24 Гидрогеологические изыскания и исследования

Гидрогеологические исследования проводятся с целью изучения природных вод как в качестве объекта поисков, то есть своеобразного жидкого полезного ископаемого, тех и в качестве геологического явления, которое необходимо исследовать для получения полной геологической характеристики района. Следует также учитывать, что химический состав природных вод может использоваться в качестве своеобразного индикатора наличия залежей различных полезных ископаемых.

Область применения подземных вод в качестве полезного ископаемого весьма обширна. Пресные подземные воды используются для водоснабжения городов, поселков, в промышленности в сельском хозяйстве. Лечебные минеральные воды, такие, как углекислые, сероводородные, радиоактивные, железистые, представляют особую группу полезных ископаемых. Воды нефтеносных отложений часто также обладают лечебными свойствами. Щелочные подземные воды, встречающиеся в нефтяных месторождениях, применяются при внутриконтурном заводнении нефтяных пластов. Подземные воды преимущественно нефтяных месторождений служат источниками йода, брома, радия. Термальные воды используются в энергетических целях как источник электроэнергии и теплоснабжения.

В задачу поисков и разведки подземных вод входит выяснение их наличия в недрах, качества, условия залегания, движения, режима, запасов и т.п. В этих целях применяются геологические и гидрогеологические съемки, сопровождаемые геоботаническими и геофизическими исследованиями, разведочным бурением, наблюдениями за скважинами и т.д.

Ввиду неразрывной связи гидрогеологии с геологией гидрогеологические исследования ведутся в процессе геологосъемочных работ. При изучении естественных и искусственных водопроявлений необходимо регистрировать и описывать все имевшиеся водопроявления, определять приуроченность водоносных пластов к определенным стратиграфическим толщам, выяснять

степень водообильности пород, химический состав и качество подземных вод, а также наличие водоносных и водоупорных горизонтов.

Под собственно гидрогеологической съемкой понимается изучение обшей гидрогеологической обстановки района и его водоносности. Съемки масштабов 1:1000000 -1:500000, известные под названием обзорных, проводятся в неизученных или слабоизучейных районах с целью выяснения общих гидрогеологических условий, и составления гидрогеологической карты соответствующего масштаба. В масштабе 1:200000 производятся региональные съемки, преследующие ту же цель, что и более мелкомасштабные. Наконец, гидрогеологические съемка в масштабах 1:50000 (площадные), 1:25000 и круп­нее (детальные) проводятся с определенными промышленными целями (изыскания для строительства, водоснабжения водолечебниц и т*д.).

Подготовка к гидрогеологическим съемочным работам по существу не отличается от подготовки к геологической съемке. В качестве специфических черт следует отметить особо тщательные подбор картографического материала, так как только достаточно крупный масштаб карт хорошо передает черты рельефа, что особенно важно при привязке водопунктов и прослеживании водоносных горизонтов. Весьма важны данные о высотном положения водопунктов.

Непосредственно гидрогеологические съемочные исследования состоят в описании и нанесении на карту всех водопроявлений (источников, скважин, колодцев, горных выработок в т.д.). Кроме того, обследуются поверхностные водоемы, различные физико-геологические явления, возникшие в результате деятельности подземных вод (оползни, карст). Производятся наблюдения за растительностью. При исследовании источника определяется его приуроченность к тем или иным геологическим формациям и структурам; замеряются дебиты, температура воды и воздуха, отбираются пробы воды для химического анализа. Определение дебита источников производится при помощи мерных сосудов или водосливов. При обследовании колодцев и скважин замеряются уровни воды.

В результате гидрогеологических съемок составляются различные гидрогеологические карты: фактического материала, общей водоносности, водоносности отдельных горизонтов, гидроизогипс дня грунтовых вод, гидроизопьез для артезианских вод, гидрохимические и т.д. На карты фактического материала наносят все водопункты (источники, колодцы, скважины) с указанием дебита (в виде кружков разного радиуса) и другие дан­ные. На картах водообильности показывают участки с преобладающими дебитами той или иной величины.

В пустынях и полупустынях для поисков подземных вод успешно используют геоботанические методы, основанные на изучении распространения растений-гидроиндикаторов.

Для поисков и разведки подземных вод применяют и геофизические методы. Наиболее широко распространена электроразведка (электрозондирование и электропрофилироваиие). Эти методы позволяют определять глубины залегания минерализованных и пресных вод. Применение электроразведки в гидрогеологии основано на различии электрического сопротивления вод при различной минерализации. Для изучения строения артезианских бассейнов применяется сейсморазведка.

При поисках и разведке термальных вод проводят геотермические исследования, а при поисках радиоактивных вод - радиометрические.

При разведочном бурении на грунтовые воды в скважинах проводят замеры уровней, по данным которых строят карты гидроизогипс, отражающие рельеф уровенной поверхности грунтовых вод. Наблюдают за направлением и скоростями грунтовых потоков. Для этого применяют индикаторы, загружаемые в специальные загрузочные скважины и затем фиксируемые в соседних наблюдательных скважинах. В качестве индикаторов используют красители, электролиты, меченые атомы.

По данным бурения составляется геологический разрез, определяются глубины залегания и мощности водоносных горизонтов. Весьма эффективны геофизические измерения в скважинах. Электрометрия дает возможность определить, помимо литологии разреза, наличие и положение в разрезе горизонтов с пресной и минерализованной водой; горизонты пресных вод характеризуются максимумами сопротивлений и естественных потенциалов, горизонты с минерализованной водой - минимумами сопротивлений и максимумами на кривой естественных потенциалов. В качестве дополнительных методов применяются термометрия и гамма-метод.

В разведочных скважинах на артезианские воды необходимо замерять статические уровни, давления на устье, температуры и отбирать пробы вод на анализ. В самоизливающихся артезианских скважинах уровень определяется путем либо наращивания труб, либо замере давления на устье. Исходя из высоты фонтана и диаметра труб, определяют дебит. При отсутствии самоизлива в скважинах, бурившихся с глинистым раствором, перед замером статического уровня производится промывка и прокачка водой. Измерение уровня воды в скважине ведется с помощью уровнемеров различных систем.