Тема 1.5. Основы гидрогеологии и инженерной геологии

Основы гидрогеологии. Цели и задачи гидрогеологических изысканий. Вода в атмосфере, на поверхности Земли и в земной коре. Большой и малый круговорот воды в природе. Происхождение подземных вод, их классификация. Физические свойства подземных вод и методы их определения. Газовый и бактериальный состав подземных вод. Химический состав подземных вод.

Воды зоны аэрации. Верховодка и условия её образования. Влияние верховодки на обводнение месторождений полезных ископаемых. Грунтовые воды и особенность их залегания. Основные типы грунтовых вод. Элементы грунтовых вод. Области распространения, питания и разгрузки грунтовых вод. Признаки грунтовых вод. Грунтовый бассейн. Грунтовый поток.

Условия залегания артезианских вод. Факторы, обуславливающие напор артезианских вод. Главнейшие элементы артезианских бассейнов. Пьезометрический уровень. Карта гидроизопьез. Режим напорных вод.

Трещинные воды и условия их залегания. Водоносность трещиноватых пород. Распространение и значение трещинных воды. Зависимость водообильности трещиноватых пород от условий питания, состава пород, тектоники. Карстовые воды. Условия движения и питания карстовых вод.

Многолетняя мерзлота и её распространение на территории России. Зоны многолетней мерзлоты. Основные типы подземных вод. Надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные воды и их особенности. Минеральные воды и их распространение на территории России. Главнейшие типы минеральных вод. Промышленные воды. Их распространение и практическое значение. Термальные воды, их использование.

Условия обводненности месторождений полезных ископаемых Понятие о рудничных (шахтных) водах и задачи рудничной гидрогеологии. Особенности обводненности месторождений полезных ископаемых и основные факторы обводнения. Методы определения притока воды в горные выработки. Использование рудничных вод для водоснабжения и хозяйственно-технических целей. Основные способы борьбы с обводнением месторождений.

Основы динамики подземных вод. Виды передвижения воды в горных породах. Основные законы подземных вод. Линейный закон фильтрации, нелинейный закон фильтрации, неустановившееся движение подземных вод. Понятие о коэффициенте проницаемости, фильтрационном потоке. Способы определения коэффициента фильтрации, направления скорости движения и расхода подземных вод. Типы водозаборов. Определение притока воды к горизонтальным и вертикальным водозаборам Взаимодействие водозаборов. Понятие о радиусе влияния и удельном дебите водозаборов. Понятие о режиме и балансе подземных вод. Понятие о ресурсах и запасах подземных вод.

Основы инженерной геологии. Цели и задачи инженерно-геологических изысканий. Горные породы как объект изучения инженерной геологии. Основные геолого-генетические типы горных пород. Понятие о номенклатуре грунтов оснований сооружений. Классификация грунтов по характеру внутренних связей. Процесс формирования физико-технических свойств осадочных грунтов. Влияние генезиса и структурно-текстурных особенностей на физико-технические свойства грунтов. Основные составные части и фазовое состояние дисперсных грунтов. Минеральный состав. Гранулометрический состав, структура и текстура грунтов. Физико-технические свойства и их показатели. Физические, водные и механические свойства дисперсных грунтов. Свойства твердых пород.

Методические указания

Подземные воды являются ценнейшим полезным ископаемым на Земле, помимо того, что пресную воду человек использует для питьевых целей, нефть и газ в проницаемых пластах залегают вместе с водой.

При изучении данной темы важно изучить происхождение подземных вод, их классификацию, особенности условий залегания, грунтовых и артезианских вод, так как нефтяные скважины вскрывают эти воды. Основы динамики подземных вод важно знать, чтобы иметь представление о притоках воды в различные скважины.

Лабораторная работа

1. Определение притока воды к различным водозаборным сооружениям

Литература 1, стр.30-31

Вопросы для самоконтроля.

1. Какие породы могут быть отнесены к водопроницаемым и водоупорам?

2. В чем различие между грунтовыми и артезианскими водами?

3. Нарисуйте схему строения артезианского бассейна и объясните ее.