- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Часть I.Теоретические основы гидрогеологии
- •Часть II. Контрольные вопросы по курсу. Проверка остаточных знаний……………………….…………………..82
- •Системный подход в гидрогеологии
- •Часть I теоретические основы гидрогеологии
- •1. Понятие «Геологический круговорот воды»
- •1.1 Седиментационный этап
- •1.2 Метаморфический этап
- •1.3 Магматический этап
- •1.4 Главные тектонические циклы Земли
- •1.5 Геологическая форма движения воды и ее разновидности
- •2. Гидросфера
- •2.1. Эволюция гидросферы Земли
- •2.2. Границы и объем гидросферы
- •2.3. Физические поля Земли, гидрогеологические закономерности и законы гидрогеологии
- •3. Физические и водные свойства горных пород
- •3.1 Гранулометрический состав и его значение в гидрогеологии.
- •3.2. Виды пористости и трещиноватости
- •3.2.1. Расчет среднего коэффициента общей пористости по одной и нескольким скважинам
- •3.3. Коэффициент густоты трещин и коэффициент трещиноватости
- •3.4. Проницаемость горных пород
- •3.4.1 Связь проницаемости горных пород с коэффициентом фильтрации
- •3.5. Пьезопроводность
- •3.6. Уровнепроводность
- •3.7. Влажность
- •3.8 Влагоемкость
- •3.9. Водоотдача
- •3.10. Водо-, нефте- и газонасыщенность пород
- •3.11. Капиллярность
- •4. Классификации подземных вод и их виды
- •4.1 Понятие режима подземных вод
- •4.2 Классификация подземных вод а.М. Овчинникова и ее сущность
- •Артезианские воды.
- •4.3 Воды зоны аэрации – верховодка (почвенные, болотные, подвешенные на линзах водоупорных пород в зоне аэрации)
- •4.4. Воды зона насыщения. Грунтовые воды
- •4.4.1 Условия питания и режим грунтовых вод
- •4.4.2 Зональность грунтовых вод
- •4.4.3 Азональные грунтовые воды
- •3. Карстовые воды
- •4.5. Основные разновидности грунтовых вод
- •4.5.1 Грунтовые воды аллювиальных отложений
- •4.5.2 Грунтовые воды ледниковых отложений
- •4.5.3 Грунтовые воды внеледниковых областей
- •4.5.4 Грунтовые воды горных областей и предгорий
- •Артезианские воды
- •Взаимоотношение артезианских и грунтовых вод
- •5. Вертикальная гидрогеологическая зональность подземных вод. Инверсии
- •6. Трещинные и жильные воды
- •7. Карстовые воды
- •7.1 Особенности режима и химического состава карстовых вод
- •8. Источники
- •8.1 Классификация источников
- •Водоносные известняки; 2 – водоупорные соли
- •8.2 Режим источников
- •Классификация источников по температуре воды
- •8.3 Опробование источников. Изучение их новообразований
- •9.Месторождения подземных вод
- •9.1. Понятие о месторождении подземных вод
- •9.2. Пресные подземные воды
- •10.3. Минеральные лечебные воды и воды промышленного и теплоэнергетического назначения
1.1 Седиментационный этап
В геологическом (структурном) развитии земной коры начальный этап характеризуется наличием бассейнов осадконакопления на стадии геосинклинального прогиба, с накоплением огромных толщ осадочных пород преимущественно морского происхождения. По мере погружения зоны осадконакопления происходит уплотнение илов, превращение их в породы с постоянным отжатием воды. В начале отжимается свободная вода и частично физически связанная (глубина около 1 км). В дальнейшем за счет термобарических факторов начинает выделяться из осадочных пород (глины) прочно связанная и химически связанная вода, то есть происходит дегидратация глинистых пород, возрождение вод, которые пополняют емкости ближайших коллекторов, увеличивая величины пластовых давлений. Наиболее интенсивно процессы дегидратации происходят на глубинах 2-3 км при температуре более 800С. Выделение межслоевой воды монтмориллонита в свободное состояние (плотность 1,0 г/см3) из плотности связанной воды (1,4 г/см3) связано с увеличением объема воды, ее прорывами (гидроразрыв) из глин в песчаные пласты, то есть в области пониженных давлений – на положительные структуры (своды) и в периферические части бассейна. В этом и заключается седиментационный (элизионный) водообмен (от «элизио» - выжимаю, выдавливаю). Таким путем в пластах – коллекторах формируются сверхгидростатические пластовые давления (СГПД). В случае поднятия территории отложения снова могут войти в гидрологический круговорот и тогда геологический круговорот окажется одноэтапным.
1.2 Метаморфический этап
После завершения седиментационного этапа в геосинклинальных условиях дальнейшего прогибания, геологический круговорот входит в метаморфический этап. Здесь после уплотнения и литификации оставшиеся физически связанные воды составляют около 5 % объема пород. Они вместе с химически связанной водой выделяются в процессе перекристаллизации пород при метаморфизме. Здесь наряду с дегидратацией пород происходит синтез молекул воды (Н++ОН-), делающий зону метаморфизма качественно новым этапом геологического круговорота воды. Количество выделяющейся здесь воды может достигать 15-25 вес. %, движение подземных вод меняется с латерального на вертикальное (преимущественно снизу вверх).
1.3 Магматический этап
Предыдущий, метаморфический этап, обычно завершается поднятием территории, созданием горно-складчатых систем, возникновением магматических систем с вулканическими проявлениями. В результате седиментогенные воды вступают во взаимодействие с глубинными растворами и магматическими газами. При этом часть воды поглощается магмой и приобретает девственные черты. Эти растворы – коровые, а не мантийные образования, но связаны они уже с магматическим этапом геологического круговорота. Для него характерно образование открытых (зияющих) разломов, которые являются проводящими каналами в сферу гидрологического круговорота. Происходит старение и закрытие одних трещинных систем и, наоборот, омоложение других в соответствии с циклами и фазами тектогенеза.