16. Коэффициент фильтрации и водопроводимости.

Коэффициент фильтрации к — это показатель, характеризующий степень водопроницаемости пород и определяющийся как скорость фильтрации при гидравлическом градиенте, равном единице. Согласно закону Дарси

где V — скорость фильтрации; / — гидравлический градиент; Q — расход фильтрационного потока; F — площадь поперечного сечения потока.

Коэффициент водопроводимости Т равен произведению коэффициента фильтрации к на мощность m напорного пласта: 

Для безнапорных вод Т = kh_cp, где h_cp — средняя мощность водоносного пласта.

Коэффициент водопроводимости Т характеризует степень водо обильности водоносного пласта и представляет собой единичный расход потока (на 1 м ширины) при I = 1. Размерность коэффициента водопроводимости м²/сут.

Фильтрационная анизотропия отражает изменение водопроницаемости пород в различных направлениях. Отношение наименьшего коэффициента фильтрации к наибольшему называют коэффициентом фильтрационной анизотропии X.

Для слоистых пород 

Для лёссов X = k_r/k_B,

где к_ъ — коэффициент фильтрации пластов в вертикальном направлении; к_Т — в горизонтальном.

17. Макро- и микро компонентный состав подземных вод.

В природных водах обнаружено более 80 химических элементов, среди них макроэлементы (макрокомпоненты), определяющие химический тип воды, микроэлементы (микрокомпоненты), а также газы, органические соединения и микрофлора. Они находятся в воде в виде ионов (катионов и анионов), простых и комплексных молекул, коллоидов. Сумма всех найденных при химическом анализе воды минеральных веществ (в мг/л и г/кг) называется минерализацией воды.

Макроэлементы. Важнейшими ионами (согласно ГОСТу «главными»), определяющими минерализацию воды, являются: К⁺, Na⁺,

Ca²⁺, Mg²⁺, С Г, S0|^-, HCOJ, СО^2-. В пресных водах обычно преобладают ионы Са²⁺ и НСО3, а в соленых — Na⁺ и С1^-. Поэтому пресные воды в основном имеют гидрокарбонатно-кальциевый состав, а соленые — хлоридно-натриевый. Различное сочетание указанных ионов дает очень большое разнообразие химических типов подземных вод.

Наиболее широко распространены Cl^-, НСО3, CO^2-, SO4^-, Na⁺, К⁺, Са²⁺, Mg²⁺, которые часто называют главными; их разнообразные сочетания определяют основные типы природных вод. В природных водах содержатся также ионы ОН^-, F^-, N0/, NO2, Н⁺, NH4, Fe²⁺, Mn²⁺, Sr²⁺ и некоторые микроэлементы — йод, бром, бор, медь, свинец, мышьяк, барий, хром и т.д.

Микроэлементами называют те химические элементы, которые находятся в водах в количестве < 10 мг/л. Некоторые из них (бор, медь, молибден) повышают урожаи сельскохозяйственных культур (микроудобрения).

В щелочных водах в виде ионов может присутствовать также Si0₂, а в кислых (распространенных на севере) — Fe³⁺, А1³⁺ и другие металлы. Необходимо подчеркнуть, что малое содержание в водах таких элементов, как Si, А1 и Fe, широко распространенных в горных породах, объясняется их малой подвижностью и растворимостью; наоборот, СГ и Na⁺ весьма подвижны и хорошо растворимы (Кирюхин, Толстихин, 1987).

Наиболее изучены: йод, бром, фтор, бор, кремний, железо, алюминий, медь, цинк, свинец. Многие из микроэлементов, хотя и не определяют химического типа воды, являются специфическими для определенных геолого-гидрогеологических условий. Например, для вод нефтегазовых месторождений характерны: йод, бром, бор, стронций; содержание которых может достигать сотен и более мг/л. Для вод рудных месторождений характерны: медь, молибден, мышьяк, никель, железо, олово, ртуть, свинец, серебро и др.; содержание их обычно составляет единицы и десятки мг/л, но может достигать и сотен мг/л.