
- •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
1.2.1. Гидрологический круговорот воды
Нагревание земной поверхности солнечным теплом вызывает постоянный круговорот влаги в природе. Под влиянием нагревания – испарение влаги с поверхности океанов, морей, рек, а также суши и растительного покрова. В дальнейшем влага конденсируется в атмосфере и выпадает в виде атмосферных осадков. Выпавшие на сушу осадки частью испаряются с ее поверхности, и частично стекают в реки, моря, океаны и испаряются с их поверхности.
Речные воды, впадая в моря и океаны, несут различные растворенные химические элементы и соединения, которые они извлекают из пород по пути движения. В результате длительного переноса извлечения этих веществ морская вода приобретает солевой состав, который сравнительно однороден в пределах крупных океанических бассейнов и несколько изменяющихся в морских водоемах, глубоко вдающихся в сушу.
Перемещение влаги в атмосфере и на поверхности земли происходит довольно быстро, а в земной коре оно замедляется по мере погружения на глубину. В почвенном слое происходит сложный процесс просачивания влаги от поверхности земли до уровня подземных вод. Подземные воды движутся более медленно по пористым горным породам от области питания к области стока, выходя на поверхность земли в виде различных источников. Кроме того, в земной коре происходит еще более длительный геологический процесс миграции подземных вод. Он обусловлен тем, что часть воды морских бассейнов уходит в иловые донные осадки, видоизменяется в процессе диагенеза, эпигенеза и катагенеза и может долго сохраняться в горных породах, пока эти осадки снова не выйдут на дневную поверхность и не подвергнутся воздействию атмосферных осадков и поверхностных вод.
Много влаги временно исключается из гидрологического круговорота, переходя в твердое или связанное состояние в минералы горных пород (элементы геологического круговорота).
Несколько схематизируя процесс перемещения влаги в природе, рассмотрим годовой круговорот воды.
Образующиеся при испарении водяные пары устремляются в атмосферу, где они попадают в другие термодинамические условия (давление, t). При наличии в атмосфере частиц, обладающих гигроскопическими свойствами (пары конденсируются и вновь выпадают на поверхность земли в виде атмосферных осадков - дождь, снег, град и др.).
Необходимо отметить, что в истории Земли числовое значения элементов круговорота воды неоднократно изменялось.
1.2.2. Малый и большой круговороты воды
Различают малый и большой круговорот воды в природе:
- при малом круговороте испарившаяся с поверхности морей и океанов влага выпадает здесь же, на водной поверхности и не переносится на сушу;
- при большом круговороте часть водных паров переносится на сушу и выпадает на поверхности земли в виде осадков, вновь стекающих в моря и океаны.
Таким образом, ежегодная убыль воды в океанах и морях вследствие испарения покрывается прибылью воды из рек и подземного стока.
Выделяют еще внутренний или внутриматериковый круговорот воды, т.е. когда основная масса атмосферных осадков образуется из водяных паров местного (континентального) происхождения.
Малому круговороту воды в природе в годовом разрезе по многолетним данным отвечает уравнение: Им=Ом
Большой круговорот можно выразить уравнением: Ис = Ос-С
Для Мирового океана: Им=Ом+С
Сложив сушу и море, получим: Им=Ом+С, т.е. сумма испарения воды с поверхностей океанов и суши равна сумме осадков, выпадающих на эти поверхности.
Для бессточных областей: Иб.о.=Об.о.
Теперь можно получить уравнение круговорота всего земного шара:
Им+Ис+Иб.о. = Ом+Ос+Об.о.
Таблица 2.
Числовые значения элементов круговорота воды земного шара по М.И. Львовичу
Область |
Площадь млн.км2 |
Элементы круговорота |
Годовой объем тыс.км3 |
Мировой океан
|
361,45 |
Осадки Ом Приток речных вод С Испарение Им |
411,6+36,38 = 447,98 |
Суша со стоком |
117,5 |
Испарение Ис Речной сток С Осадки Ос |
64,62+36,38=101 |
Бессточные области |
31,12 |
Испарение Иб.о. Осадки Об.о. |
7,4 7,4 |
Весь земной шар |
510,08 |
Испарение Им+Ис+Иб.о. Осадки Ом+Ос+Об.о |
520,0 520,0 |