- •Основы гидрогеологии
- •130101.65 «Прикладная геология»
- •Введение
- •1. Вода в геосферах Земли
- •1.1. Надземная гидросфера
- •1.1.1. Влажность воздуха
- •1.1.2.Испарение и Транспирация
- •1.1.3.Атмосферные осадки
- •1.1.4.Виды воды в атмосфере
- •1.2. Наземная гидросфера
- •1.2.1. Гидрологический круговорот воды
- •1.2.2. Малый и большой круговороты воды
- •1.2.3. Поверхностный сток
- •1.2.4.Подземный сток
- •1.3. Подземная гидросфера
- •2. Гидрогеологические структуры структурные типы подземных вод
- •3. Подземные водные резервуары
- •3.1.Гидрогеологический цикл и его этапы
- •4. Проблема формирования подземных вод и ее сущность
- •4.1.Формирование ресурсов подземных вод
- •4.1.1. Процессы формирования состава подземных вод
- •5. Гидрогеологическая стратификация
- •5.1. Гидрогеологическая стратификация зсмб
- •6. Виды воды в горных породах
- •Классификация видов воды
- •7. Основные виды движения подземных вод
- •7.1.Элементы фильтрационного потока. Закон Дарси
- •7.1.1. Методы определения коэффициента фильтрации
- •7.1.2. Водопроводимость
- •7.2. Особенности движения подземных вод повышенной минерализации
- •7.3. Установившееся и неустановившееся движение
- •8. Гидрогеотермия
- •8.1. Гидрогеотермический режим земной коры
- •8.1.1. Виды теплопереноса
- •8.1.2. Геотермические зоны земной коры
- •8.1.3. Геотемпературное поле
- •8.1.4. Практическое применение геотермических методов в гидрогеологии
- •9. Свойства и состав природных вод
- •9.1. Распространение воды на Земле и уникальность ее свойств
- •9.1.1. Строение и структура воды
- •9.1.2. Изотопный состав воды
- •9.1.3. Физические свойства воды
- •9.1.4. Химический состав воды
- •9.1.5. Макрокомпоненты
- •9.1.6. Классификация вод по величине минерализации
- •9.1.7. Микрокомпоненты
- •9.1.8. Ионное произведение и активная реакция воды. РН.
- •9.1.9. Окислительно-восстановительный потенциал воды
- •9.1.10. Типы химического анализа при гидрогеологических исследованиях
- •9.1.11. Бактериологический состав воды
- •9.1.12. Газовый состав воды
- •9.1.13. Жесткость воды
- •9.1.14. Агрессивность воды
- •10. Подземные воды криолитозоны
- •Надмерзлотные воды
- •10.1.Надмерзлотные воды деятельного слоя
- •10.1.1.Межмерзлотные воды
- •10.1.2.Подмерзлотные воды
- •11. Основы палеогидрогеологии
- •12. Основы нефтегазовой гидрогеологии
- •12.1. Теоретические основы нефтегазовой гидрогеологии
- •12.1.1. Растворенные углеводородные газы
- •12.1.2. Воднорастворенные органические вещества (вров)
- •12.2. Гидрогеологические условия, благоприятные для сохранения и разрушения залежей нефти и газа
- •13. Нефтегазопромысловая гидрогеология
- •Основные понятия о залежах нефти и газа
- •Основные категории и группы скважин при бурении на
- •Промысловая классификация подземных вод
- •Воды здесь классифицируются по их пространственно-геологическому отношению к залежам, которые служат объектами разработки.
- •Промысловая классификация подземных вод нефтяных и газовых месторождений
- •Движение контурных вод при эксплуатации
- •Режим нефтегазоводоносных пластов
- •Гидрогеологические условия проявления различных режимов нефтегазоносных пластов
- •Гидрогеологические исследования Гидрогеологические исследования в процессе бурения и испытания опорных, разведочных и эксплуатационных скважин
- •Гидрогеологические исследования в процессе разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений
- •Требования к технологии и технике закачки рабочих агентов в пласт
- •Показатели и нормы качества воды
9.1.4. Химический состав воды
В природе невозможно найти химически чистую воду. Благодаря ее высокой растворяющей способности и подвижности происходит перераспределение (миграция) химических элементов в земной коре.
В природных водах присутствуют практически все элементы системы Менделеева в виде ионов, недиссоциированных молекул (и газов), и коллоидов. Однако концентрации их резко различны. В зависимости от содержания в воде элементы делятся на 2 группы: макрокомпоненты и микрокомпоненты.
9.1.5. Макрокомпоненты
Макрокомпоненты содержатся в концентрациях 1 мг/л и выше. Сюда относятся Na, Ca, Mg и Сl, присутствующие в виде простых ионов, а также углерод, сера, азот, кислород, водород и кремний, присутствующие в виде сложных ионов (НСО3, SO4 и т.д.), недиссоциированных молекул и коллоидов (Н2SiО3) и растворенных газов. Кроме того содержится большой комплекс органических веществ (органические кислоты, фенолы, ароматические углеводороды, гуминовые и фульфокислоты).
С некоторой условностью к макрокомпонентам можно отнести также нитрат-ион (NО3), который хотя и очень редко, встречается в преобладающих относительно других анионов количествах, особенно в поверхностных и грунтовых водах. То же относится и к органическим веществам, например органическим кислотам, концентрации которых могут составлять десятки и сотни мг/л.
9.1.6. Классификация вод по величине минерализации
Среди первых классификаций следует назвать классификацию В.И. Вернадского.
В современном виде классификация выглядит следующим образом
(табл. 3).
Таблица 3.
Классификация вод по величине минерализации.
|
Класс вод |
Подкласс вод |
Минерализация, г/л |
|
Пресные |
Ультрапресные |
<0,1 |
|
|
Умеренно пресные |
0,1-0,5 |
|
|
Собственно пресные |
0,5-1,0 |
|
Солоноватые* |
Слабосолоноватые |
1-3 |
|
|
Умеренно солоноватые |
3-10 |
|
|
Соленые |
10-35 |
|
Рассолы |
Слабые |
35-100 |
|
|
Крепкие |
100-320 |
|
|
Сверхкрепкие |
320-500 |
|
|
Предельно насыщенные |
> 500 |
*По ГОСТ 14403-72 к солоноватым отнесены воды с общей минерализацией 1-25 г/кг, что, по сути, неверно.
9.1.7. Микрокомпоненты
Содержание их в воде, как правило, составляет доли мг/л (мкг/л). Однако отдельные микрокомпоненты могут встречаться в природных водах и в довольно значительных количествах - до г/л, например Вr, В, J в рассолах, Zn, Cu, Mn в рудничных и шахтных водах.
Формы соединений в водах многих микрокомпонентов разнообразны (комплексные ионы, металл-органические соединения, коллоиды, взвеси).
Они еще сравнительно слабо изучены, поэтому при интерпретации анализов большинство из них выражают в виде соответствующих индексов элементов (Cu, Mo, As, Pb и т.д.), полученных при спектральном анализе. Более точные данные получают при химическом анализе микрокомпонентов.
Основные физические свойства воды обусловливаются содержанием в воде макрокомпонентов, представляющих так называемый ионно-солевой состав воды, общую минерализацию и сухой остаток.
Большую роль в определении свойств природных вод играют показатели, характеризующие состояние воды и в значительной мере определяющие присутствие в воде элементов в тех или иных соединениях. К числу таких показателей относятся рН и Еh вод.
