- •Условия залегания грунтовых вод. Карты гидроизогипс.
- •Гидрогеологические карты.
- •Динамика подземных вод. Виды движения воды.
- •Ламинарный и турбулентный характер движения воды в водоносных горизонтах.
- •Линейный и нелинейный законы фильтрации.
- •Виды водозаборных сооружений.Приток воды к искусственным дренам
- •Зональность грунтовых вод
- •Артезианские бассейны
- •Область питания,разгрузки и распр.Напора арт.Бассейна
- •Артезианские склоны
- •Гидрогеодинамич.И газовая зональность артез.Вод
- •Гидротермическая и гидрогеохимическая зональность артез.Вод
- •Общие свед.О вечной(многолетн) мерзлоте
- •Надмерзлотные воды
- •Межмерзлотные и внутремерзлотные воды
- •Воды сквозных талеков
- •64. Промышленные воды
- •65.Термальные воды
-
Предмет и задачи гидрогеологии. Гидрогеология – наука о подземных водах, т.е. водах находящихся ниже поверхности земли в твердом, жидком, парообразном и другом состоянии, и приурочены к определенным горным породам. Изучает: происхождение и развитие подземных вод; условия их залегания и распространения; взаимодействие м вмещающими породами; законы движения(динамику); физические св-ва, химический состав, газовый режим. Основные задачи: изучение химического состава и физических св-в подземных вод с точки зрения возможности их использования; разработка мероприятий по борьбе с вредным влиянием подземных вод.
-
Роль подземных вод в круговороте воды в природе. Круговоротом воды в природе называется непрерывный, замкнутый, цикличный процесс обмена влагой между гидросферой, атмосферой и литосферой при котором вода переходит из одного агрегатного состояния в другое. Бывает: малый(или океанический); большой(который может включать в себя местный влагооборот).
-
Химический состав подземных вод. Формы выражения химического состава. Подземные воды – сложный природный раствор, содержащий многие химические элементы. Устойчивость и возможность накопления отдельных элементов опред растворимостью соед образ главными анионами и катионами….
-
Физические св-ва подземных вод. Бывают: цвет(желтоватый и буроватый цвет воде придают органич- е примеси. соединения железа и сероводорода дают зеленовато-голубую окраску. обычно все подз. воды бесцветны.), вкус(придают раствор-е минер-е в-ва, газы и примеси NaCl), запах(в основном не имеют запаха, но присутствие сероводорода придает тухлый запах), прозрачность(зависит от кол-ва механических примесей и органических в-в), температура(определяется геотермальными условиями района),плотность(), электропроводность( увеличивается с увеличением минерализации), радиоактивность.
-
Показатели химического состава. 1).Минерализация – сумма всех минерал в-в содерж в воде, оценивается по сухому остатку(общее содерж нелетучих в-в + органика), котор получ при выпаривании одного дм3 воды и высушивании остатка . 2).рН – харак кислотно-щелочн св-ва =. 3). Окислит-восстановл потенциал – харак интенсивность окисл или восстанов действий с перемн валентностью. 4). Жесткость – обусловл присутствием в ней Са и Mg. Различают: ОЖ; УЖ; ПЖ=ОЖ-УЖ. 5). Агрессивность – оценив по отношению к бетонам, металлам и связан с присутствием в воде Н+, СО2, сульфатов, Mg.
-
Жесткость подземных вод. Жесткоть воды обусловлена присутствием ионов кальция и магния. Жесткая вода дает накипь котла в системах теплоснабжения. Эта вода плоховзмыливается. Различают общую, временную и постоянную жесткости. Общая обуславлив-ся содержанием в воде всех солей кальция и магния. Временная жесткость – обуславл-ся наличием солей НСО3 в соединении с кальцием и магнием. Удал-ся простым кипячением воды. Постоянная жесткость - хар-ся оставшимися в воде бикорбанатов кальция и магния, после снятия временной жесткости. Выр-ся жесткость в мг/экв. На метр воды. при жесткости менее 3 мг*экв/л – вода сч-ся мягкой. От 3-6 мг*экв/л – жесткой. И более 9 мг*экв/л- очень жест кой.
-
Пригодность воды для водоснабжения. вода должна отвечать следующим требованиям: Минерализация до 1 г/л; жесткость 7 мг-экв/л. до 350 мг/л; до 500 мг/л.
-
Агрессивность подземных вод. Подз. воды мб агрессивными по отношению к бетону и металлам. Различают: углекислую, сульфатную, общекислотную, магнезиальную и кислородную агрессии. Углекислая агрессия – растворяющая сп-ть воды по отношению к бетону при избытке в ней свободной углекислоты НСО3. Часть этой кислоты вступает в р-ию с СаСО3, разрушает бетон и переводит СаСО3 в р-р. Сульфатная агрессия – происх-т при наличии в воде SO4 (более 250 мг/л). При этом происх-т кристаллизация в бетоне ионовых соед-й, в р-те чего конструкция разрушается. Общекислотная агрессия – вызывается содерж-м в воде водородного пок-ля рН меньше 7 при временной жесткости менее 9 мг*экв/л. В следствии этого происх-т разрушение извести в бетоне. Магнезиальная - при этой агрессии происх-т проникновение в бетон воды с выс. содерж-м магния, свыше 750 мг/л. Кислородная –она обуславл-ся наличием в воде свободного кислорода, кот. вызывает коррозию металлич. предметов, нах-ся в карьерах и шахтах.
-
Происхождение подземных вод. Делятся: инфильтрационные – образ путем просачивания (инфильтрации) атмосфер осадков, талых снегов, поверхностных вод; конденсационные – образ из парообраз фазы путем конденсации при снижении температуры до точки росы; седиментационные – формир в процессе осадконакоп оказ закономерными в порах и пустотах; водонос горизонт формир за счет восходящ мантийных потоков.
-
Виды воды в горных породах. Общая характеристика. 1). Твердое состояние – содерж в породах зоны распростран вечной мерзлоты(кристаллы, прослои, линзы льда). 2). Парообраз – образ путем испар жидкой фазы. 3). Вода хим связанная – участвует в строении кристаллической решетки минералов. 4). Физически связанная: а).прочно связанная(удерж на пов-ти минерал частиц, удерж электростатич и молекуляр силами в виде отдельных молекул), б)рыхло связанная(пленочная)(образ поверх прочносвязан, удерж молекуляр силами в виде пленки толщиной в несколько молекул. 5). В надкритич состоянии – содерж в нижних слоях литосферы, где температура выше критической() и харак флюидным состоянием. 6). Свободная(жидкая) – а).капилярная(заполн капиляр пустоты в породах, в силу св-в пов-ного натяжения); б).иммиболизованная(содерж в замкнут порах и пустотах), в). Гравитационная(перемещается по трещинам и пустотам, и порам под действием сил тяжести).
-
Физически связанная вода. Делится на два вида: а).прочно связанная - вода удерживается на поверхности частиц молекулярными и электростатическими силами. Она не передает гидростатический напор, не обладает растворяющей способностью, не замерзает до 78ºС. При нагревании до 100-105ºС полностью удаляется. б).рыхло связанная(пленочная) - вода образуется при конденсации водяных паров. Она покрывает тонкой пленкой 0.01мм поверхность частиц, удерживается молекулярными силами, плотность близка к плотности свободной воды, способна передвигаться от частицы к частице под влиянием сорбционных сил, не передает гидростатический напор.
-
Химически связанная вода. Вода котор в виде Н2О, ОН, Н входит в состав кристал решетки минералов и ГП, а также она учавствует в строении кристаллической решетки минералов.
Химически связанные воды разделяют на кристаллизационные и конституционные . Наиболее распространение имеют кристаллизационные воды, присутствующие в кристаллической решётке минералов в виде единичных молекул или их групп. Кристаллизационная вода может быть выделена из минерала при t до 300 С. Ионы ОН+ и Н+ представляют собой конституционные воды, превращающиеся в воду после выделения из минералов. Образование этих вод связывают с высокими температурами и давлением.
-
Свободная вода. Также ее называют жидкой водой. Бывает трех видов: а).капилярная - заполн капиляр пустоты в породах, в силу св-в пов-ного натяжения, на границе раздела вода-воздух может подниматься по стенкам капиляра, образ зону капиляр насыщения. Высота капиляр поднятия 2-3м в рыхлых породах, до 10м и более в плотных; б). иммиболизованная - содерж в замкнут порах и пустотах, при механ воздействии, когда каркас грунта наруш, такая вода освобожд и переходит в гравитационную; в). Гравитационная - перемещается по трещинам и пустотам, и порам под действием сил тяжести.
-
Вода в твердом и парообразном состоянии. Твердое состояние – содерж в породах зоны распростран вечной мерзлоты(кристаллы, прослои, линзы льда). Различ: погребен льды наземн происхождения, ископаем льды подзем происхождения. Парообразная – находится в форме водяного пара в воздухе, присутствующем в порах и трещинах горных город. При охлаждении путем конденсации переходит в жидкую воду
-
Вода в надкритическом состоянии. Содерж в нижних слоях литосферы, где температура выше критической() и харак флюидным состоянием,меньшей вязкостью и большей миграционной способностью, значительным содержанием мономерных молекул и существенным возрастанием константы диссоциации.
-
Классификация подземных вод. По происхождению: инфильтрационная(образ путем просачивания (инфильтрации) атмосфер осадков, талых снегов, поверхн вод); конденсационная(образ из парообраз фазы путем конденсации при снижении температуры до точко росы); седиментационная(формир в процессе осадконакоп оказ закономерными в порах и пустотах); водонос горизонт формир за счет восходящ мантийных потоков. По условиям залегания: поровые(залег и церкулируют в порах ГП,слагающ самые верхние слои ЗК); пластовые(циркул в водопроницаем породах, котор либо только подстил водоупором, либо залег между 2мя водоупорами. Различ: поровопласт, трещинопласт); трещинные(циркул в массивах скальных трещин пород); карстовые(циркул в массивах легкораствор, раскарстован пород(соляные породы, гипсы)); трещинножильные(циркул в зонах развития тектон наруш и по глубин разломам). По гидравлическому признаку: безнапорные(подзем воды котор только подстилаются водоупором и имеют свободн пов-ть); напорные(залегают между двумя водоупорами, вода находится по давлением).
-
Понятие о водоносных породах, горизонтах и комплексах. Водоносные породы – это пласты, линзы, прослои водопроницаемых пород опред литолог состава, в котор поры, трещины, пустоты заполнены гравитационной водой. Водоносный горизонт – толща ГП возможно различ литолог состава, насыщенная водой и залег между 2мя водоупорами или только подстилается водоупором. Водоносный комплекс – это мощная толща ГП достаточно однородная по возрасту и характеру водоносности состоящ из нескольких водонос горизонтов и раздел их водоупоров.
-
Типы подземных вод. Общая характеристика. 1).Воды зоны аэрации – наход выше зоны полного насыщ водой ГП. Здесь встречаются почвенные воды и верховодка. Почвенные воды(приуроч к самому верхнему почвен слою. Верховодка(воды сезонного существования). 2). Грунтовые воды(подземные воды 1го от пов-ти постоянно существующего водоносного горизонта). 3). Межпластовые безнапорные воды(встречаются в природе редко, обычно приурочены к пластам песчаника большой мощности, залег выше базиса эрозии местной гидрограф сети). 4). Напорные (артезианские) воды – межпласт подземн воды заключенные мужду 2мя водоупорами и находящ под гидростатич давлением.
-
Подземные воды зоны аэрации. Верховодка. Зона аэрации – верхняя часть разреза земной коры, находящаяся между дневной пов-тью и свободной пов-тью грунтовых вод и имеющая мощность от нескольких сантиметров до 100м и более. Верховодка – подземные воды в проницаемых породах зоны аэрации, залегающие на пов-ти пространственно невыдержанных слабопроницаемых и непроницаемых пород(линзы,слои). Верховодка имеет сезонный характер, время ее существования зависит от размеров водоупорной толщи и условий питания. Они имеют свободный уровень, капиллярную кайму, незначительную мощность, расходуются на испарение и питание грунтовых вод, формируются на плоских водоразделах, под депрессиями и понижениями, режим их весьма изменчив и зависит от климатических факторов.
-
Условия залегания грунтовых вод. Карты гидроизогипс.
Грунтовые воды- воды первого от поверхности постоянного сущ. Водоносного гориз.,залегающ. На 1 м от поверхности водоупора.
-
1)имеют свободную поверхн,т.е при вскрытии их уровень устан. На той же глубине.2)являются безнапорными 3)питание осущ. за счет инфельтрации совпадаютатмосферными осадками, за счет междуречных потоков,поверхн вод 4) область питания и обл. распространения 5) малая минерализация 6) выше поверх грунт.вод распол. кайма капилярных вод,на верхней границе которой давление меньше атмосферного7) непостоянством гидрогеологического режима.
Гидроизогипсы, изолинии на карте, соединяющие в плане точки с одинаковыми абсолютными отметками уровня грунтовых вод. .
Карты гидроизогипс – показывают восточное положение водоносного горизонта в плане.