1) Понятие о з. К и литосфере. Строение з. К.
Литосфера – это верхняя твердая каменистая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю часть подстилающей ее верхней мантии Земли, расположенную выше астеносферы. Мощность литосферы составляет от 50 до 200 км. Она включает твердое минеральное вещество горных пород, в том числе органического происхождения, воду или другие жидкие компоненты, газы, присутствующие в порах и трещинах твердой фазы или растворимые в подземных водах. Земная кора - верхняя, твердая часть литосферы толщиной от 5 км (под океаном) до 75 км (под материками, горные системы). Земная кора отделена от нижележащей мантии Земли поверхностью Мохоровича. Различают континентальную и океаническую земную кору, а также ее переходные типы: субконтинентальную и субокеаническую земную кору. Континентальная земная кора состоит из осадочного слоя, "гранитного" слоя и "базальтового" слоя. Строение З.К.1-осадочный чехол (0-35 км);2-гранитно-метаморфический слой (0-35 км), сложен породами кислого состава, гнейсами, кристаллическими сланцами. На земную поверхность выходит на континентах в пределах щитов и центральных частей горных сооружений, в океанических зонах отсутствует.3-базальтовый (под континентами до 40, под океанами до 5 км), образован магматическими и метаморфическими породами основного состава и гранулитами (гнейсы содержащие гранат). Граница гранулитового и базальтового слоев проводится по границе Конрада. Установлено, что она распространена не повсеместно. Гранитный и базальтовый слои объединяются в понятие консолидированной коры. 3а-слой толеитовых базальтов.3б-слой амфиболитов.4-литифицированная верхняя мантия (до 100 км).Осадочный, гранитный и базальтовый слои вместе образуют оболочку, которая называется сиалитическая или сиаль. В пределах горных хребтов ее наибольшая мощность- 50-70 км, в области материков- 30-40 км, а в области океанов она значительно тоньше, мах 10 км.Кроме континентальной и океанической З.К выделяется переходная (от материка к океану).Средняя мощность З.К составляет 33 км. Земная кора и верхняя мантия называются тектоносферой.
2) Геол.аспекты охр.окр.среды .Потенциальные аспекты воздействия на о.с. 1) ГРР-выеми и полости в породах, незатампонир.стволы и рабочие площадки бур.скважин; 2)горная добыча на стадии разведки полости и выемки, дороги, коммуникации, рабочие площадки; 3)Кучное и шахтное выщелачивание-рабочее площади и остаточные кучи, остаточные продукционные растворы; 4)Подземное скважинное выщелачивание, незатампон.стволы бур.скв-н, остаточный объем р-ра, рабочая площадка, разливы кислот и рабочих р-ров; 5)Скв-нная гидродобыча, незатампон.стволы бур.скв-н, полости добычи камер(участки гидроразрыва), рабочая площадка, хвостохранилище, участок складирования рудной массы; 6)Гидромеханизированная добыча, обводнение, осушение, россыпи, зачистка земн.пов-ти над россыпью, удаление торфа в отвалы и т.д.; 7)Обогатительный комплекс, работа дробильных агрегатов, сточные воды, отходы сепарации, выбросы двигателей. Осн.виды потенц.возд.на ОС от источников: а)газоаэрозольное и пылевое; б)гидродин-ое возд.на стр-ру потока ПВ; в)гидрохим.; г)радиационное; д)химическое; е)шумовое и сейсмическое; ж)тепловое; з)отчуждение и изъятие земли; и)изъятие рес-ов недр; к)нарушение прир.ландшафта.
3) Климатич.круговорот воды. Постоянный приток большого количества лучистой энергии вызывает испарение на поверхности Земли больших масс воды, что ведет к снабжению атмосферы влагой. Испарение протекает интенсивнее в теплых экваториальных районах и уменьшается к полюсам. Усиливается на ветру и уменьшается при увеличении солености воды. Очень много влаги испаряют деревья. Главный поставщик влаги в атмосферу - океан. попав в атмосферу вода вместе с воздухом вовлекается в сложную систему воздушных течений. В определенных условиях пар начинает конденсироваться собираться в капли воды, которые падают на Землю в виде дождя или снега. А на охлажденных участках в виде инея, изморози, росы. Большая часть атмосферных осадков выпадает на материки, под влиянием силы тяжести, группируясь в ручьи и реки, снова стекают в океан, замыкают цикл кругооборота. На з.к. происходит разделение выпавших атмосферных осадков на 3 части. Одна из них снова испаряется в атмосферу. 2-ая часть, стекающая по поверхности Земли, в сторону Мирового океана образует поверхностный сток. 3-я часть просачивается в г.п. и образует подземный сток.
Результаты климатического оборота:
1.формирование ветви пресных вод на Земле (обеспечение материков водой, необходимой для жизни человека и многих разновидностей животных и растений)
2.поддержание на континентах более высоких относительно океана уровней подземных вод.
3.строгая направленность движения воды от водораздела к бассейнам стока и в конечном счете возвращении воды в океан.
4.формирование разнообразного водообмена и водообменных зон на континентах и в шейфовой зоне океана, определ. разнообразием ландшафта.
5.возобновляемость запасов воды на континентах, определившее их неисчерпаемость и особую уникальность воды как п.и.
6.физичекое и химическое преобразование огромной массы г.п. на континентах, что приводит к возникновению принципиально новых минеральных образований.
Количественное выражение круговорота воды определяется уравнением водного баланса: X+K+Y1-Y2-Z+-W1+-W2+U1-U2=0
X - кол-во осадков; К - конденсация влаги; Y1 - приток речных вод из речных районов; Y2 - сток рек за пределы рассматриваемой территории; Z - испарение; W1 - изменение запасов подземных вод; W2 - изменение запасов поверхностных вод; U1 - приток подземных вод из смежных районов; U2 - сток подземных вод в соседние районы;
X+Y1-Y2-Z+U1-U2=0 (использ. В практических целях)
4) Основные элементы фильтрационного потока. Фильтрационный поток, его осн элементы. Фильтрация – это движение одно- или многофазных капельножидких подземных флюидов через г.п., обусловленное наличием перепада напоров. Фильтрационный поток – в.г., через который идет фильтрация воды. Основными элементами фильтрационного потока являются пьезометрический напор, напорный градиент, линии тока и линии равных напоров. 1.пьезометрический напор- выражается следующим уравнением: Н= p / δ +z+υ2/2*g, где p-гидростатическое давление в исследуемой точке потока, δ-объемный вес воды, z-высота исследуемой точки потока над выбранной плоскостью сравнения напоров,υ2/2*g-скоростной напор, который в потоке п.в.весьма мал и обычно = 0;Скорость напора в потоке чаще всего величина не большая Н= p/δ +z, где p/δ = hn-пьезометрическая высота, на которую должна подняться вода над выбранной точкой потока под влиянием гидростатического давления в этой точке.2. напорный градиент. При движении потока ч/з г.п. по пути величина напора или его часть теряется на трение, что создает уклон поверхности п.в. в сторону движения потока. Если сделать вертикальный разрез по направлению движения п.в., то получим кривую движения напора: у вод со свободной поверхностью – кривая депрессии, а у напорных вод – пьезометрическая кривая.Средний уклон кривой депрессии (пьезометрической кривой):I=∆H/Х, где ∆H- разность нап.в.в любых двух сечениях,формируется только в напорных водах Х – расстояние м/у выбранными сечениями.При движении потока величина ∆H может изменяться в незначительных количествах, а величина Х стремится к бесконечности I=lim(∆H/X)x→0= -dH/dX При этом возникает отрицательная величина. По направлению движения потока значение Х возрастает, а значение Н уменьшается. Знак «-» показывает уменьшение величины напора по пути фильтрации потока.3. линии тока и линии равных напоров. Линии тока- представляют собой линию, которая касательна к каждой своей точке к вектору скорости частицы жидкости, находятся в этой точке. При установившемся движении линии тока совпадают с траекториями частиц жидкости. При неустановившемся – не совпадают, но отражают направление скоростей движения точек, лежащих на ней в данный момент времени. Линии равного напора-линии перпендикулярные линиям тока. Проекции их на горизонтальную плоскость – г/изогипсы (б/н в.) и г/изопьезы. Линии тока и линии равных напоров образуют гидродинамическую сетку, сетку движения подземных вод. В случае установившегося движения сетка будет постоянной, в случае неустановившегося движения она будет носить временный характер.
Границы фильтрационного потока.Нижняя – водоупорное основание, м/б горизонтальны или наклонным.Верхняя – свободная поверхность воды (для б/н в) или подошва водоупорного слоя (для нап в).Боковые – зоны его дренажа или питания (реки, овраги, болота, озера).Если в СКВ нагнетают воду, то формируется расходящийся радиальный поток.Формируется сходящийся или расходящийся поток.
5) Физические и механические свойства. Физические св-ва:ρs –плотность твердых частиц грунта ms/vs отношение массы твердых частиц, содержащихся в обьеме грунта к их суммарному обьему.
W – влажность грунта относительное количество воды содержащееся в пустотах W=mw/ms=(m-ms)/ms ;ρ – плотность грунта – отношение массы грунта к его обьему.Производные показатели физических св-в грунта ;ρd=ms/v=ms/(Vs+Vn)= ρ/(1+W) – плотность сухого грунта ;n = Vп/V *100% пористость ;е =Vп/Vs- коэф. пористости;Sr=W/Wsat=Wρs/eρw степень влажности (Wsat-при полном заполнении пор водой)γ=mg/v – удельный вес грунта (Н/м).Механические свойства: Сопротивление грунта сдвигу, сжимаемость(уплотняемость)Предельное сопротивление грунта сдвигу определяется φ и τ
в глинистых грунтах (τ – удельная сила сцепления) и С – параметр линейности в крупнообломочных и песчаных грунтах τ =σ tgφ +C (σ – нормальное давление).Сжимаемость оценивается в коэф. относительной сжимаемости mv(Е – модуль деформации). В лаборатории определяется одиометрами tgά = mo=(e1-e2)/(P2-P1) – компрессионная кривая Mv= mo/(1 +eн) ,ен- коэф. пористости при начальном давлении
β-коэф.
Пуассона
Билет 10