Часть II

250-летию Московского университета 2

ОСНОВЫ ГИДРОГЕОЛОГИИ 2

УУ 2

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ КАК ЭЛЕМЕНТ ГИДРОСФЕРЫ ЗЕМЛИ 20

о 29

//=/(*, у, 1), (2.1) 42

нсо₃ + Н₂0 нсо₃ + Н⁺ + он- <-» н₂со₃ + ОН , 106

- = £ 114

ФОРМИРОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД 142

]² И³ ЕЗ⁴ Q⁵ 1вГТТП⁹ 190

основы 226

э 289

НИ⁴ Ш: 290

э 316

ВСЕВОЛОЖСКИЙ ВЛАДИМИР АЛЕКСЕЕВИЧ ОСНОВЫ ГИДРОГЕОЛОГИИ

2-е издание, переработанное и дополненное

Зап. редакцией Г.С. Савельева Редактор Г. С. Савельева Художественный редактор Ю.М. Дворянская Художники В.А. Чернецов. Н.С. Шувалова Технический редактор З.С. Кондрашова Корректор В.А. Ветров Компьютерная верстка Ю.В. Одинцовой

Художественное оформление выполнено Издательством Московского университета и издательством "Проспект" по заказу Московского университета

¹ Эти цифры будут несколько выше (до 0,7 км³/год), если учитывать процессы

диссоциации молекул воды в верхних слоях атмосферы и последующую диссипа­

3. При резко расчлененном рельефе относительно возвышенные участки междуречий с глубоким залеганием уровня грунтовых вод (в периоды отсутствия инфильтрационного питания) оказываются практически сдренированными (отсутствие водоносного горизон­та), поскольку собственно водоносной является только нижняя часть зоны экзогенной трещиноватости, сложенная слабопрони­цаемыми породами.

С учетом сделанных выше замечаний можно считать, что тре­щинные воды зоны экзогенной трещиноватости образуют единый водоносный горизонт, регионально распространенный в верхней части массива или области распространения трещиноватых горных пород.

Условия залегания трещинных вод зоны экзогенной трещино­ватости, их питания и разгрузки определяются строением гидро-

Рис. 10.1. Схема гидрогеологического районирования территории России и ряда сопредельных государств (Зайцев. 1986))'.

1 — артезианские бассейны (области) и их номера: 2 — гидрогеологические масси­вы и складчатые области; 3 — крупные межгорные бассейны; 4 — границы гидро­геологических областей; 5 — границы артезианских бассейнов. Артезианские облас­ти: I — Печорская; 11 — Восточно-Европейская; III — Черноморско-Каспийская; IV — Арало-Каспийская; V — Балхаш-Алакольская; VI — Западно-Сибирская; VII — Восточно-Сибирская; VIII — Яно-Индигирская; IX — Пенжинско-Анадыр- ская. Артезианские бассейны 1-го порядка: I, — Печорский; I, — Предуральский;

II, — Прибалтийский; II, — Московский; И, — Северодвинский; 11₄ — Пачелм- ский (Сурско-Хоперский); II, — Белорусско-Литовский (артезианский свод); II. — Воронежский (артезианский свод); П₇ (1Р₇—II²,) — Волго-Уральский; II₈ (II ₈— II³,) ~ Донецко-Днепровско-Припятская система бассейнов; П_ч — Брестский; П_ш — Волыно-Подольский; II,, — Предкарпатский; III, — Причерноморский;

III, — Азово-Кубанский; III, — Терско-Каспийский; IV, — Прикаспийский;

IV, — Устюртский; IV, — Среднеприкаспийский; IV₄ — Туркменский (Амударь-

инский); IV, — Сырдарьинский; 1V₆ — Тургайский; 1V₇ — Чу-Сарысуйский; IV_S —

Западно-Туркменский (Южно-Каспийский); V, — Южно-Балхашский; V, — Ала- кольский; VI, (VI¹,—VI¹!,) — Западно-Сибирский; VI, (VI¹,—VI²,) — Прикарский;

VII, — Ангаро-Ленский; VII, — Якутский; VII, — Тунгусский; VI1₄ — Оленек- екий; VII, — Котуйский; VII, — Хатангский: VIII, — Омолойский; VIII, — Ольд- жойский; VIII, — Нижнеиндигирский; VIII₄ — Олойскнй; VIII, — Среднеколымский.

VIII, — Алазейский; IX, — Пенжинский; IX, — Анадырский. Гидрогеологические горно-складчатые области: I — Балтийская; 2 — Украинская; 3 — Восточно-Кар­патская; 4 — Крымская; 5 — Кавказская (5а — Большекавказская; 56 — Малокав­казская); 6 — Тиманская; 7 — Уральская; 8 — Мангышлакская; 9 — Туакырская; 10 — Копетдагская; 11 — Большебалханская; 12 — Центральнокызылкумская; 13 — Тянь-Шаньская; 13а — Памирская; 14 — Джун гаро-Балхашская; 15 — Северо­Казахстанская; 16 — Чингиз-Тарбагатайская; 17 — Рудно-Алтайская; 18 — Алтае- Саянская; 19 — Енисейская; 20 — Таймырская; 21 — Анабарская; 22 — Северозе- мельская; 23 — Патомская; 24 — Байкальская; 25 — Алданская; 26 — Забайкальская; 27 — Даурская; 28 — Становая; 29 — А.муро-Буреинская; 30 — Сихотэ-Алиньская; 31 — Ханкайская; 32 — Сахалинская; 33 — Охотская; 34 — Верхояно-Колымская; 35 — Новосибирских островов; 36 — Приколымо-Омолонекая; 37 — Чукотская; 38 — Охотско-Чукотская; 39 — Корякская; 40 — Запгщно-Камчатская; 41 — Восточно­Камчатская; 42 — Курильская; 43 — Новоземельская

¹ Условия формирования гидрогенных наледей другого типа (озерные, мор­ские и др.) здесь не рассматриваются.

Iцию водорода в космическое пространство.

I В последнее время некоторые авторы обосновывают представление о том, что «космическое» поступление воды должно рассматриваться в качестве основ­ного процесса формирования гидросферы Земли.

I Изогиеты — линии, соединяющие точки с одинаковым количеством ат­мосферных осадков (среднемноголетние, годовые, сезонные и любые другие значения за определенный период времени).

I Конструкции испарителей, расчеты различных величин испарения и т.д. рассматриваются в учебных пособиях к курсам «Гидрология», «Метеорология» и справочных руководствах.

I Равновесной называется часть свободной углекислоты, необходимая для су­ществования в растворе определенных концентраций НСО~ в обратимой реакции растворения карбонатов: СаСО~ + Н₂СО,<ч>Са²⁺ + 2НСО~. Равновесные концен­трации определяются расчетными и экспериментальными методами. И.Ю. Соко­ловым составлены таблицы концентрации СО,._1ф в зависимости от 11СО,.

I В электронейтральном растворе суммы мг-экв анионов и катионов должны быть равны. Несоответствие их свидетельствует о погрешностях анализа.

I Растворимоегь СаСО, в дистиллированной воде при нормальных условиях составляет 0,069 г/дм’.

I Емкость поглощения глинистых минералов: монтмориллонит 80—150, гид­рослюды 10—150, каолинит 3—15, галлуазит 10—50 мг-экв/ЮО г.

I В случае массопереноса в глинах но модели “двойной скважности” считают, что в тупиковых микропорах идет процесс диффузии, а в сообщающихся между собой макропорах — конвективный (диффузионно-конвективный) перенос ве­

IIщества.

I Здесь и далее приводятся примерные (средние) цифры, поскольку в зави­

IIсимости от факторов, названных выше, мощность подзон может меняться в

IIIшироких пределах.

I Растворение минерального скелета породы при процессах карстообразова- ния практически никогда не бывает полным, поэтому чаще используется термин "выщелачивание" (см. гл. 4), под которым понимается частичное (избиратель­ное) растворение и вынос минерального вещества горных пород. В ряде случаев при больших скоростях движения подземных вод в процессе формирования кар­стовых пустот происходит также механическое разрушение и вынос минеральных частиц породы.

I Следует отметить, что мри определенном строении разреза в водоносных го­ризонтах третьего этажа вблизи краевых зон бассейна возможно ограниченное проявление региональных потоков глубоких подземных вод. В то же время в наиболее погруженных областях бассейна в нижней части разреза второго этажа возможно проявление пластово-блоковой системы.

I Крупные межгорные депрессии размерами в десятки и сотни тысяч квад­ратных километров с мощным (1500—2000 м и более) сложно построенным разрезом осадочных отложений рассматриваются (И.К. Зайцев и др.) как “нети­пичные” межгорные бассейны, поскольку типы подземных вод и условия их формирования являются здесь значительно более сложными.

I В связи с относительно малой мощностью и сезонным характером суще­ствования воды СТС в ряде случаев рассматриваются как “верховодка". Однако исходя из определения (см. гл. 7) это неверно, так как верховодка формируется в зоне аэрации выше постоянно существующего уровня фунтового водоносного горизонта.

I Полыньи и наледи как явление, сопутствующее разгрузке подземных вод, характерны для районов с отрицательными температурами в зимний период и вне области распространения ММП. Однако в условиях этой области в связи с продолжительностью зимнего периода, наличием низких температур, локализа­цией (сосредоточенные выходы) разгрузки подземных вод по зонам таликов эти явления выражены более резко.

I В данном случае совместно рассматриваются артезианские бассейны плат­форм, межгорные и адартезианские бассейны.

I Далее в тексте — просто аридными.

I В.И. Вернадский вслед за В.М. Севергиным кроме подземных вод относит к категории минеральных воды Мирового океана и минеральных озер.

I Традиционное наименование, принятое в бальнеологии и гидрогеологии промышленных вод. С химической точки трения правильно “йодистые", "бро­мистые". "йодисто-бромистые", по Е.В. Посохову и Н.И. Толстихину (1977).

- Обнаружены и углекислые йодобромные воды.

I В последние годы ряд углекислых минеральных месторождений был уста­новлен также в центральной пасти Западно-Сибирского артезианского бассейна.

I Являясь энергичным восстановителем, т.е. легко отдавая электрон, H,S активно взаимодействует с окисленными формами белков, ферментов в челове­ческом оргашпме и способствует восстановлению биоэнергетических ресурсов клеток, в том числе серлиа. Сульфидные волы применяются при лечении сер­дечно-сосудистых. нервных, кожных заболеваний и лр.

I Так называемые "купоросные” шахтные воды могут содержать десятки граммов железа на 1 л (Медногорск).

I Применение радоновых вод особенно эффективно при лечении различных заболевания опорно-двигательного аппарата.

I Исключением является чукотский тип кремнистых терм хлоридного состава с высокой (до 35 г/дм³) минерализацией.

I Следует отметить, что при соответствующем качестве подземные воды, от­качиваемые при осушении горных выработок, и в ряде случаев могут использо­ваться при организации технического и даже питьевого водоснабжения.

I В последние годы этот вид работ (временно) проводится ограниченно.

II При методически правильной организации государственной гидрогеологи­ческой съемки в масштабе 1:100 000—1:200 000 результаты работ должны обес­печивать получение материалов, характеризующих основные типы месторожде­ний пресных подземных вод картируемой территории, их размещение и воз­можную производительность, т.е. соответствовать проведению так называемой поисковой стадии разведки месторождений пресных подземных вод.

III Задачи специальных гидрогеологических съемок определяются их целевым назначением.

I В районах с определенным типом геологического строения и рельефа хо­рошие результаты дает сочетание методов площадного картирования и опорных маршрутов.

I Водосливы других конструкций (с прямоугольным и другими вырезами), формулы и таблицы для расчета расхода при их применении, требования к ус­тановке и проведению замеров рассматриваются в справочных руководствах гидрогеолога.

I Методика проведения работ на гидрометрических створах (оборудование створа, порядок промера глубин, определение площади поперечного сечения, из­мерение скоростей в различных точках потока и расчеты средней скорости и др.) рассматриваются в специальных методических руководствах и справочниках.

II При использовании этого метода оценки необходимо, чтобы разность рас­ходов в двух гидрометрических створах (Д0 ) была больше (значительно больше)

IIIвозможной суммарной погрешности определения расходов.

I Как было указано выше, при отсутствии геологической основы необходи­мого масштаба должна выполняться комплексная геолого-гидрогеологическая съемка.

I Картирование распространения в верхней изучаемой части разреза слабо­проницаемых и спорадически обводненных отложений имеет исключительно важное значение, поскольку указывает на наличие или отсутствие изоляции смежных водоносных горизонтов. Однако это. как правило, выполняется далеко не всегда.

I Типы конструкций гидрогеологических скважин при различном строении разреза, конструкции фильтров, иакеров и других приводятся в методических пособиях и в справочных руководствах гидрогеолога.