
- •Введение
- •Часть 1 Общая гидрогеология
- •1. Гидрогеология как наука, научные методы и задачи гидрогеологии. История развития науки
- •1.1. Гидрогеология как наука, научные методы и задачи гидрогеологии
- •1.2. История развития науки
- •1.3. История гидрогеологических исследований в Беларуси
- •2. Место и роль подземных вод в гидросфере Земли
- •2.1. Общие сведения о гидросфере Земли
- •2.2. Вода как вещество, ее молекулярная структура и изотопный состав
- •Наиболее важные физические аномалии воды и их географическое значение
- •2.3. Виды воды в горных породах
- •2.4. Строение подземной гидросферы
- •2.5. Круговорот воды в недрах земли
- •3. Физические и водно-физические свойства горных пород
- •3.1.Физические свойства горных пород
- •Виды скважности (пустотности) горных пород в зависимости от размеров
- •Значения коэффициента пористости горных пород
- •3.2. Водно-физические свойства горных пород
- •Характерные значения влагоемкости и влажности горных пород
- •Классификация грунтов по степени проницаемости
- •Высота капиллярного поднятия в некоторых грунтах
- •4. Гидрогеологические классификации
- •Классификация подземных вод по условиям залегания
- •5. Происхождение подземных вод и формирование их химического состава
- •5.1. Происхождение подземных вод
- •5.2. Свойства, химический состав подземных вод и процессы его формирования
- •6. Залегание и распространение вод в подземной гидросфере
- •6.1. Грунтовые воды и воды зоны аэрации
- •6.1.1. Воды зоны аэрации
- •6.1.2. Грунтовые воды
- •6.2. Межпластовые воды
- •6.3. Глубинные воды
- •6.4. Основные типы подземных вод области распространения многолетнемерзлых пород (ммп)
- •7. Формы питания и разгрузки подземных вод
- •7.1. Условия питания и распространения грунтовых вод
- •7.2. Разгрузка грунтовых вод
- •По постоянству существования:
- •По химизму воды:
- •По температуре:
- •8. Основы динамики подземных вод
- •8.1. Движение подземных вод
- •8.2. Линейный закон фильтрации Дарси
- •9. Гидрогеохимия
- •9.1. Физические свойства и химический состав подземных вод
- •9.1.1. Физические свойства подземных вод
- •9.1.2. Химический состав подземных вод
- •Содержание микрокомпонентов в минеральных водах
- •9.2. Формы выражения химического состава подземных вод
- •9.2.1. Анализ воды и формы его выражения
- •9.2.2. Формы выражения химического состава подземных вод
- •9.3. Классификации подземных вод по химическому составу
- •Коэффициенты, характерные для генетических типов подземных вод
- •9.4. Гидрохимическая зональность подземных вод
- •9.4.1. Особенности химического состава подземных вод
- •9.4.2. Гидрохимическая зональность подземных вод
- •10. Режим и баланс подземных вод
- •10.1. Режимообразующие факторы. Классификация режима подземных вод
- •Факторы формирования режима подземных вод
- •10.2. Баланс подземных вод
- •10.2.1. Режим и баланс уровня грунтовых вод
- •10.2.2. Режим температуры грунтовых вод
- •10.2.3. Гидрохимический режим грунтовых вод
- •10.2.4. Режим межпластовых вод
- •11. Подземный сток и методы его определения
- •11.1. Понятие о подземном стоке и его основные параметры
- •11.2. Потоки подземных вод
- •11.3. Взаимодействие поверхностных и подземных вод. Роль подземных вод в питании рек.
- •12. Гидрогеологические структуры и гидрогеологическое районирование
- •12.1. Принципы гидрогеологического районирования
- •Классификация скоплений подземных вод
- •12.2. Гидрогеологические массивы
- •12.3. Артезианские бассейны платформенного типа
- •12.4. Гидрогеология складчатых областей
- •12.4.1. Артезианские бассейны межгорного типа
- •12.4.2. Вулканогенные массивы
- •12.5. Гидрогеологические структуры дна морей и Мирового океана
- •13. Ресурсы подземных вод
- •13.1. Понятие о запасах и ресурсах подземных вод
- •13.1.1. Ресурсы подземных вод по частям света и странам мира
- •Современная обеспеченность водными ресурсами частей света
- •Водные ресурсы шести крупнейших по территории стран мира
- •13.1.2. Ресурсы подземных вод в Беларуси
- •13.2. Основные типы подземных вод
- •13.2.1. Подземные воды хозяйственно-питьевого назначения
- •Объем тела пресных подземных вод на территории Беларуси
- •13.2.2. Минеральные подземные воды
- •13.2.3. Промышленные воды
- •13.2.4. Теплоэнергетические воды
- •Часть 2 Гидрогеология беларуси
- •14. Гидрогеологическое районирование территории Беларуси
- •14.1. Основные водоносные горизонты и комплексы
- •Основные гидрогеологические параметры межморенных водоносных горизонтов
- •14.2. Закономерности распространения подземных вод
- •14.2.1. Гидродинамическая зональность
- •Гидродинамическая зональность осадочного чехла Беларуси
- •14.2.2. Гидрогеохимическая зональность
- •Гидрогеохимическая зональность осадочного чехла территории Беларуси
- •Белорусский гидрогеологический массив
- •Припятский гидрогеологический бассейн
- •Оршанский гидрогеологический бассейн
- •Брестский гидрогеологический бассейн
- •14.3. Разновидности подземных вод по практическому использованию
- •14.3.1. Распространение и использование минеральных вод
- •Минеральные воды и рассолы без специфических активных компонентов химического состава и физико-химических свойств (с общим солесодержанием более 1 г/дм3)
- •Бромные и йодо-бромные воды и рассолы
- •Радоновые воды
- •Минеральные воды с высоким содержанием органического вещества
- •Борные воды
- •Железистые воды
- •Сульфидные и сероводородные (гидросульфидные) воды и рассолы
- •Новые типы минеральных вод
- •Кремнистые минеральные воды
- •Ультрагипотонические минеральные воды
- •Фторсодержащие воды
- •Селенсодержащие воды
- •14.3.2. Перспективы использования минеральных вод Брестская область
- •Витебская область
- •Гомельская область
- •Гродненская область
- •Минская область
- •Могилевская область
- •14.4. Промышленные рассолы и термальные воды
- •Часть 3 Экология подземной гидросферы
- •15. Охрана подземных вод
- •15.1. Охрана запасов подземных вод от истощения
- •15.2. Виды и источники загрязнения подземных вод
- •15.3. Понятие о защищенности подземных вод
- •15.4. Охрана и защита подземных вод от загрязнения
- •К физико-химическим методам очистки относятся:
- •15.5. Гидрогеоэкологическое районирование территории Беларуси и рекомендации рационального и экологобезопасного использования подземной гидросферы
- •Состав гидрогеоэкологических областей и соотношение геологических, гидрогеологических и гидрогеоэкологических таксонов Беларуси
- •Северо-Западная (Гродненско-Браславская) гидрогеоэкологическая область
- •Витебско-Могилевская гидрогеоэкологическая область
- •Припятская гидрогеоэкологическая область
- •Брестская гидрогеоэкологическая область
- •Пинская гидрогеоэкологическая область
- •Гомельско-Костюковичская гидрогеоэкологическая область
- •5.6. Загрязнение подземных и поверхностных вод и здоровье населения
- •Причины заболеваний человека, связанные с использованием воды
- •15.7. Стандартизация качества поверхностных и подземных вод
- •15.8. Мониторинг подземной гидросферы
- •Распределение пунктов наблюдений оптимизированной сети мониторинга подземных вод по речным бассейнам
- •Параметры мониторинга подземных вод в Беларуси
- •16. Водообеспечение. Типы водозаборных сооружений
- •16.1. Понятие о водообеспечении
- •16.1.1. Горизонтальные водозаборы
- •16.1.2. Шахтные колодцы
- •16.1.2. Трубчатые колодцы
- •16.1.3. Лучевые водозаборы
- •16.1.4. Водозаборные скважины
- •16.1.5. Каптажные водозаборные сооружения
- •16.2. Искусственное пополнение запасов подземных вод
- •16.3. Особенности водопотребления
- •Использование ресурсов подземных вод мира по секторам экономики
- •16.3.1. Особенности водопотребления в Беларуси
- •Основные показатели водопользования в Республике Беларусь
- •16.3.2. Совершенствование технологий водопользования
- •Литература Основная
- •Дополнительная
Распределение пунктов наблюдений оптимизированной сети мониторинга подземных вод по речным бассейнам
Состав контролируемых показателей МПзВ и дискретность наблюдений приведены в таблице 26.
В последнее время режимная наблюдательная сеть ПО «Белгеология» значительно сократилась за счет ликвидации или консервации пунктов наблюдений. В то же время, на основании выявленных тенденций изменения качества грунтовых вод и первых от поверхности напорных горизонтов следовало бы организовать наблюдения на нижележащие горизонты, которые зачастую являются источниками водоснабжения и к качеству которых предъявляются повышенные требования. В целом с учетом информационных потребностей размещение сети достаточное и репрезентативное.
Документация включает: паспорта скважин, паспорта месторождений ПзВ, учетные карточки водозаборов ПзВ, учетные карточки физических свойств и химического состава воды, учетные карточки микрокомпонентов воды (формы «ГВК2-51», «ГВК2-31», «ГВК2-5», «ГВК2-41», «ГВК2-42»).
Субъектами мониторинга ПзВ являются: Министерство природных ресурсов и экологии, Министерство здравоохранения, Минжилкоммунхоз, их органы на местах, входящие в сферу управления этих министерств.
Таблица 26
Параметры мониторинга подземных вод в Беларуси
Ранг поста наблюдений |
Показатели |
Периодичность |
Фоновый и региональный |
Подземные воды: рН, Еh, содержание главных ионов, минерализация, содержание железа, марганца, фтора, олова, соединений азота, растворенных органических веществ, содержание общего органического углерода. Почвогрунты: содержание марганца, фтора, цинка, ртути, свинца, мышьяка, кадмия, селена, меди, хрома, стронция-90, канцерогенных веществ, бенз(а)пирен и др., рН, остаточных пестицидов |
На постах фонового ранга – 1 раз в год, регионального – 1-2 раза в год
На постах фонового ранга – 1 раз в 3-5 лет, регионального – 1 раз в 3 года |
Фоновый |
содержание ртути, свинца, мышьяка, кадмия, бенз(а)пирена, пестицидов |
1 раз в год |
Региональный |
содержание ртути, свинца, мышьяка, кадмия, бенз(а)пирена, пестицидов, меди, цинка, марганца, молибдена, селена, ванадия, никеля, хрома |
1-2 раза в год |
Фоновый Региональный |
уровень подземных вод, температура воды уровень подземных вод, температура воды |
1 раз в месяц 3-5 раз в месяц |
Ведение натурных наблюдений за состоянием ПзВ, первичный контроль и обработку исходных данных в пределах своих полномочий осуществляют Минприроды, Минздрав, Минжилкоммунхоз на местах, другие субъекты хозяйствования, имеющие на балансе сеть наблюдательных скважин.
Минприроды выполняет:
наблюдения за состоянием ПзВ и их ресурсов в естественных и слабонарушенных условиях;
наблюдения за состоянием ПзВ, их ресурсов и запасов в районах сосредоточенного водоотбора и других техногенных воздействий.
Минкоммунхоз выполняет наблюдения за отбором и качеством ПзВ на подведомственных водозаборах и режимной сети скважин.
Минздрав выполняет:
наблюдения за качеством ПзВ на скважинах хозяйственно-питьевого и сельскохозяйственного водоснабжения;
контрольные наблюдения за качеством воды на водозаборах ПзВ, подведомственных Минкоммунхозу.
Головная организация по ведению мониторинга ПзВ – РУП «Белорусский научно-исследовательский геолого-разведочный институт» (БелНИГРИ) ПО «Белгеология». Непосредственное участие в работах принимает лаборатория динамики и ресурсов подземных вод.
Информация с гидрогеологических постов собирается сотрудниками центральной гидрогеологической партии, входящей в состав Белорусской геолого-гидрогеологической экспедиции (БГЭ). Информационно-аналитический центр данного подвида находится в БелНИГРИ.
Финансирование системы МПзВ осуществляется из госбюджета РБ, иногда из внебюджетных фондов, редко за счет других источников. Средства для проведения работ, связанных с созданием и ведением МПзВ, выделяются Минфином в соответствии с ежегодными заявками субъектов мониторинга.
Работы по ведению МПзВ являются плановыми и финансируются в установленном порядке. Порядок планирования работ в рамках МПзВ – общий для других видов НСМОС РБ.
Лаборатории по определению качественного и количественного состава ПзВ относятся к системам субъектов, ведущих МПзВ:
Минприроды (Центральная геологическая лаборатория ПО «Геология»);
Минздрав (ведомственные лаборатории, Институт санитарии и гигиены, областные и районные СЭС и т.д.);
Минжилкоммунхоз использует, в основном, данные Минздрава.
Общее состояние лабораторно-аналитической базы оценивается как удовлетворительное, аналитические лаборатории аккредитованы и сертифицированы.
Технологическая схема МПзВ представляется на примере ведения кадастра подземных вод (ГВК). Ведение кадастра осуществляется на двух уровнях:
исходный, обеспечивается геологическими партиями ПО «Геология»;
республиканский (БелНИГРИ).
Геологические партии обеспечивают ведение ГВК в рамках своей деятельности и передают данные на республиканский уровень.
БелНИГРИ ведет работы по всей территории Беларуси и передает данные в ЦНИИКИВР.
Геологические партии проводят:
паспортизацию месторождений ПзВ;
сбор и систематизацию данных о режиме уровня, дебите, физико-химическим показателям состава ПзВ;
инвентаризацию и паспортизацию источников и объектов загрязнения ПзВ по водозаборам и объектам режимной сети.
БелНИГРИ проводит:
анализ и систематизацию данных о режиме уровня подземных вод, влиянии техногенной деятельности на качество подземных вод;
анализ, систематизацию и обобщение данных о состоянии водных объектов по республике в целом, увязку данных по сопредельным территориям, составление карт и паспортизацию водоносных горизонтов и бассейнов подземных вод;
готовит к изданию публикуемую часть ГВК по разделу «Ежегодные данные о запасах и качестве подземных вод» (с использованием данных Минздрава о биологических критериях качества (санитарно-микробиологических и токсикологических) подземных вод, используемых для водопользования населения;
готовит к изданию публикуемую часть ГВК по разделу «Ежегодные данные о режиме подземных вод».
Подсистема МПзВ представляет собой базу данных, предназначенную для хранения, систематизации и накопления информации, проведения схематизации гидрогеологических условий, контроля и прогноза состояния подземной гидросферы под влиянием техногенных факторов.
В информационно-аналитический центр поступает два потока информации. Первый – формализованные данные из автоматизированной системы Государственного водного кадастра (АИС ГВК). Состав данных, сроки и формы их представления установлены Технологической схемой ведения ГВК.
В настоящее время в АИС ГВК накоплена следующая информация:
условно-постоянная:
- паспортные данные гидрогеологических скважин (наблюдательные скважины естественного и нарушенного режима, эксплуатационные, разведочно-эксплуатационные скважины на водозаборах, разведочные скважины на месторождениях подземных вод;
паспортные данные месторождений подземных вод;
паспортные данные водозаборов;
2) ежегодные данные:
гидрохимические анализы подземных вод на гидрогеологических наблюдательных скважинах естественного и слабонарушенного режима;
режимные наблюдения за уровнями подземных вод по скважинам естественной наблюдательной сети;
величина отбора подземных вод водопользователями с пересчетом распределения по водоносным горизонтам;
величина отбора подземных вод по водоносным горизонтам в границах административных районов;
водоотбор по водозаборам;
эксплуатационные запасы подземных вод по административным участкам.
Второй поток информации – это гидрогеологические и геологические данные в первичных документах и отчетах, формы представления которых отличаются большим разнообразием.
Действующие модели постоянно пополняются информацией об условиях и факторах гидрогеологических процессов и в комплексе с целевыми задачами рационального использования гидросферы являются информационными стержнем системы МПзВ.
Региональная геофильтрационная модель многоразового использования «BELARUS» 1:500000 реализована на РС IBМ «PENTIUM» на базе сервисных и вычислительных программ («EXEL», «GRAFER», «SERFER», «FH-8», «TOPSIN-1», «TOPSIN-2», «TOPAZ-HC»), входящих в автоматизированную систему, разработанную в БелНИГРИ. В состав региональной модели фильтрации подземных вод и массопереноса входят разномасштабные многофункциональные модели-врезки месторождений подземных вод городов Минска, Гомеля, Гродно, Бреста, Витебска, Полоцка, Мозыря, Барановичи, Слонима, Солигорска, Новолукомля и других конкретных объектов.
Меры по совершенствованию мониторинга подземных вод
1) придание режимной сети наблюдательных скважин государственного статуса;
2) ведение совместного мониторинга приграничных территорий сопредельных государств;
3) дальнейшее оборудование пунктов наблюдений автоматизированными приборами для измерения уровней и температуры воды, позволяющими получать более достоверные исходные данные;
4) развитие и совершенствование автоматизированной системы базы данных мониторинга подземных вод в соответствии с современными информационными технологиями;
5) создание комплексного мониторинга, т.е. увязка мониторинга подземных вод с другими видами мониторинга в составе Национальной системы мониторинга окружающей среды;
6) прогнозирование изменения качества подземных вод в естественных условиях и на участках загрязнений.
Вопросы для свмоконтроля
Современная трактовка понятий «охрана» и «защита» подземных вод.
«Истощение» запасов подземных вод: причины, последствия, меры предотвращения.
Основные виды загрязнения подземных вод.
Причины и источники загрязнения подземных вод.
Понятие о защищенности подземных вод.
Принципы организации зон (поясов) санитарной охраны водозаборов. Защитные мероприятия.
Принципы, положенные в основу гидрогеоэкологического районирования территории Беларуси. Основные таксономические единицы.
Причины заболеваний человека, связанные с использованием воды.
Стандартизайия качества подземных вод.
Мониторинг подземной гидросферы.