4.Гидрогеология, её содержание и значение

Гидрогеология – это наука о п.в., их происхождении, условиях залегания, закономерностях распространения и движения в з.к., о физических свойствах п.в, хим., бактериальном и газовом составе, а также об их режиме, процессах взаимодействия с атмосферой, наземной гидросферой, г.п. и веществом мантии земли. Она изучает условия образования МПВ, их роль в геол.пц. и формировании МПИ. Эта наука разрабатывает методы поисков и разведки МПВ различных типов, управление режимом, изучает воду как своеобразное вещество земли. Выделяют 11 разделов: общая г/г, динамика п.в., поиски и разведка МПВ, г/геол МПИ, региональная г/геол, учение о минеральных и пром.водах, г/геохимия, мелиоративная г/геол, палеог/г, учение о режиме и балансе п.в.,г/геоэкология.

5.Инженерно-геологические карты: определение, классификация, содержание, назначение

Инженерно-геологические карты — это сведения о важнейших инженерно-геологических факторах в пределах изучаемой территории.

Каждая инженерно-геологическая карта — понятие собирательное и состоит из собственно карты, условных обозначений, геологических разрезов и пояснительной записки.

Для составления инженерно-геологических карт используют карты топографические, геологические всех видов, гидрогеологические, результаты работ по изучению геоморфологии, инженерно-гео­логических исследований, свойств пород и т. д.

Инженерно-геологические карты бывают трех видов: 1) инженерно-геологических условий, 2) инженерно-геологического районирования и 3) инженерно-геологические карты специального назначения.

Карта инженерно-геологических условий содержит информацию с расчетом на удовлетворение всех видов наземного строительства. Ее используют для общей оценки природных условий местности, где будет осуществлено строительство.

Карта инженерно-геологического районирования отражает разделение территории на части (регионы, области, районы и т. д.) в зависимости от общности их инженерно-геологических условий.

Карты специального назначения составляют применительно к конкретным видам строительства или сооружения. Они содержат оценку инженерно-геологических условий территории строительства и прогноз инженерно-геологических явлений!

Масштабы инженерно-геологических карт находятся в зависимости от их назначения и детальности содержания:

1) общие обзорные (или схематические) карты мелкого масштаба (от 1 : 500 000 и мельче) отражают общие закономерности формирования и распространения инженерно-геологических условий на больших территориях;

2) карты среднего масштаба (от 1 : 200 000 до 1 : 100000) предназначены для обоснования проектирования строительства населенных пунктов, промышленных предприятий, отдельных гидротехнических сооружений и т. д.;

3) детальные крупномасштабные карты (от 1 : 10 000 и крупнее) используют для обоснования проектирования при размещении кон­кретных объектов промышленного строительства, при застройке городских территорий и т. д.

Билет 15

1) Формации и их геол.значение. Геологическая формация-закономерные ассоциации г.п.,связанные единством вещ.состава и строения,обусловленных общностью их происхождения или сонахождения. Различ.осад.,магматич.и метаморф.формации. В зависимости от тектонич.обстановки:платформенные, геосинклинальные,орогенные. Их изучение имеет очень большое геол.значение, т.к.осад.формации явл-ся надежными индикаторами тект.режима. Мергельно-меловые формации,форм.Qпесчанников указывают на платф. режим, а кремнисто-карбонатные,яшмовые-на геосинклин., обломочные формации-свидетельство орогенного режима. По смене формаций по вертикали можно судить об изменении тектонич обстановки,т.к.каждому типу формаций свойственен свой набор п.и.

2) Г/ф м-ды примен-е припоисках ПВ. Наибол-е распростр-е получ-ли м-ды эл/разв.Эффект-ми явл-ся м-ды осн-е на изуч-и полей пост-го тока ВЭЗ, ЭП (эл. профилирование). ВП (вызванная поляризация). М-ды ВЭЗ и ЭП позволяют судить о литолого-петрогр-м составе гп. их влаж-ти. водно-физ-х св-в пород, степени трещин-ти. Основ-ми г/г задачами при решении которых эфф-но испол-ть ВЭЗ - изучен-е глубины залег-я кровли опор-го гор-та. кот-й на разных участ-х может быть предс-н водоупор-ми или хорошо фильт-ми образ-ми, опр-е глубины залег-я и мощ-ти гориз-в, картир-е и изуч-е тектон-х наруш-й, обвод-ти, зон повыш-й трещ-ти. ВП исп-ся для реш-я задач изуч-я глубины залег-я и мощ-ти водоносн-х и водоуп-х толщ, оценка общей минер-и и засолен-ти пород, зоны аэрации. ЭП - опред-е литолог-х особен-й п-д. М-д ЗТ (заряженного тела) - опр-е направ-я и движ-я ПВ. Гравираз-ка примен-ся при тектон-м районир-и. При поиск-х раб-х магниторазв-ка из-ет геол строен районов закрытых молодыми осад отл-ми, опр-ся мощ-ть отлож-й платформ-го чехла и глубины залег-я кристалл-го фундамента, изуч-е пород фунд-та. ГИС (геофиз. исл. скв.) с электрокаротажа опр-ют кажущееся сопрот-е естест-х потенц-в. Резистиметрия радиоктивпого гамма каротажа и гамма-гамма- каротажа изуч-е стро-я геол разреза и детал-е расчленение по литолог-м особен-м выдел-е вадоносных и водоуп-ых пластов с опред-ем их мощ-ти, оценка фильтрац-х св-в в.г., опенка их минер-и.

3) Классифик-я пород по буримости 1 Торф, лёсс, слабый мел, песок и супеси без гальки и щебня.2 торф, растительный слой, песок, глина средней плотности. Суглинок плотный, мергель, мел, плывун безнапорный. 3 Слабосцементированные песчаники, мергель, известняк ракушечник, плотная глина с содержанием мелкой гальки не более 20 %.,4. Сланцы глинистые, плотные мергели, доломиты выветрелые и т.д. 5Галечно-щебнистые грунты,сланцы хлоритовые, аргиллиты, известняки, дуниты выветрелые. 6 Сланцы глинистые, полевошпатовые песчаники, конгломераты.

4) Подземный сток и методы его определения. Дв-ие п.в.от обл-ти питания к обл-ти разгрузки завер-ся подз. стоком в реки, озера, моря и др повер-ые водоемы и водотоки. Разл-ют глубокий (артез-кий) и неглуб-й (грунтовый) виды п/з стока. Неглуб-й п/з сток форм-ся выше местного базиса эрозии (уреза рек. озер, водоемов) и хар-ся отн-но небольшими размерами водосборной площади, контуры которой, обычно совпадают с водозабором поверх вод или близкий к нему. Питаие гл обр происх-т за счет атм ос-в. Скор-ть движ-я п/з вод отн-но велика, а их возраст не превыш-ет первые десятки лет. Осн. кол-ые хар-ки п/з стока: а) суммарный объем п/з сока Q_подз, м³/с, км³/год, б) модуль п/з стока М_п/з=Q_подз/F_подз, л/с*км² , в) коэф-т п/з стока – отношение высоты слоя п/з стока h_п/з (мм/год)к среднегодовой сумме атм осадков х(мм/год): а_п/з= h_п/з/х*100 (%), г) коэф-т подз питания (рек): К_п/з=Q_п/з/Q_реки*100 (%). Гидрометр м-д: фильтр-е расчеты, кот-е исп-ют аиалит-е м-ды для опред-я расхода п/з вод па участке их разгрузки и м-ды моделир-я г/динамич-х усл-й компл-е г/г м-ды опред-я п/з стока в речную сеть (по данным о стоке реки и г/г усл-ях) режимнобаланс-е м-ды оценки питан-я и разгрузки п/з вод. П/з сток в реке м/б установлен по изуч-ю расходов реки на верхнем и на нижнем створах, распол-ых на прямолин-ом уч-ке, не имеющем притоков: удел расход реки q_п/з=(Q₂-Q₁) /L. П/з питание рек уст-ся по гидрографу реки (хронологическому графику изменения расхода реки на изучаемом створе). Часто исп-ся методика Куделина. П/з сток хар-ет ест ресурсы п/з вод, т е то кол-во воды которое можно взять из вг не рискуя серьезно нарушить режим.

5) Геосистемы, как предмет инженерно-геологичесских исследований, их виды, уровни. Геосистема- часть литосферы, которая исследуется при ИГ изысканиях. Всякая геосистема имеет определенную структуру и свойства: а) геосистема имеет вещественную структуру- порода, вода, газ, микроорганизмы;б) Тектоническая структура – разлом, блок, антиклиналь синклиналь;в) геоморфологическая структура – тип рельефа , формы;г) гидрогеологическая структура – водоносный комплекс;д) газовая структура – газ в порах, трещинах;Основные свойства геосистем:;- неоднородность;- изменчивость (геосистема изменяется во времени и пространстве в связи с историей геологического развития);- дискретность (прерывистость геосистемы, которая обуславливается наличием трещин, пор, разломов);- организованность (на уровне минералов, на тектоническом уровне);Геосистемы делятся на два вида: 1- природная геосистема; 2- природно- техническая геосистема (ПТГ) –геосистема, с верховодящими в ней сооружениями, орудиями, продуктами труда, или участки геосистем, измененные человеком.;Выделяют три уровня ПТГ;1)Элементарная ПТГ- сфера взаимодействия геосистемы с одним или двумя сооружениями.2)Локальная ПТГ –несколько элементарных ПТГ граничащих или пересекающихся между собой. 3)Региональная ПТГ –геосистема в которую входят локальные не граничащие, но взаимодействующие между собой. Геосистемы.На геол разрезах выделяют следующие категории пород:- формации по происхождению в определенной тектонической и палеогеографической обстановке;- генетический тип может иметь разное происхождение, но одинаковый породообразующий фактор;- стратиграфо – генетический тип – комплекс пород одинаковых по возрасту генезису и сформировавшиеся в одной физико – географической обстановке.;- категории выделяются по ГОСТ 25100 – 95-класс;- группа;- п/группа;- тип;- разновидность; - ИГЭ – объем породы одного возраста, генезиса, состава и одинаковый по свойствам.

Билет 16

1) Общая характеристика силикатов. Тип:соли кислородных кислот(H2CO3,H2SO4), класс:силикаты(H4SiO4,H6Si2O7…),Катионы:литофильные Эл-ты,т.е.те,кот.входят в состав з.к.:Ca,Mg,K,Na,Fe,Ti,Al,rZ.Дополн.ионы:F,Cl,OH,H,H2O.Особая роль алюминия,т.к. он м/б и катионом(дистен),или входить в состав аниона(ортоклаз).Хим. состав:сложный,т.к.они обр-ют изоморфные смеси,в основном минералы переменного состава.Цвет:разнообр.,зав.от примесей,черта белая,тверд.5,5-7,уд.вес-до4,блеск-стекл, Происх-ие эндог-ое,иногда экз.Классиф-ия силикатов:Подкласс1:силикаты с изоморфными тетраэдрами и группами тетраэдров.;п/класс2:с изом.кольцами тетраэдров;п/Кл.3:с бесконечн.цепосками(вязанные);п/Кл.4:с бесконечн.листами(листовые);п/Кл.5:с трехмерными каркасами кремнекислородных и алюмокислор.тетраэдров(каркасные).

2) Физич.и химич.выв-ие г.п.Значение его изучения.Совокупность пц.,осущ-х разрушение г.п.называют выветриванием. В зависимости от факторов,возд-х на г.п.и рез-тов воздействия пц.выв-ия дел.на:1)Физическое-это разруш.г.п.,не сопровожд-ся хим.изменением еесостава.В зав-ти от гл.действ.фактора и хар-ра разрушения г.п.выделяют:t-ое и морозное. t-ое вызывается измен-ем температуры,его интенсивность зав.от состава п.,строения, трещин-ти.Морозное происх.призамерзании воды в трещинах и порах г.п.,кристаллиз-ии солей при испар-ии воды.Оно связ.с темпер.выв-ем.В рез-те физ.выв-ия п.обр-ся ос.облом.п., по мере дробления,интенсивность физ.выв-ия сниж-ся,созд.благопр.усл-ия для хим.выв-ия.;2)Хим.выв-ие-приводит к коренному изменению минералов и г.п.,отличных от первоначальных.Оно происходит при взаимод-ии г.п.наружн.части литосферы с хим.активн.эл-ми атмосферы,гидросферы и биосферы.

3) Физические и геологические основы сейсморазведки. Условия отражения и преломления волн. Физ и геол основы сейсморазведки. Сейсморазведка-- г\ф м-д исследования строения ЗК и разведки полезных ископаемых. Основан на изучении распространения упругих волн возбужденных искусственно с помощью взрывов. Это приводит к тому, что на границах слоев с различными скоростями образуются отраженные и преломленные волны, регистрируя которые, на поверхности земли можно получить информацию о геологическом строение района. Методика сейсморазведки основана на изучении кинематики волн, т.е. времени пробега различных волн от пункта возбуждения до сейсмоприемников улавливающих колебания почвы. В сейсмостанциях электрические колебания, созданные в сейсмоприемниках слабыми колебаниями почвы, усиливаются и измеряются на сейсмограммах. В результате получают информацию о глубине залегания и конфигурации геол границ, на которой произошло отражение или преломление волн и о вещественном составе пород, слагающих геол тела, а иногда о нефтегазонасыщенности пород. Характеристики расапространения упругих волн зависят от упругих свойств пород.

4) Совмещениеи стадий планир.и проектир.стр-ва и этапов ИГИ. Цели и сод.стадий и этапов. Сначала идут стадии планир-я: ст 1 планир-е или схема размещения ком-са соор-ний , к-ая вкл-ет Iэтап- ИГИ в пределах р-на пред-го строит-ва, ст 2 ТЭО или проек-е ПТГ - IIа этап- ИГИ перспект-х вариантов. Затем идут ст. проек-ия: ст 3-проект, к-я вкл-ет этапIIб –ИГИ на выбранном варианте строит площадке. Ст 4–рабоч. докум-ия, сод-т этап III-ИГИ в пределах предпол-ой СВ. Конечные стадии:ст 5 -строит-во– этап IV-ИГИ в пределах разив-ся СВ и ст 6 - эксп-ция - Vэтап- ИГИ в пределах СВ. На ст-х план-ия еще не известно какие соор-ия и где они будут расп-ся, осущ-ся только выбор места для строит-ва. Целью данными ст-ми явл: Iэтап- технико-экономическое и эколог-ое обоснование строит-ва, его предварит. стоим-ть. IIа этап- выбрать строит. площадку, уточнить стоим-ть. На стадиях проек-ия ведутся расчеты и чертежи уже для конкрет сооруж-й. Целью ст-дий проек-ия явл: этапIIб- компоновка соор-ний на строит-й площадке, выбор тип фун-да, предв-ые расчеты, проект защит. мероп-ий. III этап –окончат. расчеты, рабоч. докум-ция. На конеч. стадиях произ-ся уточнение проектов для обеспеч-я норм эксп-ции соор-ния.

5) Основные процессы формирования химического состава подземных вод. 1.Перенос вещества водой:а)диффузионный перенос (перемещение вещества в направлении убывания его концентрации, для выравнивания содержания растворенного в-ва по всему объему); б)конвективный перенос (тепло- и массоперенос в движущемся потоке: естественная конвекция – перемещение в – ва под влиянием Т и вызванное этим явлением различие плотностей. Вынужденная конвекция – под действием внешних сил (напорный градиент));Смешение вод; 2.Перевод в –ва в раствор:а)конгруэнтное растворение (минералы, которые растворяются в воде с полным разрушением кристаллической решетки # карбонаты, сульфаты, хлориды);б)инконгруэнтное характерно для алюмосиликатов. Сопровождается разложением тв.в –ва, переходом части элементов в жидкую фазу и формированием вторичной жидкой фазы;в)выщелачивание (процесс перехода в р-р какого – либо элемента из минерала без нарушения его кристаллической решетки) избирательное растворение отдельных минералов в общей массе пород;г)пц окисления;д) пц десорбции;3.Вывод в –ва из раствора:а)гидрогенное минералообразование – выпадение минералов из насыщенных солей;б)кристаллизация солей; в) сорбция – поглощение в –ва поверхностью какого- либо тв или жидкого в –ва;4.Одновременный перевод и вывод в – ва из раствора:а) ионный обмен;б)радиоактивный распад # уран переводится в р –р путем выщелачивания из урансодержащих минералов;в)реакции окисления и восстановления;5.добавление или удаление молекул воды:а)гидротация – присоединение молекул воды;б) испарение воды;в) дегидротация –выделение молекул воды из минералов;г)вымораживание;д)хим. разложение и синтез воды;е)мембранный эффект- когда через тонкопористые породы проходят молекулы воды, а растворенное в –во не проходит и происходит растворение воды.

Билет 17

1) Класс-ия магм.п.по хим.составу,по парагенезису и по усл-ям образования.Исп-ие этих кл-ий для полевой диагностики.Магм.п.по усл.обр-ия:1)Плутонические-обр-ся в рез-те медленной кристаллизации расплавов на глубине >1,5 км.2)Вулканические-обр-ся в усл-ях быстрого застывания расплавов на пов-ти или близко от нее в подводящих каналах. 3)Гипабиссальные-обр-ся на умеренных глубинах(100м-1км),среди них различ.п., имеющие вулканич.и плутонич.аномалии и п.,не имеющие этих аномалий.По содерж.SiO₂ магм. породы делятся нагруппы: 1)у/о(30-45%);2)Осн(45-54);3)ср(54-64);4)кисл.(64-78); По парагенезису выдел.след.группы:у/о1)Гипербазитов(оливин,Pl,Cr,св.мин.нет); Осн. 2)Габбро-базальта;Ср3)Диорита-андезита(р.о.30,70%-Plср);Щел.ср.4)Сианита(КПШ-50-80%,Plср,Hg);Кисл5)Гранита-риолита(Q-30%,Plср,КПШ,темноцветы). Переходные разности осн.п.:пироксенит, габбро(базальт)-монцогаббро(трахибазальт)-полевошп.уртит (нефелиновый трахибазальт).Ср.п.:диорит-сиенит-щел.сиенит.Кисл.п.:гранит-граносиенит-щел. граносиенит.

2) Способы подсчета запасов полезного ископаемого. 1.Способ разрезов применяется при разведке месторождений, которое разбивается серией // разрезов, когда особенности морфологии и геол строения рудных тел наиболее полно отражаются на разрезах (вертикальных или горизонтальных). Определение объема выполняется различными способами:а)с учетом формы оцениваемых тел;б)без учета форм оцениваемых тел. Наиболее часто общий объем тела вычисляется суммированием элементарных и геометрических фигур, опирающихся на 2 разреза и принимаемых за призмы V_i-i+1=(S_i+S_i+1)_*L_i-i+1/2. Объем участков залежей, расположенных за крайними разрезами, в которых они вскрыты вычисляется по формулам: Клина- (для выдержанных маломощных тел) V_0-1=S₁/2*L/2; Конуса- (для невыдержанных мощных тел) V_4-5=S₄/3*L/2;Для способа разрезов необходимо большое число пересечений. 2.Способ блоков применяется при разведке месторождения, когда особенности морфологии и геол строения рудных тел наиболее полно отражаются в продольной проекции на вертикальную или горизонтальную плоскость.При этом способе рудные залежи геометризуются в виде системы сомкнутых призм. Объем призм определяется произведением площади оснований(площади проекции) на высоту(ср мощность залежи а пределах данного блока) V_бл=S_пр*M_ср. Статистический способ применяется на действующих предприятиях при оперативном подсчете запасов и планировании работы предприятия, когда есть достаточный статистический материал для достоверной оценки динамики изменений основных параметров на ограниченную единицу пространства, по простиранию или на глубину. Используется главным образом регрессия между параметрами, для которых установлена сильная корреляционная связь. Оцененные таким образом запасы в случае их квалификации оцениваются на категорию ниже.

3) Физ-геол. основы методов электроразведки. Естественные и искусственные поля.

Физ-геол основы методов электроразведки. Естественные и искусственные электрические поля. Это методы исследования ЗК и разведки МПИ, основанные на изучении электрических и электромагнитных полей, существующих и земле в силу естественных физ-хим. и космических процессов или создаваемых ичкусствснно. Геологическое: естественная дифференциация ГП по эл. свойствам (удельное сопротивление, диэлсктр. проницаемость, проводимость). По проводимости: проводники (Си, Ag, Pt, Pb, Fe), полупроводники (пирит, халькопирит), диэлектрики (киноварь, лимонит), осад. I'П - низкое сопротивление, глины имеют меньшее сопротивление чем пески; изверженные ГП - низкое; метаморфич. I'П — нормальное и тангенсальное.

Физическое: закон Ома R=U/I и уравнение Максвелла.

Если геоэлектрический разрез известен, то с помощью дифференциальных уравнений, (ур-е. Максвелла) и физических условий решают прямые задачи электроразведки для ряда физико-геологических моделей среды, т.о. при решении прямых и обратных задач электроразведки прежде всего приходится иметь дело с геоэлектрическим разрезом, который определяют электромагнитные свойства и геометриче­ские параметры среды.

По характеру изменения во времени естественное и искусственное поля могут быть постоянные (пазыв. электрич.) и переменные (электромагн.). В электроразведке измеряемыми параметрами являются амплитудные значения напряженностей электрического (Е) и магнитного (Н) полей, а также фазовые сдвиги. К естественным эл. полям относятся эл/хим и эл/кинетич. Природы. Эл/хим. являются поля, которые обусловлены ОВ реакциями. Эл/кинетич.-диффузионно-адсорбционные ноля. Естественные эл.магн. поля - поля. возникающие в земной коре в пределах значительных по площади регионов и обусловленные космическими причинами. Постоянные искусственные эл. поля создаются с помощью заземления подключенного к источнику постоянного напряжения.

4) Классификация методов получения инженерно-геологической информации. По Сергееву выделяется 2 класса методов, а в них выделяется 7 групп методов: 1 класс -общие: а) регионально-генетические;б) историко-геологические методы;Это методы геологических наук, которые изучают историю геологического развития района, условия залегания, текстуру, структуру, минеральный состав и возраст горных пород;2 класс- частные: а)экспериментальные; (лабораторные, полевые); б)метод аналогий (сравнительно-геологический и геологического подобия);в)моделирование (оптическое, эквивалент-х сред.);г)расчетно-теоретическое составление математических моделей на ЭВМ;д) методы смежных наук. Полевые методы: наземные и аэровизуальные маршруты, дешифрирование аэрофотокосмо материалов, горно-буровые работы, статическое и динамическое зондирование (только в песчаных горных породах, расчленяет разрез по составу и состоянию горных пород, определяет мощность залегания скальных горных пород, свойства горных пород, состояние глинистых и песчаных горных пород, несущую способность свай), искиметрия (определяет сопротивление горных пород резанию ножами, расчленяет разрез по прочности пород), прессиометрия (изучает деформационные свойства пород. Е-модуль деформации, а - коэффициент сжатия его сущность состоит в измерении деформации г.п., слагающих стенки скважин, при воздействии на них возрастающих ступеней нагрузки. Эти исследования проводятся с помощью прессиометра), испытание горных пород статическими нагрузками (штампоопыты), испытание горных пород на сдвиг и срез (определение С и ?). геофизические методы, сейсмические методы. ЭМ, радиоактивные методы, используются для расчленения разреза и изучения кровли скальных и мерзлых пород, тектоники, глубины залегания ВГ, определения свойств горных пород, гидрогеологические. Лабораторные: химический, теоретический, рентгеновский, электро.-микроскопический, методы грунтоведения.