46.Маршрутные наблюдения при гидрогеологическом картировании

Экологические исследования могут выполняться в процессе

гидрогеологической съемки, если на изучаемой территории она

не проводилась более 10 лет.

Гидрогеологическая съемка – это маршрутные наблюдения с

документацией естественных выходов подземных вод, буровые и

горнопроходческие работы, опытно-инфильтрационные исследо-

вания, наблюдения за режимом подземных вод и лабораторные

исследования.

Во время маршрутных наблюдений выявляются гидрогеоло-

гические объекты, изучается степень и характер водоносности

горных пород, распространение, питание и разгрузка подземных

вод, их режим и взаимосвязь с поверхностными водами; оцени-

ваются физические свойства, химический состав и качество вод,

их влияние на развитие геологических процессов, на горные по-

роды и т. д. Объектами визуальных наблюдений служат родники,

источники, участки просачивания, поверхностные водотоки, ко-

лодцы, скважины, горные выработки, водовмещающие и водо-

упорные породы и их свойства.

В процессе съемки происходит обследование и опробование

водопунктов.

В полевом дневнике записывается номер источника, его ме-

стоположение, формы и размеры выхода, прозрачность, цвет, за-

пах, вкус, температура, наличие газов и минеральных образова-

ний, радиоактивность, его приуроченность к определенному во-

доносному горизонту, геолого-литологическая характеристика

горизонта, режим и использование вод источника. В районах раз-

вития мерзлых пород оценивается связь источников с таликами.

Наблюдения за режимом подземных вод позволяет устано-

вить во времени общие закономерности изменения режима

(уровня, температуры, дебита, химического состава и др.) в ре-

зультате хозяйственной деятельности человека.

В процессе самостоятельных геоэкологических исследова-

ний изучаются изменения свойств и состояния подземных вод,

происходящие в результате техногенного загрязнения.

Они включают:

1. определение участков и источников загрязнения;

2. оценку защищенности подземных вод от загрязнения;

3. изучение влияния техногенных нарушений подземной гидросферы

4. на поверхностный сток, растительность, деградацию мерзлоты, эк-

5. зогенные геологические процессы и т. д.;

6. выявление истощения подземных вод.

47.Задачи и методы площадных геофизических исследований для гидрогеологических целей

Применение геофизических методов, как известно, основано на использовании естественных или искусственно создаваемых физических полей: магнитного и гравитационного полей Земли (магниторазведка и гравиразведка), естественных или искусственно создаваемых электромагнитных полей (электроразведка), полей упругих колебаний (сейсморазведка), термических полей (термометрия), полей ореолов рассеяния отдельных элементов (радиометрические и ядерно-физические методы). Изучение этих полей, выявление и интерпретация геофизических аномалий, предопределяемых особенностями геологического строения и гидрогеологических условий изучаемых объектов, как раз и являются той основой, на которой зиждется применение геофизических методов исследований в гидрогеологии..

Геофизические исследования в скважинах проводятся практически на всех стадиях изучения подземных вод, но преобладают на стадиях предварительной и детальной разведки и заключаются главным образом в осуществлении различных видов каротажных работ. Они используются для изучения и количественной оценки разреза скважин и обеспечивают наземные геофизические исследования основой для геологической привязки получаемых результатов, а также параметрическими значениями физических свойств горных пород (для интерпретации результатов). В свою очередь наземные геофизические исследования обеспечивают обоснованную экстраполяцию гидрогеологических по

В зависимости от условий применения выделяют наземные геофизические исследования (полевая геофизика) и геофизические исследования в скважинах (буровая геофизика). Наземные геофизические исследования (электроразведка, сейсморазведка, магниторазведка, гравиразведка и др.) имеют в основном площадной характер и используются главным образом при проведении поисково-съемочных работ и изучении гидрогеологических условий месторождений подземных вод с поверхности казателей, выявляемых в результате каротажа скважин

Наземные геофизические методы.Наибольшее распространение в практике гидрогеологических исследований получили методы электроразведки, основанные на изучении естественных и искусственно создаваемых переменных и постоянных электромагнитных полей, (среди многочисленных методов электроразведки наиболее эффективными для решения гидрогеологических задач являются те, которые основаны на изучении полей постоянного тока: вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ), электрическое профилирование (ЭП) и метод вызванной поляризации (ВП).

Методы ВЭЗ и ЭП позволяют на основе определения кажущегося сопротивления среды судить о литолого-петрографическом составе пород, их влажности, величине минерализации подземных вод, водно-физических свойствах пород, степени их трещиноватости и т. п. Количественная интерпретация данных ВЭЗ и ЭП осуществляется с помощью теоретически рассчитанных полеток, эмпирических зависимостей и корреляционных связей между измеряемыми геофизическими и определяемыми гидрогеологическими параметрами и другими способами (5, 7). На рис. 4 показаны результаты решения гидрогеологической задачи методом ВЭЗ.

Основными гидрогеологическими задачами, при решении которых эффективно использование ВЭЗ и ЭП, являются:

1) изучение глубины залегания кровли опорного электрического горизонта, который на разных участках может быть представлен водоупорными или хорошо фильтрующими образованиями — кристаллическими породами фундамента, дочетвертичными породами, перекрытыми чехлом наносов и т. п.;

2) определение глубины залегания и мощности горизонтов различных горных пород, слагающих геологический разрез, в том числе водоносных и водоупорных;

3) картирование и изучение тектонических нарушений и обводненных зон повышенной трещиноватости;

4) изучение литологических особенностей горных пород разреза;

5) определение минерализации подземных вод и засоленности почв и пород;

6) выделение участков, однородных по геологическому строению (районирование по удельному сопротивлению горных пород);

7) выявление водоупорных или, наоборот, хорошо фильтрующих горизонтов горных пород среди покровных образований;

8) определение глубины распространения открытой' трещиноватости пород и мощности коры выветривания и др.

Метод вызванной поляризации (ВП) целесообразно использовать для решения следующих задач:

1) изучения глубины залегания и мощности водоносных и водоупорных горизонтов;

2) оценки общей минерализации подземных вод и засоленности пород зоны аэрации;

3) изучения проницаемости первого от поверхности водоносного горизонта и обоснования экстраполяции данных опытно-фильтрационных работ;

4) определения литологических особенностей пород и литологического расчленения разреза песчано-глинистых отложений, особенно в условиях распространения пестрой минерализации подземных вод.

Возможности использования метода ВП для решения гидрогеологических задач в процессе поисково-съемочных и. разведочных работ существенно расширяются при комплексировании его с другими видами геофизических исследований (5, 11). Глубинность исследований методом ВП не превышает 100 м.

Гравиразведка, основанная на изучении естественного поля силы тяжести, позволяет судить о распределении в земной коре масс различной плотности и, следовательно, р геолого-тектоническом строении изучаемой площади. В соответствии с этим гравиразведка широко применяется при тектоническом районировании, при решении структурно-геологических задач и при поисково-разведочных работах на различные полезные ископаемые.

В гидрогеологии гравиразведка может использоваться при решении следующих задач:

1) гидрогеологическом районировании территорий и картировании складчатых структур;

2) изучении литолого-петрографического состава и плотности пород разреза;

3) изучении морфологии кровли кристаллических, пород фундаментов, являющихся основанием для артезианских бассейнов, и глубины ее залегания;

4) выявлении карста, погребенных речных долин и зон повышенной трещиноватости;

5) изучении структурных особенностей площадей, сложенных карбонатными и другими образованиями.

Магниторазведка основана на изучении особенностей геомагнитного поля, обусловленных неодинаковой намагниченностью горных пород. Применение магниторазведки в гидрогеологических целях основано на том обстоятельстве, что многие горные породы, характеризующиеся хорошими водными свойствами, обладают очень низкими магнитными свойствами. Это, прежде всего породы осадочного комплекса — пески, песчаники, известняки, доломиты и др., которые по магнитной восприимчивости заметно отличаются от изверженных образований.

Магниторазведка обычно применяется для решения следующих задач:

1) изучения геолого-тектонического строения районов, закрытых молодыми осадочными отложениями;

2) определения мощности отложений платформенного чехла и глубины залегания кристаллического фундамента;

3) изучения состава пород фундамента;

4) выявления тектонических нарушений, сбросов, даек, жил и других структурных элементов;

5) изучения основных направлений трещиноватости и карстовых проявлений.

Геофизические исследования в скважинах. Скважинные методы геофизических исследований (каротаж) являются обязательной составной частью гидрогеологических исследований и должны проводиться во всех скважинах. Они основаны на изучении тех же физических полей, что и наземные геофизические методы, с учетом влияния различных искусственных процессов и факторов, которые имеют место или могут быть вызваны при бурении скважин (взаимодействие бурового раствора с породами и подземными водами, гидравлическое возбуждение пласта, индикация подземных вод и т. п.).

Наибольшее применение в практике исследований гидрогеологических скважин имеют методы электрокаротажа (метод кажущегося сопротивления — КС, естественных потенциалов — ПС, боковых каротажных зондирований — БКЗ, резистивиметрия — РК), радиоактивного каротажа (гамма-каротаж — ГК, нейтронный гамма-каротаж— НГК, каротаж по методу изотопов—МИ, гамма-гамма-каротаж — ГГК), расходометрического и термометрического каротажей.

Применение указанного комплекса каротажных работ обеспечивает решение широкого круга вопросов, в том числе:

1) изучение геологического строения разрезов и детальное расчленение по литологическим особенностям пород;

2) выделение водоносных и водоупорных пластов и зон с определением их мощности;

3) оценка емкостных и фильтрационных свойств водоносных пород (пористости, пустотности, влажности, коэффициентов фильтрации и водопроводимости, статических напоров, скоростей фильтрации, действительных скоростей движения подземных вод);

4) изучение степени взаимосвязи водоносных пластов и зон;

5) оценка общей минерализации и температуры подземных вод.

Помимо этого комплекс каротажных работ проводится для оценки и контроля технического состояния гидрогеологических скважин и их соответствующей технологической подготовки (резистивиметрия, расходометрия, кавернометрия, гамма-каротаж, инклинометрия, фотокаротаж, дефектометрия, прострелочные работы и торпедирование)

Классификация геофизических исследований скважин осуществляется по виду изучаемых полей. На сегодняшний день известно более 50 различных методов. Они имеют существенные различия между собой и применяются в зависимости от определенного типа проведения работ.

.48 Буровые и горнопроходческие работы в составе гидрогеологических исследований.

Буровые и горнопроходческие работы являются важнейшей час­тью инженерно-геологических и гидрогеологических исследований. С помощью буровых скважин и горных выработок (шурфов, што­лен и др.) выясняют геологическое строение и гидрогеологические условия строительной площадки на необходимую глубину, отбира­ют пробы грунтов и подземных вод, проводят опытные работы и стационарные наблюдения.

Бурение скважин является основным видом разведочных работ при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях.