Гидрогеология

для ученых. Тем не менее гидрогеология — одна из наук о Земле, которая своим возникновением в значительной мере обязана требованиям практики. Действительно, многие важные открытия в гидрогеологии сделаны в результате исследований, проведенных с целью разрешения проблем большого экономического значения. Вероятно, такое положение сохранится и в будущем, поскольку потребности в воде с ростом населения и индустриализации, несомненно, будут увеличиваться.
Житель промышленного района в течение своей жизни использует от 1 до 5 млн. галлонов воды. Если учесть количество воды, идущее на изготовление промышленной и сельскохозяйственной продукции, потребляемой городским жителем, а также воду, необходимую в быту, указанная величина может превысить 10 млн. галлонов. Человеку, живущему в примитивных условиях, вполне достаточно 50 тыс. галлонов воды для поддержания своего существования в течение жизни и еще 50 тыс. галлонов для мытья и стирки. Почему же современный человек так расточительно потребляет воду, возможно в тысячу раз больше, чем его предки? Ответ прост: вода — удобный, распространенный и, что особенно важно, самый дешевый предмет потребления. Воду стоимостью несколько центов за тонну можно использовать для удаления большинства промышленных и бытовых отходов. Огромное количество воды необходимо для теплообмена. В отличие от многих других предметов потребления воду можно и экономически выгодно хранить миллиардами кубометров в течение многих месяцев или даже лет. В городах Запада США продается очищенная сточная вода для полива газонов в жаркое засушливое лето. В некоторых населенных пунктах более половины используемой воды расходуется на полив газонов и цветников. Поэтому неудивительно, что рост потребления воды в США обгоняет рост населения

распространения,
законы движения,
процессы взаимодействия подземных вод с вмещающими горными породами,
физические и химические свойства подземных вод, их газовый состав;
вопросы практического использования подземных вод для питьевого и хозяйственно-технического водоснабжения,
мероприятия по борьбе с подземными водами при строительстве и эксплуатации различных объектов, ведении горных работ и др.

Подземные воды находятся в сложной взаимосвязи с горными породами, слагающими земную кору, изучением которых занимается геология; поэтому геология и гидрогеология неразрывно связаны между собой, о чем свидетельствует и само название рассматриваемой науки.
Гидрогеология охватывает значительный круг вопросов, изучаемых другими науками, и находится в тесной связи с метеорологией, климатологией, гидрологией, геоморфологией, почвоведением, литологией, тектоникой, геохимией, химией, физикой, гидравликой, гидродинамикой, гидротехникой, горным делом и др.
Значение подземных вод в геологических процессах исключительно велико. Под влиянием подземных вод изменяются состав и строение горных пород (физическое и химическое выветривание), происходит разрушение склонов (оползневые явления) и пр.

выступают как фактор, затрудняющий строительство:
Особенно сложным является производство земляных, горных работ в условиях притока подземных вод, затапливающих котлованы, карьеры, траншеи.
-ПВ ухудшают механические свойства рыхлых и глинистых пород,
-ПВ могут выступать в роли агрессивной среды по отношению к строительным материалам,
ПВ вызывают растворение многих горных пород (гипс, известняк и др.), образование пустот и т. д.,
Изучение подземных вод позволяет использовать их в производственных целях, эффективно бороться с ними при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.

«Общая гидрогеология» — изучает круговорот воды в природе, происхождение подземных вод, физические свойства и химический состав вод как сложных динамических природных систем и их классификации.
2. «Динамика подземных вод» — изучает закономерности движения подземных вод, которые позволяют решать вопросы водоснабжения, орошения, осушения, при определении притоков воды в горные выработки и многие другие.
3. «Региональная гидрогеология» — изучает закономерности распространения подземных вод на территории и соответственно общности гидрогеологических условий определенных территорий, производит районирование последних.
4. «Гидрогеохимия» — изучает вопросы формирования химического состава подземных вод.
5. «Минеральные воды» — изучает закономерности происхождения и формирования лечебных вод и вод промышленного значения (для извлечения из них соли, иода, брома и других веществ), распространение этих вод и способы наилучшей их эксплуатации.

гидросферы - океанами, морями, озерами, реками. В природных условиях происходит непрерывное взаимодействие этих вод, так называемый гидрологический круговорот

В процессе круговорота воды в природе происходит постоянное возобновление вод, в т.ч. и подземных вод.
Процесс смены первоначально накопившихся вод поступающими вновь – водобменом. В круговороте воды а Земле ежегодно участвует 500 тыс. куб. км. Быстрее возобновляются речные воды.

результате просачивания с поверхности земли осадков, поверхностных вод в поры, трещины горных пород. Это основная группа инфильтрационных вод, содержащихся в земной коре
Конденсационные – воды образуются при конденсации водяных паров в зоне аэрации, пещерах и пр.
Седиментационные – образуются за счет вод водоемов, в которых происходило накопление осадочных пород. Происхождение таких вод, большинство исследователей связывают с захоронением вод морского генезиса, сильно измененных под влиянием давления и температуры. Они могут быть образованы одновременно с морским осадконакоплением, в этом случае их называют сингенетическими. Другой вариант их происхождения может быть связан с проникновением вод морских бассейнов в ранее сформированные породы, также в последующем захороненные новыми отложениями. Такие воды называют эпигенетическими (греч. "эпи"-на, после). Седиментогенные воды нередко называют "погребенными", или реликтовыми (лат. "реликтуc" - остаточный).
Магматического происхождения – образуются при извержении вулканов. Э. Зюссом (1902) были названы ювенильными (лат. "ювенилис" - юный). Поступление таких вод происходит, с одной стороны, при извержении вулканов, с другой - из магматических тел, расположенных на глубине, в которых первоначально может содержаться до 7-10% воды. В процессе кристаллизации магмы и образования магматических пород вода отжимается, по разломам и тектоническим трещинам поднимается вверх, поступает в земную кору и местами выходит на поверхность. Количество магматогенных вод незначительно. К тому же они поступают на поверхность уже в смешанном виде, так как на своем пути пересекают различные горизонты подземных вод иного генезиса.
Метаморфогенные подземные воды (возрожденные, или дегидратационные) образуются при метаморфизме минеральных масс, содержащих кристаллизационную воду или газово-жидкие включения. Под влиянием температуры и давления происходят процессы дегидратации. Если они протекают длительно, то приводят к образованию капельножидкой воды, вступающей в общий геологический круговорот подземных вод.

поднятие и др.

п — пористость / р — плотность скелета породы
По влагоемкости выделяют три группы пород: .
1) влагоемкие — торф, глина, суглинок и др.;
2) слабовлагоемкие — глинистый песок, лёсс, мергель, глинистый песчаник и др.;
3) невлагоемкие - галечник, гравий, песок и др., не удерживют в себе воду

1.1.Влагоемкость - способность вмещать и удерживать в себе то или иное количество воды при возможности свободного стока.
Зависит от гранулометрического состава и структуры, текстуры горных пород

в виде свободного стока.
Считают, что физически связанная вода из пор породы не вытекает.
Наибольшей водоотдачей обладают крупнообломочные породы, также пески и супеси, в которых величина Wв = 25-43%. Эти породы под влиянием гравитации способны отдавать почти всю имеющуюся в их порах воду.
В глинах водоотдача близка к нулю.

трещины (плотные породы). Она зависит от размер пор или трещин, а также их связи (сообщения).
глина с пористостью 50—60 % воду практически не пропускает.
Водопроницаемость пород (или их фильтрационные свойства)
характеризуется коэффициентом фильтрации Кф = скорость движения подземной воды при гидравлическом градиенте, равном 1 (см/с, м/ч или м/сут).

:— К > 1 м/сут (галечники, гравий, песок, трещиноватые породы);
2) полупроницаемые —К = 1—0,001 м/сут (глинистые пески, лесс, торф, рыхлые разности песчаников, реже пористые, мергели)
3) непроницаемые —К < 0,001 м/сут (массивные породы, глины).
Непроницаемые породы принято называть водоупорами,
полупроницаемые и водопроницаемые—единым термином водопроницаемые, или водоносными горизонтами.