Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
MISCELLANEOUS / Hydro / Общая гидрогеология Кирюхин В.А..docx101.docx
Скачиваний:
191
Добавлен:
03.07.2020
Размер:
2.17 Mб
Скачать
  • отображение полученных картографических материалов, а также изготовление твердой копий карт и сопровождающих карты материалов.

    Компьютерное гидрогеологическое картографирование ото­бражает авторские представления о гидрогеологических условиях территории исследований с использованием современных про­граммно-технических средств и обеспечивает, во-первых, расшире­ние видов гидрогеологических карт с учетом возросшей роли ин­формации о гидрогеологических условиях, о свойствах подземных вод как источнике надежного водоснабжения и их динамике, гидро­геологических процессах в аспекте экологии территорий; во-вторых, обновление содержания гидрогеологических карт; в-третьих, изо­бражение послойно (объемно) гидрогеологической информации и, наконец, практически неограниченную детальность представления информации.

    Состав и структура технологий гидрогеологического карто­графирования должны отражать разнообразие гидрогеологических карт: карт, предназначенных для специалистов-гидрогеологов и карт, которые должны удовлетворять широкий пользовательский спрос. К первой группе относятся гидрогеологические карты, со­ставляемые по листам номенклатуры международной разграфки, которые должны стать компонентом информационной системы гео­логических карт России, а также карты объектов поисково- разведочных и исследовательских работ, составляемые для отдель­

    346


    ных гидрогеологических тел, структур и регионов в масштабах, обу­словленных задачами изучения и освоения недр.

    Применительно к сложности и специализации решаемых за­дач картографирования целесообразно использовать принцип мно­гопакетного программного обеспечения построения карт, привлекая функции различных программных средств, в том числе эффектив­ных зарубежных программных средств (ArcView, Arclnfo и др.) для создания оптимальных технологий картопостроения.

    Окончательный вариант карты рассматривается на НТС ор­ганизации-исполнителя в установленном порядке с приглашением представителя заказчика.

    Принятые НТС и подготовленные к изданию государствен­ные гидрогеологические карты, их цифровые модели и распечатки масштабов 1:200 ООО и 1:1 ООО ООО вместе с объяснительной запис­кой в формате редактора WinWord направляются на экспертизу в научный совет (ВСЕГИНГЕО, Минприроды РФ).

    Объяснительная записка к гидрогеологической карте. Текст записки должен достаточно полно отражать физико-географи­ческие, геологические и гидрогеологические условия территории, но при этом необходимо уложиться в отведенный объем страниц (осо­бенно при подготовке карт к изданию). Объяснительная записка к издаваемым общим гидрогеологическим картам строится по сле­дующему плану [27, 43]:

    Введение. Краткое географическое описание района, сведе­ния о промышленности, сельском хозяйстве; данные о рельефе, климате, гидрографии, растительности, почвах. История геологиче­ского, гидрогеологического, геофизического изучения территории. Сроки проведения, объемы работ, состав исполнителей.

    Глава 1. Геологическое строение. Стратиграфия, тектони­ка, магматизм, история геологического развития района. Литоло­гический состав пород, пористость, трещиноватость, характер тектонических нарушений с точки зрения возможной их обвод­ненности. Материал главы является основой для выделения гид­рогеологических подразделений (водоносных горизонтов, водо- упоров и пр.), областей и участков питания и разгрузки подзем­ных вод.

    347

    Глава 2. Мерзлотные условия (обязательна для районов раз­вития многолетней мерзлоты). Распространение мерзлых пород по площади и в разрезе, степень прерывистости мерзлоты, льдистость пород. Наледи, талики и их гидрогеологическая роль.

    Глава 3. Геоморфология. Развитые на территории генетиче­ские типы рельефа. Денудационные и террасовые поверхности, по­гребенные долины. Современные экзогенные процессы: выветрива­ние, карст, мерзлотные процессы. Роль человеческой деятельности в формировании рельефа.

    Глава 4. Подземные воды. Обоснование принятой гидрогео­логической стратификации (выделение водоносных горизонтов и комплексов, водоупоров).

    1. Гидрогеологические подразделения.

    Характеристика рас­пространения каждого из выделенных гидрогеологических подраз­делений по площади и в разрезе, мощность, состав слагающих его пород и их фациальные изменения. Гидродинамическая характери­стика - данные о водно-физических свойствах пород, водопрони­цаемости, водопроводимости, глубине залегания подземных вод, напорах и их изменении во времени, дебитах и удельных дебитах водопунктов, направлении движения подземных вод, гидравличе­ской взаимосвязи водоносных горизонтов и комплексов. Гидрогео­логическая роль водоупорных горизонтов. Гидрогеохимическая ха­рактеристика - минерализация, химический и газовый состав под­земных вод и их изменение по площади, в разрезе и во времени.

  • Основные гидрогеологические закономерности. Общие закономерности распространения и формирования подземных вод, условия питания и разгрузки, вертикальная зональность, об­щие особенности гидрогеологического режима. Гидрогеологиче­ское районирование территории на основании выявленных зако­номерностей.

  • Народнохозяйственное значение подземных вод. Исполь­зование подземных вод в хозяйственно-питьевых целях, для ороше­ния, в лечебных целях, для извлечения промышленно-ценных ком­понентов, для получения тепловой энергии. Перспективы добычи подземных вод разного назначения. Возможное негативное влияние подземных вод при строительстве, добыче полезных ископаемых,

    348


    освоении земель и пути его ослабления или устранения. Возмож­ность применения поисковых гидрогеохимических методов для рай­онов, перспективных на рудные полезные ископаемые, соли, нефть. Эколого-гидрогеологическое состояние подземной гидросферы (при отсутствии специальных работ по ЭГИК).

    Заключение. Рекомендации по рациональному использова­нию и охране подземных вод, по дальнейшим гидрогеологическим, эколого-гидрогеологическим исследованиям и перспективам гидро­геологических работ на рассматриваемой территории.

    Объяснительная записка сопровождается рисунками, мелко­масштабными схемами, каталогами опорных водопунктов и табли­цами химических анализов воды по опорным водопунктам и пр.

    В объяснительной записке к гидрогеологической карте спе­циального назначения указанные выше сведения излагаются по воз­можности кратко, но вводятся специальные главы, например, «Карст», «Гидрогеохимическиё ореолы рассеяния», «Мелиоратив­ное районирование», «Закономерности распространения углекисло­го газа в подземных водах» и т.д.

    Отчеты по гидрогеологической съемке защищаются на науч­но-технических советах производственных геологических организа­ций, заказчика (федерального или регионального агентства по не­дропользованию), ВСЕГИНГЕО.

    1. Опытные фильтрационные и миграционные работы

    Используемые при гидрогеологических прогнозах аналити­ческие решения и дифференциальные уравнения, описывающие движение воды и растворенного вещества в подземном пространстве в различных гидрогеологических условиях, включают в себя пара­метры, характеризующие фильтрационные и миграционные свойст­ва горных пород. В силу неоднородности геологической среды и, как следствие, необходимости резкого увеличения репрезентативно­го объема выборки возможность определения таких параметров на лабораторных установках крайне ограничены, что требует проведе­

    349

    ния полевых экспериментов. К основным видам полевых методов опробования можно отнести опытные откачки, наливы в шурфы, нагнетания, экспресс-опробование гидрогеологических скважин, миграционные эксперименты и режимные наблюдения. Эти иссле­дования проводятся при решении самого широкого круга гидрогео­логических задач: разведке месторождений питьевых, промышлен­ных и минеральных вод; изучении и прогнозе распространения за­грязняющих компонентов в подземных водах; анализе гидрогеоло­гических условий эксплуатации месторождений твердых полезных ископаемых и др. Здесь мы не будем подробно останавливаться на методах интерпретации опытных работ - этот материал дается в курсе динамики подземных вод.

    Откачки могут быть классифицированы по целевому назна­чению и по особенностям постановки эксперимента. В первом слу­чае по целевому назначению их можно разделить на пробные, опыт­ные и опытно-эксплуатационные. В процессе откачек ведутся на­блюдения за расходом и изменениями уровней воды в откачиваю­щих и наблюдательных скважинах. Пробные откачки обычно кратковременные - одна-две смены. Основной определяемой харак­теристикой при их проведении часто является удельный дебит, ве­личина которого позволяет ориентировочно оценить проводимость пласта по эмпирической зависимости Т— (100 ± 20)q. Подобные от­качки обычно проводятся на поисковой стадии гидрогеологических исследований.

    Опытные откачки обычно имеют продолжительность 1-2 не­дели. При их интерпретации, как правило, используют аналитические решения, наиболее подходящие к гидрогеологическому разрезу уча­стка и учитывающие режим фильтрации (напорный, безнапорный, напорно-безнапорный), наличие в плане питающих или непроницае­мых границ, характер связи со смежными водоносными горизонтами. По результатам интерпретации могут быть получены следующие па­раметры: водоотдача, упругоемкость, проводимости основного и смежных горизонтов, уровне- или пьезопроводность, коэффициенты фильтрации разделяющих относительно водоупорных пластов.

    Опытно-эксплуатационные откачки проводят на заключи­тельной стадии оценочных работ. Их продолжительность составляет

    350

    1!

    со

    л

    1

    i

    а:

    г*0"

    ГН» Ё=1 2 Цз 14 5^6

    Рис 75 Разрез по опытному гидрогеологическому кусту в водоносном горизонте грунтовых вод

    I - пески, 2 - глины (водоупор), 3 - центральная скважина, из которой производится откачка воды, 4 - наблюдательные скважины, 5 - уровень грунтовых вод до начала откачкн, 6 - депресснонная воронка

    351

    Наливы в шурфы используются для изучения условий пита­ния подземных вод, а также на участках строительства хвостохрани- лищ, где требуется оценка фильтрационных свойств пород зоны аэрации. Разработано несколько методов постановки подобных экс­периментов, различающихся применяемым оборудованием и мето­дикой интерпретации результатов. Эксперименты, как правило, про­водят при постоянном уровне воды в шурфе до стабилизации расхо­да. Основной определяемый параметр - коэффициент фильтрации при полном водонасыщении.

    Нагнетания в скважины часто проводят для обоснования строительства гидротехнических сооружений. Основная цель этих работ - дифференциация геологического разреза по трещиновато­сти, что требует поинтервального опробования, для чего отдельные интервалы изолируются с помощью специальных пакеров. Нагнета­ние обычно ведут при нескольких ступенях повышения давления на устье скважины, причем каждая ступень продолжается до стабили­зации расхода поглощения.

    Экспресс-опыты часто используют для оценки фильтраци­онных свойств пород на участках загрязнения подземных вод и строительства, когда необходимо опробовать слабо водообильные горизонты, сложенные тонкозернистыми песками и супесями. Сна­чала в скважине быстро создается гидродинамическое возмущение (понижение или повышение уровня за счет откачки или налива со­ответственно), а затем ведутся наблюдения за восстановлением уровня. Такие эксперименты относительно дешевы и просты в ис­полнении, хотя достоверность получаемой информации не слиш­ком высока.

    Опытно-миграционные работы позволяет установить ми­грационные параметры горных пород: активную пористость, коэф­фициент гидродисперсии, коэффициент задержки (за счет проявле­ния сорбционных процессов), параметры массообмена в гетероген­ных средах. В качестве индикаторов обычно используют инертные трассеры (хлориды, бромиды), сорбируемые индикаторы, радиоак­тивные метки. Основные требования - возможность экспрессного анализа проб на месте проведения экспериментов и экологическая безопасность. Миграционные опыты проводятся либо в естествен­

    352

    ном потоке, либо в процессе ■ проведения опытно-фильтраци- онных работ. Опыт в естествен- ном потоке позволяет изучить миграционный процесс в усло- виях, наиболее приближенных к природным, и наряду с перечис- ленными параметрами опреде- лить направление и скорость миграции загрязнителя в естест- венном потоке. Основным не- достатком таких экспериментов является их длительность (до нескольких месяцев).

    Эксперименты в возму-

    щенном потоке обычно ведут по одной из следующих схем:

    • односкважинный эксперимент в режиме закачка-откачка;

  • запуск индикатора в центральную скважину, работающую в режиме закачки;

  • запуск индикатора в наблюдательную скважину и наблю­дение за его приходом в центральную (откачивающую) скважину;