36. Минеральные подземные воды?

Обладают биологически активными свойствами, оказывающими физиологическое воздействие на организм человека, используются в лечебных целях.

По составу и лечебному значению различают несколько групп минеральных вод: углекислые; сероводородные; радиоактивные.

Углекислые воды, постоянно газирующие углекислотой.

Минеральные питьевые минерализация не менее 2 г/дм³.

Минеральные питьевые лечебные от 8 до 12 г/дм³.

Многие крупные источники углекислых вод тяготеют к районам, где развиты молодые интрузии магматических пород. Вероятно большое количество СО₂ образуется а контактовых зонах интрузивов и карбонатных пород.

Газовый фактор отношение дебита выделившегося газа к дебиту воды изменяется 0т 1,6 до 4,6 и более измеряется м³/м³.

Все углекислые воды делятся на следующие типы:

1. Холодные минерализация < 4 г/дм³, температура не превышает 20 ^оС, СО₂ от сотых до десятых.

2. Горячие и теплые, температура от 37-40 ^оС до 70 ^оС, минерализация 6,5 г/дм³, СО₂ от 0,3 до 1 г/дм³ редко достигает 3 г/дм³, тип воды связан с разломными зонами.

3. Гидрокарбонатные воды с повышенным содержанием сульфидов температура 14-20 ^оС, минерализация 25 г/дм³, СО₂ = 2 г/дм³.

4. Хлоридно-гидрокарбонатно-натриевые температура 37 ^оС, СО₂ = 2,5 г/дм³, минерализация 25 г/дм³.

5. Углекисло-солёно-хлоридно-натриевые минерализация до 50 г/дм³, температура 37 ^оС, СО₂ = 2,5 г/дм³.

Сероводородные:

1. Воды с азотом (азотно-сероводородные) – приповерхностные в сочетании с торфяными и гипсоносными отложениями.

2. Воды с метаном (метано-сероводородные) - в глубоких частях бассейнов без доступа воздуха связаны с битуминозными и нефтеносными отложениями.

3. Углекисло-сероводородные.

По нормам H₂S различают:

1. Слабосероводородные 10-50 мг/дм³;

2. Среднесероводородные 50-100 мг/дм³;

3. Сильносероводородные 100-150 мг/дм³;

4. Особо сильноводородные более 150 мг/дм³.

Радиоактивные минеральные воды – если Ra не менее 1*10^-11 г/дм³, U не менее 3*10^-5 г/дм³ и Rn 1,85*10² г/дм³ (по Токареву).

Радоновые воды:

Слаборадоновые 1,85*10² -14,8*10²;

Среднеродоновые 14,8*10²-7,4*10³;

Высокородоновые более 7,4*10³.

Радоново радиевые воды – радона 1,85*10² г/дм³, радия 1*10^-11 г/дм³.

37. Подземные воды районов месторождений полезных ископаемых.

Выявляется геологическая структура, обладающая необходимыми ёмкостными свойствами и водообильностью.

Определение местоположение МПВ и работы в соответствии со стадиями геолого-разведочных работ на воду.

1. Гидрогеологическая съёмка – бурение поисковых скважин проводится комплекс гидрогеологических работ, в результате поисковых работ выявляются перспективные участки для разведочных работ.

2. На разведочной стадии в пределах перспективного участка оценивают гидрогеологические параметры и водообильность гидрогеологических подразделений. Проводят ОФР режимные наблюдения гидрогеологическое опробование геофизические и горнопроходческие работы. Оценивают возможность использования этого месторождения.

3. Детальная разведка – проводятся ОФР в режиме эксплуатации. В результате опытно-эксплуатационной откачки оцениваются запасы ПВ и ресурсы. Пробные откачки проводятся на всех стадиях геолого-разведочных работ после промывки или прокачки скважины.

38 Понятие о месторождении подземных вод; сходства и отличия от месторождений других видов полезных ископаемых.

Месторождение подземных вод есть пространственно ограниченная часть водоносной системы, в пределах которой под влиянием комплекса геолого-экономических факторов создаются благоприят­ные условия для отбора подземных вод в количестве, достаточном для их целевого использования в народном хозяйстве [Кирюхин В.А.].

Условность этой формулировки месторождений подземных вод становится очевидной при знакомстве с принципами определе­ния параметров этих месторождений. Например, границы месторо­ждения должны устанавливаться с учетом, прежде всего, технико-экономических и экологических условий (тип и положение водоза­бора, выделение санитарно-охранных зон, близость гражданских промышленных сооружений и сельскохозяйственных земель). Кон­туры месторождения могут менять свое положение в процессе его эксплуатации в результате изменения границ депрессионных воро­нок, состава подземных вод или гидродинамической обстановки, а также других причин. В связи со сказанным большое значение при­обретает определение эксплуатационных запасов.

Эксплуатационные запасы подземных вод - это такое их ко­личество, которое может быть получено рациональными в технико-экономическом отношении водозаборными сооружениями при за­данном режиме эксплуатации и качестве воды, удовлетворяющем существующим нормативам на весь период эксплуатации. Измеря­ются эксплуатационные запасы в единицах расхода.

При эксплуатации подземных вод естественная гидрогеоло­гическая обстановка нарушается, что отражается на источниках фор­мирования эксплуатационных запасов подземных вод. Эти источни­ки подразделяются на три категории: естественно-антропогенные, искусственные и привлекаемые. Следует учитывать, что эксплуата­ция водоносных систем может иметь негативные последствия: изме­нение природных ландшафтов, уменьшение расхода рек, оседание земной поверхности, исчезновение родников.

Подземные воды являются весьма своеобразными полезными ископаемыми. Они обладают свойствами, которые не встречают­ся у других видов минерального сырья. Назовем их:

• подвижность;

• возобновновляемость запасов;

• наличие внешних источников питания (атмосферные осад­ки и поверхностные воды);

• возможность изменения состава и свойств в процессе экс­плуатации;

• существенно (во много раз) меньшая, чем площадь экс­плуатируемой водоносной системы, площадь водозабора;

• весьма частая зависимость режима эксплуатации от антро­погенных условий;

• зависимость величины запаса подземных вод от применяе­мых для их извлечения технических средств.

39 Экологическая гидрогеология: цели, задачи, содержание; гидросферный базис

Экологическая гидрогеология – наука о гидрогеологических, гидрохимических и гидрогеологических трансформациях подземной гидросферы как компонента окружающей среды и базовой составляющей природно-технических гидрогеологических систем, под влиянием антропогенной нагрузки и природно технических катастроф.

Экологическая гидрогеология является по своему содержанию прикладной наукой с социальной направленностью. Рассматривает важнейшие социальные аспекты экологии связанные с влиянием подземных вод на здоровье человека.

Цели:

1. изучение экологического состояния подземных вод как природного ресурса, компонента окружающей среды и базовой составляющей природно-технических систем.

Задачи:

1. обеспечение населения качественной питьевой водой;

2. создание приемлемой экологической обстановки в районе инженерных объектов;

3. сохранение подземной гидросферы как одной из жизнеобеспечивающих систем на планете.

40. Целевое назначение и основные принципы проведения гидрогеологических исследований.

К основным гидрогеологическим исследованиям относятся:

— сбор, обобщение и обработка материалов предшествующих работ;

— рекогносцировочное гидрогеологическое обследование;

— гидрогеологическая съемка;

— разведочные работы;

— опытно-фильтрационные работы;

— наблюдения за режимом подземных вод;

— опробование и лабораторные работы.

К комплексу методов исследований в последние годы добавились новые приемы — дистанционные, изотопные, математического моделирования и др.

Сбор, обобщение и анализ фондовых и опубликованных материалов проводятся на начальных этапах изучения подземных вод. Основное внимание уделяется сведениям, характеризующим геоло­гические и гидрогеологические условия района, режим работы действующих водозаборов и отдельных эксплуатационных скважин.

Рекогносцировочное обследование площади проводится с целью уточнения границ участка, предварительного изучения геоморфологических, геологических и гидрогеологических его особенностей, а также выявления технико-экономических условий проведения различных видов разведочных работ.

Гидрогеологическая съемка — комплекс полевых исследований, целью которых является изучение и картирование гидрогеологических условий территории: выявление гидрогеологического разре­за, закономерностей распространения водоносных толщ и различ­ных типов подземных вод и их качества.

Разведочные работы состоят из проходки, буровых скважин и реже мелких горных выработок — шурфов, канав, расчисток. Буровые работы — основной вид гидрогеологических исследований. Гидрогеологические скважины позволяют изучить геолого-литологический разрез до требуемой глубины, установить глубину залегания кровли и подошвы водоносного горизонта, его мощность, состав водовмещающих пород, положение зеркала или пьезометрического уровня подземных вод, высоту напора, а при определенных условиях и высоту самоизлива воды скважинами.

Опытно-фильтрационные работы осуществляются с целью определения гидрогеологических параметров водоносных толщ и горных пород зоны аэрации и заключаются в проведении откачек из скважин, колодцев, шурфов, наливов воды в скважины и шурфы и нагнетаний воды в скважины.

Откачки — основной вид опытно-фильтрационных работ. Они проводятся при гидрогеологических исследованиях подземных вод для любых целей. Наливы воды в скважины и шурфы чаще всего ведутся при гидрогеологических исследованиях, связанных с орошением и осушением земель, проложением каналов, устройством водохранилищ.

Опытные нагнетания воды в скважины чаще всего проводятся при гидрогеологических исследованиях под гидротехническое строительство.

Наблюдения за режимом подземных вод. Исследования по изучению режима подземных вод проводят с целью оценки условий их формирования, для решения вопросов прогноза режима, использования этих вод или борьбы с ними, оценки запасов, разработки мероприятий по охране их от истощения и загрязнения и др. Режимные наблюдения ведут по специально оборудованной сети наблюдательных точек, в число которых могут быть включены скважины, колодцы, источники, водомерные посты на реках.

Опробование и лабораторные работы осуществляют с целью изучения водно-физических свойств грунтов и физических свойств, химического и газового состава подземных вод. Заключаются эти работы в отборе проб грунта и воды на различные виды анализов. Пробы отбираются в процессе проведения гидроге­ологической съемки, разведочных работ, опытно-фильтрационных и наблюдений за режимом подземных вод.

В зависимости от целей и задач гидрогеологических исследований основные виды работ могут дополняться проведением геофизических, топографо-геодезических, гидрологи­ческих работ.

41. Этапы и стадии гидрогеологических исследований.

Для планомерного выявления ресурсов подземных вод и во избежание неоправданных затрат на гидрогеологические исследования с излишней детальностью, не отвечающей целевому заданию, единый по своему характеру геологоразведочный процесс на подземные воды (пресные, минеральные, термальные, промышленные) делится на следующие стадии:

— стадия I — гидрогеологическая съемка масштаба 1:200000;

— стадия II — поиски;

— стадия III — предварительная разведка;

— стадия IV — детальная разведка;

— стадия V — эксплуатационная разведка.

Стадии работы должны, как правило, проводиться в нормальной последовательности. В отдельных случаях, в зависимости от конкретных условий, и прежде всего от степени изученности, сложности гидрогеологических условий и потребности в воде, некоторые стадии могут выпадать из общей схемы геолого-разведочного процесса или объединяться с другими. Каждой стадии гидрогеологических исследований должен соответствовать рациональный комплекс различных видов работ, методика проведения. Результаты работ каждой предыдущей стадии должны быть основой для составления проекта работ последующей стадии.

Стадия I. Гидрогеологическая съемка масштаба 1:200000.

Гидрогеологическая съемка масштаба 1:200000 проводится с це­лью планомерного гидрогеологического изучения территории СССР. Основное назначение работ этой стадии — выяснение основных закономерностей формирования и распространения различных типов подземных вод, общая оценка водоносности изучаемой территории и условий существующего и возможного использования подземных вод. Это дает возможность осуществлять общее гидрогеологическое районирование с выделением перспективных площадей и водоносных комплексов (горизонтов) для проведения дальнейших поисков и разведочных работ, а также определять условия проведения этих работ.

Основной результат гидрогеологических съемочных работ масштаба 1:200000 — государственная гидрогеологическая карта по листам принятой в СССР разграфки. В дополнение к ней составляется комплекс специальных карт, характеризующих закономерности формирования и распространения различных типов подземных вод и условий существующего и возможного их использования.

Стадия II. Поиски. Поиски провидятся с целью выявления водоносных горизонтов и участков для постановки дальнейших разведочных работ и ориентировочной оценки их эксплуатационных возможностей. Стадия поисков разделяется на две подстадии: общие поиски; детальные поиски.

Общие поиски. Целевое назначение подстадии — оценка перспектив крупных гидрогеологических регионов на выявление тех или иных типов подземных вод, выделение водоносных горизонтов (комплексов), а также площадей их распространения, перспективных для дальнейшей постановки поисково-разведочных работ и проведения региональной оценки эксплуатационных запасов в пределах отдельных бассейнов, регионов, площадей по конкретным водоносным горизонтам и комплексам.

На подстадии исследований общие поиски региональное изучение распространения и условий залегания водоносных горизонтов проводится в основном путем сбора, обобщения и камеральной обработки материалов предшествующих съемочных работ, данных, полученных при поисках и разведке других полезных ископаемых или при наблюдениях за режимом под­земных вод. При наличии достаточного материала на этой подстадии проводится региональная оценка эксплуатационных запасов подземных вод. В случае необходимости на этой подстадии может проводиться бурение и опробование отдельных скважин, опытные работы на действующих водозаборах и ревизионное обследование ранее пробуренных скважин.

Детальные поиски. Целевое назначение детальных поисков выявление и обоснование в пределах перспективных площадей водоносных горизонтов и участков с благоприятными условиями для постановки дальнейших разведочных работ и ориентировочная оценка их эксплуатационных возможностей. Основная задача работ этой подстадии — получение необходимой исходной информации, позволяющей обосновать в пределах конкретных площадей наличие (или отсутствие) месторождений подземных вод и наметить первоочередные месторождения (участки), представляющие интерес для хозяйственного освоения. Основными видами работ являются: геолого-гидрогеологическая или гидрогеологическая съемка масштаба 1:50000 и крупнее с применением комплекса геофизических, гидрохимических, дистанционных аэрокосмических, буровых, опытно-фильтрационных (пробных откачек) работ, а также гидрометрических, топогеодезических и лабораторных; сбор данных по действующим водозаборам.