- •5) Колле́кторские сво́йства го́рных поро́д,
- •6 Гидрофизические зоны Земли
- •7 Понятие о водоносных и водоупорных породах.
- •8 Классификация подземных вод по температуре
- •9 Классификация подземных вод по минерализации.
- •10 Классификация подземных вод по химическому составу.
- •11. Классификация подземных вод по условиям распределения в горных породах.
- •12. Современные представления о происхождении подземных вод; их генетические типы.
- •13. Основные виды и законы движения подземных вод.
- •14. Понятие об установившемся и неустановившемся движении подземных вод.
- •15. Условия формирования грунтовых и артезианских подземных вод.
- •16. Коэффициент фильтрации и водопроводимости.
- •17. Макро- и микро компонентный состав подземных вод.
- •18. Газы в подземных водах.
- •19. Химические анализы подземных вод.
- •20. Требования к органолептическим показателям питьевой воды.
- •21. Требования к показателям химического состава питьевой воды
- •22. Требования к бактериологическим показателям питьевой воды
- •23. Основные типы гидрогеологических структур; принципы выделения и характеристики
- •24. Элементы гидрогеологической стратификации
- •25. Подземные воды гидрогеологических бассейнов
- •26. Подземные воды гидрогеологических массивов
- •27. Подземные воды обводненных разломов
- •28. Поисковые признаки обводненных разломов
- •29. Зональности подземных вод гидрогеологических бассейнов
- •30. Зональности подземных вод в гидрогеологических массивах
- •31) Подземные воды криолитозоны
- •32) Общая характеристика криолитозоны и систематизация таликовых зон
- •33) Процессы связанные с многолетним промерзанием горных пород
- •34) Термоэнергетические подземные воды
- •35) Промышленные подземные воды
- •36. Минеральные подземные воды?
- •37. Подземные воды районов месторождений полезных ископаемых.
- •38 Понятие о месторождении подземных вод; сходства и отличия от месторождений других видов полезных ископаемых.
- •39 Экологическая гидрогеология: цели, задачи, содержание; гидросферный базис
- •40. Целевое назначение и основные принципы проведения гидрогеологических исследований.
- •41. Этапы и стадии гидрогеологических исследований.
- •42. Рациональный комплекс работ при выполнении гидрогеологических исследований.
- •43. Аэро- и космические съемки для решения гидрогеологических задач.
- •44. Дешифрирование и аэровизуальные наблюдения в составе гидрогеологических исследований.
- •45. Гидрогеологическое картографирование: цели, задачи, масштабы и содержание.
- •46.Маршрутные наблюдения при гидрогеологическом картировании
- •47.Задачи и методы площадных геофизических исследований для гидрогеологических целей
- •49.Геофизические исследования гидрогеологических скважин.
- •50.Основные виды полевых опытно-фильтрационных работ
- •51) Опытные наливы воды в шурфы.
- •52) Наливы и нагнетания воды в скважине
- •53) Откачка воды из скважины
- •54) Выпуски воды из скважины
- •55) Основные типы водоподъемного оборудования
- •56. Стационарные наблюдения за режимом подземных вод.
- •57. Гидрогеохимическое опробование и лабораторные
- •58. Топографо-геодезические и камеральные работы в составе гидрогеологических исследований.
- •59. Гидрогеологические карты: виды, кондиционность, содержание, глубинность изученного разреза.
- •60. Гидрогеологический мониторинг; сохранение гидросферы – главная задача современности.
18. Газы в подземных водах.
Анализы газов, растворенных в подземных водах, производятся редко. Однако газы играют большую роль в гидрогеологических процессах. Газы, выделяющиеся из раствора, образуют пузырьки, которые препятствуют движению воды в водоносных горизонтах, особенно вблизи скважин. Некоторые растворенные газы, такие, как кислород и двуокись углерода, сильно влияют на химический состав воды, другие отрицательно действуют при использовании воды. Например, метан, выделяясь из раствора, может скапливаться и вызывать пожар или взрыв. Растворенный кислород вызывает коррозию металлов. Концентрация сероводорода, превышающая 1 ч. на 1 млн., делает воду непригодной из-за неприятного запаха. Присутствие сероводорода также способствует росту некоторых бактерий, кольматирующих фильтры скважин и трубы.
Растворимость большинства газов в воде прямо пропорциональна давлению и обратно пропорциональна температуре. Действие температуры на растворимость некоторых газов видно из табл. 4.3.
Таблица 4.3
В большинстве подземных вод растворенные газы имеют концентрации от 1,0 до 100 ч. на 1 млн. Более высокое содержание газов возможно в специфических условиях. Из воды некоторых скважин выделяются большие количества метана, сероводорода и углекислого газа. Вероятно, эти газы находятся в такой воде под давлением в несколько атмосфер. Вода, просачивающаяся через разлагающиеся органические остатки, может содержать большие количества растворенного аммиака, который, вероятно, быстро окисляется до нитрата. Аммиак имеется также в воде некоторых термальных источников.
Растворенные газы в дождевой воде и воде рек с водопадами находятся почти в равновесии с атмосферными газами (табл. 4.3). Если такие поверхностные воды инфильтруются непосредственно в сильно проницаемые водоносные породы, растворенные газы сохраняют свою первоначальную концентрацию. Однако в большинстве случаев вода, прежде чем пропикнуть в водоносные горизонты, инфильтруется в почву и подстилающие ее породы. Содержание кислорода в инфильтрующейся воде уменьшается вследствие окисления минералов, деятельности микроорганизмов и диагенеза органического вещества. При повышении температуры газ выделяется из воды, при охлаждении воды в процессе инфильтрации в раствор поступает дополнительное количество газа. Концентрация метана, сероводорода, аммиака и других газов может увеличиться в области питания, в связи с чем устанавливается новое равновесие газов в растворе. Количество азота в воде снижается некоторыми бактериями. В результате описанных процессов содержание газа в воде при поступлении ее в водоносный горизонт на значительных площадях существенно отличается от содержания газа в поверхностных водах.
При достижении инфильтрующейся водой зоны полного насыщения концентрация газа в воде остается относительно постоянной, особенно если вода находится под артезианским напором. Однако небольшие изменения в содержании газа в подземных водах происходят вследствие медленного окисления минералов и, вероятно, деятельности микроорганизмов на глубине.
Концентрации инертных газов, к которым относятся гелий, аргон и неон, очень чувствительны даже к незначительным изменениям в содержании различных газов подземных вод. Сугисаки использовал эту особенность для определения первоначальной температуры подземной воды в период, когда она просачивается из русла реки в проницаемый водоносный горизонт. Поскольку высокое содержание аргона указывает на низкую температуру, а низкое содержание — на высокую температуру в период питания, можно найти слои зимней и летней воды, расположенные вниз по потоку от области питания, и определить скорость движения воды (рис. 4.3).
Рис. 4.3. Содержание аргона в подземных водах около Такада, Япония.
Температура воды в момент питания определяется по содержанию аргона. Ориентировка разреза совпадает с направлением движения подземных вод. Расстояние между минимальными температурами соответствует пути (более 2 км), проходимом подземными водами за один год.
С течением времени подземные воды обогащаются гелием и в меньшей степени — аргоном, поскольку радиоактивный распад урана и тория продуцирует гелий, а калий-40, распадаясь, дает аргон. Быстро циркулирующие подземные воды постоянно уносят в небольших количествах гелий и аргон, которые выделяются из пород, контактирующих с водой. Малоподвижные подземные воды больших артезианских бассейнов и почти неподвижные погребенные воды отличаются повышенной концентрацией, по крайней мере гелия и, возможно, аргона. Судя по относительной распространенности гелия в атмосфере по сравнению с его природными запасами, соотношение гелия и аргона должно увеличиваться от примерно 0,0005 в поверхностных водах до 1,0 в некоторых соленых водах, находящихся в контакте с месторождениями газа.
Искусственно закачиваемый в скважины гелий успешно применяется в качестве индикатора движения подземных вод. Он безвреден в биологическом отношении и инертен, т. е. не вступает в химические реакции с водой и породами водоносного горизонта. Широкое применение гелия как индикатора осложнено необходимостью использовать специальное аналитическое оборудование.