Учебно-методический комплекс для студентов специальности «Гидрология»

коли-титр – не более, чем 1 кишечная палочка на 300мл воды;

коли-индекс – не более 3 кишечных палочек в 1л воды;

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 10.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПО ТЕРРИТОРИИ РОССИИ МИНЕРАЛЬНЫХ ЛЕЧЕБНЫХ И ТЕРМАЛЬНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД.

ЗАДАНИЕ: Проанализировать схемы распространения минеральных лечебных и термальных подземных вод на территории России. Результаты оформить в тетради в виде таблиц.


6.СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ.

АДСОРБЦИЯ – привлечение, задерживание или поглощение растворенных веществ, газов или паров поверхностью жидкости или твердого вещества.

АРТЕЗИАНСКИЙ БАССЕЙН – месторождение подземных напорных вод, приуроченное к отрицательной геологической структуре (синклиналь, синеклиза, прогиб).

АРТЕЗИАНСКИЕ ВОДЫ– подземные воды, глубоко залегающие от земной поверхности (ниже регионального базиса эрозии) между водоупорными слоями и находящиеся вследствие этого под напором.

БАЛАНС ГРУНТОВЫХ ВОД – количественное выражение кругооборота грунтовых вод определенной территории в виде балансового уравнения, состоящего из приходной (осадки, инфильтрация из поверхностных водоемов, конденсация водяных паров, подземный приток и пр.) и расходной (поверхностный сток, испарение, подземный отток, транспирация и др.) частей. Если приходная и расходная части уравнения не равны, то происходит изменение уровня грунтовых вод.

ВЕРТИКАЛЬНАЯ ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ –

закономерное изменение с глубиной величины общей минерализации и состава подземных вод. Выделяют три основных зоны: зона пресных вод (минерализация до 1 г/л), зона солоноватых и соленых вод (минерализация 1-35 г/л) и зона рассолов (минерализация более 35 г/л). С глубиной изменяется и ионно-солевой состав вод от гидрокарбонатно - кальциевого к сульфатному и хлоридно-натриевому.

ВЕРХОВОДКА – водоносный горизонт, периодически возникающий в

зоне аэрации на водоупорных линзах, ограниченных в пространстве.

Образуется за счет инфильтрации атмосферных осадков в период таяния снега или выпадения дождей. Ее мощность не превышает 2-5 м.

Воды верховодки легко загрязняются и не являются надежным

источником водоснабжения.

ВОДА ГРАВИТАЦИОННАЯ ПОДЗЕМНАЯ – капельно-жидкая вода, находящаяся в порах или пустотах горных пород, не подверженная воздействию капиллярных и молекулярных сил, способная перемещаться в грунте под действием силы тяжести или разности напора.

ВОДА ТЕРМАЛЬНАЯ – подземная вода, имеющая температуру выше

37˚С. Могут использоваться комплексно: для получения дешевой

тепловой энергии, как промышленное сырье и в бальнеологических целях.

ВОДА ТЕХНОГЕННАЯ – водный раствор, образованный в результате

хозяйственной деятельности человека. По – возможности эти воды подвергаются очистке. В случае нерентабельности этого мероприятия

они закачиваются в глубокие глинистые отложения с предварительным

гидроразрывом пласта, в нефтяные пласты для поддержания

пластового давления или в подошвенную зону газовых залежей в пределах контура газоносности.

ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ – запасы поверхностных и подземных вод определенной территории.

ВОДОЗАБОР ПОДЗЕМНЫХ ВОД – инженерное сооружение, осуществляющее забор воды из водоносного горизонта и отвод ее в водопроводные, оросительные, дренажные и другие системы.

ВОДОНОСНЫЙ ГОРИЗОНТ – относительно выдержанная и единая в гидродинамическом и гидрогеохимическом отношении водоносная толща, все пустоты которой заполнены свободной гравитационной водой.

ВОДОНОСНЫЙ КОМПЛЕКС – выдержанная в разрезе и имеющая

региональное распространение водонасыщенная толща одновозраст-ных и разнородных по составу пород, ограниченная сверху и снизу

водоупорными пластами, что обеспечивает данному комплексу

определенные особенности гидродинамического и гидрогеохимичес-кого режима вод. Он может включать несколько водоносных горизонтов.

ВОДОСНАБЖЕНИЕ ПОДЗЕМНОЕ – обеспечение населенных пунктов и промышленных объектов водой из подземных источников. На

территории Ямало-Ненецкого автономного округа подземное водоснабжение составляет 70% от всех используемых природных вод. Отличительной особенностью пресных подземных вод здесь является их низкая минерализация, редко превышающая 100 мг/л, низкие концентрации таких основных компонентов, как кальций и магний, и повышенное содержание железа, марганца и кремнекислоты. На территории Ханты – Мансийского автономного округа на 100% обеспечиваются подземными водами Ханты-Мансийский, Октябрьский, Сургутский и Нефтеюганский районы, а также Уватский, Вагайский, Ярковский, Ялуторовский, Заводоуковский, Юргинский, Омутинский, Аромашевский, Голышмановский районы Тюменской области.

ВОДОУПОРНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ – породы, слабо фильтрующие

или не пропускающие и не отдающие в природных условиях воду. К ним

относятся тяжелые глины и суглинки, хорошо разложившийся торф,

глинистые сланцы, аргиллиты, каменная соль, мергели, гипс, нетрещиноватые магматические и метаморфические породы. Их фильтрационная способность не превышает 0,001 м/ сут.

ВОРОНКА ДЕПРЕССИОННАЯ – значительное понижение уровня или напора подземных вод при откачке воды из скважины или какой-либо

другой выработки. Наибольшее понижение создается в месте откачки,

по мере удаления оно уменьшается и стремится к нулю.

ВОРОНКА ПОГЛОЩЕНИЯ – куполообразное повышение уровня или напора подземных вод при наливе или нагнетании воды в выработки.

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЙОН – часть геологической структуры, характеризующаяся общностью условий формирования подземных вод определенного типа и имеющая самостоятельный баланс подземных вод.

ГИДРОИЗОГИПСЫ– линии, соединяющие на карте точки с одинаковы-

ми абсолютными отметками поверхности грунтовых вод.

ГИДРОИЗОПЬЕЗЫ– линии на карте, соединяющие точки с одинаковы-

ми напорами подземных вод.

ГИДРОИЗОТЕРМЫ – линии на карте или разрезе, соединяющие точки

с одинаковой температурой воды в рассматриваемом слое.

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ – относительно стабильный уровень, на котором устанавливаются подземные воды в скважине или колодце.

ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ - свободные гравитационные воды первого от поверхности Земли постоянно существующего водоносного горизонта, заключенные в порах или трещинах горных пород и залегающего на первом от поверхности выдержанном водоупоре.

ДЕБИТ – объем воды, поступающий из естественного источника или водозабора в единицу времени при откачке или самоизливе.

ДИНАМИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ – уровень подземных вод в скважине или в колодце, устанавливающийся во время откачки или при наливе воды. После прекращения откачки или налива он постоянно изменяется до положения статического или пьезометрического.

ЗАВОДНЕНИЕ НЕФТЯНОГО ПЛАСТА – закачка в нефтеносный пласт воды через специальные скважины для увеличения нефтеотдачи пласта

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОД – изменение состава и свойств вод, вызванное прямым или косвенным влиянием производственной деятельности и бытовыми условиями, в результате чего они становятся непригодными для одного или нескольких видов водопользования.

ЗАПАДНО – СИБИРСКИЙ АРТЕЗИАНСКИЙ БАССЕЙН – один из крупнейших подземных водных резервуаров на Земле, развитый в пределах Западно - Сибирской синеклизы. Здесь выделяют два гидрогеологических этажа, разделенных глинистым водоупором мощностью в 800 м. В верхнем этаже выделены два гидрогеологических комплекса: первый – олигоцен-четвертичных отложений; второй – турон-олигоценовых отложений. Верхний этаж включает преимущественно пресные воды, лишь на крайнем юге в нижней части турон-олигоценовых отложений встречаются солоноватые и соленые воды. Этот этаж является нефтегазоносным. Нижний этаж делится на три гидрогеологических комплекса: третий – апт-альб-сеноманских отложений; четвертый – неокомских отложений; пятый – юрских отложений. Нижний этаж повсеместно нефтегазоносный. Он вмещает соленые подземные воды и рассолы.

ЗАПАСЫ ПОЗЕМНЫХ ВОД – количество подземных вод, содержащихся в водоносном горизонте. Подразделяются на статические и динамические, естественные и искусственные, забалансовые и эксплуатационные, разведанные и потенциальные.

ЗАХОРОНЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ в водоносные горизонты – способ изоляции загрязненных при хозяйственной деятельности человека вод. Самая глубокая поглощающая скважина – 3600м. Основными отраслями промышленности, удаляющими промстоки в глубокие горизонты, являются нефтегазовая (20%), нефтехимическая и химическая (55%), металлургическая (7%). В России наиболее рациональным решением проблемы утилизации больших количеств техногенных вод считается их использование для поддержания пластового давления методом закачки в геологические объекты. Для проведения глубокого захоронения промстоков создаются специальные полигоны, на территории которых размещается комплекс поверхностных и подземных сооружений, предназначенных для сбора и удаления отходов, контроля за их состоянием и миграцией в недрах. Перспективным для захоронения небольших объемов жидких отходов при наличии благоприятных геологических условий является способ глубинного захоронения гидравлическим разрывом водоупорного пласта.

ЗАЩИЩЕННОСТЬ ПРИРОДНАЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД – способность подземных вод противостоять истощению и загрязнению под действием техногенной нагрузки. В качестве защищающих факторов выступают: мощность и состав зоны аэрации, наличие или отсутствие многолетнемерзлых пород, болотистость, лесистость и т.п. В пределах Тюменской области защищенность подземных вод ухудшается с юга на север. В этом направлении уменьшается глубина залегания подземных вод, уменьшается мощность зоны аэрации, появляется мерзлота. С другой стороны - увеличиваются лесистость и болотистость и вместе с ними очищающая способность среды.

ЗЕРКАЛО ГРУНТОВЫХ ВОД – поверхность грунтовых вод, отделяющая гравитационные воды водоносного горизонта от капиллярных вод зоны аэрации.

ЗОНА АЭРАЦИИ – верхняя зона земной коры между поверхностью земли и поверхностью грунтовых вод, где пустоты заняты воздухом, парами воды, гигроскопической и капиллярной водой. Гравитационная вода здесь присутствует временно.

ЗОНА НАСЫЩЕНИЯ – часть земной коры, где поры или трещины горной породы полностью заполнены водой.

ЗОНАЛЬНОСТЬ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ - проявление закономерной дифференциации условий залегания и движения, свойств и состава подземных вод в горизонтальной или вертикальной плоскости. Широтная зональность обусловлена физико-географическими факторами и проявляется в самых верхних горизонтах подземных вод. Вертикальная зональность прослеживается в глубоких горизонтах и определяется совокупностью геологических факторов.

ЗОНАЛЬНОСТЬ ГРУНТОВЫХ ВОД – закономерное увеличение общей минерализации, химического состава и глубины залегания грунтовых вод от полюсов к экватору.

ЗОНА ПОДПОРА ПОДЗЕМНЫХ ВОД – зона, в пределах которой происходит повышение уровня подземных вод под влиянием их подпора паводковыми водами рек, водохранилищами и т.п.

ИСКУССТВЕННО ВОСПОЛНЯЕМЫЕ ЗАПАСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД – перевод части поверхностного стока в подземный для пополнения запасов подземных вод.

ИСТОЩЕНИЕ ВОД – устойчивое сокращение запасов и ухудшение качества поверхностных и подземных вод.

КАЧЕСТВО ВОДЫ – характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность ее для конкретных видов водопользования

КОЛОДЕЦ ПОГЛОЩАЮЩИЙ – вертикальная горная выработка, служащая для приема поверхностных, грунтовых или промышленных вод с целью сброса их в водоносный горизонт или коллектор.

КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ – использование водных ресурсов для удовлетворения нужд населения и различных отраслей хозяйства, при котором находят экономически оправданное применение все полезные свойства водного объекта.

ЛИМИТЫ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ – предельно допустимые объемы изъятия водных ресурсов или сброса сточных вод нормативного качества, которые устанавливаются водопользователю на определенный срок.

МЕСТОРОЖДЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД – часть водоносного горизонта или комплекса, в пределах которой под влиянием естественных или искусственных факторов создаются благоприятные условия для отбора подземных вод в количестве, достаточном для целесообразного их использования в хозяйстве.

МОНИТОРИНГ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ – ведение в составе государственного мониторинга геологической среды мониторинга подземных вод, включающего систему наблюдения и контроля за их изменением.

ОХРАНА ВОД – система юридических, организационных, экономических, технических мер, направленных на предотвращение и устранение последствий истощения и загрязнения вод.

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ – капельно-жидкие воды, находящиеся в порах и пустотах горных пород, способные к перемещению и извлечению из них.

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ – использование практических методов и материалов, позволяющих избегать загрязнения, уменьшать его, бороться с ним (очистка, замена материала и т.п.).

ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ – уровень поднятия напорных подземных вод при вскрытии верхнего водоупора горной выработкой.

РАДИУС ВЛИЯНИЯ – расстояние от водозабора до границы зоны, в пределах которой произошло понижение уровня подземных вод при откачке.

РЕЖИМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД – изменение во времени уровня, напора, направления и скорости течения, химического и газового состава, температуры и других параметров подземных вод рассматриваемого водоносного горизонта.

САМООЧИЩЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД – совокупность идущих в загрязненных водах естественных природных процессов, направленных на восстановление первоначальных свойств и состава воды.

СТАТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ – естественный, не нарушенный откачкой или нагнетанием уровень безнапорных подземных вод.

ТЕХНОГЕННЫЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ – участок гидролитосферы, где под влиянием хозяйственной деятельности формируются специфические гидрогеологические условия, характеризующиеся устойчивыми или постоянно меняющимися гидрогеохимическими, гидродинамическими и гидрогеотермическими параметрами, существенно отличающимися от их фоновых значений.

7. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ.

Темы рефератов:

1.Подземные воды как полезное ископаемое.

2.Запасы и ресурсы подземных вод.

3.Классификации запасов и ресурсов подземных вод.

4.Естественные запасы и ресурсы подземных вод.

5.Искусственные запасы и ресурсы подземных вод.

6.Привлекаемые запасы и ресурсы подземных вод.

7.Эксплуатационные запасы и ресурсы подземных вод.

8.Последствия истощения ресурсов подземных вод.

9. Мероприятия по охране подземных вод от истощения.

10. Загрязнение подземных вод.

11. Мероприятия по охране подземных вод от загрязнения.

12. Особенности охраны подземных вод от истощения и загрязнения в криолитозоне.

13. Подземная утилизация сточных вод и отходов.

14. Управление режимом подземной гидросферы.

15. Природная защищенность подземных вод.

16. Проблема истощения подземных вод отдельных регионов России.

17.Истощение ресурсов подземных вод - мировая проблема современности.

18.Новейшие способы защиты подземных вод от загрязнения.

19.Гидрогеологическое моделирование.

20.Проблемы истощения, загрязнения и охраны подземных вод в горнодобывающих районах.

21.Проблемы истощения и загрязнения подземных вод в урбанизированных районах.

22.Истощение ресурсов минеральных лечебных вод.

23.Изменение теплового режима подземных вод при захоронении радиоактивных отходов.

24. Моделирование гидрогеологических процессов.

25.Гидрогеологические этажи и водоносные комплексы Западно-Сибирского артезианского бассейна.

26. Подземный сток рек территории России.

27. Новейшие методы исследований в гидрогеологии.

8. ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ.

1. 
   Предмет, цель, задачи гидрогеологии как науки, история её развития
   

и практическое значение.

2. 
   Гидрогеологический разрез земной коры, геофизические зоны.
   
3. 
   Геологический круговорот воды.
   
4. 
   Теории происхождения подземных вод.
   
5. 
   Водно-коллекторские свойства горных пород.
   
6. 
   Виды воды в горных породах.
   
7. 
   Элементы гидрогеологического разреза.
   
8. 
   Химический состав подземных вод.
   

9.Факторы, геохимические обстановки и процессы формирования химического состава подземных вод.

10. Зональное строение артезианских бассейнов.

11.Инфильтрация, фильтрация, скорость фильтрации.

12.Гидродинамические элементы фильтрационного потока. Типы потоков по структуре.

13.Основной закон фильтрации, верхний и нижний пределы его применимости.

14.Режим и баланс подземных вод.

15. Подземный сток рек.

16.Теплоперенос с подземными водами.

17.Основные типы подземных вод.

18.Подземные воды питьевого назначения.

19.Подземные воды промышленного назначения.

20.Минеральные лечебные подземные воды.

21.Термальные подземные воды.

22.Классификация запасов и ресурсов подземных вод. Поиск и оценка подземных вод.

23.Причины истощения ресурсов подземных вод. Охрана подземных вод от истощения.

24.Классификация источников загрязнения подземных вод.

25.Охрана подземных вод от загрязнения.

26.Методы гидрогеологических исследований.

27.Зональность грунтовых вод.

28.Гидрогеологическое районирование территории России.

29.Расчет параметров подземного стока.

30. Расчленение гидрографа реки методом Б.И. Куделина.

31.Построение и анализ карт гидроизогипс.

32. Построение и анализ карт гидроизопьез.

33.Определение расхода подземных вод и построение депрессионной кривой потока для установившегося движения в однородном пласте.

34. Определение фильтрационного расхода из канала.

35.Определение водопритока к горным выработкам.

36.Определение пригодности подземных вод для целей питьевого водоснабжения.

37.Определение потребности в воде и количества скважин водозабора для различных хозяйственных объектов.

38. Распределение по территории России минеральных лечебных и термальных вод.

2. 
   ЛИТЕРАТУРА
   

Основная литература:

Белоусова А.П., Гавич И.К., Лисенков А.Б., Попов Е.В. Экологическая гидрогеология. М.: Академкнига, 2006.

Гальперин А. М., Зайцев В. С., Харитоненко Г. Н., Норватов Ю. А. Геология. Часть III. Гидрогеология. Учебник для вузов [Электронный ресурс] / А. М. Гальперин, В. С. Зайцев, Г. Н. Харитоненко, Ю. А. Норватов. - М.: Горная книга, 2009. - 397 с. - Режим доступа: http://www.biblioclub.ru/index.php?page=book&id=79052

Зверев В.П. Подземные воды земной коры и геологические процессы. М.: Научный мир, 2006.

Переладова Л.В. Гидрогеология. Тюмень: ТюмГУ, 2008.

Дополнительная литература:

Гидрогеология. / В.М. Шестаков, М.С. Орлов. М.: МГУ, 1984

Климентов П.П., Богданов Г.Я. Общая гидрогеология. М.: Недра, 1977.

Курило К.А. Оценка естественных ресурсов подземных вод и последствий водоотбора на окружающую среду Беларуси/ Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология, 2005, №5, с.406-410.

Курочкин В.М., Культин и др. О возможности эффективной защиты подземных вод от поверхностных источников загрязнений посредством сооружения в зоне аэрации восстановительных геохимических барьеров/Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология, 2003, №1, с.55-60.

Лисенков А.Б., Лиманцева О.А. Многомерные функциональные модели при анализе изменения химического состава подземных вод/ Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология, 2004, №6, с.546-551

Мальковский В.И., Пэк А.А. Влияние ограничивающих водоупорных пластов с высокими сорбционными свойствами на миграцию загрязнителя в водоносном горизонте/ Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология, 2005, №3,с.227-233.

Михайлов Л.Е. Гидрогеология. Л.: Гидрометеоиздат, 1985.

Окуньков Г.А., Рыбальченко А.И., Куваев А.А. Тепловой режим геологической среды при захоронении жидких радиоактивных отходов/ Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология, 2003, №3, с.237-244.

Путилина В.С. Миграция загрязняющих органических соединений в подземные воды/ Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология, 2003, №4, с.309-317.

Фрид Ж. Загрязнение подземных вод: теория, методика, моделирование и практические приемы. М.: Недра, 1981.

Интернет-ресурсы

http:// hydra.flexum.ru/

http://geo.web.ru/

http://geol.msu.ru/