 — приток речных вод из других районов; У2 — сток рек за границы рассмат­риваемой местности (включая водозабор); Z — испарение; W1 — изменение припасов подземных вод; W2 — изменение влагозапасов на поверхности водосбора; U1 — приток Лекция по Гидрогеологии - реферат подземных вод из смеж­ных районов; U2— сток подземных вод в примыкающие районы ниже уровня дренирования их речными руслами.

2.1.6. Современные представления о круговороте воды

Учение о круговороте воды в земной коре имеет долгую исто­рию, анализ которой указывает, что в течение продолжитель­ного времени это принципиальное природное явление рассматривалось Лекция по Гидрогеологии - реферат одно­сторонне, только с гидрологических позиций, которые механизм кру­говорота сводят к перемещению воды под действием термический энер­гии солнца (испарение и перемещение в атмосфере) и силы тяжести (движение дождика, снега, воды рек и подземных вод).

2-ой, наименее узнаваемый, но более принципиальный круговорот воды связан с процессами осадкообразования: вкупе с Лекция по Гидрогеологии - реферат осадочным веще­ством в эпиконтинентальных морях, лагунах, озерах захороняются седиментационные воды. В предстоящем, после регрессии морей, захороненные воды остаются на местности континентов и учавствуют в формировании водоносных горизонтов либо в процессе дальней­шего развития земной коры участвуют в метаморфических процес­сах, проходят стадию связывания горными породами, потом в про­цессе Лекция по Гидрогеологии - реферат разрушения кристаллической решетки последних перебегают в свободное состояние и по зонам тектонических нарушений направ­ляются к дневной поверхности. Этот механизм движения воды обоснован геологическими процессами, такими, как осадконакопление, тектонические движения, вулканизм, метаморфизм, гранитизация горных пород и др. Этот тип круговорота воды получил заглавие геологического.

2.1.7. Климатический (гидрологический) круговорот Лекция по Гидрогеологии - реферат воды

Одно из основных параметров воды на поверхности земли, к кото­рому мы привыкли, — это способность воды изменять в термоди­намических критериях земной коры свое фазовое состояние.

Попав в атмосферу, вода вкупе с воздухом вовлекается в сложную систему воздушных течений. В определенных критериях пар начинает конденсироваться, собираться в капли воды Лекция по Гидрогеологии - реферат, которые падают на землю в виде дождика либо снега, а на охлажденных участках — и в виде так именуемых "горизонтальных осадков": инея, изморози, росы. Количество выпадающих осадков и их форма также зависят от определенных географических критерий: удаленности от берега моря, высоты местности, положения поднятий рельефа относительно воздушных течений, приносящих воду Лекция по Гидрогеологии - реферат, и многих других причин.

Большая часть осадков, выпадающих на континенты, под воздействием силы тяжести, группируясь в струйки, ручьи и реки, стекает опять в океан, замыкая цикл кругооборота. Так совершается одно из более могучих явлений природы, опреде­ляющих в конечном итоге климат, а означает, и лик Земли в целом. При Лекция по Гидрогеологии - реферат всем этом интенсивность и масштабы этого явления полностью определяются количеством солнечной энергии, поступающей на Землю, которая через непростой механизм движения аква масс определяет климат того либо другого участка Земли. Потому этот круговорот воды именуют климатическим.

В итоге климатического кругооборота безпрерывно воспол­няются припасы подземных вод. Дело в том, что Лекция по Гидрогеологии - реферат на земной повер­хности происходит разделение выпавших осадков на три составные части: одна часть этих осадков здесь же опять испаряется в атмосферу, 2-ая часть, стекающая по поверхности земли в сторону Мирового океана, образует поверхностный сток, и, в конце концов, треть просачивается через почву в горные породы, образуя подземный Лекция по Гидрогеологии - реферат сток.

Соотношение меж выделенными 3-мя составляющими различ­но и находится в зависимости от определенных природных критерий: нрава рельефа, типа горных пород, их пористости и трещиноватости, температуры воздуха, нрава растительности и т.д.

Важней­шими плодами климатического круговорота, как следствие непрерывного движения, являются последующие.

1. Формирование ветки пресных вод

2. Поддержание на материках более Лекция по Гидрогеологии - реферат больших относительно океана уровней подземных вод

3. Строгую направленность движения воды от горных сооруже­ний (водоразделов) к бассейнам стока и в итоге возвра­щение воды в океан

4. Формирование различного водообмена

5. Возобновляемость припасов воды на материках

6. Физическое и хим преобразование (гидрогенез) горных пород.

7. Перенос солей.

2.2. ВОДА В НЕДРАХ ЗЕМЛИ

2.2.1. Общие закономерности рассредотачивания воды в литосфере

Вода втвердой фазе Лекция по Гидрогеологии - реферат в земной коре обширно всераспространена в районах криолитозоны (долголетней мерзлоты), характеризующейся отрица­тельными среднегодовыми температурами.

Водянистая вода более обширно всераспространена в высшей части земной коры. Она обхватывает фактически весь разрез континен­тальной коры до глубины критичной температуры воды; кроме промерзлых зон и участков нефтяных и газовых ме Лекция по Гидрогеологии - реферат­сторождений.

Температура кипения воды находится в зависимости от давления, с повышением которого она резко увеличивается и приближается к критичной точке, равной 374° С. Потому что природная вода представляет собой непростой хим раствор, ее критичес­кая точка кипения практически несколько выше и может достигать 400 и даже 450° С. Благодаря тому, что давление в Лекция по Гидрогеологии - реферат земной коре увеличивается существенно резвее, чем соответственная температура кипения воды, последняя может находиться в водянистом состоянии до критичной точки, т.е. до 374-450° С.

Южноамериканский ученый Ф. Г. Смит, к примеру, считает, что водянистая вода в земной коре может находиться до глубины 30 км. Ниже всераспространен пар, находящийся под огромным давлением Лекция по Гидрогеологии - реферат и образующий новое надкритическое состояние воды — аква флюид, характеристики которого до сего времени исследованы недостаточно.

В магме вода находится в растворенном и диссоциированном со­стоянии. По современным мнениям, магма содержит 5-7% воды, из которых большая часть диссоциирована не только лишь на ионы Н+ и ОН-, но также образует О Лекция по Гидрогеологии - реферат2-, являющийся индикатором щелочности расплава. При остывании магмы большая часть воды выделяется в виде пара и по зонам разломов подымается к поверхности.

С глубиной меняются не только лишь фазовое состояние и струк­тура воды, да и ее количество. При погружении пород на огромную глубину подземные воды испытывает все огромную тенденцию к восходящему Лекция по Гидрогеологии - реферат движению. При всем этом с глубиной роль связанных вод в общем объеме гидросферы возрастает, а полное количество воды миниатюризируется.

В границах изученной части зем­ной коры исходя из убеждений рассредотачивания подземных вод выделяют два этажа:

нижний этаж, представляющий собой основание платформ и сложенный плотными метаморфическими породами, гнейсами, гранитами, метаморфическими Лекция по Гидрогеологии - реферат сланцами, фактически яв­ляется водоупором. Подземные воды в породах этого типа развиты в ограниченном количестве по зонам тектонических нарушений и в коре выветривания.

верхний этаж, представляющий собой чехол платформ и складчатые сооружения. Для него типично наличие больших скоплений подземных вод в виде бассейнов различного типа, глав Лекция по Гидрогеологии - реферат­ным образом в породах осадочного происхождения, пореже в пори­стых эффузивах. Конкретно эти бассейны подземных вод представля­ют больший практический энтузиазм.

Верхняя граница распространения подземных вод, обычно, не совпадает с дневной поверхностью, а находится несколько ниже последней, потому по нраву рассредотачивания подземных вод выделяют обычно зону аэрации и зону насыщения.

Граница Лекция по Гидрогеологии - реферат меж зоной насыщения и зоной аэрации определяется положением местного базиса эрозии.

Больший практический энтузиазм представляет зона насыщения, но последняя получает питание через зону аэрации, которая в особенности интенсивно осваивается человеком. Конкретно через зону аэра­ции техногенные загрязнения поступают в водоносные горизонты. Засоление земель происходит также в зоне аэрации. Вырубка лесов Лекция по Гидрогеологии - реферат, осушение заболоченных территорий, разработка нужных ископае­мых, создание водохранилищ — все это изменяет нрав зоны аэрации, ее строение и характеристики. В этом смысле зание процессов и роли зоны аэрации в особенности животрепещущи в наше время — время глобальных экологических заморочек.

.2.2. Коллекторские характеристики горных пород


Пористость в горных породах обоснована маленькими промежут Лекция по Гидрогеологии - реферат­ками, существующими меж отдельными минералами и частичками горной породы. Она характерна всем горным породам — магматическим, метаморфическим и осадочным, но происхождение пор в их различно. По размеру поры обычно разделяются на макропоры (больше 1 мм) и микропоры (меньше 1 мм). Макропоры образуют пустоты, именуемые время от времени скважностью. Микропоры поперечником наименее 0,1 мм выделяют Лекция по Гидрогеологии - реферат в отдельную группу и именуют ультракапиллярными порами.

Величину пористости определяют отношением объема пустот к объему всей породы в сухом состоянии и выражают в толиках единицы либо в %. Объем всех пустот в породе независимо от их размера характеризуется общей пористостью:

Общая пористость породы выражается также в виде коэффици­ента пористости Лекция по Гидрогеологии - реферат либо приведенной пористости, представляющей собой отношение объема пор в породе к объему, занимаемому только скелетом породы. Открытая пористость характеризуется отношением объёма сообщающихся меж собой открытых пор ко всему объёму породы.

Не считая общей и открытой пористости, различают также эффективную пори­стость (динамическую), по которой может быть передвижение Лекция по Гидрогеологии - реферат воды либо газа.

Если все поры запол­нены водой, порода именуется насыщенной.

2.2.3. Виды воды в горных породах

В текущее время схема подразделения видов воды в горных поро­дах может быть представлена в более современном виде:

Вода, входящая в состав кристаллической решетки минералов либо химически связанная вода:

конституционная;

кристалли­зационная;

цеолитная Лекция по Гидрогеологии - реферат;

На физическом уровне связанная вода горными породами:

крепко связанная либо адсорбированная;

рыхло- либо слабо связанная;

Свободная вода:

капиллярная;

гравитационная;

Вода в жестком состоянии — лед;

Вода в состоянии пара.

I. Вода, входящая в состав кристаллической решетки минералов, образует химически единое целое с другими элементами решетки и по степени связи Лекция по Гидрогеологии - реферат с ними делится на конституционную, кристалли­зационную и цеолитную.

Конституционная вода заходит в состав решетки минералов в виде отдельных ионов, ее удаление может быть только методом нагре­вания при больших температурах и перестройке решетки.

Кристаллизационная вода заходит в кристаллическую решетку минералов в виде молекул Н2О.

Цеолитная вода связана Лекция по Гидрогеологии - реферат с минералами очень некрепко, она выдeляeтcя при низких температурах, и количество ее находится в зависимости от температуры и влажности воздуха. При нагревании она удаляется равномерно, минералы при всем этом сохраняют свою кристаллическую структуру, меняя только оптические характеристики.

II. На физическом уровне связанная вода обладает резко хорошими свой­ствами от свободной воды Лекция по Гидрогеологии - реферат, на чем и основано ее выделение.

Связанная вода содержится в горных породах в виде гидратных оболочек, облекающих мелкие минеральные частички, слагаю­щие породы, и разделяется на прочносвязанную (либо адсорбиро­ванную) и рыхло- либо слабосвязанную.

Прочносвязанная вода присуща приемущественно глинистым породам, состоящим из частиц коллоидных размеров. На их Лекция по Гидрогеологии - реферат поверхности эта вода удерживается молекулярными и электронными силами сцепления и может передвигаться только при переходе в парообразное состояние.

Рыхлосвязанная(осмотически впитанная, либо пленочная) вода образует пленку поверх прочносвязанной воды, когда влажность породы становится выше ее наибольшей гигроскопичности. Потому крепкость связи этой катего­рии воды с породой существенно меньше, чем Лекция по Гидрогеологии - реферат у гигроскопической.

Рыхлосвязанная и прочносвязанная вода соединяются воединыжды время от времени под единым заглавием молекулярная вода. Наибольшее количе­ство последней, удерживаемое породой в определенных критериях, А.Ф. Лебедев именовал наибольшей молекулярной влагоемкостью породы. Этот показатель охарактеризовывает количество на физическом уровне свя­занной воды в породе, находящейся под действием сил молекуляр Лекция по Гидрогеологии - реферат­ного притяжения.

III. Свободная вода в отличие от других видов обладает свой­ствами водянистой воды и способна передвигаться под действием силы тяжести, ее количество в горной породе находится в зависимости от размера пор и трещинок.

Отличительная особенность гравитационной воды — ее передвижение под воздействием силы тяжести и напорного градиента. Свободная вода Лекция по Гидрогеологии - реферат передает гидростатическое давление. Различают инфильтрующуюся воду зоны аэрации, которая просачи­вается сверху вниз, и фильтрующуюся воду зоны полного насыще­ния — она движется в виде потока по водоносному горизонту.

IV. Вода в жестком состоянии появляется при отрицательных температурах и содержится в породах в виде кристаллов льда, ледяных прослоек либо Лекция по Гидрогеологии - реферат жил. В зоне долголетней мерзлоты, где лед в особенности обширно всераспространен, его кристаллы играют нередко роль цемента, скрепляющего отдельные минеральные частички, превращая рыхлую породу в цельную. Вне развития многолетнемерзлых пород вода перебегает в лед исключительно в зимнее время и при всем этом только в слое зимнего вымерзания.

V Лекция по Гидрогеологии - реферат.Вода в форме пара занимает поры, свободные от водянистой воды. Она появляется из других видов воды при их испарении, а при изменении температуры либо давления вновь может конденсиро­ваться.

2.2.4. Водные характеристики горных пород

Наличие в горных породах той либо другой природы действующих сил определяет и их водные характеристики: влагоемкость, естественную влажность, водоотдачу, недочет Лекция по Гидрогеологии - реферат насыщения и водопроницаемость.

Влагоемкость — способность горных пород вмещать и удержи­вать определенное количество воды. По степени влагоемкости все породы можно подразделить на очень влагоемкие (торф, ил, суг­линок, глина), слабо влагоемкие (мергели, мел, рыхловатые песчаники, лёсс, маленькие пески) и невлагоемкие (мощные изверженные и осадочные породы, галечник, гравий, песок Лекция по Гидрогеологии - реферат и т.д.).

Количество воды, соответственное полному насыщению породы, определяет ее полную влагоемкость.

Все виды влагоемкости выражаются обычно в % массы соответственного вида воды к массе сухой породы.

Различают также естественную влажность We, которая харак­теризует горные породы в естественном их залегании, и недостаток насыщения породы Dп — разность меж полной Лекция по Гидрогеологии - реферат влагоемкостью и естественной влажностью породы.

Определение естественной влажности имеет огромное практичес­кое значение, в особенности при оценке физико-химических параметров горных пород.

Водоотдача — способность водонасыщенных пород отдавать гравитационную воду методом ее свободного вытекания.

Водопроницаемость — способность горных пород пропускать через себя воду при наличии перепада давления. Водопроницаемость не находится Лекция по Гидрогеологии - реферат в зависимости от пористости, а находится в зависимости от размера пор..

2.2.5. Понятие о водоносных пластах и горизонтах, комплексах и бассейнах подземных вод

Разные пористость и трещиноватость горных пород приводят к неравномерному рассредотачиванию воды не только лишь в зоне аэрации, да и в зоне насыщения. Поры и трещинкы маленького размера хотя и позволяют Лекция по Гидрогеологии - реферат породе содержать значимые количества воды, но затрудняют ее движение, что делает породу слабо проницаемой, и, напротив, огромные поры и трещинкы содействуют свободному перемещению подземных вод. Потому в гидрогеологическом отно­шении все породы делятся на три группы:

1) водопроницаемые — галечники, гравий, песок, рыхловатые песча­ники и все очень трещиноватые Лекция по Гидрогеологии - реферат породы;

2) полупроницаемые — глинистые пески, лёсс, известняки, пес­чаники и слабо трещиноватые метаморфические и магматические породы;

3) фактически непроницаемые — глины, суглинки и все мас­сивные кристаллические и осадочные породы, если они не трещи­новатые.

2.2.5.1. Водопроницаемые и полупроницаемые породы образуют в земной коре систему водоносных горизонтов. Водоносным горизонтом на­зывается водопроницаемый пласт, насыщенный водой Лекция по Гидрогеологии - реферат, находящей­ся в неизменном движении благодаря гидравлической связи и перепаду давления, имеющихся во всем пласте, и ограничен­ный водонепроницаемыми породами снизу и сверху либо только снизу. Пласт, подстилающий водоносный горизонт, именуется подошвой, а пласт, перекрывающий его, — почвой водоносного горизонта. Поверхность, образованная подземными водами, носит заглавие зеркала подземных вод Лекция по Гидрогеологии - реферат. Для первого от поверхности водоносного горизонта, воды которого именуются грунтовыми, зеркало является границей, разделяющей зону аэрации и зону полного насыщения.

Различают напорные и безнапорные водоносные горизонты.

Без­напорные водоносные горизонты не имеют перекрывающих проница­емых горных пород, вследствие чего питание атмосферными осадка­ми происходит по всей площади их распространения Лекция по Гидрогеологии - реферат и подземные воды испытывают только атмосферное давление.

Напорные водоносные горизонты, напротив, перекрыты тяжело проницаемыми горными породами и потому характеризуются давлениями, превосходящими атмосферное. Питание этих горизонтов атмосферными осадками мо­жет осуществляться лишь на отдельных участках, где отсутствуют перекрывающие слабо проницаемые породы. Нередко напорные водо­носные горизонты могут перебегать в Лекция по Гидрогеологии - реферат безнапорные и напротив.

Для напорных водоносных горизонтов, не считая реально существу­ющей поверхности подземных вод, различают еще пьезометрическую поверхность.

На картах зеркало подземных вод изображается при помощи гидроизогипс, а пьезометрическая поверхность — гидроизопьез. Как следует, 1-ые представляют собой полосы равных отметок реально имеющейся поверхности, водоносного горизонта, а вто­рые — полосы равных Лекция по Гидрогеологии - реферат напоров либо отметок пьезометрической по­верхности.

Основными элементами водоносного горизонта являются область питания, область распространения и область разгрузки, которые представляют собой участки поверхности либо части геоло­гических структур, определяющие гидродинамику водоносного горизонта (скорость, направ­ление движения, напор и т.д.).

1. Область питания — это зона, в границах которой атмосфер­ные осадки Лекция по Гидрогеологии - реферат могут просачиваться в гидравлическую систему. Преобла­дающими направлениями движения подземных вод в этой части водоносного горизонта могут быть нисходящее вертикальное и отчасти горизонтальное. Водоносный горизонт в этой зоне непосред­ственно связан с зоной аэрации, обеспечивающей его питание. Совместно с тем питание водоносных горизонтов происходит не только лишь Лекция по Гидрогеологии - реферат атмосферными осадками либо поверхностными водами, да и за счет других водоносных горизонтов. В данном случае молвят о закрытой либо внутренней области питания.

2. Область распространения (напора) подземных вод — про­межуточная зона меж областями питания и разгрузки, которая является основной по площади развития. В границах этой области преобладающим направлением движения подземных вод Лекция по Гидрогеологии - реферат является горизонтальное. Для безнапорных водоносных горизонтов эти две 1-ые области, обычно, совпадают.

3. Область разгрузки — зона, в границах которой подземные воды выходят на поверхность земли либо переливаются в другой водонос­ный горизонт (сокрытая разгрузка). Направления движения подзем­ных вод могут быть вертикальными восходящими либо нисходящими.

В местах выхода подземных вод на Лекция по Гидрогеологии - реферат поверхность образуются источники либо источники, представляющие из себя по существу сво­еобразные природные сооружения, из которых безпрерывно ведется откачка воды и около которых всегда наблюдается депрессия в водоносном горизонте.

А.М. Овчинников предлагает различать стоки разгрузку подзем­ных вод. 1-ое типично для вод, имеющих свободную повер­хность, а 2-ое Лекция по Гидрогеологии - реферат — для напорных вод.

Расход, либо дебит, хоть какого источника находится в зависимости от 4 основ­ных переменных:

проницаемости пород;

площади области питания;

объема питания

геологического строения места выхода воды.

2.2.5.2. Более большой единицей гидрогеологической стратификации является водоносный комплекс, который представляет собой группу гидравлически связанных меж собой водоносных горизонтов, схожих Лекция по Гидрогеологии - реферат либо различных по литологическому составу, разбитых слабо водопроницаемыми породами относительно маленький мощно­сти и имеющих близкие условия питания и разгрузки. В отличие от водоносных горизонтов в водоносном комплексе напоры подземных вод могут, хотя и некординально, изменяться в вертикальном разрезе, что определяется степенью проницаемости пород отдельных горизонтов.

2.2.5.3. Система водоносных комплексов, связанная единой Лекция по Гидрогеологии - реферат областью питания и разгрузки, образует бассейн подземных вод. Последние обширно развиты в границах разных геологических структур: синеклиз, мульд, краевых и предгорных прогибов, межгорных впадин, грабенах, зонах тектонических разломов и т.д. Бассейны, заполнен­ные напорными водами, именуются артезианскими.

Самым большим подразделением геологической стратификации является гидрогеологический этаж либо водоносная формация Лекция по Гидрогеологии - реферат (мировоззрение исследователей в этом вопросе расползаются). В нее объеди­няются водосодержащие литологически и на генном уровне однородные, хотя нередко и разновозрастные бассейны, характеризующиеся близ­кими критериями залегания, распространения, питания и разгрузки подземных вод.

Водоносные формации нередко делятся регионально выдер­жанными водоупорами и включают несколько водоносных комплек­сов Лекция по Гидрогеологии - реферат. Любая такая формация отличается от другой историей палеогидрогеологического развития, гидродинамическими и гидрогеологи­ческими особенностями.

2.2.6. Геологический круговорот воды

Геологический круговорот воды в земной коре в отличие от климатического обоснован непрерывным движением отдельных ее участков в вертикальном и горизонтальном направлениях в связи с общей тектонической жизнью Земли. Начало этого круговорота связано с бассейнами Лекция по Гидрогеологии - реферат осадконакопления.

Свежесформированный осадок в бассейнах седиментации пред­ставляет собой в подавляющем большинстве случаев рыхловатое либо текучее тело, резко обводненное, богатое микробами и со­стоящее из очень разнородного химико-минералогического матери­ала. Важ­нейшей чертой этого осадка является наличие огромного количества воды. По мере того, как происходит погружение зоны Лекция по Гидрогеологии - реферат осадконакопле­ния в итоге давления перекрывающих слоев и уплотнения илов, ведущего к превращению их в породы, содержание воды в илах начинает уменьшаться. Уплотнению подвергаются и образую­щиеся из илов глины прямо до перевоплощения их в сланцы. При всем этом идет понижение пористости и выжимание воды. Последнее в особенности типично для Лекция по Гидрогеологии - реферат глинистых осадков.

Невзирая на то, что пористость горных пород с глубиной непреклонно миниатюризируется, но даже на значимых глубинах (6-10 км) встречаются зоны с высочайшей пористостью и проницаемостью.

Отжимаемая из иловых осадков вода поначалу ворачивается в водоем, где происходит осадконакопление. В предстоящем она отжи­мается в коллекторские пласты, в большей степени песочные, залега Лекция по Гидрогеологии - реферат­ющие меж уплотняемыми слоями глин. В песочных пластах с самого начала их образования тоже находится седиментационная вода, но она равномерно уступает место водам, выдавливаемым из глин, потому что геостатическое давление, господствующее в уплотня­ющихся слоях глин, в 2 раза и поболее превосходит гидростатическое давление, господствующее в фактически несжимаемых Лекция по Гидрогеологии - реферат песчаниках. Геостатическое давление в глинах, передаваясь на заключенные в их воды, делает в их давление, превышающее давление в кол­лекторах. В предстоящем движение вод в водоносных горизонтах происходит в согласовании с гидравлическим уклоном, направлен­ным от мест большего прогибания и выжимания к местам от­носительно наименьшего тектонического движения.

Основная часть свободных Лекция по Гидрогеологии - реферат вод отжимается уже на первых сотках метров погружения осадка, но на этом отжатие вод не прекраща­ется, так как в предстоящем в этот процесс врубаются связан­ные воды прямо до адсорбированных и кристаллизационных.

Как следует, 1-ый шаг геологического круговорота воды, связанный с захоронением осадков на огромные глубины Лекция по Гидрогеологии - реферат, может быть назван седиментационным. Его формирование происходит в услови­ях отжатая воды из захороняющихся горных пород, т.е. в критериях элизионного режима.

Геологический круговорот воды седиментационным шагом не завершается, потому что продолжающе­еся прогибание местности приводит к предстоящему погружению осадочных пород и связанных с ними подземных вод.

После уплотнения Лекция по Гидрогеологии - реферат и полной литификации осадков оставшиеся в их поровые воды составляют еще 2-5% от их объема. Эти воды в виде свободных выделяются при попадании осадочных толщ в зону прогрессивного метаморфизма, который, сопровождаясь пере­кристаллизацией пород, приводит к выделению в свободную фазу не только лишь поровых, да и всех их кристаллизационных и конститу­ционных Лекция по Гидрогеологии - реферат разностей, входящих в состав глинистых минералов. При всем этом происходит не просто освобождение воды либо дегидратация горных пород, да и их дегидроксилирование, т.е. выделение гидроксильной группы ОН", также ионов водорода и кислорода, которые, соединяясь, синтезируют молекулу воды. В этих критериях формируются вновь синтезированные, либо возрожденные воды. Синтез воды Лекция по Гидрогеологии - реферат делает зону метаморфизма отменно новым шагом геологического круговорота, который предлагается именовать метаморфогенным.

Выде­ление воды при метаморфизме происходит медлительно по мере пере­кристаллизации минералов, но этот процесс характерен фактически для всех его шагов. Тем захороненная сначало в осадочных отложениях вода в процессе метаморфизма равномерно вполне освобождается Лекция по Гидрогеологии - реферат и занимает трещинкы и межгранулярные места горных пород, также образует восходящие потоки к поверхности земли. Таким методом свободные воды по системе сообщающихся сосудов из зоны метаморфизма оказываются выве­денными опять к дневной поверхности, тем замыкая геоло­гический круговорот воды и создавая флюидные потоки из коровых (15-30 км) и мантийных земных недр Лекция по Гидрогеологии - реферат.

3-ий шаг геологического круговорота – магматический связан с тем, что расширяющиеся и углубляющиеся разломы земной коры, процес­сы магматической деятельности содействуют активной передвижения захороненных вод посреди разных пород и вовлечению их в сферу деяния климатического круговорота. В этих критериях формиру­ются различные минеральные, газоносные, гидротермальные и другие воды. Подымающиеся и раскрывающиеся структуры Лекция по Гидрогеологии - реферат подвер­гаются воздействию метеорных причин, что еще усложняет гид­рогеологические условия и содействует вовлечению глубинных вод в общий круговорот.

Геологический круговорот воды, в отличие от климатического, совершается в разных термодинамических оболочках земной коры.

С развиваемых позиций пол­ный геологический круговорот воды складывается из 3-х шагов: седиментационного Лекция по Гидрогеологии - реферат, метаморфогенного и магматического, любой из которых в определенном смысле носит самостоятельный нрав. В то же время они все являются частью более общего круговорота, играющего самую важную роль в земной коре.

Геологический круговорот воды не изолирован от других источников воды - экзоген­ных (вадозных) и эндогенных (ювенильных). Так, по представле­ниям многих исследователей, в Лекция по Гидрогеологии - реферат земную кору поступают воды из мантии, количество которых в текущее время точно не понятно.

2.2.7. Отличие геологического круговорота воды от климатического

Различный источник энергии движения воды.

В климатическом круговороте — это солнечная энергия, в геологическом — энергия недр земли, природа и источники которой до сего времени совсем не установлены.

2. Принципно разный механизм Лекция по Гидрогеологии - реферат движения воды в горных породах.

Если в случае климатического круговорота вода заполняет уже имеющиеся пустоты и поры горных пород и в их пере­мещается под действием сил гравитации от участков с более вы­соким уровнем воды к участкам с более низкими его отметками, то в случае геологического круговорота картина совсем Лекция по Гидрогеологии - реферат другая. Вода захватывается горной породой в момент ее образования, а не после, как в первом случае, и перемещается вкупе с горной породой на значимые глубины, равномерно выдавливаясь из нее в итоге уменьшения размера пор, обусловленного процессами уплотнения. Вода в данном случае движется от участков огромного сжатия породы к участкам Лекция по Гидрогеологии - реферат наименьшего ее уплотнения.

3. Различная направленность конфигурации фазового состояния воды. Если климатический круговорот неосуществим без перехода воды в парообразное состояние с следующей ее конденсацией, то геоло­гический неосуществим без перехода подавляющей части, воды через на физическом уровне связанное состояние.

4. Формирование на генном уровне различных подземных вод.

Климати Лекция по Гидрогеологии - реферат­ческий круговорот сформировывает на земле пресные воды инфильтрационного генезиса, значимая часть которых просачивается в землю, образуя зону маломинерализованных смесей, создающих базу для жизни человека.

Геологический круговорот сформировывает ветвь соленых вод седиментационного генезиса, определяющих ход многих новых геологических процессов и явлений, также нужных для жизни человека.

5. Гидродинамика формирующихся бассейнов различна.

В случае климатического Лекция по Гидрогеологии - реферат круговорота вода в порах горных пород не испы­тывает механического давления стен, потому что находится под действием только собственного веса, на какой бы глубине вода не находилась.

Другая ситуация складывается в процессе геологического круго­ворота. В данном случае вода фактически всегда испытывает в той либо другой мере Лекция по Гидрогеологии - реферат давление стен горной породы. Ведь для того, чтоб выжать воду из породы, нужно сделать то либо другое лишнее давление. Потому наличие лишнего давления, т.е. превосходящего свой вес воды, — это естественное состо­яние гидродинамических систем, формирующихся в процессе геоло­гического круговорота. Все это сказывается и на нраве фор­мирующихся Лекция по Гидрогеологии - реферат водообменных систем.

6. Различное направление движения воды.

Климатический кругово­рот обеспечивает подъем воды с океана в атмосферу, перенос ее на материк и нисходящее движение в горных породах от больших отметок поверхности к более низким.

Геологический круговорот захватывает воду и перемещает ее в оборотном направлении — вниз относительно морского дна. Потом под давлением Лекция по Гидрогеологии - реферат вода перемещается из погружающихся частей бассейна в боковые его структуры, включая материк, и по зонам разломов движется к дневной поверхности навстречу фильтрационному сгустку.

7. Гидрогеохимическое различие формирующихся водообменных систем. Тут только отметим, что направленность и механизмы, а означает, и геологический итог всех геохимических процессов в этих 2-ух типах круговоротов различны, что Лекция по Гидрогеологии - реферат много­кратно разнообразит геохимическую среду, контролирующую ход геологических процессов.


Круговорот воды и препядствия экологии

Как было сказано выше, климатический круговорот воды опре­деляет более принципиальные предпосылки существования и развития жизни на Земле. К огорчению, человек, став геологической силой, стал повлиять на окружающую среду глобально. Вследствие этого уже Лекция по Гидрогеологии - реферат началась трансформация круговорота воды, пока не только лишь не оцененная количественно, да и даже не осознанная населением земли.

Техногенное воздействие на круговорот воды осуществляется через все его главные звенья: океан, атмосферу, речной и подзем­ный стоки. Океан, став для людей главнейшей "дорогой" нашей планетки, безпрерывно подвергается загрязнению, которое изменяет Лекция по Гидрогеологии - реферат масштабы испарения воды с его поверхности и тем подры­вает "фундамент" климатического круговорота воды.

Не наименьшее воздействие на круговорот воды оказывается и на поверхности земли. Создание бессчетных водохранилищ, вы­рубка лесов, распахивание почв, разработка нужных ископаемых, мелиоративные работы, переброска рек, рост городов — все это резко меняет фильтрационные характеристики горных пород Лекция по Гидрогеологии - реферат, степень и масштабы испарения воды, ведет к перераспределению стока, меняет соотношение меж поверхностной и подземной его составляющими. В конечном счете, это ведет к изменению интенсивности водообмена на определенном участке местности, а означает, и к изменению ее ландшафтных особенностей.

К огорчению, масштабы конфигурации человеком различных качеств климатического круговорота пока Лекция по Гидрогеологии - реферат фактически не изучались, и они не оценены в подабающей мере. Это задачка наиблежайшего грядущего. Но экологический вред уже сейчас очевиден: обмелели многие реки, но подтоплены городка, загрязнены поверхностные воды и атмосфе­ра, чертовски загрязняются подземные воды, моря и океаны. Неувязка незапятанной воды стала одной из более острых на земном Лекция по Гидрогеологии - реферат шаре.

3. Главные ФОРМЫ И ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ В НЕДРАХ

3.1. Физические характеристики подземных вод

Температура подземных вод меняется в широких пре­делах и находится в зависимости от геологического строения и истории геологиче­ского развития структур, физико-географических критерий и режима их питания. В области распространения многолетнемерзлых пород соленые воды на отдельных участках имеют отрицательную Лекция по Гидрогеологии - реферат темпера­туру порядка —15°С и даже ниже. Температура неглубоких подзем­ных вод в средних широтах зависимо от местных погодных и гидрогеологических критерий меняется от 5 до 15° С. В областях юный и современной вулканической деятельности, также на участках выхода воды на поверхность из глубочайших частей земной коры известны источники с температурой воды Лекция по Гидрогеологии - реферат выше 100° С (гей­зеры Камчатки, Исландии, Стране восходящего солнца, Америки и др.).

Во внутренней геотермической зоне глубокими буровыми сква­жинами (3—4 км) вскрываются перегретые подземные воды с темпе­ратурой около 150° С и выше.

Прозрачность подземных вод находится в зависимости от количества рас­творенных в их минеральных веществ, содержания механических примесей Лекция по Гидрогеологии - реферат, органических веществ и коллоидов.

По степени прозрачности подземные воды разделяются на че­тыре категории: 1) прозрачные, 2) немного мутные, 3) мутные и 4) очень мутные. Почаще подземные воды оказываются прозрачными.

Цвет подземных вод находится в зависимости от их хим состава и наличия примесей. Большей частью подзем­ные воды тусклы. Жесткие воды имеют голубоватый Лекция по Гидрогеологии - реферат колер, закисные соли железа и сероводород присваивают воде зеленовато-голубую расцветку, органические гуминовые соединения окрашивают воду в желтый цвет, взвешенные минеральные частички — в серова­тый.

Запах в подземных водах обычно отсутствует, но время от времени он чувствуется. Так, к примеру, сероводород присваивает воде запах тухлых яиц Лекция по Гидрогеологии - реферат; застойная вода в неких колодцах, закрепленных деревом, часто обладает противным затхлым запахом; неглубокие подзем­ные воды при их связи с болотными водами имеют специфичный «болотный» запах. Установлено, что запах воды почаще связан с дея­тельностью микробов, разлагающих органические вещества.

Питьевая вода не обязана иметь аромата. Для определения этого характеристики воду Лекция по Гидрогеологии - реферат рекомендуется за ранее подогревать до 40— 50° С. Нагретую воду нужно налить в бутылку до половины, закрыть горлышко бутылки пробкой либо пальцем, очень встряхнуть 3— 5 раз, а потом стремительно произвести определение.

Вкуси привкус воде присваивают растворенные в ней мине­ральные соединения, газы и посторонние примеси.

При содержании в воде гидрокарбонатов кальция и Лекция по Гидрогеологии - реферат магния, также углекислоты вода имеет приятный вкус. Огромное количество органических веществ присваивает воде сладковатый вкус; солоноватый вкус обоснован растворением значимого количества хлористого натрия, а горьковатый — наличием в воде сульфатов магния и натрия. Ионы железа присваивают воде типичный «ржавый» вкус.

Плотность воды количественно определяется отношением ее массы к объему при определенной Лекция по Гидрогеологии - реферат температуре. За единицу плотности воды принята плотность дистиллированной воды при температуре 4 С.

Обычно плотность воды измеряется помощью ареометра либо пик­нометра

Сжимаемость указывает изменение объема воды под дей­ствием давления. Степень сжимаемости воды в главном находится в зависимости от количества, растворенного в ней газа, температуры и хим состава. Число, показывающее, на Лекция по Гидрогеологии - реферат какую долю начального объема воды миниатюризируется объем при увеличении давления, именуется коэффициентом сжимаемости либо коэффициентом большой упругости .

В глубочайших частях земной коры вода подвергается действию не только лишь давления, да и температуры и растворенного в ней газа. При этом давление содействует уменьшению объема воды, а температура Лекция по Гидрогеологии - реферат и растворенный газ — повышению.

Вязкость охарактеризовывает внутреннее сопротивление частиц воды ее движению. Различают динамическую и кинематическую вязкости.

Вязкость подземных вод в главном находится в зависимости от температуры и количества растворенных в их солей (минерализации). При этом с повышением температуры вязкость миниатюризируется, а с повышением минерализации подземных вод вязкость увеличивается Лекция по Гидрогеологии - реферат. Воздействие давления на вязкость воды и растворенных в ней газов является малозначительным.

Электропроводность подземных вод обоснована тем, что они являются смесями электролитов. Она находится в прямой зависимости от количества растворенных в воде солей. Дистиллиро­ванная вода не является проводником электронного тока. О вели­чине электропроводности судят по удельному электронному сопро­тивлению.

3.3. Движение Лекция по Гидрогеологии - реферат воды как физического тела

Свободная вода, когда она не связана никакими силами с гор­ными породами, ведет себя как самостоятельное физическое тело, подчиняясь только законам гравитационного, термического, геофизи­ческого полей. Основным в данном случае выступает гравитационное поле, под действием сил которого вода стремится занимать более низкое положение на Земле Лекция по Гидрогеологии - реферат либо в ее недрах. Если б вся вода когда-либо смогла занять более низкое положение на Земле, ее движение как физического тела на сто процентов закончилось. Но этого не получается благодаря развитой на Земле системе кругооборотов.

В термическом поле Земли вода меняет свое фазовое состояние и соответственно Лекция по Гидрогеологии - реферат законы движения. Пар движется в большей степени от участков большего давления и температуры к участкам наименьшего их значения. Лед может передвигаться как обыденное жесткое тело, но применительно к зоне криогенеза движется сложным спо­собом, повсевременно меняя фазовые состояния даже при отрицатель­ных температурах.

Движение водянистой воды, которое мы разглядим Лекция по Гидрогеологии - реферат более подроб­но, происходит в итоге передачи гидростатического давления от участков более высочайшего напора к участкам его более низких значений. Потому до того как перебегать к рассмотрению вопроса о движении водянистой воды нужно разобраться с нравом пластовых давлений, формирующихся в водоносном горизонте.

3.3.1.Пластовое давление в водоносных горизонтах

Свободная вода в водоносном Лекция по Гидрогеологии - реферат пласте, если она его заполнила после образования самой породы, т.е. в процессе климатического круговорота, размещается меж частичками отдельных минералов и потому конкретно не подвержена давлению горной породы, а находится под воздействием только гидростатического давления, т.е. веса вышележащего столба воды.

Скопленные к истинному времени бывалые данные действи­тельно подтверждают, что Лекция по Гидрогеологии - реферат в водоносных горизонтах верхней гид­родинамической зоны пластовые давления совпадают с расчетными; т.е. равны гидростатическим. По другому и не должно быть, потому что в природе нет сил, которые принудили бы воду мигрировать в зону давлений, превосходящих ее свою массу.

Углубление скважин в нефтегазоносных районах и поболее Лекция по Гидрогеологии - реферат четкие замеры пластовых давлений, т.е, давлений, наблюдаемых в реаль­ном пласте, проявили, что начиная с глубины первых км пластовые давления в водоносных горизонтах становятся выше расчетных гидростатических в 1,3-1,6 раза. Такие давления стали именовать аномально высочайшими. В ряде всевозможных случаев аномальное давление добивается значений геостатического либо литостатического (Рл), создаваемого Лекция по Гидрогеологии - реферат весом вышележащих пород.

Все это позволяет в разрезе земной коры выделить три гидродинамичес­кие зоны, различающиеся нравом пластовых давлений.

Зону гидростатических пластовых давлений, распространяю­щуюся до глубины 2-3 км, с доминированием нисходящего и гори­зонтального движения подземных вод инфильтрационного генезиса.

Зону переходных меж гидростатическим и литостатичес­ким пластовых давлений Лекция по Гидрогеологии - реферат, нижняя граница которой может достигать 7 км. В границах этой зоны всераспространены в главном седиментационные воды.

Зону литостатических давлений, в пре­делах которой содержатся в главном на физическом уровне связанные воды и изредка свободные. Во 2-ой и третьей зонах преобладают вос­ходящие потоки подземных вод.

3.3.3. Гидродинамическая зональность недр земли

В связи с установлением Лекция по Гидрогеологии - реферат фактов аномально больших пластовых давлений в подземной гидросфере поменялось представление о природе и нраве гидродинамической зональности земной коры. Началась разработка новых схем гидродинамической зональности недр земли.

В согласовании с гидродинамической зональностью в недрах земли выделяются и различные типы гидродинамического режима подземных вод, под которым следует осознавать нрав Лекция по Гидрогеологии - реферат движения воды, обусловленный величиной пластовых давлений и степеньюгидродинамической закрытости водоносных систем. Обычно выде­ляют три типа гидродинамического режима:

1. Режим инфильтрационного типа, в границах которого движе­ние подземных вод происходит вследствие разности напоров в зоне современной инфильтрации и зоне разгрузки. Пластовое давление подземных вод равно гидростатическому. При подходящих усло­виях режим этого типа Лекция по Гидрогеологии - реферат может существовать до глубины 5~6 км. В данном случае принципиально только, чтоб была единая гидрав­лическая система и область питания превосходила область разгрузки.

2. Режим элизионного (выжимающего) типа. Движение вод происходит вследствие их выжимания из пород, уплотняющихся под действием геостатического давления либо возникающих тектоничес­ких напряжений. Этот тип режима наблюдается обычно Лекция по Гидрогеологии - реферат на глуби­нах, превосходящих 1000 м. Пластовое давление, обычно, выше гидростатического, но существенно ниже литостатического.

3. Режим глубинного типа характерен для водонапорных систем, залегающих в глубочайших частях подземной гидросферы. Основными причинами движения вод в зоне деяния этого режима является воздействие на их геостатического и тектонического давлений. Такое воздействие может быть только Лекция по Гидрогеологии - реферат в критериях значимой изоля­ции глубинных водонапорных систем, ибо при наличии неплохого оттока воды наружное давление воспринимается преимуществен­но скелетом породы. Пластовое давление может достигать значений геостатического давления и даже его превосходить.

Таким макаром, в текущее время в земной коре выделяются несколько резко отличающихся по нраву пластовых давлений типов Лекция по Гидрогеологии - реферат гидродинамического режима. В границах каждого из этих типов режима законы движения подземных вод носят разный характер. В текущее время более изученным тут является инфильтрационный тип режима, в границах которого выделяется два подтипа: режим грунтовых (безнапорных) вод и режим артезианских (напорных) вод. Но до того как перехо Лекция по Гидрогеологии - реферат­дить к этому вопросу нужно хотя бы коротко познакомиться с основными элементами фильтрационного потока.

.4. Линейный закон фильтрации, либо закон Дарси

Закон Дарси формулируется последующим образом: количество воды Q, просачивающейся через породу в единицу времени, про­порционально величине падения напора при фильтрации Н и площади поперечного сечения породы S и назад пропорциональ­но Лекция по Гидрогеологии - реферат длине пути фильтрации L, измеряемой по направлению дви­жения воды:

О = k( H/L)S,

где k — коэффициент пропорциональности, зависящий от физичес­ких параметров породы и фильтрующейся воды. Этот коэффици­ент получил заглавие коэффициента фильтрации. Обозначив от­ношение падения напора Н к длине пути фильтрации L через Лекция по Гидрогеологии - реферат напорный либо гидравлический градиент I, получим:

Q = kIS.
Это уравнение представляет собой в общем виде выражение расхода фильтрационного потока. Разделив обе части уравнения на S, получим

Q/S = V= kI.

Уравнение выражает закон Дарси, отражающий линейную
зависимость меж скоростью фильтрации и напорным градиентом.
Если принять I = 1 , то V = k. Отсюда вытекает физический Лекция по Гидрогеологии - реферат смысл
коэффициента фильтрации, представляющий из себя скорость фильтрации воды при гидравлическом градиенте, равном единице. Поэто­му размерность коэффициента фильтрации та же, что и скорости движения воды, т.е. см/с, м/ч либо м/сут.

Следует учесть, что скорость фильтрации, рассчитанная по формуле, не равна реальной скорости движения воды в Лекция по Гидрогеологии - реферат порах либо трещинках породы, потому что заместо реального рассмат­ривается фиктивный поток. Чтоб получить реальную скорость движения подземных вод U, нужно скорость фильтрации V поделить на пористость породы п.

Потому что п всегда меньше 1 , то получаемая из закона Дарси скорость
фильтрации всегда меньше реальной скорости движения.
Конкретно действительные скорости Лекция по Гидрогеологии - реферат движения воды не зависят от параметров зернышек минералов, слагающих водоносный горизонт, но косвенно минеральный состав породы оказывает влияние, потому что он определяет нрав и структуру пор. Чем больше размеры пор, тем больше скорости движения подземных вод.

3.5. Границы применимости закона Дарси

Линейный закон фильтрации применим не для всех типов вод. 1-ое ограничение Лекция по Гидрогеологии - реферат по его применению связано с определенной скоростью фильтрации. При значимых скоростях фильтрации он нарушается за счет воздействия инерционных сил и турбулентности потока (верхний предел применимости). При малых скоростях фильтрации на движение оказывают влияние не только лишь силы трения, да и силы молекулярного притяжения, действующие со стороны минеральных частиц Лекция по Гидрогеологии - реферат горной породы. В том и другом случае нарушается ровная зависимость меж скоростью фильтрации и напорным градиентом. Закон Дарси применим потому только для ламинарного типа движения. Третье ограничение рассматриваемого закона связано с тем, что он разрабатывался для критерий свободной фильтрации воды, т.е. для вод климатического круговорота. Распространять его действие Лекция по Гидрогеологии - реферат на воды геологического круговорота, механизм движения которых другой, пока нет оснований. Элизия воды из глинистых отложений при их уплотнении происходит также при определенном исходном градиенте. Применительно к процессам элизии, механизм которых можно уподобить поршневому вытеснению, расход форми­рующегося потока определяется не градиентом напора, а многими другими факторами. Потому ждать прямой за­висимости Лекция по Гидрогеологии - реферат меж расходом потока и градиентом напора нет основа­ний. Нужны в этом плане особые исследования.

3.6. Конвективное движение волы

Вместе с фильтрацией воды в горных породах имеет место ее конвекция — тепло- и массоперенос передвигающимися потоками веще­ства, в этом случае дополнительный перенос воды не непременно в направлении ее основного Лекция по Гидрогеологии - реферат движения. В особенности велико значение конвекции в переносе в аква растворе растворенных в их солей.

Одним из примеров конвективного переноса является вертикаль­ное перемещение в гравитационном поле подземных вод, имеющих различные плотности. В данном случае более томная вода может опус­каться в нижние горизонты, а более легкая — в верхние. Правда Лекция по Гидрогеологии - реферат, этот эффект может существенно проявляться исключительно в том случае, если боковое движение воды (фильтрация) будет малозначительным.

Различие в плотности природной воды может быть обосновано их разной температурой либо концентрацией растворенного вещества. В первом случае конвективное движение именуется термическим, во 2-м — концентрационным.

В особенности ярко термическая конвекция проявляется в этом Лекция по Гидрогеологии - реферат случае, когда изменяется фазовое состояние воды. Фильтрующаяся в глубо­кие горизонты вода, нагреваясь и переходя в пар, резко меняет свою плотность, что принуждает ее как более легкую двигаться ввысь. Поднимаясь и охлаждаясь, пар опять перебегает в жидкость, которая опускается. Так появляется явление газлифта — метода подъема воды, обусловленного разрежением Лекция по Гидрогеологии - реферат за счет попадания газа либо образования пара. Таковой метод подъема воды использу­ется и человеком, когда в воду специально нагнетается воздух и она, становясь более легкой, подымается. В данном случае способ подъема воды получил заглавие эрлифт.

3.7. Понятие об установившейся фильтрации

Фильтрация подземных вод в пористой либо трещиноватой среде горных пород может Лекция по Гидрогеологии - реферат иметь установившийся либо неустановившийся нрав. Строго говоря, движение подземных вод в горных породах всегда является в той либо другой мере неустановившимся, т.е. переменным во времени. Неустановившееся движение проя­вляется в конфигурациях уровня подземных вод, что обусловливает конфигурации напорных градиентов, скоростей фильтрации и расхода подземного потока. Конфигурации эти могут Лекция по Гидрогеологии - реферат быть вызваны воздействием естественных либо искусственных причин, определяющих условия питания, движения и разгрузки подземных вод. К числу таких фак­торов можно отнести неравномерное выпадение и инфильтрацию ат­мосферных осадков, колебания горизонтов поверхностных водоемов паводки на реках, сооружение и функционирование водохранилищ и каналов, процессы орошения и осушения земляных территорий откачки подземных Лекция по Гидрогеологии - реферат вод из скважин и горных выработок, захороне­ние сточных вод и др.

В районах, где условия питания и разгрузки подземных вод из­меняются во времени некординально, движение подземных вод можно рассматривать как установившееся, т. е. фактически не изменяющееся во времени. При установившейся фильтрации уровни и скорость движения подземных вод Лекция по Гидрогеологии - реферат в одних и тех же точках не из­меняются во времени, являясь только функцией координат простран­ства.

Установившееся и неустановившееся движение подземных вод на­блюдается как в безнапорных, так и в напорных водоносных гори­зонтах. В особенности резко выраженный неустановившийся нрав носит движение подземных вод в 1-ый период работы Лекция по Гидрогеологии - реферат водозабор­ных сооружений. При всем этом следствием неустановившегося движения в безнапорных водоносных горизонтах является осушение части водо­носного горизонта (в границах создаваемой депрессии), происходя­щее при снижении уровня в процессе откачки воды. Осуше­ние пласта в зоне воздействия откачки происходит равномерно, вы­зывая изменение уровня, скорости движения и Лекция по Гидрогеологии - реферат расхода подземного потока.

При исследовании критерий движения подземных вод неглубоких безнапорных водоносных горизонтов упругие характеристики воды и горных
пород обычно не учитываются, а соответственный этому режим фильтрации именуется жестким.

В напорных водоносных горизонтах неустановившееся движение определяется упругими качествами воды и горных пород. При вскры­тии напорных вод скважинами и понижении Лекция по Гидрогеологии - реферат напоров при откачках про­исходит разуплотнение воды с одновременным упругим расширением пород, под воздействием чего вода вроде бы выдавливается из пласта в сква­жины (водозаборные сооружения). Так появляется типичный упру­гий режим подземных вод, соответственный неустановившемуся ха­рактеру их фильтрации.

3.8. Движение на физическом уровне связанных вод

3.8.1. Капиллярная форма движения Лекция по Гидрогеологии - реферат воды

Хотя капиллярные воды относят к свободным, их движение вместе с гравитационными силами обеспечивается дополнительно силами поверхностного натяжения, которые возника­ют под действием молекулярного притяжения воды к жесткому телу. Издавна увидено, что в узкой стеклянной трубке, опущенной в воду, вода подымается на некую высоту. Это обосновано тем, что при смачивании водой стен Лекция по Гидрогеологии - реферат сосуда за счет сил повер­хностного натяжения поверхность воды стремится приобрести фор­му шара с образованием вогнутого мениска. Если же жидкость не смачивает стены, которые являются гидрофобными в отличие от гидрофильных (смачивающихся), то формируется мениск выпуклой формы и соответственно уровень воды в трубке становится, ниже уровня свободной Лекция по Гидрогеологии - реферат воды.

В природных критериях за редчайшим исключением породы являются гидрофильнымии, соответственно, формируется капиллярная каемка либо подзона. Высота капиллярного поднятия Нк находится в зависимости от грану­лометрического состава горных пород: в тонкодисперсных разностях она больше, в крупнозернистых меньше.

Явление капиллярного поднятия воды в пластах горных пород имеет огромное практическое значение. Капиллярная Лекция по Гидрогеологии - реферат вода может служить источником питания растений.

3.8.2. Молекулярно-диффузионное движение

Молекулы газов, жидкостей и растворенных в их веществ находятся в неизменном термическом движении. Если к системе не приложены никакие силы, то через хоть какое ее сечение встречные потоки молекул каждого вида равны меж собой. Такое движение молекул обеспечивает только неизменное их смешивание Лекция по Гидрогеологии - реферат, но не дает направленного потока и потому именуется самодиффузией.

В случае приложения каких-то сил к системе формируется молекулярный поток вещества в направлении, оборотном градиенту поля. В данном случае молвят, что происходит молекулярная диф­фузия вещества, стремящаяся к его выравниванию.

Если система разбита перегородкой, непроницаемой для Лекция по Гидрогеологии - реферат 1-го либо нескольких видов молекул и проницаемой для другого (либо других), то такая диффузия "с неравными способностями" назы­вается осмосом.

Молекулярная диффузия происходит под действием градиентов концентрации, температуры, давления, электронного, магнитного, гравитационного и других полей. Но важными выступают силы гравитации, термического и концентрационного полей.

3.9. Движение воды как геологического тела

Гидрогеология изучает воду, сначала Лекция по Гидрогеологии - реферат как геологическое тело, хотя форма последнего может изменяться безпрерывно. В этой связи напомним, что природным телом именуется неважно какая матери­альная вещь в природе с фиксированными пространственно-времен­ными границами. Гидрогеологическое тело, в свою очередь, является разновидностью геологического тела.

Как и в геологии в целом, границы гидрогеологических тел проводятся Лекция по Гидрогеологии - реферат на различных иерархических уровнях: горизонта, комплек­са, бассейна, генетического типа воды и т.д.

Необычность гидрогеологического тела заключается в том, что оно не занимает вполне геологическое место, а только часть его, не занятую горной породой, минералом, включая мелкие места в границах кристаллической решетки. Вода проника­ет во Лекция по Гидрогеологии - реферат все без исключения геологические тела, пронизывает их тонкой сетью волосных капилляров и только местами образу­ет массовые скопления, именуемые бассейнами, резервуарами, ме­сторождениями.

Вкупе с тем рассредотачивание воды в недрах земли почти во всем определяется нравам и типом горной породы, ее сложением, составом, геологической структурой региона, историей ее развития и эволюции Лекция по Гидрогеологии - реферат. Потому давно в гидрогеологии сформировалось представление о геологической структуре, которая охарактеризовывает "пространственное рассредотачивание подземных вод и их взаимоотношение с вмещающими породами" в недрах земли. Как следует, геологическая структура и ее элементы выступают одной из форм проявления геологического тела воды.

Как следует, когда мы говорим о геологическом движении воды Лекция по Гидрогеологии - реферат, то имеется в виду не только лишь и не столько движение воды через поры горных пород, сколько ее движение совместно с горной породой, т.е. ее размещение на определенной глубине, в определен­ном типе породы, форме такового размещения, отношения с породой и т.д. Если к этому добавить, что Лекция по Гидрогеологии - реферат состав воды также является результатом ее геологического движения, то станет оче­видной специфичная форма этого движения воды.

Геологическое движение аква смесей — итог более общих тектонических и геолого-структурных движений, обусловлен­ных глубинными силами Земли. Оно неразрывно связано с геоло­гическим круговоротом вещества в недрах Земли и определяется Лекция по Гидрогеологии - реферат такими явлениями, как движение литосферных плит, уплотнение и разуплотнение горных пород, выжимание и выдавливание воды, переход ее из связанного состояния в свободное и напротив, гид­ратация и дегидратация пород на разных стадиях литогенеза, включая метаморфизм, хим разложение и синтез воды и др. Броским примером тому — движение воды в процессе ее захоронения Лекция по Гидрогеологии - реферат в осадочных бассейнах.

По правде, в земной коре обширно всераспространены седиментационные воды, которые занимают в главном нижние части разреза осадочных бассейнов. Появляется вопрос, каким методом и в какой форме морская вода оказалась погребенной на глубине 3-5 км и поболее.

Образование седиментационных вод должно геологическому круговороту вещества, при котором вода вкупе Лекция по Гидрогеологии - реферат с вмещающими ее породами медлительно погружается на значимые глубины по мере опускания отдельных участков земной коры, которое компенсирует­ся скоплением осадочных пород соответственной мощности. При всем этом захороняются разные виды воды: конституционная, кристаллизационная, гигроскопическая, пленочная, свободная и др. По мере погружения и захоронения осадка соотношение меж отдельными видами воды Лекция по Гидрогеологии - реферат безпрерывно изменяется, один вид перебегает в другой, часть ее молекул химически разлагается, часть отжимается из этой системы и т.д. Все эти процессы совершаются на фоне общего погружения осадков, которые и обеспечивают перенос воды на огромные глубины в итоге сил тектонической природы.

Элизионное движение воды

Элизия (выдавливание) воды из горных Лекция по Гидрогеологии - реферат пород начинается с первых моментов их захоронения в седиментационном бассейне. Решающее значение при всем этом имеет уменьшение порового места отложений, происходящее с течением време­ни 2-мя взаимосвязанными, но разными по собственной природе способами:

механического (консолидационного) уплотнения за счет массы вышележащих пород, или тектонических движений;

физико-химической Лекция по Гидрогеологии - реферат переработки горных пород водой с наполнением пор вторичным цементом.

В особенности интенсивно вода отжимается из глинистых отложений в силу того, что они владеют 2-мя специфичными качествами в исходный период седиментации:

очень высочайшей пористо­стью, стремительно сокращающейся при уплотнении,

наличием минералов с огромным количеством кристаллизационной и конституци­онной, воды, способной перебегать Лекция по Гидрогеологии - реферат в свободное состояние, начиная с определенного термобарического уровня.

Пористость только-только отложившихся глинистых осадков состав­ляет 70-90%. Исходная пористость песков 30-50%. Темп сокраще­ния пористости уплотняющегося глинистого ила значительно зави­сит от глубины седиментационного водоема и скорости осадконакопления.

Все произнесенное указывает, что водоносные горизонты, формиру­ющиеся в процессе геологического круговорота воды, получают в Лекция по Гидрогеологии - реферат главном питание не из наружных источников, что типично для климатического круговорота, а из внутренних. Другими словами, водоносные горизонты получают питание за счет воды, выделяю­щейся из горных пород в процессе их уплотнения. Все это позво­ляет сконструировать представление о внутрипластовой области питания водоносных горизонтов осадочных бассейнов, заполнен­ных седиментационными Лекция по Гидрогеологии - реферат водами.

3.9.2. Движение глубинных вод

Под глубинными в этом случае понимаются генетические типы вод, сформированные на значимых глубинах в итоге гео­логического и мантийно-океанического круговоротов, т.е. возрож­денные, ювенильные и талассогенные. Генезис таких вод связывают не с отжатием их из горных пород в процессе уплотнения, а с возрождением (синтезом Лекция по Гидрогеологии - реферат) молекул воды в процессе метаморфизма либо выделением их из остывающего расплава в процессе кристаллизации последнего. Движение этого типа вод обосновано высочайшими пластовыми давлениями, приближавшимися к литостатическим, и приурочено в подавляющем большинстве случаев к зонам глубочайших разломов, образующимся, возможно, не без роли самих возрожденных либо других вод.

Динамика подземных вод Лекция по Гидрогеологии - реферат в критериях глубинного гидродинами­ческого режима исследована очень слабо в силу большой трудности этой задачи. Сложность связана с тем, что на глубинах более 5-6 км не совершенно ясными остаются термодинамические условия залегания воды. Не считая того, большая часть воды тут находится в химически и на физическом уровне Лекция по Гидрогеологии - реферат связанном состоянии, определяющем особенные условия движения. Потому важной неувязкой для этого типа вод является неувязка их перехода из связанного в свободное состояние. По собственной сущности эта неувязка является геохимической.

Одной из важных эмпирически установленных закономерно­стей движения воды в рассматриваемой зоне является ее восходя­щее движение. Об этом сначала свидетельствует Лекция по Гидрогеологии - реферат долголетний опыт исследования гидротермальных месторождений.

Принципиальная особенность глубинных вод заключается в том, что их, движение происходит в породах с только низкой пористо­стью, которая для интрузивных и метаморфических разностей со­ставляет только 0,1-1,5% и носит межзерновой нрав, т.е. обус­ловлена неплотным прилеганием слагающих породу минеральных зернышек друг к Лекция по Гидрогеологии - реферат другу. Простой ячейкой порового места является капиллярный канал непостоянных сечения, длины и фор­мы. Течение смесей по системе проводников очень затруднено силами трения и может быть только в этом случае, если снаружи к раствору приложено давление большее, чем сопротивление течению. Проницаемость таких пород также является очень низкой.


. Базы ГИДРОГЕОХИМИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

4.1. Состав Лекция по Гидрогеологии - реферат подземных вод и их систематизации

Все хим элементы зависимо от их содержания в подземных водах принято разделять на 4 группы.

Макрокомпоненты включают преобладающие элементы и всеохватывающие соединения. Они определяют хим тип воды.

Микрокомпоненты - хим элементы либо их соединения, находящиеся в подземных водах. Они оказывают существенное воздействие на специальные особенности Лекция по Гидрогеологии - реферат её состава и оказывают влияние на био процессы. Микрокомпоненты употребляются для выяснения критерий формирования подземных вод, а так же могут являться поисковым аспектом на рудные полезные ископаемые.

Радиоактивные элементы представляют собой неуравновешенные изотопы, в итоге чего происходит их непрерывный распад.

Макрокомпоненты составляют базу солёности воды, которая оценивается общей минерализацией – суммой Лекция по Гидрогеологии - реферат ведущих солей, растворённых в воде. Общая минерализация подсчитывается или по результатам хим анализа отдельных компонент, или оковём выпаривания 1 литра воды. Получаемый осадок носит заглавие сухого остатка. Общая минерализация измеряется обычно в г/л.


Систематизация подземных вод по общей минерализации


Класс вод

Подкласс вод

Минерализация, г/л

Пресные Ультрапресные наименее 0,2

Равномерно пресные 0,2 – 0,5

Фактически пресные 0,5 – 1,0
Солоноватые Слабосолоноватые 1 – 3

Равномерно солоноватые 3 – 10
Солёные Слабосолёные 10 – 30

Сильносолёные 30 – 50
Рассолы Слабенькие 50 – 100

Прочные 100 – 320

Сверхкрепкие 320 – 500

Максимально насыщенные Более 500

Другой принципиальный параметр Лекция по Гидрогеологии - реферат воды – жёсткость, которая обоснована суммой ионов кальция и магния. Различают общую, устранимую и постоянную жёсткость.

Общая жёсткость обоснована общим содержанием в воде ионов Са и Мg.

Устранимая (временная) жёсткость – определяется той частью нареченных ионов, которая выпадает в осадок при кипячении.

Неизменная жёсткость обоснована содержанием в воде той части ионов Лекция по Гидрогеологии - реферат Са и Мg, которая остаётся в воде после кипячения.

Систематизация пресных подземных вод по общей жёсткости


Очень мягенькие

до 1,5 мг-экв/л

Мягенькие

1,5 – 3,0 мг-экв/л

Равномерно жёсткие

3,0 – 6,0 мг-экв/л

Жёсткие

6,0 – 9,0 мг-экв/л

Очень жёсткие

более 9,0 мг-экв/л

Ещё одной принципиальной чертой подземных вод является ионно-солевой состав. Он определяется генетическим типом вод и Лекция по Гидрогеологии - реферат характеризуется их хим составом. Систематизация В.А. Александрова базирована на трёх основных признаках: 1. Преобладающие анионы2. На биологическом уровне активные элементы3. Физические характеристики

По этим признакам все воды делятся на 6 групп :гидрокарбонатные, хлоридные, сульфатные,комбинированные,воды прошлых 4-х групп, но содержащие существенное количество на биологическом уровне активных микрокомпонентов,воды прошлых 5-ти Лекция по Гидрогеологии - реферат групп, но содержащие существенное количество газов

Систематизация природных вод по О.А. Алекину

Принципиальной составляющей подземных вод являются газы. Более расространёнными являются кислород, углекислый газ, сероводород, водород, метан, тяжёлые углеводороды, азот и великодушные газы. Содержание газа в воде определяется газонасыщенностью. Способность газов к растворению в воде неодинакова и определяется коэффициентом растворимости.

Все подземные Лекция по Гидрогеологии - реферат воды содержат растворённые органические вещества, посреди которых доминируют вещества гумусового и нефтяного ряда.

Отбор проб делается в стерильную посуду. При опробовании скважин пробы отбирают после 2 – 3 смен объёмов воды.

Водородный показатель и понятие об окислительно-восстановительном потенциале

Водородный показатель (рН) характеризуется концентрацией ионов водорода в воде. Вода диссоциирует на ионы:

Н Лекция по Гидрогеологии - реферат2О = Н+ + ОН-

Константа диссоциации (ионное произведение) К в равна

К в = (Н+) х (ОН-) = 10 –7 х 10 –7 = 10 –14

В нейтральной воде концентрации Н+ и ОН- схожи, как следует, концентрация (Н+) =10 –7

Значение активности водорода показывается в виде отрицательного натурального логарифма т.е. рН = 7

По величине рН воды делятся на:

Тип воды

рН

Сильнокислые наименее Лекция по Гидрогеологии - реферат 3
Кислые 3,0 – 5,0
Слабокислые 5,0 – 6,5
Нейтральные 6,5 – 7,5
Слабощелочные 7,5 – 8,5
Щелочные 8,5 – 10
Сильнощелочные более 10

В питьевых водах рН должен быть в границах 6,5 – 8,5

Окислительно-восстановительный потенциал (Еh) имеет огромное значение для установления форм нахождения и критерий передвижения частей. Окисление и восстановление связаны с конфигурацией валентности, проявляемой элементом. Окисление связано с отдачей электронов, а восстановление с их присоединением. Величиной, определяющей направление, в каком протекает Лекция по Гидрогеологии - реферат окислительно-восстановительный процесс, является хим потенциал. Активность электронов понимается в смысле вероятности возникновения новых электронов. Эта возможность тем выше, чем посильнее восстановительные характеристики раствора.

Принято считать, что потенциал газообразного водорода в стандартном состоянии равен нулю. Так как электронный потенциал в растворе измерить нереально, ограничиваются измерением разности потенциалов. Для удобства в Лекция по Гидрогеологии - реферат работе заместо водородного полуэлемента употребляют хлор-серебряный либо хлор-таллиевый электрод. В качестве второго электрода употребляют электрод из великодушного металла (золото, платина).

В природных водах окислительно-восстановительный потенциал определяется всей совокупой происходящих в ней окислительных и восстановительных процессов.

4.2. Аква миграция частей и формирование состава подземных вод

4.2.1. Миграция хим частей

Аква миграция – важная Лекция по Гидрогеологии - реферат часть переноса и перераспределения атомов в земных недрах. Вода – «кровь» Земли, которая обеспечивает приток и отток хим частей в различные структуры земной коры.

Различают внутренние и наружные причины передвижения. К внутренним факторам относятся характеристики хим частей создавать летучие либо растворимые соединения, осаждаться из смесей либо расплавов, сорбироваться и Лекция по Гидрогеологии - реферат т.д. Все эти характеристики определяются строением атомов. К наружным факторам относятся характеристики обстановки передвижения – температура, давление, кислотно-щелочные и окислительно-восстановительные.

Формы передвижения

В природных водах хим элементы мигрируют в коллоидной, взвешенной и поистине растворённой формах.

Интенсивность аква передвижения

Различные элементы характеризуются разной интенсивностью передвижения. Зная содержание элемента в минеральном остатке Лекция по Гидрогеологии - реферат воды и в водовмещающей породе (либо кларк в литосфере) можно вычислить коэффициент передвижения и выстроить ряды передвижения частей.

Геохимические барьеры

Выделяют два типа барьеров: природные и техногенные. Природные, в свою очередь делятся на три класса: механические, физико-химические и биогеохимические. Посреди физико-химических различают окислительные, восстановительные, щелочные, кислые и пр. Геохимические Лекция по Гидрогеологии - реферат барьеры имеют принципиальное практическое значение

4.2.2. Формирование состава подземных вод является результатом передвижения вещества в земной коре в определенных геологических критериях.

Физико-географические (рельеф, климат, водообмен, выветривание)

Геологические (геологическая структура, тектонические движения, тип пород, магматизм и др. процессы)

Физико-химические (кислотно-щелочные, и окислительно-восстановительные, хим.характеристики частей, растворимость хим.соединений Лекция по Гидрогеологии - реферат)

Физические (температура, давление)

Био (живое вещество, земли, ландшафт)

Искусственные (деятельность человека)

4.3. Обработка и классификация хим анализов подземных вод

4.3.1. Типы хим анализов

Содержание хим анализов и степень точности их результатов определяются задачей и стадией исследовательских работ.

Хим анализы подземных вод разделяются на последующие типы: полевые, сокращённые, полные и особые.

Полевой Лекция по Гидрогеологии - реферат анализ воды включает определение физических параметров, рН, анионов Cl, SO4, NO3, HCO3, CO3, катионов Ca, Fe, также О2, СО2, Н2S. Вычислением находят Na + K, Mg, временную жёсткость, сумму минеральных веществ. Полевые анализы проводятся в большенном количестве для получения подготовительной свойства состава подземных вод. Он не даёт способности провести Лекция по Гидрогеологии - реферат контроль определений.

Сокращённый анализ определяет большее количество катионов и анионов. Он осуществляется с применением более четких способов в стационарных лабораториях и даёт возможность проводить контроль анализа по сухому остатку.

Полный анализ включает ещё и определение Еh и даёт возможность проведения контроля определений как по сухому остатку, так и Лекция по Гидрогеологии - реферат по суммам милиграмм-эквивалентов катионов и анионов.

Особый анализ применяется для определения микрокомпонентов либо других веществ, которые не инсталлируются при полном анализе.

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДОНОСНЫЕ СИСТЕМЫ И ФОРМЫ ЗАЛЕГАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

5.1. Структурно-гидрогеологические подразделения и систематизация типов подземных вод

Геологическая структура сначала определяет условия залегания подземных вод, которые сформировывают подземную водоносную систему. Под последней Лекция по Гидрогеологии - реферат следует осознавать участок земной коры, состоящий только из характерных ему соотношений во­доносных, спорадически обводненных и водоупорных либо сдренированных горизонтов, комплексов и бассейнов подземных вод, зале­гающих в границах одной геологической структуры.

В свою оче­редь, геологические структуры с однотипными гидрогеологическими критериями принято именовать гидрогеологическими.

Под гидрогеологической Лекция по Гидрогеологии - реферат структурой понимается геологическое тело, в границах которого остаются более либо наименее схожими и непрерывными нрав рассредотачивания под­земных вод, условия формирования их ресурсов и состава.

Гидрогеологические структуры, по Н.К. Игнатовичу, делятся:

1)по степени закрытости: на раскрытые, отчасти раскрытые и закрытые;

2) по степени проточности: на проточные, отчасти проточные и непроточные

3) по степени промытости Лекция по Гидрогеологии - реферат: на промы­тые, отчасти промытые и непромытые.

К раскрытым проточным и промытым структурам относятся горно-складчатые области, к закрытым, непроточным и непромытым — глубочайшие части платфор­менных впадин. Другие гидрогеологические струк­туры занимают среднее положение.

Как следует, гидрогеологическая структура сразу выступает и природной емкостью для подземных вод, и водообменной системой Лекция по Гидрогеологии - реферат. 1-ая характеризуется объемом воды, который может вместить геологическое тело, т.е. статическими припасами, 2-ая — количеством воды, проходящим через нее в единицу времени, т.е. динамическими припасами.

Потому следует различать две функции, выполняемые гидрогеологической структурой как геологическим телом:

вместилища воды (резер­вуар, бассейн, массив и т.д.)

проводника воды Лекция по Гидрогеологии - реферат (водообменная, водонапорная, геогидродинамическая система).

5.2. Гидрогеологическая структура как емкость подземных вод

С позиций емкостных параметров гидрогеологическая структура представляет собой водоносную систему различных строения, размеров, объема, зависимо от которых ее именуют бассейном, резер­вуаром, массивом и т.д. Подразделение таких емкостей учитывает сначала этажное строение высшей части земной коры.

Для Лекция по Гидрогеологии - реферат фундамента свойственны в главном трещинные и трещинно-жильные воды, для чехла — поровые и различные пластовые воды.

Выделяют последующие главные типы гидродинамических структур: артезианские бассейны и гидрогеологические массивы, позднее к этому перечню добавили вулканогенные бассейны и обводненные разломы.

Артезианские бассейны — это погружения, выполненные пре­имущественно слоистыми осадочными породами и состоящие из чехла и Лекция по Гидрогеологии - реферат подстилающего его фундамента, которые развиты в основ­ном на платформах и пореже в горно-складчатых сооружениях. Они характерны отрицательным тектоническим формам — мульдам, впадинам, синклиналям с прилегающими склонами, котловинам и т.д. Для верхних горизонтов свойственны грунтовые порово-пластовые воды.

Прева­лируют напорные пластовые воды. По ведущим водно-коллекторским свойствам Лекция по Гидрогеологии - реферат пород артезианский бассейн образует резервуар разнооб­разных пластовых вод.

Гидрогеологические массивы — это выступы фундамента, обыч­но лишенные чехла, в каких господствующее значение имеют трещиноватые кристаллические породы, и развитые в большей степени в горно-складчатых областях и пореже на платформах. Они свойствен­ны положительным тектоническим формам. Это Лекция по Гидрогеологии - реферат поднятия складча­тых сооружений, в каких слоистость значительно утратила гидрогеологическое значение.

Вулканогенные бассейны представлены бессчетными покро­вами эффузивных пород, потоками лав и сопутствующими им вулканогенными породами. Они обширно развиты в областях совре­менного и старого вулканизма.

Обводненные разломы — это зоны тектонических нарушений и разрывов в горных породах, время от времени с открытыми Лекция по Гидрогеологии - реферат полостями в зоне сбросовых либо сдвиговых дислокаций, в каких развиты в основ­ном трещинно-жильные воды. Последние обширно всераспространены в горно-складчатых областях.

Артезианские и вулканогенные бассейны, также гидрогеологи­ческие массивы и обводненные разломы встречаются в виде отдельных гидрогеологических тел либо в виде взаимосвязанных систем. В последнем случае Лекция по Гидрогеологии - реферат они соединяются воединыжды в группы, а занимаемые ими местности именуются областями

Артезианская область представляет собой группу связанных меж собой бассейнов пластовых вод, залегающих в погруженных осадочных породах чехла. Снутри артезианской области могут встре­чаться гидрогеологические массивы, вулканогенные бассейны и обводненные разломы. Гидрогеологическая складчатая область — это сочетание не­скольких гидрогеологических Лекция по Гидрогеологии - реферат массивов, вулканогенных бассейнов и разделяющих их межгорных артезианских бассейнов.

Вулканогенная область — это группа взаимосвязанных несколь­ких вулканогенных бассейнов и обводненных разломов с подчинен­ным воздействием межгорных артезианских бассейнов.

Область обводненных разломов — это сочетание глубинных и региональных разломов, протягивающихся на тыщи км и секущих разновозрастные геологические структуры. Глубинные разломы пронизывают Лекция по Гидрогеологии - реферат земную кору и уходят время от времени корнями в верхнюю мантию. Это большие тектонические швы, ширина кото­рых часто превосходит 1-ые 10-ки, а протяженность — пер­вые тыщи км.

Еще больше большими структурными единицами емкостей подзем­ных вод служат тектонически устойчивые местности — плат­формы и тектонически мобильные регионы — горно Лекция по Гидрогеологии - реферат-складчатые области.

Платформа, как емкость подземных вод, представляет собой гидрогеологический кратоген, а складчатое сооружение — гидрогеологический ороген.

Гидрогеологический кратоген — сочетание систем бассейнов и массивов (время от времени с наложенными бассейнами). Схожими емкос­тями подземных вод служат, сначала, античные платфор­мы.

К гидрогеологическому орогену относится система гидрогеоло­гических структур, которая включает часть планетарного Лекция по Гидрогеологии - реферат подвиж­ного пояса, т.е. совокупа складчатых областей, связанных общностью структурного плана и возрастом создавшей их складча­тости.

5.3. Гидрогеологическая структура как водообменная и водонапорная система

Способность гидрогеологических структур пропускать (обмени­вать) то либо другое количество воды является базовым их свойством. Сразу они владеют способностью создавать напор воды на большом расстоянии. Отсюда Лекция по Гидрогеологии - реферат одни исследователи называ­ют эти структуры водообменными (П.Ф. Швецов, А.А. Коноплянцев), другие — водонапорными (А.М. Овчинников, П.П. Климен­тов).

В границах одной гидрогеологической структуры водообмен раз­личен в различных ее частях. Одним из важных причин водообмена выступает глубина залегания водоносных горизонтов, кон­тролирующая Лекция по Гидрогеологии - реферат коллекторские характеристики горных пород. По мере углубления в земные недра, наблюдается замедление дви­жения воды, которое имеет закономерный нрав и выражается в наличии 3-х гидродинамических зон водообмена: активного, замедленного и затрудненного.

Водообменные характеристики хоть какой гидро­геологической структуры зависят не только лишь от глубины залегания и геологического строения ее отдельных блоков (пространственные Лекция по Гидрогеологии - реферат характеристики), да и шага ее геологического развития, степени литификации пород и т.д. (временные характеристики). Не считая того, от ее размеров, литологического состава водовмещающих пород, их коллекторских параметров, от соотношения областей питания и разгрузки, а так же степени расчлененности рельефа.

Одним из важных характеристик интенсивности водообмена служит Лекция по Гидрогеологии - реферат скорость движения воды, которая в согласовании с законом Дарси прямо пропорциональна коэффициенту фильтрации и гидравлическому уклону.

Не считая скорости движения воды водообменные характеристики гидро­геологической структуры характеризуются коэффициентом водооб­мена,представляющим каждогодную долю обмениваемой воды в определенном бассейне, и циклом водообмена — временем полной смены воды в бассейне.

Водообменные характеристики горных Лекция по Гидрогеологии - реферат пород меняются не только лишь с глубиной, да и по мере протекания процессов литогенеза от ранешнего диагенеза (исходная стадия захоронения пород) до позднего мета­генеза (метаморфизма). 5.4. Гидрогеохимическая зональностьНедостаток познаний о скоростях движения подземных вод и про­ницаемости горных пород, в особенности в глубочайших водоносных гори­зонтах, на практике компенсируют методом Лекция по Гидрогеологии - реферат исследования их хим и газового состава. Хим состав подземных вод почти во всем находится в зависимости от скорости их движения и интенсивности водообмена, т.е. времени взаимодействия воды с горными породами. Наличие высокоминерализованных вод седиментационного генезиса всегда гласит о очень слабеньком водообмене в гид­рогеологической структуре либо Лекция по Гидрогеологии - реферат в некий ее части. Нрав соста­ва воды, к примеру наличие азотных терм, углекислых терм, также свидетельствует об определенном водообмене. Потому гидродина­мическая зональность в бассейнах в определенной мере коррелиру­ется с гидрогеохимической. Но следует подразумевать, что состав воды — не прямой показатель водообмена, потому что он находится в зависимости Лекция по Гидрогеологии - реферат от многих причин и его внедрение просит дос­таточно огромного опыта от исследователя.

.5. Пространственные формы залегания подземных вод

Трудность составления систематизации состоит в том, что подземные воды развиты в земной коре фактически везде, но залегают в различных по форме, размеру, строению геологических телах, которые с огромным трудом поддаются системной систематизации. В силу Лекция по Гидрогеологии - реферат этого различные исследователи по-разному трактовали формы залегания подземных вод.

Более разумно построена систематизация A.M. Овчинникова, который выделяет три главных типа подземных вод — верховодка, грунтовые и артезианские, выделив два особенных подтипа, соответствующие для районов долголетней мерзлоты и активного вулканизма.

Типы подземных вод по нраву залегания (по Е Лекция по Гидрогеологии - реферат.В. Пиннекеру).

5.5.1. Верховодка

Под верховодкойпонимают 1-ый от поверхности временно имеющийся водоносный горизонт, залегающий в зоне аэрации на водоупорах ограниченного размера. Отличие верховодки от других типов вод состоит в том, что она размещается выше посто­янно имеющегося горизонта подземных вод, т.е. в зоне проса­чивания, и приурочена к поверхности Лекция по Гидрогеологии - реферат слабопроницаемых горных пород, заключенных посреди водопроницаемых. Ниже верховодки обычно наблюдается зона неполного насыщения. Вслед­ствие этого верховодка оказывается вроде бы подвешенной либо висящей, занимающей в неком роде несвойственное гравитационным водам положение. Отсюда ее временность и ограниченность в простран­стве, потому что через некий просвет времени подвешенная вода стекает в Лекция по Гидрогеологии - реферат зону полного насыщения.

Верховодка появляется в зоне аэрации исключительно в случае наличия водоупорных пород. Последние могут быть представлены линзами глин и суглинков различного генезиса, погребенными почвами, ледниковой мореной, промерзлыми породами, останцами коренных пород и т.д. Своим происхождением верховодка должна инфильтрации осадков. Некое количество воды может поступать также Лекция по Гидрогеологии - реферат в итоге конденсации.

По особенностям аква режима в зоне аэрации выделяется три подзоны: переменного увлажнения, транзита и капиллярной каемки. Осадки, которые проникают в зону аэрации аккумулируются в большей степени в почвенном слое (верхние 20 см)

Мощность верховодки в большинстве случаев равна 0,4-1 м, изредка дости­гает 2-5 м- Формируется она приемущественно в супесчано-суглинистых грунтах Лекция по Гидрогеологии - реферат. Время ее существования в значимой мере определяется климатическими критериями, формой и размерами водоупорногослоя глубинойего залегания; водопроницаемостью вме­щающих пород и рельефом местности.

На водоупорах относительно огромных разме­ров создается возможность более долгого хранения гравитаци­онных вод, потому что растут пути и времяих растекания.

Глубина залегания водоупорного Лекция по Гидрогеологии - реферат слоя регулирует степень воздей­ствия процессов испарения на верховодку. На глубинах более 2-3 м испарение уже фактически не играет роли.

В границах городов и промышленных пло­щадок образованию верховодки содействуют также фундаменты построек, уплотняющие грунты.

Режим верховодки всецело определя­ется количеством инфильтрующихся осадков, а на территориях городов и промышленных площадок — и объемом Лекция по Гидрогеологии - реферат сбрасываемых в зону аэрации сточных вод.

Вследствие неглубокого залегания и отсутствия водоупорной кровли верховодка просто загрязняется и потому является ненадеж­ным источником водоснабжения. Все же верховодка время от времени служит источником воды, извлекаемой колодцами. В степных, полупустынных и пустынных районах она возможно окажется един­ственным типом природных вод со Лекция по Гидрогеологии - реферат сравнимо маленьким содер­жанием солей, применимым для водоснабжения маленьких населен­ных пт.

К разновидностям верховодки A.M. Овчинников относит почвен­ные воды, болотные воды и воды песочных дюн.

Почвенные воды - это совокупа всех типов вод почвенного слоя, которая определяет структуру, характеристики и аква режим почв. Посреди почвенных вод наибольшее значение Лекция по Гидрогеологии - реферат для растений имеют пленочные, капиллярные и свободные.

Болотные воды. Болотом именуется сверхизбыточно увлажненный участок земной поверхности, покрытый слоем торфа глубиной более 30 см в неосушенном и 20 см в осушенном виде. Все сверхизбыточно увлажненные земляные площади, не имеющие слоя торфа глубиной наименее 30 см в неосушенном состоянии, именуются заболоченными землями.

Появление болот Лекция по Гидрогеологии - реферат связано с разными причинами. Главные из их - наличие подстилающего водоупорного слоя, отсут­ствие поверхностного стока, слабенькое испарение, доминирование осадков над испарением. По нраву растительности и торфя­ной залежи болота делятся на три типа: верховые, низинные и переходные.

Воды песочных дюн нередко встречаются в засушливых (пустын­ных) районах и Лекция по Гидрогеологии - реферат вызывают большой энтузиазм так как являются пресными. Происходит это в этом случае, когда зона аэрации очень проницаема (песок), что позволяет воде весной при таянии снега либо выпадании дождика стремительно просачиваться на глубину огромную, чем критичная глубина испарения (обычно 2-3 м), и при наличии водоупора с мульдообразным рельефом оставаться Лекция по Гидрогеологии - реферат в песках в те­чение долгого времени. Приблизительно также формируются пресные воды в песочных дюнах на побережьях морей, где они залегают выше соленой морской воды.

5.5.2. Грунтовые воды

Грунтовыми именуют свободные воды первого от поверхности повсевременно имеющегося водоносного горизонта, залегающего в зоне полного насыщения. Как следует, главное отличие грунто­вых вод от вод верховодки Лекция по Гидрогеологии - реферат состоит в том, что 1-ые зале­гают в зоне полного насыщения, 2-ые — в зоне аэрации. Отсюда и другие отличия, связанные с масштабами их распространения, временем существования, мощностью водоносных горизонтов, режимом, составом, глубиной залегания.

Грунтовые воды развиты везде. В любом месте, где бы мы ни стали бурить Лекция по Гидрогеологии - реферат либо копать колодец, мы встретим воду. Обычно, это будет грунтовая вода и существенно пореже верховодка. Если такие воды залегают в порах осадочных пород, то они именуются пластовыми, если в трещинках скальных пород — трещинными либо грунтово-трещинными.

В большинстве случаев грунтовые воды не имеют сверху водонепроницае­мых пород и потому Лекция по Гидрогеологии - реферат являются безнапорными. Но это не главный их отличительный признак, как считают некие исследователи. На отдельных локальных участках водоупор может находиться и в таком случае они становятся напорными, но это никак не меняет сущности явления.

Область питания грунтовых вод, обычно, совпадает с об­ластью их распространения. Грунтовые воды плотно сплетены с Лекция по Гидрогеологии - реферат ат­мосферными осадками, поверхностными водами и верховодкой и потому зональны. Режим их находится под конкретным воздействием гидрометеорологических причин и характеризуется се­зонными колебаниями уровня, дебита и хим состава. По возрасту грунтовые воды являются современными, но в геологи­ческом смысле, потому что абсолютный возраст их может достигать 50 тыс. лет.

Зависимо Лекция по Гидрогеологии - реферат от критерий залегания грунтовых вод различают грунтовый поток и грунтовый бассейн. 1-ый характеризуется движением воды, происходящим под воздействием силы тяжести в направлении наклона свободной поверхности, 2-ой — наличием в водоупорном ложе снижений и движением воды на отдельном отрезке в восходящем направлении. Тот и другой имеют ряд разновидностей, а местами наблюдаются сложные Лекция по Гидрогеологии - реферат их комбина­ции.

Глубина залегания и форма поверхности грунтовых вод, ко­торую принято именовать зеркалом, обусловливается глубиной эро­зионного расчленения рельефа. На карте она изображается гидроизогипсами — линиями схожей высоты зеркала.

Неглубокое залегание грунтовых вод на первом от поверхности региональном водоупоре определяет направление их движения под действием силы тяжести в Лекция по Гидрогеологии - реферат согласовании с уклоном зеркала, а разгрузку, обычно, у подножий склонов. Питание их в основ­ном осуществляется через зону аэрации за счет инфильтрации ат­мосферных осадков (дождевых, талых и паводковых вод) по всей площади их распространения и в наименьшей мере конденсирующейся воды в зоне аэрации. В каждом определенном районе Лекция по Гидрогеологии - реферат могут существо­вать и другие источники питания (речные воды, поступление воды из ирригационных каналов, переток артезианских вод из более глу­боких водоносных горизонтов и т.д.).

Поверхность грунтовых вод приближенно повторяет рельеф региона. На водоразделах глубина залегания грунтовых вод существенно больше, чем в равнинах. В особенности велико их различие в горных Лекция по Гидрогеологии - реферат областях, где разница отметок долин и водораз­делов часто добивается 500-700 м. В равнинных областях это соотношение существенно меньше и не превосходит 100 м.

Условия питания грунтовых вод определяют и их режим, т.е. изменение их припасов, уровня, состава и параметров во времени под действием природных и искусственных причин.

Более Лекция по Гидрогеологии - реферат насыщенное воздействие естественных причин сказыва­ется на неглубокие грунтовые воды. По мере роста глубины их залегания воздействие многих причин слабеет либо вполне прекращается. В наше время режим грунтовых вод нередко опреде­ляется в главном искусственными факторами, обусловленными деятельностью человека. Распашка земель, вырубка лесов, создание водохранилищ, строительство городов, сооружение Лекция по Гидрогеологии - реферат водозаборов глобально меняют условия питания, залегания и разгрузки подзем­ных вод. Все это сказывается на припасах, качестве и составе подземных вод в целом. Этот фактор стал доминирующим и просит особо пристального исследования.

Грунтовые воды, как и все воды высшей части земной коры, зональны. Их состав закономерно меняется в согласовании Лекция по Гидрогеологии - реферат с конфигурацией погодных особенностей местности.

5.5.3. Артезианские воды

Артезианскими именуют все подземные воды, не считая первого от поверхности водоносного горизонта, залегающие меж водоупорными слоями и имеющие напор. Такие воды встречаются в главном в дочетвертичных отложениях, образующих большие геологические структуры как на платформах, так и в горно-складчатых областях.

Для артезианских вод Лекция по Гидрогеологии - реферат свойственны последующие особенности:

они относятся к межпластовым водам, так как сверху и снизу изолированы водоупорами;

при вскрытии уровень этих вод устанавливается выше кровли содержащего их горизонта, а время от времени и выше поверхности земли (скважины на таких участках фонтани­руют);

всераспространены в большенном интервале глубин от несколь­ких Лекция по Гидрогеологии - реферат 10-ов метров до 15 км;

они в существенно наименьшей степени, чем грунтовые, подвержены воздействию экзогенных причин и владеют относительно размеренным режимом;

им свойствен гибкий нрав фильтрации, что связано с проявлением упругих параметров воды и самого пласта при изменении давления в недрах;

непростая и обычно затрудненная связь межплас­товых вод, в большей степени Лекция по Гидрогеологии - реферат вертикальное (сверху вниз) их перетекание на периферии структур и снизу ввысь в областях наиболь­шего прогибания фундамента либо низких абсолютных отметок зем­ной поверхности.

Артезианские воды обычно занимают геологические структуры отрицательной формы: синеклизы, впадины, мульды, краевые и межгорные прогибы, грабены и т.д. В течение долгого времени считали, что Лекция по Гидрогеологии - реферат артезианские воды формируются за счет наружной об­ласти питания, расположенной в местах выхода водоносного гори­зонта на дневную поверхность, а движение воды происходит под воздействием разности напоров в областях питания и разгрузки водо­носных горизонтов. В данном случае пластовое давле­ние не может превосходить гидростатическое, а гидродинамический режим остается на Лекция по Гидрогеологии - реферат всем протяжении бассейна инфильтрационным.

Но по мере скопления новых данных, выяснилось, что такое представление правильно только для части артезианских бассейнов маленького размера, рас­положенных в большей степени в предгорных либо горных областях.

Для большинства же артезианских бассейнов платформенного типа такое представление далековато от реальности и просит Лекция по Гидрогеологии - реферат пересмот­ра. Это связано с тем, что большая часть артезианских бассейнов на платформах и в особенности большие из их всегда содержат седиментационные воды, характеризуются наличием аномально больших пластовых давлений, элиэионным типом гидродинамического режима и т.д. Значимая часть воды таких бассейнов сформирована не методом инфильтрации в процессе климатического круговорота, а захоронена Лекция по Гидрогеологии - реферат в итоге геологического круговорота. Последний же по многим гидродинамическим, генетическим, гидрогеохимическим характеристикам принципно отличается от первого. Все это просит разделения артезианских бассейнов на два типа:

инфильтрационные и элизионные.

Артезианские бассейны инфильтрационного типа заполнены водой только метеорного генезиса. Имен­но для артезианских бассейнов такового типа выделяют три области: инфильтрационного питания (наружняя Лекция по Гидрогеологии - реферат и внутренняя); напораразгрузки.

В данном случае движение воды происходит под воздействием разности напоров в областях питания и разгрузки, пла­стовое давление в хоть какой части бассейна остается по собственной природе гидростатическим. Размеры областей питания и разгрузки являются относительно области напора малозначительными, хотя 1-ые и рас­полагаются нередко Лекция по Гидрогеологии - реферат в горной (наружной) части бассейна, также в междуречных местах, локальных возвышенностях, маленьких хребтах, гривах и т.д.

Область распространения напора (стока) находится снутри ос­новной площади артезианского бассейна. В ее границах водоносным горизонтам (комплексам) характерны напорные уровни, которые принято называть пьезометрическими. Расстояние по вертикали от кровли водоносного горизонта до Лекция по Гидрогеологии - реферат пьезометрического комплекса именуется напором подземных вод. Напор охарактеризовывает припас возможной энергии воды.

Область разгрузки артезианских вод размещается на более низких абсолютных отметках по сопоставлению с областью питания. Область разгрузки представляет собой, обычно, совокупа открытых и укрытых очагов (разгрузка в рыхловатые четвертичные отложения, русла рек, на деньке морей). Зависимо Лекция по Гидрогеологии - реферат от гипсометрического положения областей пита­ния и разгрузки, также их местопребывания в границах артези­анского бассейна интенсивность подземного стока бывает самой различной. Очень нередко встречаются артезианские бассейны с замедленным водообменом в погруженных частях, когда области питания имеют приблизительно однообразное высотное положение, а видимые области разгрузки отсутствуют.

Время от времени разгрузка подземных Лекция по Гидрогеологии - реферат вод происходит по тектонически ослабленным зонам, также через слабопроницаемые либо водоупорные (при значимой разности напоров) породы кровли на всей площади их распространения.

Артезианские бассейны элизионного типа формируются на уча­стках прогибания земной коры и наполнения их осадочным материалом в процессе геологического круговорота. Вначале такие бассейны заняты солеными морскими Лекция по Гидрогеологии - реферат водами, которые погружаются (захороняются) в земные недра вкупе с горными породами. В данном случае напор и движение вод появляются не за счет превышения области питания над областью разгрузки, а под воздействием нарастающего веса вышележащих пород и дополнительно тектонических напряжений. В этих критериях происходит отжим связанных глинами вод и перенос Лекция по Гидрогеологии - реферат их в водоносные горизонты, постоянное перераспределение напоров, появление аномально больших пластовых давлений.


Бассейн не получает воду из наружных либо внутренних областей питания. Источником ее служат водовмещающие горные породы, которые при уплотнении и уменьшении пористости выдавливают воду, ранее захваченную из морского бассейна. Интенсивность такового элизионного отжатия воды с глубиной Лекция по Гидрогеологии - реферат зату­хает, но в тех либо других размерах длится на всех шагах захоронения горных пород. Эти процессы протекают в течение 10-ов и даже сотен миллионов лет. Вместе с на физическом уровне связан­ными глины отдают и химически связанные воды, потому что в бассейне происходит глубочайшая трансформация минерального веще­ства на Лекция по Гидрогеологии - реферат всех стадиях литогенеза.

Из произнесенного вытекает принципиальный вывод о том, что артезианские бассейны элизионного типа отличаются вместе с другими призна­ками наличием принципно другой, хорошей от уже упоминавших­ся выше наружной и внутренней областью питания. Эту область мы хотим предложить именовать внутрипластовой. Последняя, как следует, представляет собой систему пластов горных Лекция по Гидрогеологии - реферат пород, отдающих раз­личные виды воды, вначале захваченной в бассейне седимента­ции, в процессе их уплотнения под действием массы вышележащих пород либо возникающих тектонических напряжений. Отжатие воды из пород происходит на всех стадиях литогенеза (диагенеза, катагенеза и даже метагенеза).

Внутрипластовая область питания размещается в самом артези­анском бассейне, в его Лекция по Гидрогеологии - реферат внутренней (захороненной) части и практически на сто процентов может совпадать с областью распространения напора и соответственно стока. Более того, внутрипластовая область пита­ния гипсометрически размещается ниже области разгрузки, т.е. картина оказывается как раз оборотной той, которая неотклонима "для традиционного артезианского бассейна. При всем этом чем более Лекция по Гидрогеологии - реферат массивными являются слои водоупорных пород (глин), тем больше при иных равных критериях отжимается воды и соответ­ственно выше напор. В особенности велик напор в центральной, наибо­лее погруженной части бассейна, которая испытывает наибольшее прогибание и аккумулирует больше осадочных пород.

Водоносные горизонты не получают никакого количества дополнительной воды, не Лекция по Гидрогеологии - реферат считая той, которая от­жимается из горных пород. Отсюда гидродинамика бассейна опреде­ляется только элизионным типом режима.

Артезианские бассейны инфильтрационно-элизионного типа. Сходу после отступления моря в водоносные горизонты, заполнен­ные морской водой, устремляются инфильтрационные воды, т.е. начинается процесс вытеснения либо замещения седиментационных вод инфильтрационными — один из важных гидрогеологических процессов Лекция по Гидрогеологии - реферат, обширно развитый в артезианских бассейнах. Процесс замещения начинается с самых верхних горизонтов и областей их питания. Равномерно этот процесс захватывает все более и поболее глубочайшие горизонты и новые площади. В конце концов за геоло­гически достаточное время все седиментационные воды из бассейна могут быть вытеснены инфильтрационными. Соответственно артези­анский Лекция по Гидрогеологии - реферат бассейн перейдет из типа элизнонного, который он представ­лял вначале, в инфильтрационный.

Большая часть современных артезианских бассейнов на плат­формах и некая часть в горно-складчатых областях находят­ся на той либо другой стадии вытеснения соленых вод пресными. Потому они относятся к инфильтрационно-элизионному типу.

Главные причины, контролирующие скорость и Лекция по Гидрогеологии - реферат объемы замещения одних вод другими:

1. Возраст бассейна. Чем более старым в геологическом смысле является бассейн, тем при иных равных критериях он будет более промыт, т.е. в большей мере и на огромную глубину заполнен инфильтрационными водами.

2. Размер бассейна. При схожем возрасте бассейны неболь­ших по размеру Лекция по Гидрогеологии - реферат и мощности отложений будут промыты существенно резвее, чем бассейны огромных по размеру и глубине заложения.

3. Геологическое строение бассейна. Наличие выдержанных по простиранию отлично проницаемых отложений содействует более резвому замещению соленых вод пресными и, напротив, литологическая неоднородность пород, их фациальная изменчивость, пре­обладание глинистых разностей содействуют сохранению седимен­тационных вод Лекция по Гидрогеологии - реферат. В особенности велико значение массивных региональных водоупоров, развитых по всему бассейну. Обычно, это спо­собствует очень застойному гидродинамическому режиму и со­хранению седиментационных вод ниже водоупора в течение сотен миллионов лет.

4. Рельеф и соотношение областей питания и разгрузки. Расчле­ненный рельеф определяет огромные перепады напоров в бассейне, содействующие поддержанию насыщенного водообмена Лекция по Гидрогеологии - реферат. Равнинный тонкий рельеф, удаленность областей питания от областей разгруз­ки делают слабенький водообмен и сохраняют в течение долгого времени седиментационные воды. Этому же содействует отсутствие в бассейне огромных по размерам внутренних областей питания.

5. Мощность и интенсивность генерации воды внутрипластовой областью питания - при насыщенной элизии воды из глинистых отложений и нехороший Лекция по Гидрогеологии - реферат проницаемости коллекторов в бассейне созда­ются высочайшие напоры, включая зоны АВПД (аномально больших пластовых давлений), которые препятствуют либо сдерживают проникновение в бассейн инфильтрационных вод.

6. Климат и палеоклимат. Мокроватый климат, изобилующий боль­шим количеством осадков, содействует промыванию бассейна и, напротив, сухой с маленьким количеством осадков замедляет этот процесс Лекция по Гидрогеологии - реферат. Естественно, что нужно учесть не только лишь современный климат, нои климат прошедших эпох, втечение которых происходило промывание бассейна.

7. Проницаемость отложений. Не считая литологического состава проницаемость горных пород находится в зависимости от многих других причин; наличия мерзлоты, карстовых явлений, зон тектонических нарушений, торфяной подушки, степени трещиноватости и т.д Лекция по Гидрогеологии - реферат. Все это оказывает влияние на скорость замещения 1-го генетического типа воды другим.

Различное сочетание и многочисленность причин определяют разную степень вытеснения седиментационных вод инфильтрационными в каждом определенном бассейне. Обычно, верхние водо­носные горизонты промыты и заполнены инфильтрационными во­дами, а нижние сохраняют соленые седиментационные, естественно, модифицированные по составу в Лекция по Гидрогеологии - реферат процессе долговременной геологической эво­люции. Промежные горизонты содержат воды, смешанные в той либо другой степени, т.е. инфильтрационно-седиментационные.

5.5.4. Трешинные и карстовые воды

Трещинные и карстовые воды по условиям залегания могут быть или грунтовыми, или артезианскими. В таком случае на их распространяется вся та черта, которая дана выше. Вкупе с тем Лекция по Гидрогеологии - реферат в отдельных случаях условия их залегания и рассредотачивания в горных породах резко отличаются от таких грунтовых и артезианских, что принуждает исследователей выделять их в отдель­ный тип. Это связано, сначала, с тем, что простыми ячейками, в каких движется вода, тут являются разные по размерам пустоты (трещинкы, каверны, жилы) различных генезиса и Лекция по Гидрогеологии - реферат нрава„формирующие неравномерно проницаемую среду. В дан­ном разделе мы только коротко остановимся на особенных критериях залегания таких вод.

Трещинные воды приурочены к региональной трещиноватости выветривания, трещинкам тектоно-литогенетической природы или локально проявляющимся зонам тектонических нарушений (приповерхностным разломам и глубинным разломам)

Региональная трещиноватость проявляется в зоне выветривания Лекция по Гидрогеологии - реферат до глубины 100-150 м. В более глубочайших горизонтах она связана с образованием слоистых текстур, трещинок наслоения и контактов в осадочных породах, контракционных трещинок и трещинок отдельности в магмати­ческих породах. С глубиной региональная трещиноватость незако­номерно затухает. Соответственно и резко миниатюризируется водообильность горных пород.

Особо важную категорию трещинных вод составляют трещинно-жильные Лекция по Гидрогеологии - реферат и жильные их разновидности, связанные с зонами текто­нических нарушений и разломов.

Карстовые воды. Карст — геологическое явление, связанное с конгруэнтным растворением подземными либо поверхностными вода­ми относительно просто растворимых пород (известняков, доломи­тов, гипсов, солей) и образованием сложной системы полостей, пещер, каналов и т.д.

Вторым неотклонимым условием Лекция по Гидрогеологии - реферат развития карста (после наличия относительно просто растворимых пород) является активный водообмен. Карстовые процессы протекают тем действеннее, чем больше скорость движения воды, которая определяется различием в отмет­ках областей питания и разгрузки и водопроводимостью карстующихся пород.

Третьим принципиальным условием развития карста в карбонатных поро­дах выступает наличие брутальной угольной Лекция по Гидрогеологии - реферат кислоты.

Основная особенность режима карстовых вод состоит в особенно резком изменении их уровня и дебита,

5.5.5. Подземные воды криолигозоны

Долголетняя мерзлота (криолитозона) — это часть криосферы (области отрицательных температур), включающая в себя верхние слои земной коры, характеризующиеся наличием льда в слагающих их горных породах и отрицательной температу­рой, которая в течение многих Лекция по Гидрогеологии - реферат веков может изменяться в связи с конфигурацией географической среды и геологических критерий, оста­ваясь отрицательной.

Многолетнемерзлые породы - продукт современного грозного климата, характеризующегося отрицательными среднегодовыми тем­пературами, и сразу реликт прошлой более прохладной гео­логической эры (ледниковой).

На фоне широтной зональности рассредотачивания промерзлых пород выслеживается также высотная зональность. Потому в горных Лекция по Гидрогеологии - реферат породах с высотой местности мощность промерзлых пород увеличивается, а их температура миниатюризируется.

По взаимоотношению подземных вод с мёрзлыми породами выделяют надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные воды.

В следующем к этим типам вод были добавлены еще два: внутримерзлотные и воды таликов.

Надмерзлотные воды по условиям залегания соответствуют верховодке. Отличие заключается Лекция по Гидрогеологии - реферат в том, что они временами полно­стью промерзают и потом оттаивают. Это событие приводит к возникновению специфичных криогенных явлений: морозному пуче­нию грунта, образованию холмов пучения, гидролакколитов, нале­дей, термокарста, формированию выцветов солей на поверхности, криогенной сортировки обломков пород и т.д.

Подмерзлотные водыпо условиям залегания являются или грунтовыми Лекция по Гидрогеологии - реферат, или артезианскими. Отличие их состоит исключительно в том что мерзлота затрудняет условия их питания и разгрузки выравнивает режим и время от времени ограничивает зону их распространения. Воды таликов представляют особенный энтузиазм для северных регионов. Талики - это типичные кровяные сосуды промерзлой зоны земли, обеспечивающие неизменный круговорот воды в этих Лекция по Гидрогеологии - реферат казалось бы насквозь промороженных породах.


5.5.6. Подземные воды районов активного вулканизма

Активный современный вулканизм приурочен в главном к регионам, где континентальная кора соседствует с океанической: островным дугам, глубоководным желобам, побережьям внутренних морей и изредка к юным разломам, размещенным на континен­тах. Подземные воды в таких регионах образуют водоносные си­стемы со специфичными Лекция по Гидрогеологии - реферат критериями их строения, питания, разгруз­ки и состава воды. Высочайшая температура развитых тут подземных вод, обилие их фазового и хим состава определили применение к ним особенного термина — гидротермы(современные либо античные), обширно применяемого в геологии. К гидротермам относятся струи пара, водянистые жаркие водные смеси, пароводя­ные консистенции, т.е. все Лекция по Гидрогеологии - реферат виды жарких вод и пара, обширно распростра­ненных в рассматриваемых регионах.

Гидротермальные системы районов современного вулканизма ~ это большие емкости, в каких интенсивно проявляется гидротермальная деятельность, связанная с аномально высочайшим привносом тепла из глубочайших частей земли. С гидрогеологических позиций — это бассейны жарких вод и пара, которые нередко разгружаются на поверхности Лекция по Гидрогеологии - реферат земли.

Большая часть гидротермальных систем связано с вулкано-тектоническими депрессиями или необъятными старыми кальдерами, пореже с наложенными грабенами горно-складчатого обрамления. Участки конкретной гидротермальной деятельности в пре­делах депрессий нередко приурочены к локальным структурным поднятиям (сложным горстам), ограниченным крутопадающими разломами.

Обилие гидротерм и геологических условийих прояв­ления Лекция по Гидрогеологии - реферат приводит и к формированию специфичных формихразгрузки, которые не встречаются в районах вне проявления гидротермальной деятельности. К главным видам форм прояв­ления таковой разгрузки относятся фумаролы, гейзеры, паровые струи и термальные источники.

Фумаролы — это вулканические эманации в виде парогазовых струй либо размеренных выделений газов из трещинок и каналов в жерлах Лекция по Гидрогеологии - реферат, на внутренних стенах; наружных склонах вулканов (первич­ные фумаролы) либо на поверхности неостывших лавовых потоков и пирокластических покровов (вторичные фумаролы).

Фумаролы делятся на:фактически фумаролы (преиму­щественно хлористо-сернисто-углекислые газы с температурой до 800о С); сольфатары (парогазовые струи с доминированием сероводорода либо сернистого газа и температурой 90-300° С); мофеты (в большей степени Лекция по Гидрогеологии - реферат углекислые парогазовые струи с температурой до 100° С).

Гейзеры — это типичные источники, временами, строго закономерно выбрасывающие воду и пар. Морфологически гейзер представляет систему; состоящую из канала, подводящую перегре­тую воду либо жаркий пар к находящемуся поблизости от поверхности подземному резервуару (камере), в который по боковым каналам либо Лекция по Гидрогеологии - реферат трещинкам поступает прохладная либо метеорная вода. От камеры также идет канал к поверхности, венчающийся чашеобразной ворон­кой. Выход воды из резервуара к поверхности затруд­нен. Чтоб таковой выход (извержение) начался, требуется создание в резервуаре определенного давления, после заслуги, которого канал приоткрывается и вода с паром выходит в виде фонтана.

6. УПРАВЛЕНИЕ Аква Лекция по Гидрогеологии - реферат РЕСУРСАМИ

6.1. Пресные воды

Неувязка незапятанной воды выходит на одно из первых мест в мире и по собственной значимости опережает такие глобальные трудности населения земли, как изменение климата, деградация озонового слоя, засоление и эрозия почв, защита атмосферы от загрязнения, сохранение чистоты океана и др. Это обосновано той особенной ролью воды, которую она Лекция по Гидрогеологии - реферат играет в становлении биосферы и развитии жизни.

Вода не просто источник жизни — она, как справедливо увидел узнаваемый французский писатель и путник Сент-Экзюпери, — сама жизнь. Но далековато не неважно какая вода — жизнь. Загряз­ненная вода становится небезопасной для той же жизни. Сейчас вода больше не является неограниченным безобидным естественным Лекция по Гидрогеологии - реферат продуктам. И эта действительность должна быть глубоко осознана всеми, а спецами тем паче. Водные ресурсы в наше время требуют совсем нового подхода при их исследовании и использовании.

До того как гласить о сущности таких подходов, разглядим, сколько же воды имеется на нашей планетке, потому что конкретно от Лекция по Гидрогеологии - реферат нее зависят жизнь на суше и хозяйственная деятельность человека. Оценки припасов пресной воды появились сравнимо не так давно, и их точность пока недостаточна, хотя общее представление они дают:

Ориентировочное количество пресной воды на Земле представлено в табл. 6.1.

Таблица 6.1 Пресные воды гидросферы

Как видно из приведенных данных, главные припасы пресной воды (85%) сосредоточены в Лекция по Гидрогеологии - реферат ледниках. Но внедрение ледников как источника пре­сных вод остается пока проблематическим, по последней мере, в течение ближайших десятилетий. Прямо за льдами, идут подземные воды, хотя посреди их толика пресноводной составляющей мала (толь­ко 6,7%). Суммарно ледники и подземные воды составляют 99% припасов пресной воды на Земле.

Общий объем пресных Лекция по Гидрогеологии - реферат вод на планетке добивается 28,3 млн. км3, что составляет только около 2% общего объема гидросферы. Но если из этого объема выкинуть часть вод, законсервированных в воде полярных ледников, труднодоступных для использования, то объем пресной воды составит только 4,2 млн. км3, либо 0,3% объема гидросферы. В пересчете на 1-го человека это составит 0,8-106 м3 воды.

В Лекция по Гидрогеологии - реферат каче­стве 1-го из критериев обеспеченности населения водой прини­мается объем поверхностного и подземного стока на душу населения определенной страны либо региона в целом.

В целом каждый обитатель земного шара в среднем обеспечен 9,1 тыс. м3/год пресной воды, в том числе за счет подземного стока 2,7 тыс. м3/год. Естественно, что Лекция по Гидрогеологии - реферат насе­ление не всех материков обеспечено водой идиентично: более подходящая ситуация свойственна для Австралии с Океанией и Южной Америки, наименее подходящая — для Европы, а по ресур­сам подземных вод — для Азии.

Приведенные данные будут, все же, абстрактными, если мы не разберемся в количестве применяемой человеком воды.

По Лекция по Гидрогеологии - реферат мере совершенствования и развития производства человек потребляет все в большей и большей степени воды. Потому мировоззрение о том, что развитие цивилизации можно определять в литрах потребляемой на душу населения воды, является справедливым. Человек каменного века потреблял, видимо, наименее 10 л воды в день. В текущее время лишь на бытовые нужды в Лекция по Гидрогеологии - реферат среднем в мире приходится более 200 л. При всем этом потребляется тем больше воды, чем более развита страна. Так, в почти всех развивающихся странах и в текущее время потребление воды не превосходит 30 л/сут, а в высокоразвитых составляет 500-600 л/сут. Римляне в период расцвета Римской империи потребляли до 700 л/сут Лекция по Гидрогеологии - реферат, т.е. намного больше, чем большая часть населения земного шара в наши деньки. Как следует, расцвет и упадок цивилизаций, государств и городов также можно оценивать в литрах потребляемой воды.

Хотя потребление воды в мире безпрерывно вырастает (с начала XX в. оно подросло в 6 раз), все таки имеется большой Лекция по Гидрогеологии - реферат резерв неиспользуемой пресной воды. Неувязка питьевой воды заключается не столько в ее количестве, сколько в качестве, которое вызывает особенное беспокойство. 6.2. Минеральные целительные воды

Минеральными (целебными) подземными водами именуют такие, которые оказывают благотворное физиологическое воздействие на организм человека в силу общей минерализации, ионного состава, содержания в воде газов, наличия терапевтически активных Лекция по Гидрогеологии - реферат микрокомпонентов, содержания радиоактивных частей, щелочности и кислотности, также завышенной температуры.

К минеральным питьевым целебным водам относят воды с общей минерализацией от 8 до 12 г/л. На отдельных месторождениях зависимо от хим состава допускается применение целительных вод и поболее высочайшей минерализации. Минеральные воды могут быть солоноватыми, солеными и рассолами. Общая минерализация их Лекция по Гидрогеологии - реферат меняется от 2 до 35 г/л и выше. Известны курорты, на которых употребляются рассолы с минерализацией от 35 до 150 г/л (Усолье Сибирское, Серегово, Усть-Кут, Лугела и др.). Хим состав минеральных вод самый разно­образный.

По температуре минеральные воды разделяются на: прохладные с температурой наименее 20° С; те­плые Лекция по Гидрогеологии - реферат — от 20 до 37° С; жаркие — от 37 до 42° Сочень жаркие с температурой выше 42° С.

По основному газовому составу выделяют минеральные воды:углекислые, сероводородно-углекислые, сероводородные (сульфидные), азотные, азотно-метановые метановые. Значительно отметить, что одну и ту же воду сразу можно отнести к разным главным группам, если принадлежность их к категории минеральных вод определяется Лекция по Гидрогеологии - реферат не одним, а несколь­кими показателями. Установленных и принятых критериев (главных характеристик), которые дали бы возможность избежать в таких случаях личного подхода, пока не создано.

Более отлично известными минеральными водами являются последующие группы специфичных вод: углекислые, сероводородные (сульфидные) и радиоактивные.

Местности, в границах которых развиты определенные группа Лекция по Гидрогеологии - реферат минеральных вод, принято именовать провинциями. Любая из их характеризуется особенными геологическими критериями и обладает группой вод, связанных общ­ностью неких признаков. Минеральные воды одной провинции в целом отличны от вод другой

6.3. Промышленные воды

К фабричным подземным водам относят такие, которые заключают в растворе полезные составляющие либо их соединения в количествах, обеспечивающих в Лекция по Гидрогеологии - реферат границах конкрет­ных гидрогеологических районов по технико-экономическим показа­телям их выгодную добычу и переработку

В текущее время из подземных промышленных вод извлекают иод, бром, поваренную соль, а в неких странах также соединения бора, лития, рубидия, германия, урана, вольфрама и другие ве­щества.

Более принципиальным показателем для промышленных подземных вод Лекция по Гидрогеологии - реферат является содержание полезного компонента, который прибыльно из этих вод извлекать. Из промышленных подземных вод более изученными в Рф, являются йодные, бромные и иодо - бромные, а наименее — борные и др.

Глубина залегания подземных промышленных вод меняется в широких границах — от первых 10-ов метров до 4—5 кми более, более всераспространенные глубины залегания подземных Лекция по Гидрогеологии - реферат промышленных вод составляют 1 000—3 000 м.

Подземные промышленные воды обычно содержатся в терригенных (пески, песчаники, гравелиты, конгломераты и др.), карбонат­ных (известняки и доломиты), соленосных породах и в ангидритах с прослоями карбонатных пород и пореже вулканогенных отложениях.

Подземные промышленные воды являются высоконапорными. На отдельных участках их статические пьезометрические уровни в Лекция по Гидрогеологии - реферат скважинах инсталлируются выше поверхности земли. Но существенно почаще они размещаются на глубинах от первых метров до 300 м от поверхности земли и даже более.

При промышленной оценке месторождений подземных промыш­ленных вод для обоснования способности и необходимости их использования требуется провести учет экономических причин. Для каждого месторождения обязательно проводится Лекция по Гидрогеологии - реферат геолого-эконо­мическая оценка.

Геолого-экономическая оценка осуществляется на базе исполь­зования материалов последующих видов исследовательских работ: анализа региональных закономерностей распространения подземных про­мышленных вод; выявления размеров и оконтуривания границ месторождений этих вод в разных водоносных горизонтах и комплексах изучаемого бассейна; количественной региональной оценки эксплуатационных припасов промышленных вод; комплекс Лекция по Гидрогеологии - реферат­ной оценки способности и необходимости их практического использования.

При оценке эксплуатационных припасов промышленных вод суще­ственно установить их кондиции в процессе добычи в определенных геолого-гидрогеологических критериях. При всем этом кондиционные требования должны быть такими, чтоб себестоимость извлекаемого компонента не превосходила его отпускную стоимость.

6.4. Термальные воды

К термальным водам (термам) относят такие, темпера Лекция по Гидрогеологии - реферат­тура которых превосходит температуру тела человека (37° С). Воды с температурой от 37 до 42° С числятся жаркими (термальными), от 42 до 100° С — очень жаркими (высокотермальными) и с температурой выше 100° С — перегретыми. Некие исследователи теплые (субтермальные) воды с температурой от 20 до 37° С относят также к термальным.

Исходя из практической необходимости Лекция по Гидрогеологии - реферат использования под­земных вод в народном хозяйстве, выделяют: 1) воды с температурой до 20°С более применимы для целей водоснабжения; 2) воды с температурой 20—50° С более применимы для бальнеологических целей и иодо-бромного производства; 3) воды с температурой 50—75° С целенаправлено использовать для подогрева теплиц, парников, для теплофикации сельскохозяйственных объектов и в бальнеологических целях; 4) подземные воды Лекция по Гидрогеологии - реферат с температурой 75—100° С могут быть применены при тепло­фикации городов, курортов, сельскохозяйственных объектов (по­селки, большие оранжерейные комбинаты и др.); 5) воды с температурой выше 100° С рекомендуется использовать приемущественно для энергетических целей. При всем этом, чем выше температура вод, тем больше их энергетический потенциал.

Термальные воды имеют обширное распространение в Лекция по Гидрогеологии - реферат границах, как платформенных областей, так и горно-складчатых.

Общая минерализация термальных вод меняется в очень широких границах: от 1 до 650 г/л.

Многообещающими являются районы, на площади которых гео­термический градиент больший. В таких районах имеется воз­можность вскрывать термальные воды с довольно высочайшей темпе­ратурой на сравнимо маленьких Лекция по Гидрогеологии - реферат глубинах. В особенности благо­приятными оказываются участки, на которых из скважин вода фонтанирует с довольно большенными дебитами, а по составу и минерализации она полностью применима для эксплуатации.

6.5. Главные виды и последовательность выполнения гидрогеологических работ

К главным видам гидрогеологических исследовательских работ относятся гидрогеологическая съемка, буровые и горные работы, полевые опытно-фильтрационные и Лекция по Гидрогеологии - реферат лабораторные работы, стационарные на­блюдения за режимом подземных вод, геофизические исследования.

В согласовании с действующей аннотацией по планированию и в целях обеспечения наибольшей эффективности все геолого­разведочные работы на подземные воды проводятся по последующим стадиям: региональные геолого-геофизические, и гидрогеологи­ческие работы масштабов 1 : 500 000—1 : 50 000; поиски место­рождений подземных Лекция по Гидрогеологии - реферат вод; подготовительная разведка; детальная разведка; эксплуатационная разведка

. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГИДРОГЕОЛОГИЯ

Внедрение подземных вод в мире вырастает, но оно уже на данный момент сопровождается такими негативными яв­лениями, как истощение и загрязнение. Про­грессирующий отбор воды ведет к понижению уровней, постепенному осушению водоносных горизонтов, изменению свойства воды и, что самое главное, нарушению водообмена на большущих Лекция по Гидрогеологии - реферат территориях. Водообмен же определя­ет почти во всем нрав геохимической среды. Как следует, вмешательство человека в подземную гидросферу затрагивает базы мироздания и тянет к необра­тимым последствиям, которые сказываются на состоянии биосферы.

Опасность техногенного воздействия на подземные воды значи­тельно выше, чем на поверхностные. Такое положение обосновано Лекция по Гидрогеологии - реферат тем, что, во-1-х, подземные воды — последний источник вы­сококачественной воды на Земле, если не считать ледников, трудности, использования которых очень сложны, не говоря о том, что вода ледников не содержит нужного для живых организмов количества солей и многих нужных микробов. Во-2-х, водообмен подземной гидросферы неоднократно меньше и для его Лекция по Гидрогеологии - реферат восста­новления требуется неоднократно больше времени. Нарушение водо­обмена на больших территориях обусловливает изменение клима­тического круговорота воды на Земле в целом, что чревато непредсказуемыми последствиями. В-3-х, конкретно подземные воды более тесновато ведут взаимодействие с горными породами, газами и органическим веществом, участвуя в различных геологических циклах и круговоротах, включая Лекция по Гидрогеологии - реферат био, что определяетих необыкновенную роль в формировании среды.

В итоге нерационального освоения природных ресурсов и аква, а именно, в почти всех регионах мира уже создалась напряженная экологическая ситуация, затронувшая состояние био­сферы и поставившая на грань выживания самого человека. Таким регионом, к примеру, является Арал и прилегающие к нему Лекция по Гидрогеологии - реферат районы.

Новенькая сложившаяся ситуация просит поиска новых путей решения экологических заморочек. Какой-то из них видится в активном развитии экологической гидрогеологии, которая призвана узнать роль подземной гидросферы в становлении и развитии современной биосферы, также в деградации последней в обстановке сложив­шейся кризисной экологической ситуации.

Экогидрогеология — это учение о роли Лекция по Гидрогеологии - реферат, значении и воздействии подземных вод (при их содействии с другими компонентами среды) в сохранении и развитии биосферы и, сначала, в жизнедеятельности человека, в особенности в критериях экологической кризисной ситуации и насыщенной техногенной нагрузки на окружающую среду.

Основой экологической гидрогеологии является учение о геологи­ческой среде, техногенных процессах, способах прогнозной Лекция по Гидрогеологии - реферат оценки, также роли подземных вод в этих процессах.

Экогидрогеология решает три глав­ные препядствия: охрана подземных вод от техногенного загряз­нения охрана естественных ресурсов подземных вод от истоще­нияохрана среды и в особенности застроенных тер­риторий от подтопления.

7.1. Загрязнение природных вод — основная неувязка незапятанной воды

Человек загрязняет воду издревле, сбрасывая Лекция по Гидрогеологии - реферат все отходы и нечистоты в те источники, откуда он берет воду для питья, т.е. в свой колодец. Но в особенности это положение обострилось, когда человек стал геологической силой.

Один из основных загрязнителей — сточные воды компаний. Особенные характеристики воды, ее доступность, кажущееся обилие исто­рически содействовали созданию "влажных" технологий Лекция по Гидрогеологии - реферат практичес­ки в хоть какой отрасли индустрии, сельского и коммунального хозяйства, в итоге чего тонна конечной продукции сопровож­дается образованием в 10-1000 раз больше грязных сточных вод. Количество сточных вод (м3), образующихся на 1 т готовой продукции: прокат 1.5-10, сладкая свекла 13-16, кожа 82-110, серная кислота 60-140, синтетический каучук 250, капрон 2500.

Объем речного стока Лекция по Гидрогеологии - реферат, загрязнен­ного сточными водами, составляет 7080 км3 /год, либо приблизительно 20% всего стока.

Наша родина не является исключением. По данным А. Ф. Порядина, раз в год в водоемы сбрасывается около 28 км3 грязных сточных вод, из которых 8,4 км3 без какой-нибудь чистки. Около трети от всего объема загрязнений поступает с поверхностным стоком с территорий Лекция по Гидрогеологии - реферат населенных мест, промышленных компаний, объектов сельского хозяйства, что ведёт к ухудшению свойства питьевой воды, в особенности в периоды паводков.

Реальным бичом для водоемов стал сброс в их лишней ирригационной воды и воды после промывания земли, которые несут огромное количество вымываемых солей, биогенных частей, металлов, пестицидов, дефолиантов Лекция по Гидрогеологии - реферат. Очень небезопасным признается процесс выброса в водоемы биогенных веществ. Человек на данный момент вмешался в естественный равновесный процесс круговорота биогенов и в особенности фосфора. От его излишка пострадали уже такие большие объекты, как озера Эри и Тахо в США, Ладожское в Рф и много существенно наименьших аква объектов. Этот Лекция по Гидрогеологии - реферат процесс именуют эвтрофированием, либо эвтрофикацией, когда после "взрыва" жизни происходит смерть аква экосистем из-за резкого понижения содержания кислорода и переход их в новое состояние — отмирания и развития организмов—деструкторов. Эвтрофикация окутала на данный момент большая часть континентальных озер, водохранилищ, каналов, малых и огромных рек.

Возникновение фосфора антропргенного происхождения Лекция по Гидрогеологии - реферат тесновато связа­но с переменами технологии. Много фосфора дают новые моющие средства, которые триумфально вошли в наш быт, облегчив жизнь домохозяйкам и прачкам и усложнив жизнь, природы. Много био­генных веществ дают животноводческие комплексы. Один комплекс для откорма 10 тыс. голов скота дает столько же сточных вод, сколько город с Лекция по Гидрогеологии - реферат 100-тысячным популяцией.

Массивным загрязнителем служат бытовые сточные воды, нагруженные органическими субстанциями, которые в процессе разложе­ния в естественных водоемах потребляют много кислорода и делают его недостаток, что подавляет многие водные организмы.

Опасное загрязнение водоемов вызывают утечки и углеводоро­дов — нефти, бензина, керосина, мазута. Обычно углеводороды попадают в водоемы либо со Лекция по Гидрогеологии - реферат сточными водами нефтеперерабатыва­ющих предприятии, либо при катастрофах емкостей для хранения и транспортных систем, к примеру трубопроводов. Углеводороды при­дают воде противный запах и вкус, затрудняют обмен воды с газами атмосферы, они токсичны для многих аква организмов.

Радиоактивное загрязнение происходит при утечках в горнодо­бывающей индустрии, на обогатительных предприятиях, где получают Лекция по Гидрогеологии - реферат радиоактивные вещества, в атомных реакторах, медицин­ских и научно-исследовательских учреждениях. Это загрязнение в особенности небезопасно для здоровья.

Пути и источники загрязнения водоемов разнообразны и масш­табны. В итоге этого в три либо другой мере загрязнены практически все реки мира, в особенности большие, большая часть озер Лекция по Гидрогеологии - реферат. Активно загрязняются подземные воды. На этом последнем объекте остано­вимся несколько подробнее.

Загрязнение подземных вод. Пути загрязнения поверхностных и подземных вод принципно различны и определяются в после­днем случае гидрогеологическими критериями местности. Если по­верхностные воды не имеют никакой защиты от загрязнений, то подземные воды в той либо другой степени имеют такую Лекция по Гидрогеологии - реферат защиту. При всем этом, но, всегда нужно держать в голове, что защищенность подземных вод относительная, и ее нельзя абсолютизировать. Как указывает практика, невзирая на трудности проникания загрязнителей в недра земли, подземные воды все в большей и большей степени загрязняются. Менее защищены верхние водоносные горизонты, т.е. верховод Лекция по Гидрогеологии - реферат­ка и грунтовые воды.

Выделяет четыре главных варианта поступ­ления загрязнений в водоносный горизонт:

1. Загрязнения поступают сверху с поверхности земли при конкретной инфильтрации сточных вод из накопителей, с территорий промпредприятий и других объектов, при фильтрации минерализованных вод на орошаемых территориях и т.п. Площадь и интенсивность инфиль­трации Лекция по Гидрогеологии - реферат могут быть при всем этом разными, нрав инфильтрации по времени — неизменный, повторяющийся; разовый (случайный);

2. Загрязнения поступают с боковой стороны — при фильтрации грязных вод в борта и русло реки, а в паводки — и на площади затопленной поймы и низких террас. Подобные условия заг­рязнения, как и в прошлом случае, свойственны для грунтовых Лекция по Гидрогеологии - реферат вод, в особенности при малой мощности и значимой водопроницаемости пород зоны аэрации. К этому же типу можно отнести случаи интрузии морских вод в прибрежные водоносные горизонты, уров­ни воды в каких снижены из-за водоотбора;

3. Загрязнения поступают методом вертикального перетока из смежного по разрезу грязного водоносного горизонта по стволу Лекция по Гидрогеологии - реферат дефектной скважины или через "гидрогеологическое окно" в разделяющем их водоупорном пласте, или через разделяющий слабопроницаемый пласт;

4. Загрязнения поступают конкретно при их сборе, в по­глощающие горные выработки (скважины, колодцы, шахты) в связи с разными технологическими процессами, затрагивающими земные недра, к примеру, при захоронении сточных вод методом их закачки Лекция по Гидрогеологии - реферат в скважины, при подземной газификации углей, при самоизливах и перетоках соленых вод и нефти по стволу дефектных скважин и т.п.

По масштабу площадного развития выделяются локальные и региональные загрязнения подземных вод. 1-ые вызываются отдельными (точечными) источниками, затрагивая сравнимо маленькие участки водоносного пласта; Своевременными меропри­ятиями неблагоприятные последствия локального Лекция по Гидрогеологии - реферат загрязнения могут быть ограничены и в отдельных случаях стопроцентно ликвидированы. Региональные загрязнения вызываются действием бессчетных источников, обусловливающих в совокупы их площадной харак­тер. Ликвидация такового загрязнения очень трудна, а в ряде всевозможных случаев фактически невозможна.

Качество воды и состояние здоровья населения. Неумолимая статистика свидетельствует, что до 80% всех заболеваний в мире связано Лекция по Гидрогеологии - реферат с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нару­шениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. Заболева­ния, связанные с водой, разделяются на 5 типов: вызыва­емые зараженной водой (тиф, холера, дизентерия, полиомиелит, гепатит и др.); возникающие при использовании грязной воды для умывания и мытья (заболевания кожи и слизистых оболочек от трахомы до проказы Лекция по Гидрогеологии - реферат); провоцируемые маленькими моллюсками, живущими в воде (шистосоматоз, ришта и др.); ожающимися в воде насекомыми - перенос­чиками инфекции (малярия, желтоватая лихорадка и т.п.); возника­ющие при использовании воды, грязной токсическими веще­ствами — металлами, ядохимикатами и т.д. (аллергические заболе­вания, заболевания печени, почек и др.).

Масштабы болезней, связанных конкретно Лекция по Гидрогеологии - реферат с водой, в наш век технического прогресса остаются невиданно высочайшими. Так, от гастроэнтерита раз в год мучается 400, трахомы 500, шистосоматоза 200, малярии 800 млн. человек. Данные по другим болез­ням также малоутешительны. Связано это с тем, что до сего времени, по данным ООН, более одной трети населения употребляет некаче­ственную Лекция по Гидрогеологии - реферат воду. Это касается и Рф.

Безопасность питьевого водоснабже­ния стала одной из основных составляющих общей экологической безопасности населения, способной вызвать огромную социальную напряженность в обществе. Возрастание за последние десятиле­тия в мире био, токсического и радиоактивного загряз­нений водоисточников содействовало значительному увеличению уровней детской и взрослой заразной пищеварительной и паразитар Лекция по Гидрогеологии - реферат­ной заболеваемости, также неинфекционной, в том числе онколо­гической, сердечно-сосудистой, аллергической и других, изъянов интеллектуального и физического развития малышей. Все это негативно отразилось на общих демографических показателях в целом ряде государств мира, включая Россию.

7.2. Пути выхода из аква кризиса

Преодоление аква кризиса — сложнейшая задачка, которую можно решить, только объединив Лекция по Гидрогеологии - реферат усилия всех народов в рамках ООН, потому что эта неувязка животрепещуща для всех государств мира. При всем этом основная стратегия должна, непременно, базироваться на обес­печении приоритета здоровья населения и восстановлении права (данного природой) каждому человеку пить чистую воду.

Чтоб решить эту потрясающую задачку, нужно до этого Лекция по Гидрогеологии - реферат глубоко понять те предпосылки, которые определили не просто вод­ный голод нашей планетки, да и привели к кризисному взаимоотношению человека с водой, общества людей — с гидросферой в целом. Не сходу можно осознать, почему человек плюет в колодец, из которого пьет. Такое положение может быть исключительно в том случае, когда правая рука не Лекция по Гидрогеологии - реферат ведает, что делает левая, т.е. когда не осознаны связи меж различными явлениями. Этот феномен обусловил, по последней мере, три предпосылки: сформированное в течение нескольких 1000-летий убеждение человека в неограниченности аква ресурсов, их изо­билии, природной чистоте, возможности к непрерывному самоочище­нию и в праве на их Лекция по Гидрогеологии - реферат бесплатное внедрение. Узнаваемый недостаток аква ресурсов в пустынных районах значительно не меняет этого представления, потому что люди селились в главном по берегам больших рек; недостающее осознание человеком фундаменталь­ных параметров гидросферы, определившей развитие всего окружаю­щего мира. Еще сейчас наука в долгу перед населением земли, по­скольку слабо изучит Лекция по Гидрогеологии - реферат эти вопросы; неполное понимание того факта, что человек, став геологической силой, отменно услож­нил отношения общества и природы, сначала, общества и гидросферы, и при всем этом неосознанно затронул базы становления самой жизни.

На нашей планетке появилась принципно новенькая ситуация:

вода — создатель жизни и всего мира вокруг нас, сейчас как Лекция по Гидрогеологии - реферат никогда нуждается в помощи человека. Чтоб сохранить базу жизни, нужно биться с загрязнением аква среды, обеспе­чить ее природное равновесие и обилие, приумножить ресурсы, защитить воду как уникальное вещество Земли.

2-ое более принципиальное для осознания событие заклю­чается в том, что вода уже не является бесплатным природным ресурсом, она Лекция по Гидрогеологии - реферат просит больших финансовложений, без которых делему аква кризиса нереально решить.



leksicheskaya-sinonimiya-v-anglijskom-yazike-referat.html
leksicheskaya-storona-rechi.html
leksicheskaya-tema-osenyu-v-sadu-i-ogorode-frukti-ovoshi.html