Розділ 2. Методика досліджень підземних вод.

2.1. Гідрогеологічні дослідження.

Моніторингом підземних вод займаються гідрогеологічні дослідження. Гідрогеологічні дослідження проводяться з метою вивчення підземних вод і розсолів:

а) як корисних копалин;

б) як супутників і середовища інших корисних копалин;

в) як шкідливих факторів і умов, які перешкоджають проведенню певних робіт.

Але основна мета — це пошуки і розвідка підземних вод як корисних копалин. До задач цих робіт входять:

1. виявлення скупчень підземних вод;

2. оцінка їх якості, умов залягання, руху і режиму;

3. підрахунок запасів;

4. визначення умов експлуатації.

З цією метою при пошуках і розвідці підземних вод проводяться такі види гідрогеологічних досліджень:

1. гідрогеологічна зйомка;

2. розвідувальне буріння;

3. дослідні роботи (відкачки);

4. стаціонарні спостереження за режимом та ін.

Важливе значення мають гідрогеологічні дослідження з інженерно-будівельною метою, при гідротехнічному будівництві - спорудженні каналів, водосховищ, дамб.

2.1.1. Стадії геологорозвідувальних робіт на підземні води

У 2001 році Міністерством екології та природних ресурсів України затверджено нове «Положення про стадії геологорозвідувальних робіт на підземні води (гідрогеологічні роботи)» з метою забезпечення послідовності проведення регіонального гідрогеологічного вивчення території України і окремих її регіонів, пошуків та розвідки родовищ підземних вод, забезпечення охорони та раціонального використання надр.

Всі геологорозвідувальні роботи на підземні води проводяться за такими стадіями:

Стадія І. Регіональне гідрогеологічне вивчення території України.

Підстадія 1-1. Регіональні гідрогеологічні роботи масштабу 1:1000000-1:500000.

Підстадія 1-2. Регіональні гідрогеологічні роботи масштабу 1:200000 (1:100000).

Підстадія 1-3. Спеціалізовані гідрогеологічні роботи масштабу 1:50000 (1:25000).

Стадія II. Пошук та пошукова оцінка родовищ підземних вод.

Підстадія II-1. Пошукові роботи.

Підстадія ІІ-2. Пошуково-оцінювальні роботи.

Стадія III. Розвідка родовищ підземних вод.

2.1.2. Види гідрогеологічних досліджень. Гідрогеологічні зйомки. Гідрогеологічні карти

З метою пошуків і розвідки родовищ підземних вод виконується широкий комплекс геолого - гідрогеологічних, геофізичних, гідрогеохімічних, бурових, дослідно- фільтраційних досліджень. На кожній стадії гідрогеологічних робіт застосовуються певні види геологорозвідувальних робіт на підземні води, раціональний комплекс яких визначається конкретними задачами даної стадії.

Основою, з якої починаються гідрогеологічні роботи, спрямовані на виявлення підземних вод, є гідрогеологічна зйомка.

Гідрогеологічні зйомки належать до числа важливих видів гідрогеологічних досліджень і можуть застосовуватись для різних цілей.

Гідрогеологічні зйомки полягають в обстеженні, описі і нанесенні на карти всіх проявів підземних вод на даній території: природних джерел; штучних - криниць, водних свердловин. Вивчають також поверхневі водойми і геологічні явища, пов'язані із діяльністю підземних вод карсти, зсуви.

Масштаби гідрогеологічних зйомок можуть бути різними:

М 1:500 000 - оглядові гідрогеологічні зйомки;

М 1:200 000 - регіональні;

М 1:50 000 - площові;

М 1:25 000 і дрібніші - детальні. Гідрогеологічна зйомка проводиться за наявності геологічної карти району того ж масштабу (або більш крупного). За відсутності відповідної геологічної карти проводиться комплексна геолого-гідрогеологічна зйомка, у процесі якої складаються як гідрогеологічні, так і геологічна карта.

Обстеження природних і штучних водопроявів є основним при гідрогеологічних зйомках. При дослідженні природних виходів підземних вод визначають і фіксують:

а) місцезнаходження;

б) стратиграфічну приуроченість порід, з яких виходять підземні води, умови їх залягання, літологічний склад, характер шаруватості, тріщинуватості, закарстованості;

в) геологічні умови виходу води ;

г) тип джерела;

д) форму і розміри джерельної воронки;

е) дебіт;

є) температуру води;

ж) фізичні властивості і якість води за даними польових досліджень;

з) фізико-хімічні процеси на ділянці виходу джерела;

и) санітарний стан;

і) відбирають проби для хімічних аналізів;

й) замалювати і сфотографувати місце виходу джерела;

к) вивчити режим джерела за період не менше року.

Важливо визначити, чи джерело представляє корінний вихід води, чи воно приурочене до тріщини; його тип - висхідне чи низхідне; чи немає характеру грифона та ін. Дебіт джерел визначають за допомогою водозливів, або застосовують метод Альтовського, поплавковий метод чи гідрометричну вертушку.

При обстеженнях у криницях і водних свердловинах, які знаходяться на площі зйомки, окрім вищезгаданого, необхідно: визначити глибину від поверхні землі до дна і діаметр, визначити положення рівня води від поверхні землі, характер використання води і наявність водопідйомних засобів, дебіти вод при фонтануванні і відкачках та ін.

Із допоміжних досліджень застосовують геоботанічні та геофізичні.

Геоботанічні методи застосовують при пошуках підземних вод і гідрогеологічних зйомках у пустелях і напівпустелях. Заданими вивчення розповсюдження рослин гідроіндикаторів - складають гідроіндикаційні геоботанічні карти.

Велике значення для гідрогеологічних досліджень у теперішній час мають геофізичні методи. Найбільш широко застосовують електророзвідку методом опорів електрозондування і електропрофілювання. Ці методи дозволяють визначити глибину залягання мінералізованих вод, що знаходяться нижче горизонтів прісних вод (при дослідженнях на мінеральні води і розсоли), або навпаки, глибину залягання прісних вод, розташованих нижче горизонтів з мінералізованою водою (при дослідженнях на прісні води). Застосування електророзвідки в цих випадках основане на відмінностях електричного опору вод різної мінералізації. Електророзвідка може проводитися і в процесі гідрогеологічної зйомки.

Для вивчення геологічної будови та умов залягання водоносних горизонтів і комплексів застосовують сейсморозвідку. Тепер сейсморозвідка займає домінуюче положення в "гідрогеологічній геофізиці". Інколи використовують також гравіметрію і магнітометрію. При дослідженнях на термальні води проводять геотермічні дослідження. У ряді випадків гідрогеологічні зйомки супроводжуються бурінням неглибоких свердловин.

У результаті гідрогеологічної зйомки загального характеру (оглядової, регіональної) проводиться розчленування розрізу на водоносні комплекси, горизонти, зони; визначаються площа розвитку, товщина і характер водоносних і водотривких порід, глибини залягання, напори, якість та умови циркуляції підземних вод і розсолів; проводиться гідрогеологічне районування. На основі результатів оглядових і регіональних гідрогеологічних зйомок проектуються більш детальні види гідрогеологічних досліджень.

В результаті площових і детальних гідрогеологічних зйомок отримують дані для оцінки запасів підземних вод і розсолів з метою проектування їх експлуатації для різних спеціальних цілей.

Гідрогеологічні карти

У результаті гідрогеологічних зйомок складають гідрогеологічні карти. Для їх побудови використовують також дані різних розвідувальних робіт та гідрогеологічні матеріали, отримані іншими шляхами.

Для загальних гідрогеологічних карт A.M. Овчинніков запропонував наступну класифікацію (табл. 1.).

Оглядові карти самих дрібних масштабів (1:2500000 і дрібніше) складаються без проведення спеціальних зйомок на: основі узагальнення існуючих вже гідрогеологічних і геологічних матеріалів.

На картах масштабу 1:1000 000 і більш великомасштабних для першого від поверхні землі водоносного горизонту (комплексу, тріщинуватої зони) вказують:

1. розповсюдження;

2. геологічний вік;

3. глибину залягання;

4. водозбагаченість;

5. мінералізацію вод.

Для більш глибоких горизонтів - ті ж дані опорних водопунктів. На карті показується значна кількість водопунктів із значеннями, які характеризують різні показники першого і більш глибоких горизонтів, що надає карті характеру картограми, а часто і сильно перевантажує її.

Для районів, де розвинуто багато водоносних горизонтів, необхідно складати додаткові карти, переважно серію паралельних карт, а саме: карти фактичного матеріалу (з нанесенням всіх водопунктів), ґрунтових вод з гідроізогіпсами, напірних вод з гідроізоп'єзами, водозбагаченості, гідрохімічні карти, а також карти спеціального призначення. При складанні карт використовуються результати плотових і детальних гідрогеологічних зйомок, розвідувальних і дослідних робіт.

Основним недоліком при складанні гідрогеологічних карт є велика кількість показників, які необхідно відображати на картах.

Для відображення на картах багатоповерховості водоносних горизонтів і комплексів запропоновано ряд способів. Відомими є — метод "просвічування", метод карт-зрізів на різних відмітках.

Таблиця 2.1.

Назва основ	Категорія	масштаб	Об’єкт	Мета карти
Топографічні великомасштабні	детальні	1:500 – 1: 1000 1: 2000 – 1:10000 1: 25000	Плани ділянок,водозаборів. місця стоку або розвантаження підземних вод	Обгрунтування проектування водозаборів. Розміщення дослідних розвідувальних, спостережних свердловин.
	площові	1: 25000 – 1:100000 1:200000	Невеликі басейни і потоки	Характеристика басейнів, особливостей стоку і розвантаження підземних вод, оцінка ступеня водозбагаченості.
Оглядово – топографічні середньомасштабні	районні	1:200000 1:500000	Басейни різного типу і розміру. Райони і осередки розвантаження	Гідрогеологічне районування для подальших детальних досліджень
Оглядові дрібномасштабні	оглядові	1:1000000 – 1:2500000 і дрібніші	Крупні басейни і пояси	Закономірності і загальна схема розповсюдження підземних вод

Достатньо повна характеристика водоносних комплексів при значній їх кількості в розрізі може даватися лише серією (атласом) карт. Інколи можна користуватись серією паралельних карт на прозорому матеріалі, які накладаються одна на одну.