Лекция. Ибраимов_ГГИГ_Лекция1. К. И. Сатпаева Кафедра Геологии нефти и газа лекция
 Скачать 1.64 Mb.
|
|
ДИСЦИПЛИНА ГИДРОГЕОЛОГИЯ И ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева Кафедра Геологии нефти и газа ЛЕКЦИЯ 1. СОДЕРЖАНИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГИДРОГЕОЛОГИИ. Лектор И бра им о в Виталий Меда тов и ч 1.1. Предмет и содержание гидрогеологии 1 Гидрогеология – наука о происхождении, условиях залегания, закономерностях распространения и движения подземных вод в земной коре, их физических свойствах, химическом, бактериальном и газовом составе, а также об их режиме и процессах взаимодействия с атмосферой, наземной гидросферой, биосферой, горными породами и веществом мантии Земли. Гидрогеология и инженерная геология. Ибраимов В. М. Гидрогеология является частью геологии и изучает подземные воды на основе анализа истории развития земной коры Значение подземных вод, как одного из наиболее подвижных тел земной коры, исключительно велико во всех геологических процессах. 3 Гидрогеология и инженерная геология. Ибраимов В. М. Очень важна роль подземных вод в практической деятельности человека. Издавна подземные воды используются для питья и хозяйственных целей. Подземные воды широко используются для лечебных целей различные минеральные воды. Исключительная роль принадлежит подземным водам как источнику химического сырья. Из них во многих странах добывается бор, натрий, литий, магний, хлор, бром, йод, в меньших объѐмах германий, рубидий, стронций, кальций, цезий, а также медь, цинк, уран, радий, вольфрам, мышьяк, сера и др. Серьѐзное значение подземные воды имеют как источник тепловой энергии. 4 Гидрогеология и инженерная геология. Ибраимов В. МВ некоторых случаях подземные воды являются вредным фактором и играют отрицательную роль. При строительстве гидротехнических сооружений, тоннелей, метрополитенов, при разработке месторождений полезных ископаемых подземные воды часто осложняют ведение работ и требуют значительных капиталовложений для борьбы сними Гидрогеология и инженерная геология. Ибраимов В. М. Ценность воды, как природного минерала, связана се исключительными свойствами • исключительная подвижность • способность к фазовым переходам в термодинамических условиях земной коры • чрезвычайная химическая активность • повсеместное распространение Земная кора на 2/3 закрыта океанами, но оставшаяся 1/3 суши пропитана водой. По мнению ряда авторов количество подземных вод в земной коре соизмеримо с количеством поверхностных Гидрогеология и инженерная геология. Ибраимов В. М. Исходя из практических целей, чаще учитывают только свободные и физически связанные воды верхней части земной коры до глубины 5 км. В этом случае доля подземных вод в общем балансе всех природных вод относительно невелика (табл. 1.1) Объѐм гидросферы (по МИ. Львовичу) Таблица 1.1 Виды вод Объѐм воды, тыс. км 3 Доля, Мировой океан 1 370 333 93,96 Подземные воды 60 000 4,12 в т.ч. зоны активного водообмена 4 000 0,27 Ледники 24 000 1,65 Озѐра 280 0,019 Почвенная влага 85 0,006 Пары атмосферы 14 0,001 Речные воды 1 0,0001 Вся гидросфера 1 454 193 100 7 Гидрогеология и инженерная геология. Ибраимов В. М. Сложность и многообразие вод на Земле привели к тому, что это единственное природное тело изучается целым рядом наук. Кроме гидрогеологии, природные воды изучаются океанологией, гидрологией, метеорологией, гляциологией, гидравликой ив меньшей степени минералогией, вулканологией, почвоведением, петрографией и геохимией, с которыми гидрогеология имеет генетическую связь. Кроме того, являясь наукой геологической, она тесно связана с общей геологией, геоморфологией, динамической геологией, тектоникой, структурной геологией и учением о месторождениях полезных ископаемых методиками исследований. 1.2. Разделы гидрогеологии и методы исследований 2 Внутри гидрогеологии развивается целый ряд самостоятельных научных направлений, которые можно разбить на две группы. К первой группе относятся общая гидрогеология, гидрогеодинамика, гидрогеохимия, палеогидрогеология, региональная гидрогеология и экологическая гидрогеология. Общая гидрогеология рассматривает вопросы происхождения, формирования, геологической роли подземных вод, их физические и химические свойства, изучает структуру, состав и строение подземной гидросферы. • Гидрогеодинамика исследует закономерности движения подземных вод под влиянием искуственных и естественных факторов фильтрацию, конвекцию, диффузию, осмос, капиллярный перенос с учѐтом конкретной структуры подземного потока, определяемого геологическими особенностями территории. Гидрогеология и инженерная геология. Ибраимов В. М. 9 Гидрогеохимия изучает особенности миграции атомов химических элементов в подземной гидросфере, процессы изменения состава подземных води их обогащение разнообразными элементами при взаимодействии с горными породами в течение длительной истории геологического развития водонапорных систем. На результатах изучения условий миграции и накопления отдельных химических элементов основаны широко применяющиеся гидрогеохимические методы поисков. Важнейшим вопросом гидрогеохимии является выявление путей формирования разнообразных геохимических типов подземных вода также прогноз изменения их качества. Региональная гидрогеология – наука о связи пространственно-временного распределения подземных вод в земной коре с характером и историей развития геологических структур. Она занимается изучением закономерностей условий залегания, распространения и формирования подземных вод в конкретных регионах. Проблемный вопрос – роль геологической структуры в формировании ресурсов и состава подземных вод в конкретном регионе. Гидрогеология и инженерная геология. Ибраимов В. М. 10 • Палеогидрогеология изучает былые подземные гидросферы в тесной связи со становлением и развитием литосферы. Она же восстанавливает палеогидрогеологические условия конкретной территории, включая геологическую роль воды в формировании месторождений полезных ископаемых. Экологическая гидрогеология делает первые шаги. Строительство водохранилищ, вырубка лесов, распашка земель, разработка месторождений полезных ископаемых и другие виды деятельности человека во многом изменили режим и состав подземной гидросферы, масштабы которого не всегда поддаются простому учту. Возникла проблема глобального управления подземной гидросферой с целью оценки масштабов возможных изменений геологической и окружающей среды Гидрогеология и инженерная геология. Ибраимов В. М. 11 Ко второй группе направлений гидрогеологии относятся прикладные дисциплины, определяемые запросами производства. Сюда относятся • поиски и разведка подземных вод • разведочная гидрогеология • гидрогеология месторождений полезных ископаемых рудных и нефтяных • мелиоративная гидрогеология • гидрогеохимические поиски месторождений полезных ископаемых • гидрогеология городов и охрана подземных вод. Все эти направления тесно связаны и базируются на методах, применяемых в других науках о Земле. Гидрогеология и инженерная геология. Ибраимов В. М. 12 • Картирование территории – один из основных методологических приѐмов, применяемых прежде всего для изучения региональных закономерностей. Изучение гидросферы, как продукта длительного геологического развития, невозможно без генетического (исторического) подхода Вода отличается от других геологических объектов постоянным движением, участием в круговоротах. Формы еѐ движения различны (гравитация, диффузия, фильтрация, конвекция, осмос, капиллярный перенос) в общем виде являются частью геологического движения. Познать его невозможно без математического, термодинамического, физико-химического и гидравлического моделирования. Гидрогеология, как и другие геологические науки, опирается на принцип актуализма. Подводя итог, можно сказать следующее Гидрогеология – это наука о подземной гидросфере, её генезисе, истории развития, составе, о закономерностях пространственного распределения и формирования, взаимодействия с другими оболочками земной коры, охраны, управления и использования. Гидрогеология и инженерная геология. Ибраимов В. М. 13 Научные и практические задачи гидрогеологии Научные задачи гидрогеологии связаны с изучением природных гидрогеологических процессов и закономерностей формирования подземных вод. При этом изучается также влияние подземных вод на геологические процессы, которое существенно проявляется, например, при формировании месторождений полезных ископаемых, теплового поля Земли, геодинамической обстановки. Прикладные задачи гидрогеологии связаны с решением практических задач хозяйственного использования подземных вод (для водо- и теплоснабжения, в лечебных целях) и необходимостью управления подземными водами при проведении хозяйственных мероприятий (разработке месторождений полезных ископаемых, сельскохозяйственных мелиорациях, строительстве. Гидрогеология и инженерная геология. Ибраимов В. М. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ • Леонова А.В. Основы гидрогеологии и инженерной геологии. е изд. Изд-во Томского политехнического университета, 2013. – 149 с. • Ананьев В.П., Потапов АД. Инженерная геология. е изд, перераб. и испр. – М Высшюшк., 2005. – 575 с. Гладко Ю.А. Гидрогеология учеб: пособие. Минск Выш.шк., 2012. – 446 с. Всеволожский В.А. Основы гидрогеологии Учебнике изд, перераб. и доп. – М Изд-во МГУ, 2007. – 448 с. • Игашева С.П., Соседков Э.С. Геология учебное пособие к практической работе для студентов, обучающихся по направлению Строительство - перераб. и доп. Тюмень РИО ФГБОУ ВПО «ТюмГАСУ», 2014. – 36 с. • Игашева С.П., Геология методические указания к практической работе для студентов, обучающихся по направлению Строительство обучения - перераб. и доп. – Тюмень РИО ФГБОУ ВПО «ТюмГАСУ», 2014. – 32 с. |