Гидрогеология представляет собой комплексную науку и разделяется на следующие самостоятельные разделы

Гидрогеология — наука о подземных водах. Подземными называются воды, находящиеся ниже поверхности земли, приуроченные к различным горным породам и заполняющие поры, трещины и карстовые пустоты. Гидрогеология изучает происхождение и развитие подземных вод, условия их залегания и распространения, законы движения, процессы взаимодействия подземных вод с вмещающими горными породами, физические и химические свойства подземных вод, их газовый состав; занимается изучением вопросов практического использования подземных вод для питьевого и хозяйственно-технического водоснабжения, а также разработкой мероприятий по борьбе с подземными водами при строительстве и эксплуатации различных объектов, ведении горных работ и др.

Подземные воды находятся в сложной взаимосвязи с горными породами, слагающими земную кору, изучением которых занимается геология; поэтому геология и гидрогеология неразрывно связаны между собой, о чем свидетельствует и само название рассматриваемой науки.

Гидрогеология охватывает значительный круг вопросов, изучаемых другими науками, и находится в тесной связи с метеорологией, климатологией, гидрологией, геоморфологией, почвоведением, литологией, тектоникой, геохимией, химией, физикой, гидравликой, гидродинамикой, гидротехникой, горным делом и др.

Значение подземных вод в геологических процессах исключительно велико. Под влиянием подземных вод изменяются состав и строение горных пород (физическое и химическое выветривание), происходит разрушение склонов (оползневые явления) и пр.

 

Гидрогеология представляет собой комплексную науку и разделяется на следующие самостоятельные разделы:

1. «Общая гидрогеология» — изучает круговорот воды в природе, происхождение подземных вод, физические свойства и химический состав вод как сложных динамических природных систем и их классификации.

2. «Динамика подземных вод» — изучает закономерности движения подземных вод, которые позволяют решать вопросы водоснабжения, орошения, осушения, при определении притоков воды в горные выработки и многие другие.

3. «Региональная гидрогеология» — изучает закономерности распространения подземных вод на территории и соответственно общности гидрогеологических условий определенных территорий, производит районирование последних.

4. «Гидрогеохимия» — изучает вопросы формирования химического состава подземных вод.

5. «Минеральные воды» — изучает закономерности происхождения и формирования лечебных вод и вод промышленного значения (для извлечения из них соли, иода, брома и других веществ), распространение этих вод и способы наилучшей их эксплуатации.

 

Лекция 1. Гидросфера

1. Гидросфера и кругооборот воды в природе 2. Виды воды в горных породах 3. Свойства горных пород по отношению к воде

Рис. 1. Схема водного баланса

Парообразная– находится в форме водяного пара в воздухе, присутствующем в порах и трещинах горных город. При охлаждении путем конденсации переходит в жидкую воду.

Гигроскопическая (прочно связанная) вода удерживается на поверхности частиц молекулярными и электростатическими силами. Она не передает гидростатический напор, не обладает растворяющей способностью, не замерзает до 78ºС. При нагревании до 100-105ºС полностью удаляется. Содержится в песках 1%, супесях 8%, глинах до 18%, недоступна для растений.

Пленочная(рыхлосвязанная) вода образуется при конденсации водяных паров. Она покрывает тонкой пленкой 0.01мм поверхность частиц, удерживается молекулярными силами, плотность близка к плотности свободной воды, способна передвигаться от частицы к частице под влиянием сорбционных сил, не передает гидростатический напор. Содержание в песках 1-7%, супесях 9-13, суглинках 15-23%, глинах 25-45%. От содержания этой воды резко изменяются прочностные свойства глинистых пород.

Капиллярнаявода (собственно-капиллярная, подвешено-капиллярная вода) содержится в тонких порах в виде капиллярной каймы над уровнем грунтовых вод в интервале влажности от наименьшей влажности (НВ) до полной влажности (ПВ). Высота капиллярного поднятия составляет для галечников, гравия, крупнозернистых песков-0, среднезернистых песков 15-35 см, мелкозернистых песков – 35-100 см, супесей – 100-150, глин – 400-500 см.

Гравитационнаявода – подчиняется силе тяжести. Движение происходит под влиянием силы тяжести и градиента напора, передает гидростатический напор. В целом гидрогеология изучает эти воды.

Кристаллизационнаявода входит в состав кристаллической решетки минералов (CaSO₄·2H₂O).

Химически связанная вода (конституционная) участвует в строении кристаллической решетки минералов.

III. Главнейшими свойствами пород являются: плотность, объемная масса, пористость, водопроницаемость, влагоемкость, растворимость, водоотдача. Зависят они от минерального состава пород, их строения, сложения, трещиноватости, скважности.

Гранулометрический состав – процентное содержание в рыхлой породе частиц различного размера. Гранулометрический состав несвязных пород согласно ГОСТ 12536-67 определяется с помощью ситового анализа, который заключается в последовательном просеивании породы через набор сит и взвешивании материала, остающегося на каждом сите. Для просеивания песчаных пород применяется набор сит с диаметром отверстия 10, 5, 2, 1, 0.5, 0.25, 0.1мм. Гранулометрический состав пород для наглядности представляются в виде кривой гранулометрического состава построенного в полулогарифмическом масштабе (рис. 2).

Рис. 2. График гранулометрического состава

Кривая неоднородности позволяет подсчитать величину коэффициента неоднородности:, где – коэффициент неоднородности, – диаметры частиц, меньше которых в данной породе содержится соответственно 60 и 10 % частиц по весу.

Гранулометрический состав связанных пород определяется ареометрическим методом или методом пипетки, основанных на различной скорости оседания частиц в воде.

Плотность(γ- гамма) – отношение массы твердых частиц к их объему. Величина плотности песчано-глинистых частиц лежит в интервале (г/см³) от 2.5 до 2.8 г/см³, супесей 2.70, суглинков – 2.71, глин – 2.74.

Объемная массавлажной породы (γ_о) – это масса единицы объема породы при естественной влажности и пористости:

, где P – масса пробы, г; V – объем пробы, см³,

γ_о – изменяется от 1.3-2.4, г/см³.

Более постоянной величиной является объемная масса скелета породы – масса твердой компоненты в единице объема породы. Вычисляется

, где w – влажность породы, %

Пористость – суммарный объем всех пор в единице объема породы. Пористость определяется как отношение объема пор в породе (Vп) ко всему занимаемому породой объему (V), выражается в процентах; п= Vп/ V·100%. Кроме того, часто используется коэффициент пористости ε (эпсилон)=п/(1-п). Пористость глинистых пород достигает 50-60%, пески – 35-40%, песчаники – 2-38%, известняки, мергели – 1.5-22%, граниты, гнейсы, кварциты 0.02-2%.

Абсолютная влажность – отношение массы воды к массе абсолютно сухого грунта в данном объеме, выраженная в процентах.

Естественная влажность – количество воды, содержащейся в порах пород в условиях их естественного залегания. Влажность, выраженную по отношению к объему породы называется относительной влажностью.

Влагоемкость – максимальная молекулярная характеризует количество воды, удерживающееся в породе благодаря молекулярным силам сцепления между грунтовыми частицами и водой (показывает содержание связанной воды). Различают полную, капиллярную и наименьшую влагоемкость.

Водопроницаемость – способность пород пропускать через себя воду, движение воды в грунтах под действием напора называется фильтрацией. Растворимость – способность пород растворятся в воде, зависит от температуры, скорости течения воды, содержания СО₂ и пр.

IV. Понятие о зоне насыщения. В рыхлых породах ниже уровня грунтовых вод все поры заполнены водой – зона насыщения, слой выше на­зывается зоной аэрации – мощность ее равна глубине залегания грунтовых вод.

Водоносный горизонт – однородные по литологическому составу и гидрогеологическим свойствам пласты горных пород.

Водоносный комплекс – комплекс водонасыщенных пород приуроченных к толще определенного возраста.

Лекция 2. Происхождение и динамика подземных вод

1. Происхождение подземных вод 2. Законы фильтрации подземных вод 3. Определение направления и скорости движения подземных вод

Законы фильтрации подземных вод. Линейный закон фильтрации.

V=KI, где, V – скорость фильтрации; K – коэффициент фильтрации;

Определение дебита источников водосливами.

Q=0.0186bh√h, л/сек, где Q – расход источника, л/сек; b – ширина нижнего водосливного ребра в см;

IV. Основные гидрогеологические параметры.

Коэффициент фильтрации (К)представляет собой важнейшую характеристику пород, широко используется в практике проектирования при вычислении расхода… 1. Определение коэффициентов горных пород по эмпирическим формулам. Опытными…

Формула Газена

С – эмпирический коэффициент, зависящий от степени однородности и пористости грунта. Для чистых, однородных песков С=1200, средней однородности и… dн – действующий диаметр, мм, t – температура фильтрующейся воды.

Определение расходов подземных вод.

При наклонном водоупоре единичный расход подземного потока равняется:

Типы вертикальных водосборов.

Рис. 3. Схема притока воды в несовершенную скважину

 

Совершенные скважины прорезают весь водоносный горизонт и имеют проницаемые стенки. От типа вертикального водосбора зависит выбор расчетных уравнений движения воды к колодцам скважины.

Дебит совершенной скважины и коэффициент фильтрации пород

– формула Дюпюи, м³/сут, отсюда

, м/сут

Дебит колодца с открытым плоским дном вычисляется по Форхгеймеру:

Q=4rSK, м³/сут.

Коэффициент фильтрации , м/сут.

Дебит колодца с проницаемыми стенками и открытым дном

, м³/сут,

, м/сут

По Замарину для колодца с открытым дном и проницаемыми стенками (при условии когда неизвестна глубина водоупора) с плоским дном Кф вычисляется (см. рис. 3):

, м/сут, где

Q – дебит скважины, м³/сут.

Формула притока воды в дрену.

, м3/сут. Для напорных , м3/сут; m – мощность напорного пласта, м .

Лекция 3. Химический состав подземных вод

1. Физические свойства подземных вод 2. Реакция воды 3. Общая минерализация воды

Атомные веса ионов и множителей для пересчета миллиграмм-ионов на миллиграмм-эквиваленты

Таблица 2

Схема перерасчета из весовой в мг-экв/л и %-экв/л формы

мг/л	341,6	251,4	1,80	108,2	42,8	45,1
мг-экв/л	5,60	5,23	0,05	5,40	3,52	1,96
экв	51,5	48,1	0,4

 

При процентно-эквивалентной форме содержание ионов, взятое в эквивалентах, выражают в процентах от суммы катионов и анионов, принимаемых каждая за 100%.

Наглядной формой записи результатов является формула М.Г. Курлова.

.

Название воды дается по преобладающим анионам и катионам, содержание которых более 20% (иногда берут 25% или 33%) в порядке возрастания. Например, приведенная формула читается – вода сульфатно-гидрокарбонатная, магниево-кальциевая.

В формуле Курлова слева от черты указывают содержание газов (CO₂, H₂S и др.), общую минерализацию воды (г/л), в числителе анионы, содержание которых превышает 10% эквивалентов (% экв в убывающем порядке) в знаменателе – катионы в том же порядке, за чертой пишут tºC воды, дебит (л/с), рН и другие. Результаты химического анализа воды иногда выражают в графической форме в виде диаграмм – прямоугольника, квадрата, треугольника и др. Все формы выражения и методика построения приведены в (Абдрахманов, Методические…, 2008).

Классификация подземных вод по химическому составу. Существует несколько десятков классификаций, основанных на различных принципах и имеющих разное практическое применение и значение. К наиболее популярным относятся классификации Пальмера, Н.И. Тостихина, В.А. Сулина, О.А. Алекина, Е.В. Посохова и другие. В гидрогеологии и гидрологии применяется в основном гидрохимическая классификация О.А. Алекина.

Все природные воды делятся по преобладающему аниону на три класса: 1) гидрокарбонатный, 2) сульфатный, 3) хлоридный. Выделенные 3 класса сразу дают в общих чертах гидрохимический облик воды. К гидрокарбонатному классу относятся большая часть пресных (маломинерализованных) вод рек, озер, некоторых подземных вод. К классу хлоридных принадлежат воды океана, морей, подземные воды глубоких горизонтов. Воды сульфатного класса по распространению и величине минерализации являются промежуточными между гидрокарбонатными и хлоридными.

Каждый класс делится О.А. Алекиным по преобладающему катиону на группы кальциевых, магниевых и натриевых вод. Кроме того все воды объединяют в типы, выделяются 4 типа вод.

Первый тип характеризуется соотношением (NHCO₃ – содовый)

II тип (– сульфатный натриевый)

III тип или подразделяется:

На III^a (– хлормагниевый) и

III^b (– хлоркальциевый).

Как установлено, ионная форма свойственна лишь водам низкой минерализации. При увеличении концентрации растворенных солей между ионами устанавливается взаимодействия. В растворе образуются нейтральные ионы и др.

Ввиду сложности химического состава природных вод при оценке питьевых, лечебных, технических, мелиоративных и др. качеств важно принимать не только абсолютное содержание отдельных ионов, но и предполагаемые ассоциации анионов и катионов (солей). Они рассчитываются по правилу Фрезениуса (вначале выпадают мало растворимые соли, потом более растворимые).

VI. Оценка пригодности воды для различных целей.

Орошение. Оросительная вода по минерализации и химическому составу должна быть физиологически доступной растениям и не вызывать засоления и… VII. Агрессивные свойства подземных вод. Под ними понимается способность воды… Агрессивность выщелачивания проявляется в растворении карбоната кальция, входящего в состав бетона. Она возможна при…

Емкость поглощения некоторых глинистых минералов

Процессы эти зависят от климатических, геоморфологических, геологических, гидродинамических и др. условий. Значительную роль в формировании… Осадки постепенно инфильтруясь вглубь насыщаются солями в почвенном горизонте… В рыхлых покровных образованиях происходит формирование первых от поверхности водоносных горизонтов грунтового типа.…

Анионы и катионы. Первоисточники анионов и катионов.

1) газы, выделяемые из недр земли в процессе дегазации. 2) продукты химического воздействия воды с магматическими породами. Эти… Происхождение анионов связано главным образом с газами, выделявшимися при дегазации мантий. Состав их сходен с…

Минеральные воды

Минимальная концентрация элементов для минеральных лечебных вод (мг/л): сероводород – 10, бром – 25; иод 5, фтор – 2, железо – 10, радон – 14 ед.… К промышленным водам относятся воды с содержанием компонентов не менее: Таблица 4

Нормативные требования к минеральным промышленным водам

 

Лекция 4. Зональность подземных вод

В осадочном чехле, например, Волго-Уральского бассейна выделяются два гидрогеохимических этажа, которые по своему объему в целом соответствуют… Зона пресных (до 1 г/л) гидрокарбонатных вод приурочена к породам широкого…  

Рис. 4. Гидрогеохимический разрез Южного Предуралья

1–9 – химический состав и минерализация подземных вод, г/л: 1 – гидрокарбонатные кальциевые (до 0,5), 2 – гидрокарбонатные натриевые (0,5–1), 3 – гидрокарбонатные, реже сульфатно-гидрокарбонатные и хлоридно-гидрокарбонатные разнообразного катионного состава (до 1), 4 – сульфатные кальциевые (1–3), 5 – сульфатные натриевые и кальциево-натриевые (3–10, редко более), 6 – сульфатно-хлоридные (3–10), 7 – сульфатно-хлоридные натриевые (10–36), 8 – хлоридные натриевые (36–310), 9 – хлоридные кальциево-натриевые и натриево-кальциевые (250–330); 10 – относительно водоупорные галогенные породы кунгура; 11–13 – границы: 11 – гидрогеохимические, 12 – стратиграфические, 13 – верхняя граница распространения сероводорода в подземных водах; 14 – скважина: а – на линии профиля, б – спроектированная на него (цифра – минерализация воды (г/л) в опробованном интервале), 15 – изолинии содержания брома, 16 – гидроизотермы.

 

В составе гидрокарбонатной зоны выделяются две подзоны: верхняя — кальциевых (магниево-кальциевых) и нижняя — натриевых вод. Мощность последней обычно колеблется от 20 до 100 м и редко более (Юрюзано-Айская впадина). Минерализация гидрокарбонатных натриевых (содовых) вод обычно составляет 0,5–0,9 г/л, но в отдельных случаях достигает 1,2–1,7 г/л. В генетическом отношении чистые содовые воды тесно связаны с терригенными существенно глинистыми пермскими формациями, представленными переслаиванием песчаников, алевролитов, аргиллитов и глин. Они обладают довольно низкими фильтрационными свойствами и невысокой водообильностью. Газовый состав гидрокарбонатных вод отвечает окислительной геохимической обстановке: N₂ 30–35, CO₂ 5–30, O₂ до 10 мг/л. Газонасыщенность обычно 15–50 мл/л, Eh +100…+650 мВ, рН 6,7–8,8, Т 4–6°С. Содержание гелия (Не) соответствует атмосферному (5×10^–5 мл/л).

Зона сульфатных солоноватых и соленых вод развита повсеместно, исключая очаги природного и техногенного (районы некоторых нефтяных месторождений) влияния глубинных рассолов. К ней относятся сульфатный и гидрокарбонатно-сульфатный классы вод с минерализацией от 1–3 до 15–20 г/л, формирующиеся в окислительной геохимической среде главным образом в пермских гипсоносных отложениях. В гидрогеодинамическом отношении она отвечает как зоне интенсивной циркуляции (выше вреза эрозионной сети), так и зоне затрудненного водообмена, где скорости движения подземных вод снижаются до десятков метров в год, а время полного водообмена, напротив, возрастает до сотен и тысяч лет.

Глубина залегания сульфатных вод изменяется от 0 до 250 м и более. Средняя мощность зоны составляет около 100–150 м (см. рис. 4). В пределах зоны заключены основные ресурсы лечебно-питьевых вод инфильтра­ционного происхождения, ведущую роль в формировании состава которых играют процессы экстракции из пород гипса и ионообменные явления с участием поглощенного комплекса пород.

Кислородно-азотный и азотный состав сульфатных вод формируется за счет поступления вместе с инфильтрационными водами газов воздуха и только в редких случаях при глубоком погружении подошвы зоны и большой ее мощности в газовой фазе присутствует Н₂S, генетически связанный с биохимическими процессами в сульфатизированных и битуминозных пермских породах. Концентрация О₂ вниз по разрезу зоны в связи с его расходованием на окисление органического вещества, железа, сульфидов снижается от 4–5 мг/л до нуля, а величина Eh — от +250 до –150 мВ. Кислотно-щелочной потенциал рН изменяется от 7,3 до 8,8; Т 4–10°С. Увеличивается содержание гелия (до 30–100×10^–5 мл/л)

По катионному составу воды сульфатной зоны относятся к двум основным группам — кальциевой (магниево-кальциевой) и натриевой (кальциево-натриевой), — соответствующим гидрогеохимическим подзонам гипсовых и глауберовых вод.

Минерализация вод верхней подзоны обычно не превышает 2,5–2,6 г/л. Это типичные воды выщелачивания гипсов, загипсованных терригенных и карбонатных пород, в составе которых преобладают сульфат-ион (до 80–90%), кальций и магний (до 90–98% суммарно). Мощность подзоны изменяется от 10 до 100 м.

Сульфатные натриевые воды нижней подзоны приурочены к исключительно терригенным гипсоносным пермским осадкам лагунно-морского происхождения, залегающим ниже днищ основных рек региона. Наиболее развиты они в верхнепермских отложениях на западе региона, где глубина залегания кровли подзоны изменяется от 10–20 м в долинах рек до 200 м на водоразделах. Мощность ее в среднем 100 м. В Предуральском бассейне сульфатные натриевые воды вскрываются на глубине до 100–300 м; мощность подзоны здесь может достигать 120–150 м.

Минерализация сульфатных натриевых вод колеблется от 1,4 до 20, обычно 3–10 г/л, причем рост ее происходит с глубиной. При величине минерализации до 6,0–6,5 г/л воды по катионному составу обычно кальциево-натриевые или смешанные (трехкомпонентные). В более минерализованных водах ведущее значение среди катионов принадлежит натрию (до 85–90%), что в абсолютном выражении составляет 4–5 г/л. Образование сульфатных натриевых вод обусловлено двумя взаимосвязанными и взаимообусловленными процессами, стимулирующими друг друга: экстракцией СаSO₄ и обменной адсорбцией между кальцием раствора и натрием поглощенного комплекса пород.

Зона сульфатно-хлоридных вод с минерализацией 5–36 г/л, как и лежащая выше, связана главным образом с пермскими отложениями и характеризуется условиями затрудненного гидрогеодинамического режима. В геохимическом отношении зона занимает промежуточное положение, отличаясь окислительно-восстановительной обстановкой (Eh от +100 до ‑180 мВ; рН 6,7–7,5), газами атмосферного (О₂, N₂) и биохимического (Н₂S) происхождения. Поэтому в зависимости от газового состава минеральные сульфатно-хлоридные воды могут быть использованы или в лечебно-питьевых, или в бальнеологических целях.

К востоку от меридиана г. Уфы, в краевой части Волго-Камского бассейна и в Предуральском бассейне сероводородные сульфатно-хлоридные воды (5–30 г/л) установлены в карбонатных и терригенно-карбонатных отложениях нижнепермского возраста, а в Западно-Уральском бассейне — в карбонатных каменноугольных и девонских отложениях. Мощность зоны здесь достигает 250 м.

Зона хлоридных рассолов развита повсеместно, занимает наибольший интервал гидрогеохимического разреза (от 3 км на Уфимском плато до 10–11 км в Предуральском прогибе) и полностью соответствует нижнему этажу артезианского бассейна.

В составе зоны выделяется две основные подзоны: натриевых (СаСl₂ менее 20%) и натриево-кальциевых (СаСl₂ до 50–70%, или 100–150 г/л) рассолов. Указанные подзоны отличаются не только общим ионно-солевым, но микрокомпонентным и газовым составом вод, а также гидрогеодинамическими условиями.

Главные газовые компоненты нижней подзоны — СН₄ и N₂. H₂S в ней отсутствует. Напротив, Н₂S является обязательной составной частью газового состава рассолов верхней (натриевой) подзоны. Одним из непременных условий биохимической генерации Н₂S, как известно, является подвижность подземных вод, обеспечивающая растворение CaSO₄ и жизнедеятельность сульфатредуцирующих бактерий. Это обстоятельство, а также данные по степени метаморфизации рассолов (rNa/rCl), величинам бромного градиента (Br/H), коэффициентов Br/M, He/Ar дают основание связать верхнюю подзону с условиями весьма затрудненного водообмена, а нижнюю — с обстановкой квазизастойного водного режима.

Лекция 5. Геологическая деятельность подземных вод

1. Карст 2. Трещиноватость пород 3. Суффозия

Лекция 6. оценка Запасов подземных вод

Для разработки и добычи подземных вод необходимо знать запасы подземных вод (иногда называют ресурсы). Они складываются из нескольких видов:

Вековые

Q_век = F×H×µ, где F – площадь распространения водного горизонта, км²; H – мощность водного горизонта, м, µ – водоотдача.

Возобновляемые естественные ресурсы (запасы).

Q_воз = MF, где М – модуль подземного стока л/с×км².

Эксплуатационные запасы

Для использования подземных вод необходимо знать эксплуатационные ресурсы. Это объем подземных вод в м3/сут, который может быть получен… Эксплуатационные запасы (ресурсы) обеспечиваются: 1) естественными (вековыми) емкостными запасами;

Лекция 7. Режим подземных вод

Под естественными факторами, влияющими на режим подземных вод, понимают изменение условий питания и разгрузки подземных вод в зависимости от режима… Искусственные факторы, влияющие на режим подземных вод, связаны с практической… Следует различать суточные, сезонные, годовые и многолетние изменения элементов режима подземных вод.

Лекция 8. Основы инженерной геологии

1. Понятие об инженерно-геологических свойствах пород. 2. Методы изучения инженерно-геологических свойств горных пород. 3. Основные инженерно-геологические свойства горных пород.

Классификация горных пород по величине прочности на сжатие

Группа пород	Интервал прочности, кгс/см²
I Весьма слабые А В В   II Слабые А В В   III Средней прочности А В В   IV Прочные А В   V Весьма прочные	<40 40-60 60-100     100-150 150-230 230-350     350-520 520-800 800-1200     1200-1800 1800-2700   >2700

 

К основным инженерно-геологическим свойствам горных пород относятся следующие показатели:

1. Гранулометрический состав несвязных (определяется ситовым анализом) и связных пород определяется ареометрическим методом – основанном на различной скорости оседания частиц в воде). Скорость оседания определяется по Стоксу. Коэффициент неоднородности и диаметры частиц, меньше которых в данной породе содержится соответственно 60 и 10% частиц. При K > 3 породы называются неоднородными.

2. Плотность пород – отношение массы твердых частиц к их объему (плотность песчаных пород обычно – 2,5-2,8 г/см³).

3. Пористость пород – отношение объема всех пор к общему объему породы: .

4. Для песков, гравия определяют угол естественного откоса. Это угол образуемый поверхностью песчаного конуса с горизонтальной плоскостью при свободном высыпании песка на плоскость в воздушно-сухом состоянии.

5. Пластичность – способность породы под воздействием внешних усилий изменять форму без разрушения и разрыва. Определяется в интервале влажности. Верхней предел пластичности – влажность, при увеличении которой порода теряет свои пластические свойства.

Техническая мелиорация пород состоит в регулировании и преобразовании состояния и свойств пород в заданном направлении, изменять гранулометрический состав, структуру кристаллической решетки, степень монолитности. Отдельные способы технической мелиорации производят столь глубокие и коренные изменения, что они полностью утрачивают природные свойства. Пески в результате двухрастворной силикатизации превращаются в монолитные породы. Глинистые породы после обжига каменеют, замораживание, цементация.

Способы мелиорации пород: укрепление гранулометрическими добавками, механическое уплотнение (виброуплотнение), укатка, сейсмическое уплотнение, водопонижение и пр.

 

Литература

Основная

1. Всеволожский В.А. Основы гидрогеологии: Учебник. - 2-е изд. М: Изд-во МГУ, 2007. 448 с.

2. Богомолов Г.В. Гидрогеология с основами инженерной геологии. М.: Изд-во «Высшая школа», 1966. 316 с.

Дополнительная

1. Абдрахманов Р.Ф. Гидрогеоэкология Башкортостана. Уфа: Информреклама, 2005. 344 с.

2. Абдрахманов Р.Ф. Методические указания по выполнению практических занятий по курсу «Гидрогеология». Уфа, ИГ УНЦ РАН, 2008. 44 с.

3. Абдрахманов Р.Ф., Мартин В.И., Попов В.Г. и др. Карст Башкортостана. Уфа: Информреклама, 2002. 383 с.

4. Абдрахманов Р.Ф., Чалов Ю.Н., Абдрахманова Е.Р. Пресные подземные воды Башкортостана. Уфа: Информреклама, 2007. 184 с.

5. Соколов Д. С. Основные условия развития карста. М.: Госгеолтехиздат, 1962. 322 с.

 

 

 

Содержание

Предмет и задачи гидрогеологии.. 2

Лекция 1. Гидросфера.. 4

Лекция 2. Происхождение и динамика подземных вод.. 9

Лекция 3. Химический состав подземных вод.. 22

Лекция 4. Зональность подземных вод.. 35

Лекция 5. Геологическая деятельность подземных вод.. 41

Лекция 6. оценка Запасов подземных вод.. 52

Лекция 7. Режим подземных вод.. 53

Лекция 8. Основы инженерной геологии.. 55

Литература.. 58