III. Предварительная разведка. Предварительная разведка необходима для изучения основных особенностей геолого-гидрогеологических условий месторождения (участка) и обоснования целесообразности постановки детальной разведки. Предварительная разведка осуществляется, если заявлена потребность в воде и если месторождение (участок) по своим масштабам, качеству воды и географо-экономическому положению и технико-экономическим показателям представляет интерес для последующего освоения. Основными задачами работ на стадии предварительной разведки являются:
- выбор наиболее перспективного водоносного комплекса или горизонта (одного или нескольких) в пределах разведываемого участка;
- выявление и оценка основных источников формирования эксплуатационных запасов подземных вод, общей их величины;
- выбор участка и обоснование схемы размещения скважин будущего водозабора;
- определение качества подземных вод.
Для месторождений промышленных и термальных вод дополнительно решаются следующие задачи:
- разработка технологического регламента извлечения из воды полезных компонентов или технология съема тепла;
- определение количества и качества промстоков и способа их удаления.
На стадии предварительной разведки проводятся работы: рекогносцировочное обследование участка, бурение скважин, опытно-фильтрационные работы, крупномасштабные площадные геофизические работы и геофизические исследования в скважинах, отбор проб воды и пород, лабораторные работы, наблюдения за режимом подземных и поверхностных вод, топогеодезические работы, санитарное обследование участка работ.
Стадия IV. Детальная разведка. Детальная разведка проводится с целью получения необходимых данных для обоснования проекта строительства нового или расширения существующего водозабора с выявлением запасов подземных вод в количестве, обеспечивающем работу водозабора в течение заданного срока эксплуатации, а для промышленных вод — обеспечивающем предприятие сырьем на амортизационный срок. Стадия детальной разведки подразделяется на две подстадии:
детальная разведка нового месторождения и
детальная разведка эксплуатируемого месторождения.
Стадия V. Эксплуатационная разведка. Эксплуатационную разведку ведут в процессе строительства и эксплуатации водозаборов на участках с утвержденными запасами для выявления соответствия режима эксплуатации прогнозным расчетам, обоснования рационального режима эксплуатации и ее текущего планирования.
Гидрогеологические исследования при различных видах строительства также проводятся по стадиям. При изысканиях под ответственные сооружения выделяют стадии проекта и рабочей документации. При строительстве мелких объектов исследования проводятся в одну стадию — рабочий проект (СНиП 1.02.01—85).
Гидрогеологическое дешифрирование аэро- и космических снимков выполняют с целью обнаружения грунтовых вод, определения глубины их залегания, степени минерализации и территориального расположения. Используют два варианта гидрогеологического дешифрирования:
1) индикационный
2) ландшафтный.
В первом варианте поиск ведут с использованием внешних признаков наличия грунтовых вод — определенных видов растений и их сообществ, типов почв. Этот вариант наиболее распространен. Он прост, доступен, но требует большого объема работ для определения гидрогеологической характеристики территории в целом.
Ландшафтный вариант основан на использовании взаимосвязи гидрогеологических характеристик с определенными типами таксономических единиц ландшафта, например фаций и урочищ.
При визуальном дешифрировании индикаторов используют преимущественно прямые признаки. Наибольшее значение имеет тон фотоизображения. Тоновые различия зависят от видового состава и фазы вегетации растительности, проективного покрытия и типа почв.
Пырей с солодкой, пырей с верблюжьей колючкой, типчак с житняком — индикаторы залегания пресных грунтовых вод, а также тамариск, песчаная полынь, вейник, мятлик и др. обладают сравнительно невысокой отражательной способностью в видимой области спектра. Полынь белая и солончаковая, пырей солевыносливый, солянка однолетняя и др. характеризуются большей яркостью. Поэтому в зеленый период вегетации на аэрофотоснимках масштабов 1:10 000... 1:25 000, полученных в спектральной зоне 0,6...0,7 мкм, растения-индикаторы по тону изображения разделяются достаточно надежно. По мере выгорания растений на возвышенных участках местности возрастает яркостный контраст понижений с еще зеленой растительностью на линзах пресной воды. Понижения с солеными грунтовыми водами отличаются большей яркостью. Их изображения имеют неровную пятнистую текстуру со светлой каймой выцветов соли.
В период, когда растительность выгорает повсеместно и не различается по яркости, индикационный приоритет переходит к почвам. Почвы западин с минерализованными грунтовыми водами ярче, чем с пресными.
Оптимальным сезоном аэрофотосъемки для гидрогеологических изысканий является весна — начало лета.
Примерная технология работ:
изучение индикаторов и их дешифровочных признаков на ключевых участках,
предварительное камеральное дешифрирование снимков,
полевой контроль и уточнение результатов дешифрирования.
В качестве перспективных способов гидрогеологических изысканий может служить радиолокационное глубинное зондирование, выполняемое параллельно с обычной аэрофотосъемкой. Материалы аэрофотосъемки, в частности фотосхемы, служат для привязки данных радиозондирования и изготовления гидрогеологической фотокарты.
При визуальном дешифрировании индикаторов используют преимущественно прямые признаки. Наибольшее значение имеет тон фотоизображения. Тоновые различия зависят от видового состава и фазы вегетации растительности, проективного покрытия и типа почв.
Пырей с солодкой, пырей с верблюжьей колючкой, типчак с житняком — индикаторы залегания пресных грунтовых вод, а также тамариск, песчаная полынь, вейник, мятлик и др. обладают сравнительно невысокой отражательной способностью в видимой области спектра. Полынь белая и солончаковая, пырей солевыносливый, солянка однолетняя и др. характеризуются большей яркостью. Поэтому в зеленый период вегетации на аэрофотоснимках масштабов 1:10 000... 1:25 000, полученных в спектральной зоне 0,6...0,7 мкм, растения-индикаторы по тону изображения разделяются достаточно надежно. По мере выгорания растений на возвышенных участках местности возрастает яркостный контраст понижений с еще зеленой растительностью на линзах пресной воды. Понижения с солеными грунтовыми водами отличаются большей яркостью. Их изображения имеют неровную пятнистую текстуру со светлой каймой выцветов соли.
В период, когда растительность выгорает повсеместно и не различается по яркости, индикационный приоритет переходит к почвам. Почвы западин с минерализованными грунтовыми водами ярче, чем с пресными.
Гидрогеологические карты являются основной формой графического изображения результатов гидрогеологической съемки. Они должны отражать распространение, последовательность, условия и глубину залегания, а также качественные и количественные характеристики всех выделяемых в соответствии со стратификационной схемой водоносных толщ и водоупоров в пределах заданной глубины картирования.
В зависимости от сложности природных условий, глубины и детальности картирования составляются совмещенные или расчлененные гидрогеологические карты, на которых соответственно показывается несколько или один из выделяемых водоносных комплексов (горизонтов). Совмещенные карты обычно составляют для отдельных структурных ярусов, для пород четвертичного и дочетвертичного возрастов. Этажность расположения водоносных комплексов (горизонтов) отображают методом «просвечивания» (рисунок), построением карт-срезов, линиями контуров и т. п..
Схема отображения этажности водоносных комплексов (горизонтов) методом «просвечивания» (по А.М. Овчинникову): 1 – водоупорные докембрийские отложения; водоносные комплексы отложений; 2 – девонских; 3 – каменноугольных; 4 – пермских. |
Гидрогеологические карты составляются в окончательном виде на основе полевых карт, среди которых основными являются карты фактического материала, водопунктов и расчлененные или совмещенные гидрогеологические карты, а вспомогательными – геоморфологические, геологические, ландшафтно-индикационные и другие.
Гидрогеологические карты разделяются: по масштабу на обзорные (1:1000000 и мельче), мелкомасштабные (1:500 000 – 1:1 000 00), среднемасштабные (1:200 000 – 1:100 000), крупномасштабные (1:50000 и крупнее); по назначению и содержанию на общие и специальные; по способу графического оформления на совмещенные и расчлененные; по обоснованности фактическим материалом на кондиционные и некондиционные. Требования к гидрогеологическим картам и иллюстрирующим их профилям соответствующих масштабов (кондиции) указываются в специальных инструкциях и руководствах. В общем случае картографические материалы с пояснительной запиской должны обеспечивать решение всех задач, поставленных перед гидрогеологической съемкой соответствующего масштаба.
Единой методики составления гидрогеологических карт не существует. Наибольшим распространением на практике пользуется стратиграфо-гидрогеологический принцип картирования. На этих картах цветом показывается распространение основных водоносных горизонтов, комплексов и водоупоров в соответствии с их литолого-стратиграфическим положением. Остальные сведения отображаются с помощью различных условных обозначений.
В соответствии с методическими указаниями, разработанными ВСЕГИНГЕО, составляются листы государственной гидрогеологической карты масштаба 1:200 000. Согласно этой методике на гидрогеологических картах масштабов 1:1 000 000 – 1:500 000, 1:200 000 – 1:100 000 и 1:50 000 рекомендуется отображать следующие данные:
1. По площади – распространение картируемых водоносных горизонтов (комплексов) и безводных водопроницаемых пород с указанием их возраста (показ цветом и цветной горизонтальной штриховкой), а также минерализации первого от поверхности земли водоносного горизонта (комплекса) в изолиниях или крапом. Крапом изображается минерализация (сухой остаток) в градациях: до 0,1; 0,1-0,5; 0,5-1,0; 1-3; 3-5; 5-7; 7-10; 10-15; 15-35 и более 35 г/л.
2. В точках – водопункты с указанием их номера, дебита в л/с, величины понижения уровня воды в м, глубины до воды в скважинах и колодцах в м, минерализации в г/л, геологического индекса водовмещающих пород, химического состава воды (цветом внутри значка водопункта).
3. Линиями – границы распространения водоносных горизонтов, залегающих ниже первого от поверхности, и гидроизогипсы грунтовых вод; стрелками – направление движения подземных вод.
Дополнительно на гидрогеологических картах могут показываться площади распространения многолетней мерзлоты, таликов, линз пресных вод, участки проявления карста, верховодки, оползней и другая информация.
Карты сопровождаются гидрогеологическими разрезами, которых отображаются особенности геологического строения, литолого-фациальные изменения и гидрогеологические условия по определенным профилям, ориентированным так, что на них наиболее полно отражаются условия залегания, распространения, питания, разгрузки и взаимоотношение по возможности всех или наибольшего количества картируемых водоносных горизонтов и комплексов.
Оптимальным сезоном аэрофотосъемки для гидрогеологических изысканий является весна — начало лета.
Примерная технология работ:
изучение индикаторов и их дешифровочных признаков на ключевых участках,
предварительное камеральное дешифрирование снимков,
полевой контроль и уточнение результатов дешифрирования.
В качестве перспективных способов гидрогеологических изысканий может служить радиолокационное глубинное зондирование, выполняемое параллельно с обычной аэрофотосъемкой. Материалы аэрофотосъемки, в частности фотосхемы, служат для привязки данных радиозондирования и изготовления гидрогеологической фотокарты.
В качестве иллюстрационных материалов дополнительно представляются карты пьезоизогипс, глубин залегания подземных вод, водообильности, водопроводимости, ресурсов подземных вод; гидрогеологического районирования по условиям водоснабжения и мелиоративного освоения территории, ландшафтно-индикационная, геоморфологическая, строения зоны аэрации, рельефа кровли и подошвы водоносных горизонтов и водоупоров, радиогидрогеологического опробования, гидрохимические и другие специальные карты, методика составления которых выбирается с учетом конкретных особенностей картируемой территории.
Методика Всесоюзного геологического института (ВСЕГЕИ), основанная на выделении и показе распространения водоносных комплексов (горизонтов) по типам формирующихся в них подземных вод (пластовых, трещинно-пластовых, трещинно-жильных и др.), получила меньшее распространение.
Методика составления специальных гидрогеологических карт в каждом конкретном случае определяется прежде всего содержанием и целевым назначением карт. Поскольку содержание и задачи специализированных карт разнообразны, единой методики их составления, как уже говорилось, не существует. Однако при составлении специализированных гидрогеологических карт необходимо следовать основному правилу – цветом показывать основные гидрогеологические элементы или факторы, предопределяющие решение поставленных задач. Последовательность применения других знаков выбирается с учетом обеспечения наглядности гидрогеологических данных, степени их важности и целевого назначения карты.
Мелкомасштабные и в меньшей мере среднемасштабные общие гидрогеологические карты широко используются для теоретических обобщений, перспективного планирования гидрогеологических и других видов исследований, составления генеральных схем комплексного использования и охраны водных ресурсов и народнохозяйственного освоения отдельных территорий, построения различного рода сводных обзорных карт по территории СССР в целом и по отдельным крупным его регионам, для гидрогеологического районирования территорий и решения многих других задач.
Средне- и крупномасштабные гидрогеологические карты используются, главным образом, как надежная основа для текущего и перспективного планирования дальнейших гидрогеологических и других видов геологоразведочных работ, для гидрогеологического и технико-экономического обоснования разнообразных водохозяйственных мероприятий и строительства инженерных сооружений, для оценки естественных и эксплуатационных ресурсов подземных вод, для уточнения гидрогеологического районирования и решения многих других специальных задач.
Прекрасными примерами сводных обзорных гидрогеологических карт и выполнения гидрогеологического районирования служат карты, сопровождающие монографическое описание территории СССР различных регионов. В основу составления этих карт положен огромный фактический материал по подземным водам, в том числе и результаты мелко- и среднемасштабного картирования территории СССР. Масштаб составленных для различных регионов гидрогеологических карт изменяется от 1:2 500 000 до 1:500 000.
На основе обзорных гидрогеологических карт регионов и обобщения материалов региональных исследований составлены сводная общая гидрогеологическая карта территории СССР в масштабе 1 : 5 000 000 и широтный гидрогеологический разрез, построенные на единой стратификационной схеме гидрогеологического расчленения изученного геологического разреза, карта модулей эксплуатационных ресурсов подземных вод (масштаб 1:5000000), обзорные карты минеральных и термальных вод СССР (масштаб 1:2500 000), карта грунтовых вод европейской части Союза ССР и другие обзорные гидрогеологические карты.
Материалы регионального гидрогеологического изучения и мелкомасштабные гидрогеологические карты и карты общего гидрогеологического районирования территорий (районирование по геоструктурному принципу и общности гидрогеологических условий) широко используются для региональных оценок и специального гидрогеологического районирования (районирование территорий по отдельным гидрогеологическим признакам или их совокупности применительно к решению специальных народнохозяйственных задач) территории СССР или отдельных его частей по условиям водоснабжения, применения вертикального дренажа, подземного захоронения промышленных стоков, искусственного пополнения запасов подземных вод и других целей.
Региональные гидрогеологические карты и монографические описания гидрогеологических условий территории СССР имеют большую народнохозяйственную ценность. Достаточно отметить, что все дальнейшие гидрогеологические исследования и изыскания для решения разнообразных задач в любом районе территории нашей страны можно проводить более плодотворно и целенаправленно на основе рабочей гипотезы, обоснованной материалами выполненных исследований. В какой-то мере созданы условия для исключения повторных исследований. Все это обеспечивает твердую основу для осуществления дальнейших гидрогеологических исследований и изысканий на качественно новом и более высоком научно-техническом уровне.