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; Пч — Брестский; Пш — 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; IVS —
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.
- Глава 1
- Единство природных вод Земли
- Поверхностная часть гидросферы.
- Глава 2
- Виды воды в горных породах
- Строение подземной гидросферы (гидрогеосферы)
- Глава 2. Состав и строение подземной гидросферы
- Глава 3
- Скважность (пустотность) горных пород
- Влажность и влагоемкость
- Проницаемость
- Глава 4
- Вода как химическое вещество (строение молекулы, структура, свойства, изотопный состав)
- Физические свойства подземных вод
- Состав подземных вод
- Факторы и процессы формирования химического состава подземных вод
- Глава 5
- Фильтрационный поток
- Закон Дарси
- Режим и баланс подземных вод
- Глава 5. Динамика и режим подземных вод -|27
- Глава 6
- Глава 7
- Воды зоны аэрации
- Грунтовые воды
- 7.2.1. Питание и разгрузка грунтовых вод
- Режим и баланс грунтовых вод
- Формирование химического состава
- Зональность грунтовых вод
- Глава 7. Грунтовые воды и воды зоны аэрации q3
- Глава 8 межпластовые воды
- Глава 9
- Трещинные воды
- Трещинно-карстовые воды
- Глава 10
- Глава 10. Артезианские бассейны платформенного типа 259
- Глава 11
- Гидрогеологические массивы
- Гидрогеология складчатых областей
- Артезианские бассейны межгорного типа
- 272 Часть III. Основы региональной гидрогеологии
- Адартезианские бассейны
- Вулканогенные массивы
- Глава 12
- Глава 12. Подземные воды области распространения... (криолитозоны) 289
- Основные типы подземных вод области распространения ммп
- 12.2. Криогенное преобразование гидрогеологических структур
- Глава 13
- Режим и баланс грунтовых вод
- 318 Часть III. Основы региональной гидрогеологии
- Формирование химического состава подземных вод
- Глава 14
- Глава 15
- Лечебные минеральные воды
- Промышленные воды
- Теплоэнергетические воды
- Глава 16 охрана подземных вод
- Охрана подземных вод от истощения
- Охрана и защита подземных вод от загрязнения
- Глава 17
- Глава 18
- Гидрогеологическое бурение
- Опытно-фильтрационные работы
- Гидрогеологический мониторинг
- Глава 1
- Глава 2
- Глава 3
- Глава 4
- Глава 5
- Глава 6
- Глава 7
- Глава 8
- Глава 9
- Глава 10
- Глава 11
- Глава 12
- Глава 13
- Глава 14
- Глава 15
- Глава 16
- Глава 17
- Глава 18
- Часть II