Подмерзлотные воды - раздел Геология, Вода в геосферах Земли Подмерзлотные Воды Залегают Или Непосредственно Под Зоной Мерзлых Горных Поро...
Подмерзлотные воды залегают или непосредственно под зоной мерзлых горных пород или отделены от ее нижней границы водоупором. Они встречаются только в жидкой фазе. Обладают напором.
При изучении аллювиальных подмерзлотных вод необходимо учитывать возможность симметричного или ассиметричного залегания мерзлых пород.
Температура аллювиальных вод близка к нулю, реже равна 1-20С и понижается по мере углубления.
Порово-пластовые и трещинно-пластовые воды залегают в различных осадочных породах. Первые характерны для слабосцементированных, вторые – для плотных, где преобладает трещиноватость.
Карстовые воды подобны уже рассмотренным вне криолитозоны. Они наиболее водообильны, зимой образуют большие наледи.
Трещинные и трещинно-жильные воды приурочены к коре выветривания и зонам тектонических нарушений. Наибольшее значение имеют вторые.
Питание подмерзлотных вод происходит за счет атмосферных осадков, надмерзлотных, межмерзлотных и поверхностных вод под крупными реками и озерами и морских вод на побережьях морей. Областями разгрузки надмерзлотных, межмерзлотных и подмерзлотных вод являются моря и озерные котловины, долины рек, овраги, тектонические трещины и разрывы, зоны контактов магматических пород с осадочными, талики под крупными реками и озерными котловинами, не промерзающими до дна.
Глубина залегания подмерзлотных вод имеет тенденцию к погружению в северном направлении и достигает 300-600м и более.
Режим подземных вод областей многолетней мерзлоты характеризуется специфическими чертами, которые определяются:
1. Промерзанием и оттаиванием деятельного слоя;
2. Деградацией или нарастанием зоны многолетнемерзлых пород во времени.
В зависимости от этих двух факторов изменяются условия питания и дренирования подземных вод, характер их взаимосвязи между собой, смена жидкой фазы твердой и наоборот, переход вод из безнапорных в напорные (криогенные напоры).
Вследствие взаимодействия этих факторов в криолитозоне развиваются физико-геологические явления и процессы: бугры пучения, термокарст.
Бугры пучения образуются в результате миграции воды при промерзании пород. Это надежный поисковый критерий подземных вод.
По Н.И. Толстихину наледи – ледяное тело, образовавшееся при замерзании речной или подземной воды, излившейся на поверхность льда, снега, земли или в пределах деятельного слоя, в результате промерзания путей движения в водоносном горизонте. Они разнообразны по происхождению, положению относительно поверхности земли, форме и размерам. Площадь их может достигать 1-2- км2, мощность- до десятков метров. Бывают и подземные наледи: однолетние и многолетние (гидролакколиты). Они могут взрываться при замерзании воды за счет увеличения объема льда и реализации криогенного напора.
При таянии подземного льда могут образовываться провалы почвы и подстилающих ее горных пород. Это явление называется термокарст. Следствием его являются озера, воронки, блюдца, колодцы, ложбины и другие формы. Термокарст - один из признаков деградации многолетней мерзлоты. При гидрогеологических исследованиях важно установить – деградирует мерзлота(улучшаются гидрогеологические условия) или происходит ее нарастание (ухудшение гидрогеологических условий).
Все темы данного раздела:
Надземная гидросфера
На Земле выделяют 4 геосферы: 1) атмосфера, 2) гидросфера, 3) литосфера, 4) биосфера. Кроме собственно «водяной» сферы – гидросферы вода охватывает и все остальные оболочки, она отмечается всюду и
Влажность воздуха
Иметь сведения из метеорологии и климатологии гидрологам необходимо для правильного суждения об условиях питания и режима подземных вод.
Атмосфера окружает нашу планету тонким слоем, не им
Испарение и Транспирация
Процесс превращения воды из жидкого состояния в парообразное – испарение. Фактически наблюдаемое испарение представляет собой разность между количеством молекул, вылетающих с испаряемой пове
Атмосферные осадки
Атмосферные осадки оказывают большое влияние на формирование рельефа и питания подземных вод. От количества, интенсивности и вида осадков зависят состав почв, развитие коры выветривания, площадной
Виды воды в атмосфере
Уникальность свойств воды определяет разнообразие форм ее нахождения. В нижних слоях тропосферы преобладает лед и вода, а взаимопереходы их контролируются t, облака, дождь и снег здесь по массе пре
Наземная гидросфера
Она охватывает мировой океан, все внешние и внутренние моря, озера, реки. Состав воды Мирового океана удивительно однообразный.
В воде Мирового океана растворены все известные на Земле вещ
Гидрологический круговорот воды
Нагревание земной поверхности солнечным теплом вызывает постоянный круговорот влаги в природе. Под влиянием нагревания – испарение влаги с поверхности океанов, морей, рек, а также суши и растительн
Малый и большой круговороты воды
Различают малый и большой круговорот воды в природе:
- при малом круговороте испарившаяся с поверхности морей и океанов влага выпадает здесь же, на водной поверхности и не пе
Поверхностный сток
Поверхностный сток составляет временные и постоянно действующие водотоки, которые сливаясь вместе, образуют реки. Реки питаются как поверхностными, так и подземными водами. Роль того или иного вида
Подземный сток
Подземный сток формируется за счет подземных вод, которые залегают и движутся в водопроницаемых горных породах, принимающих участие в геологическом строении водосборных бассейнов. Подземный сток им
Строение подземной гидросферы
В вертикальном разрезе подземной гидросферы условно выделяют (сверху вниз) 3 зоны:
1) зона аэрации;
2) зона насыщения;
3) зона надкритического состояния воды.
СТРУКТУРНЫЕ ТИПЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
По современным представлениям гидрогеологическая структура – это элементарное геологическое пространство, заполненное водой. Оно является двуединым, то есть первичным (пора) и вторичным (трещина) (
ПОДЗЕМНЫЕ ВОДНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ
Понятие «подземные водные резервуары» (ПВР) тесно связано со структурно-гидрогеологическими подразделениями. ПВР классифицируются по условиям залегания и по условиям движения подземных вод.
Гидрогеологический цикл и его этапы
Вся история гидрогеологического развития подземных водных резервуаров подчиняется закону тектонической цикличности и теснейшим образом с ней связана.
Гидрогеологический цикл
Формирование ресурсов подземных вод
Понятие о ресурсах подземных вод прямо связано с их происхождением. На основе современных теоретических представлений можно выделить следующие пути образования подземных вод (генетические типы):
Процессы формирования состава подземных вод
Основными процессами формирования состава подземных вод являются: выщелачивание пород, обменные реакции между водами и породами, окислительно-восстановительные реакции, гидратация и дегидратация ми
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СТРАТИФИКАЦИЯ
Это расчленение разреза подземной гидросферы на таксономические единицы различного масштаба. В основу гидрогеологической стратификации положено разделение горных пород на водоносные и вод
Гидрогеологическая стратификация ЗСМБ
На территории Западно-Сибирской равнины выделяется как водный резервуар – Западно-Сибирский гидрогеологический мегабассейн (ЗСМБ).
Таксонами 1-ого порядка в его составе являются сложные, н
ВИДЫ ВОДЫ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ
Первую классификацию видов воды в горных породах дал замечательный ученый экспериментатор А.Ф. Лебедев в 1936 году с выделением 7 видов воды. Затем были и другие классификации, а последней была пре
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ДВИЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Следует различать движение воды, которое происходит в порах и трещинах, не насыщенных водой, от движения ее в водонасыщенных пластах. Ненасыщенные породы обычно встречаются в зоне аэрации, где влаг
Элементы фильтрационного потока. Закон Дарси
Фильтрационный поток – это условный поток жидкости через пористое (трещинное) пространство. Условность заключается в допущении, что фильтрационный поток идет через всю породу. Реальный поток движет
Методы определения коэффициента фильтрации
Коэффициент фильтрации K определяется как лабораторными, так и полевыми методами (откачки, наливы, нагнетания). Второй способ гораздо точнее первого. Все эти методы изложены в курсах «Динамика подз
Особенности движения подземных вод повышенной минерализации
Выведенный А.Дарси коэффициент фильтрации (К) корректен только для пресных подземных вод, т.к. он не зависит от свойств фильтрующихся флюидов. В то же время глубокие горизонты подзе
Установившееся и неустановившееся движение
Характер движения подземных вод может быть установившимся и неустановившимся во времени. Это связано с изменением уровня подземных вод, напорного градиента, скорости и расхода. Изменения связаны с
Гидрогеотермический режим земной коры
Тепловой режим Земли формируется под влиянием различных источников тепловой энергии – внешних (космос) и внутренних (планетарные).
Внешние (космические) источники тепла – сол
Кондуктивная теплопередача.
Основным механизмом перераспределения тепла в Земной коре многие считают кондуктивную теплопроводность горных пород. Здесь происходит непосредственная передача энергии от частиц (молекул, атомов, э
Конвективный теплоперенос.
Агентами его являются подземные воды, пароводяная смесь и магматические расплавы. Экспериментальные данные показали, что количество тепла, выносимого подземными водами, не только соизмеримо с конду
Тепловое излучение.
Энергетика всех видов излучений, как Вам известно из курса физики (физические поля) проявляется комплексно (тепловое, электрическое, электромагнитное, волновое и др.). С позиций классической теории
Геотемпературное поле
Геотемпературное поле представляет собой распределение температуры внутри Земли. Существуют понятия идеального (теоретического), нормального и аномального полей.
Кроме того, в гидрогеологи
Практическое применение геотермических методов в гидрогеологии
По температуре подземных вод можно устанавливать глубины их залегания, характер источников и их связь с определенными водоносными горизонтами. В процессе гидрогеологической съемки геотермические ме
Распространение воды на Земле и уникальность ее свойств
По сравнению с водородом (отец воды, 93% атомов вселенной) вода во вселенной – вещество более редкое из планет солнечной системы. Только на Марсе и Юпитере имеется незначительное количество воды. Н
Строение и структура воды
В 30-х годах 20века Д. Бернал и Р. Фаулер, исследуя строение воды, установили, что ее молекула окружена по тетраэдру четырьмя другими. То есть жидкая вода имеет сложное строение, а отдельные молеку
Изотопный состав воды
Изучение изотопов кислорода (О16, О17, О18) и водорода (Н1, Н2, Н3) показало, что в зависимости от их комбинаций может существовать
Физические свойства воды
К главнейшим физическим свойствам природных вод, которые обычно определяются при гидрогеологических исследованиях, относятся: температура, цвет, прозрачность, вкус, запах, удельный вес.
Макрокомпоненты
Макрокомпонентысодержатся в концентрациях 1 мг/л и выше. Сюда относятся Na, Ca, Mg и Сl, присутствующие в виде простых ионов, а также углерод, сера, азот, кислород, водород и кремний, присутствующи
Микрокомпоненты
Содержание их в воде, как правило, составляет доли мг/л (мкг/л). Однако отдельные микрокомпоненты могут встречаться в природных водах и в довольно значительных количествах - до г/л, например В
Ионное произведение и активная реакция воды. рН.
Как известно, вода диссоциирует по уравнению:
Н2О↔Н+ + ОН-
Однако степень диссоциации воды очень мала. При температуре = 220С из
Окислительно-восстановительный потенциал воды
Окислительно-восстановительные реакции, связаны с потерей или присоединением электронов:
Fe2+ ↔ Fe3++e или Fe2+ - e = Fe3+
Окисли
Типы химического анализа при гидрогеологических исследованиях
Химический анализ природных вод проводится при решении следующих задач:
1) изучение закономерностей формирования и распространения природных вод различного состава;
2) поиски мест
Бактериологический состав воды
Микробиологические исследования воды проводятся для различных целей (санитарная оценка питьевой воды, поиски нефтегазовых и рудных месторождений, оценка характера и интенсивности биохимических проц
Газовый состав воды
Газы являются одной из ведущих составляющих подземной гидросферы. По В.И. Вернадскому, они определяют всю химию воды и находятся в динамическом равновесии: подземные воды – природные газы. Между св
Жесткость воды
Жесткость воды – это свойство, обусловленное солями кальция и магния. Жесткая вода не дает пены при намыливании, образует накипь в паровых котлах; она непригодна для сахарной, кожевенной и м
Агрессивность воды
Это способность воды разрушать различные сооружения. Различают: углекислотную, выщелачивающую, общекислотную, сульфатную, магнезиальную и кислородную агрессивности.
Углекислотная агресс
ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ КРИОЛИТОЗОНЫ
Многолетнемерзлые горные породы занимают около 25 % территории всей земной суши. Особенно они распространены в северном полушарии. Территория нашей страны примерно на 60% представлена площадью с на
Надмерзлотные воды деятельного слоя
Распространены повсеместно. Водоупорным основанием (подошвой) является верхняя поверхность мерзлоты, неровности, которой обусловливают изменение мощности водоносного горизонта. Область питания и ра
Межмерзлотные воды
воды в жидкой фазе воды в твердой фазе
Межмерзлотные воды в жидкой фазе
Залегают в зоне многолетнемерзлых осадочных, магматических и метамор
ОСНОВЫ ПАЛЕОГИДРОГЕОЛОГИИ
Палеогидрогеология – это раздел гидрогеологии, задачей которого является восстановление гидрогеологической истории региона, бассейна или водоносного комплекса. Другими словами это реконструкция гид
Теоретические основы нефтегазовой гидрогеологии
Роль подземных вод как фактора, созидающего и разрушающего нефтегазовые месторождения (НГМ) по мнению многих специалистов и ученых, является решающей. При этом гидрогеологические условия формирован
Растворенные углеводородные газы
В подземных водах нашей планеты растворено громадное количество газа, причем в глубоких горизонтах основная доля приходится на метан, а для нефтегазоносных отложений наиболее характерны углеводород
Воднорастворенные органические вещества (ВРОВ)
В подземных водах НГБ обнаруживается значительный комплекс органических соединений, в ионной, молекулярной, коллоидной формах, а так же в виде металл - органических комплексных соединениях. Их изуч
Гидрогеологические условия, благоприятные для сохранения и разрушения залежей нефти и газа
Весь процесс образования формирования и сохранения сформировавшихся залежей нефти и газа непрерывно связан с историей формирования подземных вод и их химического состава.
При этом благопри
Минимальные значения углов падения пластов при сохранении
залежей газа и нефти от полного вымывания (pв=1, pн=0,8, pг=0,001)
Гидравлический уклон
Углы
Новости и инфо для студентов