Глава 17

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СЪЕМКА

Гидрогеологическая съемка как вид полевых исследований проводится для изучения гидрогеологических условий определен­ной территории, ограниченной исходя из нормативно-методиче­ских или организационно-хозяйственных требований. Результаты съемочных работ обычно представляются в виде гидрогеологиче­ской карты территории (в принятом масштабе) и в виде произ­водственного отчета или пояснительной записки к карте.

По своему назначению, которое определяет методику и орга­низацию работ, комплекс выполняемых исследований, в значи­тельной мере масштабы съемки и требования к представляемым результатам, гидрогеологические съемки подразделяются на общие и специальные. Общие гидрогеологические съемки являются видом государственного картирования, выполняемого для составления государственной гидрогеологической карты территории страны или субъекта федерации. В соответствии с нормативно-методи­ческими требованиями они обычно выполняются в границах лис­тов международной разграфки^I в масштабах 1:100 000—1:500 000.

Специальные гидрогеологические съемки проводятся в связи с решением конкретных хозяйственных задач (разведка месторож­дений подземных вод, гидротехническое строительство, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых в сложных гидрогеологических условиях, мелиоративные работы и др.). Гра­ницы картируемой территории и комплекс выполняемых работ определяются решением конкретной задачи; масштабы съемки обычно изменяются в пределах 1:5 000—1:200 000. В связи с при­родными условиями территории и степенью ее изученности, а также исходя из решаемых задач в ряде случаев проводятся так называемые комплексные съемки: геолого-гидрогеологические, инженерно-гидрогеологические, гидрогеокриологические, гидро­геоэкологические и другие, включающие дополнительный комп­лекс исследований, определяемый задачами работ.

В соответствии с целевым назначением (см. выше) основными задачами общих гидрогеологических съемок являются:

• изучение закономерностей распространения и условий форми­рования подземных вод картируемой территории в пределах изучаемой части геологического разреза (как правило, до глу­бин 150—200 м) и глубже на основании имеющихся фондовых материалов;

• оценка возможностей использования подземных вод картируе­мой территории в хозяйственных целях (пресных, минераль­ных и др.)^II;

• в хозяйственно освоенных районах, а тем более в районах ин­тенсивной хозяйственной деятельности, важнейшей задачей съемочных работ является оценка степени антропогенного воз­действия на изменение условий залегания подземных вод, фор­мирование их режима и баланса, а также на изменение состава и качества подземных вод^III.

Перечисленные выше задачи решаются путем использования большого комплекса методов полевых исследований, которые в данном случае включаются в состав гидрогеологической съемки, но широко используются также самостоятельно или в различных сочетаниях при проведении работ другого назначения. В общем случае комплекс полевых методов исследований и работ, выпол­няемых при проведении гидрогеологической съемки, включает:

• маршрутные работы с определенным комплексом наблюдений:

• гидрогеологическое бурение и опытно-фильтрационные работы;

• гидрогеохимические исследования;

• гидрологические наблюдения и гидрометрические работы;

• геофизические работы;

• режимные наблюдения;

• специальные виды работ (аэровизуальные наблюдения, гео­криологические, геоэкологические, геобатанические и др.).

Принципы использования перечисленных методов полевых исследований, организация и объемы выполняемых работ опре­деляются масштабом съемки и в решающей степени физико-гео­графическими и геолого-гидрогеологическими условиями района работ.

Маршрутные работы (маршрутные съемки) выполняются в пре­делах всей территории картируемого района (листа карты) с про­ведением маршрутов и размещением точек наблюдения по трем основным схемам методами площадного картирования, опорных маршрутов и ключевых участков.

Метод тощадного картирования используется главным образом в “открытых” интенсивно расчлененных районах (горно-складчатые области и др.) с наличием обнажений горных пород и многочис­ленных выходов подземных вод на различных элементах рельефа. Организация маршрутных работ в этом случае предусматривает относительно равномерное размещение точек наблюдения по пло­щади изучаемого района в соответствии с методическими требо­ваниями (кондициями), определяемыми масштабом съемки (ко­личество точек наблюдения на 1 км² площади).

Метод опорных маршрутов используется в районах, где обнаже­ния горных пород и естественные проявления подземных вод связаны главным образом с элементами рельефа, геолого-струк- турными зонами, имеющими “линейную” форму (речные доли­ны, границы структурно-тектонических или геоморфологических элементов и т.д.). Естественно, что в этом случае наиболее ин­формативные наблюдения (с учетом методических требований, определяющих количество точек наблюдения) целесообразно про­водить именно по этим “опорным" направлениям^I.

Метод ключевых участков используется преимущественно при мелкомасштабных исследованиях (1:500 000 и мельче) на трудно­доступных и слабо освоенных в хозяйственном отношении терри­ториях. Метод основан на проведении предварительного (до на­чала съемочных работ) районирования изучаемой территории с выделением районов с единым типом физико-географических и геолого-гидрогеологических условий. В дальнейшем в пределах каждого района выделяется наиболее представительный (ключе­вой) участок или несколько участков, на котором выполняется соответствующий комплекс съемочных работ. Полученные дан­ные с использованием определенных приемов экстраполируются на всю площадь района. При реализации этого метода, как прави­ло, широко используются аэровизуальные наблюдения, рекогнос­цировочные маршруты по основным направлениям и др.

При проведении съемочных работ по любой схеме предварительно (стадия проектирования) должна быть собрана и детально проанализирована вся имею­щаяся (фондовая) информация по физико-географическим, геологическим, гид­рогеологическим и другим условиям будущего района работ.

Основными объектами маршрутной гидрогеологической съемки являются естественные и искусственные проявления подземных вод (родники, колодцы, буровые на воду скважины, выходы грун­товых вод в карьерах, строительных котлованах, дорожных выем­ках и т.д. Наряду с этим при проведении маршрутов выполняется большой комплекс геологических, геоморфологических, гидроло­гических, геоботанических и других работ и наблюдений.

Состав геоморфологических и геологических наблюдений опре­деляется геологической изученностью территории и ее физико­географическими и геолого-структурными условиями (рельеф, обнаженность и др.). Методически является наиболее правильным проведение гидрогеологической съемки на территории планшетов

(районов), по которым уже имеются (составленные ранее) конди­ционные геологические карты того же или более крупного масшта­ба. При отсутствии такой информации целесообразно проведение комплексной геолого-гидрогеологической съемки с соответствую­щими методическими требованиями.

При наличии материалов предшествующей геологической съем­ки для района работ уже имеются геоморфологическая и геологи­ческие карты, разрезы и др. В этом случае состав геоморфологиче­ских и геологических наблюдений, выполняемых при проведении маршрутной гидрогеологической съемки, должен включать главным образом “контрольные” оценки положения основных “линейных” зон (границы геоморфологических элементов, литогенетических комплексов отложений, структурных элементов, зон тектонических нарушений и др.), а также “гидрогеологическое” описание опорных обнажений района с характеристикой строения зоны аэрации, расчленением разреза на потенциально водоносные (проницаемые) и “водоупорные” слои, описанием состава горных пород, харак­тера их трещиноватости и закарстованности, отбором проб пород на необходимые лабораторные определения и др.

Основными объектами маршрутной гидрогеологической съемки являются естественные и искусственные проявления подземных вод. Работы и наблюдения, выполняемые на этих объектах, опре­деляются их видом.

Естественные водопроявления (родники) при их наличии во всех случаях являются наиболее интересными и ценными объектами исследования. Работы и наблюдения, выполняемые при описании родников, должны включать:

• топографическую (нанесение на рабочую карту) и высотную: в абсолютных отметках (по карте) или относительно уреза воды ближайшего поверхностного водотока, привязку места выхода источника;

• геоморфологическую (положение на определенном элементе рельефа) и геологическую (стратиграфический возраст и со­став отложений) привязку места выхода;

• описание характера выхода источника: одиночный, групповой, пластовый, связанный с системой трещин или карстовых пус­тот, нисходящий или восходящий, наличие воронки, характер и ширина русла водотока, наличие специфических отложений в месте выхода или в русле (травертины, сера, ил и др.), тип растительности и т.д.;

• определение дебита источника (л/с);

• определение физических свойств воды (вкус, запах, цвет, про­зрачность);

• отбор пробы на химический анализ и определение неустойчивых компонентов химического состава непосредственно на источ­нике;

• определение температуры подземных вод в месте выхода родни­ка с использованием родникового или “ленивого” термометра;

• характеристика каптажного устройства (при его наличии), са­нитарное состояние места выхода;

• характеристика режима источника и его практического ис­пользования (при постановке специальных наблюдений или по данным опроса местных жителей).

При обследовании естественных водопроявлений (родников) в процессе проведения маршрутных гидрогеологических работ наибо­лее сложным является определение их дебита. Способы, которые могут использоваться при этих оценках, определяются главным об­разом величинами дебитов источников. При дебите до 1 — 1,5 л/с может использоваться наиболее простой объемный способ опреде­ления (поскольку у маршрутной группы, как правило, отсутствуют емкости более 10—12 л). При значениях дебита до 10—15 л/с не­посредственно в маршрутах возможно его определение с исполь­зованием водосливов (водосливных рамок). При использовании треугольного водослива (Томсона) с вырезом 90° (рис. 17.1) расчет расхода производится по зависимости:

Q= 1,4 #^5/2,

где Q — дебит родника, м³/с; Н — величина напора над порогом водослива, м.

Водосливная рамка устанавливается перпендикулярно потоку воды в русле, вдаативается в грунт и изолируется для устранения фильтрации в обход рамки^I.

При дебите источника более 15—20 л/с в условиях проведения маршрутной съемки единственно возможным является определе­ние расхода способом площадь—скорость:

Q= Vf- (17.2)

где Q — дебит родника, м³/с; /— площадь поперечного сечения водотока в русле, м²; V — скорость течения, м/с.

Рис. 17.1. Треугольный водослив (Томсона). Н — высота уровня над порогом водослива; Р — расстояние от дна бассейна до порога водослива; к — ширина водослива; В — ши­рина бассейна

Для измерения дебита этим способом вы­бирается прямолинейный участок русла водо­тока ниже места выхода источника, свободный от растительности, валунов, участков русла с отсутствием течения и т.д. Ширина русла и промеры глубин проводятся по поперечнику, перпендикулярному течению потока (f=bh)\ b — ширина русла в выбранном сечении, м; к — средняя глубина потока в сече­нии, м. Скорость течения определяется с помощью поплавков или гидрометриче­ских вертушек. Схемы промера глубин при различной ширине и глубинах водото­ка, способы расчета средней глубины, коэффициенты для перехода от значений поверхностной скорости, измеренной поплавками, к значению средней скорости течения, устройство и принципы использования гидрометрических вертушек рас­сматриваются в гидрологических и гидрогеологических справочных руководствах.

Дебит источника дает только косвенное представление о водо­обильности водоносного горизонта, поскольку при съемке невоз­можно определить площадь, на которой формируется его расход (площадь водосбора источника). В связи с этим на отдельных участках территории может выполняться оценка модуля роднико­вого стока, который является более объективной характеристи­кой. Оценка выполняется для участка территории, ограниченного естественными границами (речной бассейн, площадь распростра­нения отложений конкретного водоносного горизонта и т.д.) по зависимости

(17.3)

где Л/_р — модуль родникового стока, л/с • км²; 'Lq- — суммарный расход источников, выходящих в пределах рассматриваемой пло­щади, л/с; F — площадь участка, км². Однако и эта характеристика является в какой-то мере условной, поскольку часть (в определен­ных условиях основная) разгрузки грунтовых вод осуществляется непосредственно в русла рек, озерные котловины и т.д. (см. гл. 7).

Среди искусственных проявлений подземных вод наиболее мас­совыми (при наличии на территории работ населенных пунктов) являются колодцы, при обследовании которых выполняются сле­дующие работы и наблюдения:

• привязка колодца на местности (см. родники);

• определение глубины залегания уровня воды и глубины колод­ца (определение мощности слоя воды);

• описание конструкции и размеров сруба;

• определение физических свойств воды (температура, цвет, вкус, запах);

• отбор пробы на химический анализ и определение неустойчивых компонентов состава;

• характеристика санитарного состояния и использования ко­лодца;

• описание горных пород, вскрытых при выкапывании колодца, и характера появления воды при вскрытии водоносного гори­зонта (на основании опроса людей, сооружавших колодец);

• характеристика режима колодца: колебания уровня воды в раз­личные сезоны года, производительность при интенсивном отборе воды, изменения цвета, вкуса, запаха воды и т.д. (по опросу местных жителей).

Рекомендуемые старыми методическими руководствами откачки из колодцев в настоящее время практически не проводятся в связи с недостаточной точностью получаемых результатов. Как исключение возможна опенка интенсивности водо- притока в колоден, определяемая по времени восстановления уровня после его значительного понижения при отборе воды (приток воды, л/с). Отбор пробы воды на химический анализ и определение компонентов непосредственно в про­цессе отбора пробы целесообразно проводить только на колодцах, которые ис­пользуются постоянно. Заброшенные и не эксплуатирующиеся колодцы, как правило, не опробуются, поскольку химический состав и качество воды в них могут резко отличаться от наблюдаемых в естественных условиях.

Буровые на воду скважины, как пробуренные непосредственно при проведении съемочных работ, так и при предыдущих гидро­геологических работах на территории съемки, являются наиболее важным объектом исследования. Материалы буровых скважин централизованных водозаборов населенных пунктов, промыш­ленных предприятий и других объектов, пробуренных раньше, как правило, хранятся в федеральных или территориальных гео­логических фондах. Эти материалы собираются и анализируются уже на стадии проектирования съемочных работ. В процессе прове­дения съемки по действующим водозаборам возможно получение дополнительной информации о текущей производительности водо­заборных скважин, величинах понижения уровня, а также данных о химическом составе и качестве подземных вод. Целесообразным является также отбор проб воды для проведения контрольных анализов.

Скважины индивидуального пользования, по которым отсутст­вует документация о бурении и опробовании, являются мало­информативными объектами. Даже при наличии доступа к ним возможно только получение (путем опроса) данных о глубине скважины и глубине залегания (вскрытия) уровня подземных вод.

В том случае, если скважина находится в постоянной эксплуата­ции, целесообразным является определение физических свойств воды (температура, вкус, цвет, запах) и отбор пробы для опреде­ления химического состава.

Заброшенные и неликвидированные скважины, имеющиеся на территории съемки, в том случае, если по ним отсутствуют ма­териалы по бурению и опробованию, практически не являются объектами исследования. Получаемая по ним информация (на­пример, дебит при самоизливе, химический состав подземных вод и др.) не может быть “привязана” к конкретному водоносному горизонту или интервалу разреза.

Опробование искусственных проявлений подземных вод, свя­занных с карьерами, строительными котлованами, дорожными выемками, проводится по схеме, примерно соответствующей при­нятой при описании источников.

Маршрутные работы (съемка) обеспечивают получение необходимой гидрогео­логической информации только в "открытых” районах с интенсивно расчленен­ным рельефом, для которых характерно наличие многочисленных обнажений горных пород и естественных проявлений подземных вод. В районах с низинным слабо расчлененным рельефом с практическим отсутствием естественных прояв­лений подземных вод маршрутные съемки дают резко ограниченный объем фак­тического материала. Возможным является только исследование с помощью мел­кого шурфования строения и состава пород зоны аэрации, а также определение глубины залегания грунтовых вод и отбор проб на химический анализ (при глу­бинах залегания до 1,0—1,5 м). Основной объем гидрогеологической информа­ции в этом случае может быть получен по результатам обследования искусствен­ных проявлений подземных вод (колодцы, буровые на воду скважины, карьеры и др.), а также путем проведения специальных работ (гидрометрические съемки, геофизические работы, геоботанические наблюдения и др.).

Гидрогеологическое бурение и опытные работы дают важнейшую информацию об условиях залегания и формирования подземных вод в районах с любым типом физико-географических и геолого­структурных условий. Особенно велика роль гидрогеологического бурения при проведении съемок на “закрытых” слабо расчленен­ных территориях. В этом случае только бурение дает возможность охарактеризовать гидрогеологический разрез и типы подземных вод на глубинах залегания более 20—30 м. Методически правиль­но, чтобы (с учетом имеющихся ранее пробуренных скважин, по которым имеется необходимая информация) каждый водоносный горизонт и комплекс изучаемой территории был охарактеризован как минимум двумя гидрогеологическими скважинами. Требования к бурению картировочных гидрогеологических скважин и проведе­нию опытно-фильтрационных работ непосредственно в составе гидрогеологических съемок рассматриваются ниже (см. гл. 18).

Гидрогеохимические исследования являются одним из важнейших видов работ при проведении гидрогеологических съемок любого масштаба. Основными задачами этих исследований являются;

• определение физических свойств, минерализации и химиче­ского состава подземных вод в пределах изучаемой части гео­логического разреза (и более глубоких на основе имеющихся фондовых материалов), а также различных типов поверхност­ных вод (реки, озера, болота);

• оценка влияния антропогенной деятельности на изменение состава и качества подземных и поверхностных вод изучаемой территории (выявление источников загрязнения, состава за­грязняющих веществ, возможных путей их миграции и т.д.);

• выявление (картирование) гидрогеохимических аномалий раз­личного типа в качестве первого этапа гидрогеохимического метода поисков месторождений полезных ископаемых (суль­фидных, полиметаллических, редкометалльных и др.).

При составлении отчета о съемочных работах и последующих гидрогеологи­ческих исследованиях на территории района гидрогеохимические данные, полу­ченные при съемке, широко используются для анализа закономерностей формиро­вания подземных вод территории, определения положения областей их питания и разгрузки, оценки условий взаимодействия водоносных горизонтов, взаимо­действия подземных и поверхностных вод территории, оценки экологического состояния природных сред и др.

Гидрогеохимические работы, выполняемые непосредственно в процессе съемки, включают отбор проб воды и газа для проведе­ния различного вида анализов в полевой лаборатории партии или в стационарных гидрохимических лабораториях, а также определе­ния ряда компонентов химического состава воды непосредственно на водопроявлениях по маршруту с помощью переносных полевых лабораторий.

В соответствии с общими методическими рекомендациями по проведению гидрогеологической съемки все проявления подзем­ных вод, обследованные при проведении съемочных маршрутов или других видов работ (источники, колодцы, скважины и др.), должны быть охарактеризованы теми или другими видами анализа (табл. 17.1).

Массовые определения химического состава подземных вод при гидрогеологических съемках осуществляются, как правило, полевыми анализами воды с использованием специальных марш­рутных лабораторий. Наиболее характерные (опорные) источни­ки и колодцы, все буровые скважины, пробуренные непосред­ственно при проведении съемки, опробуются путем проведения

Таблица 17.1

Количество воды, требующейся для производства химических анализов

сокращенного анализа воды. Контрольные определения, а также наиболее интересные и важные объекты исследования (термаль­ные и минеральные источники, скважины, пробуренные на водо­носные горизонты перспективные для использования пресных вод и др.) выполняются проведением полного химического анализа воды (см. гл. 4). Как правило, при сокращенном, а тем более полном анализе воды по тем же объектам выполняется полуколи- чественный спектральный анализ сухого остатка для ориентиро­вочного определения состава и содержания микрокомпонентов. При необходимости на водопроявлениях, которые могут пред­ставлять особый интерес, производится отбор проб на специальные виды анализа (биологически активных компонентов минеральных вод; металлов при показаниях на наличие рудных месторожде­ний; радиоактивных элементов; тяжелых металлов, органических веществ и других при наличии антропогенного загрязнения под­земных вод и т.д.).

Количество воды, отбираемой на анализ при проведении марш­рутных и других работ, зависит от его вида и требуемой точности, а также от минерализации воды: чем меньше сухой остаток, тем больше нужно воды (табл. 17.1).

При маршрутных работах непосредственно на водоисточниках определяют ряд нестабильных компонентов: NH|, NO*, NO*, Fe²⁺, Fe³⁺, О-,, H₂S, CO-,, pH, Eh воды и др. (см. гл. 4). Эти опреде­ления выполняются с помощью переносных полевых лабораторий типа ПЛАВ (полевая лаборатория анализа воды), МЛАВ (маршрут­ная лаборатория анализа воды) и др. Гидрохимические лаборато­рии типа ПЛАВ используются также для выполнения сокращенных (см. гл. 4) анализов воды непосредственно на базе съемочной партии.

В последнее время все больше распространение при полевых ис­следованиях получает применение передвижных гидрохимических лабораторий различного назначения и степени оснащенности, укомплектованных всем необходимым для производства анализа (посудой, приборами, реактивами, лабораторным оборудованием, а некоторые — насосными устройствами для отбора проб, газовы­ми баллонами и установками автономного электрообеспечения). Однако такие лаборатории пока ограниченно используются при проведении собственно съемочных работ.

Гидрологические наблюдения и гидрометрические работы. Гидроло­гические наблюдения при гидрогеологических съемках проводятся для получения дополнительной информации о поверхностных водотоках и водоемах территории (реки, ручьи, озера, водохрани­лища, болота). Исследуется глубина и ширина речных русел на характерных участках, глубина озер, типы болот, скорости течения поверхностных водотоков, состав донных отложений и выходы коренных пород в руслах, наличие порогов, выходы подземных вод (русловая разгрузка и субаквальные родники) в руслах рек и береговых зонах озер (визуально или с помощью гидрометрических и гидрогеофизических работ), выполняются определения химиче­ского состава и минерализации поверхностных вод, устанавлива­ются характеристики их режима (путем проведения специальных исследований или опроса местных жителей) и др.

Гидрометрические работы проводятся для количественной оценки разгрузки подземных вод в гидрографическую сеть терри­тории. Этот вид работ дает особенно ценную информацию в райо­нах с хорошо развитой гидрографической сетью, а его проведение при маршрутных исследованиях обеспечивает получение массо­вого фактического материала в пределах всего района работ. Гид­рометрические работы проводятся в периоды, когда речной сток района полностью или в основном формируется за счет разгрузки подземных вод (периоды устойчивой летней и зимней межени). В районах с наличием озер и болот при этом должны выполняться специальные оценки роли озерных (сработка запасов воды в озе­рах) и болотных вод в формировании меженнего стока рек. Для временных гидрометрических створов предусмотрена расчистка их от растительности, валежника, крупных валунов и др. Они, как правило, располагаются на удобных (прямолинейных с равно­мерным течением, отсутствием “мертвых” пространств) участках русел. На створе измеряют глубины для определения площади поперечного сечения русла и измеряют расход поверхностного водотока с помощью гидрометрических вертушек (реже поплав­ков, что менее точно)^I.

Расчеты средней для площади бассейна величины разгрузки под­земных вод в речную сеть выполняются по двум основным схемам.

При одном (замыкающем) гидрометрическом створе

₌ 0р-0шш ПОЛ р '

где М_ШУ1 — среднее (для площади речного бассейна выше створа) значение модуля подземного стока в реку (разгрузки подземных вод в русло), л/с • км^II; 0_р ^— расход реки в створе, м^III/с; Q_no|i — суммарная величина поверхностного стока в русло (сток с озер, болот, хозяйственные сбросы воды), м³/с; F — площадь речного бассейна выше створа, км².

По двум гидрометрическим створам², расположенным на раз­ных участках русла:

М_1Ш = ,000^2= „7.5)

"₁,„_а = "*»^ЛОр_д/^С”- <17.6)

где АС?_р — разность расходов реки в двух гидрометрических створах, м³/с; (?_|]ОВ — приток поверхностных вод (болота и др.) на участке между створами, м³/с; AF — участок площади речного бассейна между двумя гидрометрическими створами (площадь частного во­досбора), км²; М_Ътл — средняя величина разгрузки подземных вод в русло (линейный модуль) на участке между двумя створами, л/с • км; AL — длина русла на участке между створами, км.

Использование этих методов позволяет оценить средние величины разгрузки подземных вод в реки непосредственно на период производства замеров. Однако при проведении специальных работ с использованием данных по постоянно дейст­вующим постам гидромстслужбы эти величины могут быть приведены к средне­многолетним значениям разгрузки (питания) подземных вод различной обеспечен-

пости и рассматриваться как характеристики естественных ресурсов подземных вод (Ратнер, 1977; и др.). При проведении специальных работ для размещения двух гидрометрических створов [три оценках величин разгрузки подземных вод по “частным" водосборам, как правило, широко используются методы гидрогео­физических исследований (термометрия, резистивиметрия, метод естественного электрического поля).

Геофизические работы во всех случаях включаются в состав гидрогеологических съемок, но особенно велика роль этих работ при проведении исследований на “закрытых” слабо расчлененных территориях.

При проведении гидрогеологических съемок наземные геофи­зические методы в площадной или профильной постановке ис­пользуются главным образом для решения следующих задач;

• изучения глубины залегания кровли опорного электрического горизонта, в качестве которого в зависимости от строения гид­рогеологического разреза территории может рассматриваться конкретный водоносный горизонт, слабопроницаемый пласт, поверхность дочетвертичных пород, перекрытая рыхлыми отложениями и др.;

• расчленения гидрогеологического разреза с определением глубин залегания и мощностей водоносных горизонтов и слабопрони­цаемых элементов разреза;

• определения и картирования границ структурных зон с повы­шенной трещиноватостью горных пород, тектонических нару­шений, зон интенсивной закарстованности и др.;

• определения общей минерализации подземных вод и засоления почв и пород зоны аэрации, в том числе связанных с антропо­генным загрязнением первого водоносного горизонта и пород зоны аэрации;

• определения участков субаквальной разгрузки подземных вод и участков поглощения поверхностных вод, в том числе форми­рующихся рассредоточенно через рыхлые донные отложения;

• определения направлений и скоростей движения подземных вод и др.

Для решения перечисленных и других задач при производстве гидрогеологических съемок обычно используются методы элект­роразведки: вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ), электрическое профилирование (ЭП), метод естественного элект­рического поля (ЕП) и другие и в меньшей степени методы сейс­моразведки.

Глубинность геофизических исследований при гидрогеологиче­ских съемках, как правило, не превышает 100—150 м. Количест­венная (гидрогеологическая) интерпретация геофизических данных осуществляется на основе использования теоретических или эм­пирически установленных зависимостей между геофизическими и гидрогеологическими параметрами или по материалам исследова­ния специальных опорных (параметрических) скважин.

Геофизические работы также используются при бурении и исследовании гидрогеологических скважин. Размещение на мест­ности картировочных скважин специального назначения (выявле­ние и опробование переуглубленных участков речных долин, зон тектонических нарушений, зон интенсивной закарстованности и др.) во всех случаях должно производиться с использованием ма­териалов предшествующих геофизических работ.

Методы скважинной геофизики относительно редко используют­ся при исследовании собственно картировочных гидрогеологических скважин. Однако их применение (методы электрокаротажа — КС, БКЗ, ЕП; радиоактивного каротажа — ГК, НГК, ГГК; термо­метрического и резистивиметрического каротажей и др.) обеспечива­ют получение (уточнение) важнейших гидрогеологических данных; расчленение гидрогеологического разреза скважин с выделением во­доносных горизонтов и зон, оценка водно-коллекторских свойств горных пород; изменение по разрезу общей минерализации и тем­пературы подземных вод, определение действительной скорости движения подземных вод и др. (Климентов, Кононов, 1978; Огильви, 1990; и др.).

Изучение режима подземных вод. Возможность проведения при гидрогеологической съемке полноценных исследований режима подземных вод ограничена сроками проведения этих работ в пре­делах конкретного района (1—2 года). Целью этих наблюдений является установление общих закономерностей изменения во вре­мени гидродинамических (уровни в скважинах и колодцах, дебиты источников), а также физических и гидрогеохимических (темпера­тура, минерализация, химический состав) характеристик режима подземных вод верхних водоносных горизонтов на различных эле­ментах рельефа (речные долины, водоразделы и др.) в зависимости от воздействия основных режимоформирующих факторов: клима­тических, гидрологических, антропогенных и др. (см. гл. 7).

Наблюдения за характеристиками режима подземных вод про­водятся в картировочных и других скважинах, специально обору­дованных для проведения наблюдений на конкретный водоносный горизонт, а также на опорных (наиболее характерных для района)

источниках и колодцах. Исключительно важной дополнительной информацией при изучении режима подземных вод являются ха­рактеристики уровенного режима и изменения минерализации и химического состава поверхностных вод (реки, озера, болота), получаемые на имеющихся постах Росгидромета или в результате проведения собственных наблюдений, а также данные метеоклима- тических наблюдений (температуры воздуха, атмосферные осадки, величины испарения) на метеостанциях или балансовых площадках района и смежных территориях.

При правильном организации режимных наблюдений, выполняемых даже в относительно короткий (1—2 года) период проведения съемочных работ, они дают ценную информацию о внутригодовом изменении основных характеристик режима подземных вод и (при наличии соответствующих данных) их связи с комплексом климатических, гидрологических антропогенных и других режимо­формирующих факторов. Кроме того, результаты режимных наблюдений, выпол­няемых на скважинах (створах скважин), могут быть использованы для количе­ственной оценки величин питания грунтовых вод в различные периоды года, а также для оценки условий и параметров взаимодействия подземных и поверх­ностных вод и др. (см. гл. 7).

Организация и задачи специальных видов работ и наблюдений, выполняемых при гидрогеологических съемках (аэровизуальные, геоботанические, геоэкологические, геокриологические, инже­нерно-геологические и др.), с одной стороны, определяются фи­зико-географическими и геолого-гидрогеологическими условиями района съемки, степенью и характером антропогенного (техноген­ного) воздействия на природную среду, а с другой — конкретными задачами работ, предусмотренными проектным заданием.

Гидрогеологические карты. Основным отчетным документом о проведении гидрогеологической съемки является гидрогеологическая карта района работ, которая дополняется одним (или несколькими) гидрогеологическим разрезом и краткой пояснительной запиской (отчетом о проведении съемочных работ).

По своему содержанию и назначению гидрогеологические кар­ты любого масштаба подразделяются на общие и специальные. В со­ответствии с масштабом картирования они подразделяются на крупномасштабные (масштабы 1:50 000 и крупнее), среднемасш­табные (1:100 000—1:500 000) и мелкомасштабные (1:1000 000 и мельче).

Общие гидрогеологические карты составляются по результатам съемочных работ (реже — мелкомасштабные карты, на основании имеющихся фондовых материалов) и в соответствии с методиче­скими требованиями должны с максимальной полнотой отражать условия распространения и типы подземных вод в пределах верхней части гидрогеологического разреза, непосредственно изученной при проведении съемки.

Специальные гидрогеологические карты обычно составляются по фондовым материалам (мелкомасштабное картирование) или по результатам специальных гидрогеологических работ (крупно­масштабные карты и схемы) и в зависимости от их назначения могут содержать различную информацию: карты гидрогеологи­ческого районирования, распределения количественных характе­ристик ресурсов подземных вод, гидрогеохимические карты, карты параметров, глубин залегания подземных вод и др.

Общие гидрогеологические карты любого масштаба всегда составляются на геологической основе того же или более крупного масштаба^I.

В соответствии с методическими руководствами по составлению общих гидрогеологических карт на них, как правило, отражается следующая информация:

• границы структурно-гидрогеологических районов разных по­рядков;

• границы распространения отложений конкретных водоносных горизонтов (комплексов) и слабопроницаемых пластов и толщ верхней части гидрогеологического разреза, непосредственно изученной при проведении съемочных работ);

• стратиграфический возраст отложений водоносных горизонтов и слабопроницаемых пластов;

• литологический (литолого-петрографический) состав горных пород;

• основные (наиболее характерные) естественные и искусствен­ные водопроявления (источники, колодцы, буровые на воду скважины);

• линии гидрогеологических разрезов;

• дополнительная информация, состав которой определяется геолого-гидрогеологическими условиями района и характером антропогенной нагрузки на территорию (зоны тектонических нарушений с установленной или предполагаемой обводнен­ностью, границы областей питания и разгрузки глубоких под­земных вод, гидроизогипсы или гидроизопьезы на участках с наличием необходимых данных, изолинии минерализации или границы участков с различной минерализацией подземных вод при ее значениях более 1,0 г/л, крупные водозаборы и зоны их влияния, границы орошаемых массивов, участки интенсивного антропогенного загрязнения грунтовых вод и др.).

Стратиграфический возраст отложений водоносного горизонта изображается обычно цветной закраской, принятой для геохроно­логической шкалы геологических карт. При этом сплошной за­краской по площади распространения может изображаться или первый от поверхности водоносный горизонт или основной (наи­более перспективный) водоносный горизонт территории. Как правило, дополнительная информация (гидроизогипсы или гид­роизопьезы, изолинии минерализации и др.) используется для ха­рактеристики подземных вод водоносного горизонта, который картируется в качестве основного.

Другие водоносные горизонты изучаемой при съемке части геологического разреза изображаются в виде границ их распростра­нения и в полосах по фону “основного” водоносного горизонта, в которых может даваться дополнительная информация (страти­графический возраст, состав пород и др.), или только границей распространения, на которой индексом указывается стратиграфи­ческий возраст горизонта.

Изображение слабопроницаемых и спорадически обводненных пластов и толщ дается на гидрогеологической карте, как правило, только границей их распространения с указанием индексом стра­тиграфического возраста отложений^I.

Изображение на карте опорных (наиболее характерных) ес­тественных и искусственных водопроявлений (родники, колодцы, буровые на воду скважины и др.) дается системой условных зна­ков с дополнительными буквенными и цифровыми (псевдодроби) обозначениями. При ограниченном количестве водопроявлений целесообразным является изображение всей имеющейся инфор­мации.

У условного знака родника, как правило, дается дополнитель­ная информация: номер по каталогу, стратиграфический возраст водоносного горизонта — индексом, дебит источника — л/с, ми­нерализация воды — г/л, температура воды — °С.

У знака колодца: номер, возраст водоносного горизонта, глу­бина колодца — м; глубина до воды — м; минерализация — г/л.

У знака буровой скважины: номер, стратиграфический возраст вскрытого или опробованного водоносного горизонта, глубина сква­жины — м, глубина установившегося уровня воды — м, удельный дебит — л/с, минерализация воды — г/л.

При необходимости химический состав подземных вод может отражаться цветной закраской внутри знака водопункта.

Гидрогеологические карты любого масштаба дополняются од­ним или несколькими гидрогеологическими разрезами, которые целесообразно размещать по наиболее информативным направле­ниям: вкрест простирания основных структурных и геоморфоло­гических элементов, а также по направлениям, наиболее полно охарактеризованным горными выработками (скважинами).

На гидрогеологических разрезах отображаются:

• строение, условия распространения и залегания водоносных и слабопроницаемых элементов разреза;

• стратиграфический возраст водоносных горизонтов и слабопро­ницаемых пластов (цветной закраской или стратиграфическими индексами);

• литологический состав горных пород (системой условных зна­ков);

• буровые скважины — условными знаками, которые отражают: глубину скважины, положение опробованного интервала, вели­чину напора и положение установившегося уровня подземных вод, удельный дебит (л/с) и минерализацию (г/л) подземных вод — цифрами, при необходимости — химический состав подземных вод — цветной закраской опробованного интервала;

• изолинии минерализации или границы зон с различной мине­рализацией подземных вод.

Контрольные вопросы к главе 17

1. Цели и задачи гидрогеологической съемки. Основные виды ра­бот и наблюдений.

2. Маршрутные съемки.

3. Работы и наблюдения, выполняемые на естественных водопро­явлен иях (источниках).

4. Задачи и организация гидрологических работ при гидрогеологи­ческих съемках.

5. Гидрогеохимические исследования.

6. Использование и задачи геофизических работ.

7. Принципы построения и содержание гидрогеологических карт.