Методика гідрогеологічних досліджень

Міністерство освіти і науки України

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Геологічний факультет

Кафедра гідрогеології та інженерної геології

Контрольна робота

«Методика гідрогеологічних досліджень»

Виконала: студентка 3-го курсу

Артамонова Анна

Перевірив: доц. Корнєєнко С.В.

Київ – 2010

Зміст

Вступ

1. Дайте загальну характеристику 2 етапу дореволюційного періоду історії розвитку методів гідрогеологічних досліджень

2. Дайте характеристику дослідним відкачкам із свердловин

3. Чим обумовлене перезволоження земель?

4. Дайте характеристику гідрогеологічних досліджень, що виконуються як спеціальні методи пошуків та розвідки родовищ твердих корисних копалин

5. Від чого залежать склад, об’єм та методика гідрогеологічних досліджень?

6. Яка мета гідрогеологічної зйомки?

7. Яка мета проведення дослідно-фільтраційних робіт?

8. Яка мета вивчення режиму підземних вод?

9. Які переваги мають підземні води перед поверхневими для водопостачання?

10. Що дає меліорація земель?

11. Чим обумовлений лікувальний вплив мінеральних вод на організм людини?

12. Які стадії входять до пошукового етапу геологорозвідувальних робіт на нафту і газ?

13. Дайте характеристику проектній стадії проектування відповідальних та великих інженерних споруд

14. Чим визначаються вимоги до якості підземних вод господарсько-питного призначення?

15. Що таке природний режим підземних вод?

16. Перерахуйте головні типи боліт та заболочених земель

Тести

Висновки

Список літератури

Вступ

Значне місце в геологорозвідувальному комплексі України посідають гідрогеологічні та інженерно-геологічні дослідження.

Вони охоплюють пошуки та розвідку прісних і мінеральних підземних вод, оцінку прогнозних ресурсів і експлуатаційних запасів підземних вод з затвердженням їх в ДКЗ України, гідрогеологічні та інженерно-геологічні зйомки масштабів 1:50 000 - 1:200 000 різного призначення, буріння та облаштування експлуатаційних свердловин на прісні і мінеральні підземні води.

Головними результатами цих досліджень виступають:

- встановлення тектонічної зумовленості малюнку річкових систем рівнинної та гірської частин території України, деформацій повздовжніх профілів русел річок і терас, перебудов річкової мережі;

- реконструкція історії формування річково-долинних систем;

- оцінка впливу ендогенних та екзогенних чинників на розвиток ерозійно-акумулятивних процесів у басейнових і річкових системах;

- характеристики геоморфологічної будови річкових долин та їхнього терасового комплексу, специфіки будови і функціонування річкових систем у гірських, височинних і низовинних областях, у районах з різними знаками рухів земної кори тощо.

Систематично проводяться роботи з моніторингу та Державного обліку підземних вод і складання Державного водного кадастру по розділу "Підземні води": досліджується рівневий режим, кількісні і якісні показники підземних вод в природних (непорушених) і техногенних (порушених) умовах; дається оцінка і прогноз стану підземних вод; розробляються рекомендації їх захисту від виснаження і забруднення.

Для оцінки стану природного геологічного середовища і довкілля виконуються систематичні інженерно-геологічні дослідження розвитку екзогенних геологічних процесів (ЕГП) на потенційно зсувонебезпечних ділянках, територіях діючого яругоутворення і переробки берегів водосховищ, можливих просадок і каростопроявів. Результати досліджень дозволяють визначити причини виникнення рушійних ЕГП, прогнозувати їх активізацію та попереджувати можливий негативний вплив на народногосподарські об'єкти, вивчаються процеси підтоплення територій.

На ділянках розвідки, видобутку, зберігання та транспортування нафтопродуктів проводиться вивчення масштабів нафтохімічного забруднення геологічного середовища, визначаються накопичення втрачених нафтопродуктів в зоні аерації і в підземних водах, пропонуються заходи стосовно вилучення та ліквідації нафтохімічного забруднення навколишнього природного середовища.

При будівництві нових та реконструкції діючих підприємств, діяльність яких може негативно впливати на стан навколишнього природного середовища, виконується комплекс робіт, до складу якого, крім геолого - екологічних досліджень, входять інженерно-геологічні вишукування для обґрунтування проектів будівництва чи реконструкції. Інженерно-геологічні вишукування виконуються також для обґрунтування проектів газо- і водопостачання.

1. Дайте загальну характеристику 2 етапу дореволюційного періоду історії розвитку методів гідрогеологічних досліджень

2 етап (80-ті рр. ХІХ ст. – 1917р.) збігається з часом інтенсивного розвитку російського промислового капіталізму. В ці роки розвивається гірничорудна промисловість, залізничне будівництво, зростають міста, що в свою чергу викликає потребу в проведенні геолого-гідрогеологічних досліджень.

З 1882р., року створення Геологічного комітету, гідрогеологічні дослідження систематизувались і підземні води стали досліджуватись більш комплексно і детально.

В 1886р. вперше у світі в Росії була введена штатна посада гідрогеолога, на яку був призначений Головкінський М.А., під керівництвом якого виконувалось буріння артезіанських свердловин в Криму та Причорномор’ї.

В 90-х рр. ХІХ ст. закладалися основи гідрогеологічних досліджень підземних вод кріолітозони (у зв’язку з дослідженнями траси Сибірської залізниці), нафтогазових родовищ (у зв’язку з посиленням експлуатації нафтових родовищ на Апшеронському п-ові) тощо.

У 1900р. побачила світ книга С.М. Нікітіна «Грунтовые и артезианские воды России».

На початку ХХ ст. в Донецькому політехнічному технікумі та в Московському сільгоспінституті почали викладати гідрогеологію.

Отже, 2 етап характеризується виникненням самостійної галузі геологічної науки – гідрогеології.

У цілому, гідрогеологічні дослідження в дореволюційний період виконувались епізодично й непланомірно.

[С.В.Корнєєнко Методика гідрогеологічних досліджень. Основні методи і види гідрогеологічних досліджень: Навч. посібник. – К.: ВПЦ «Киівський університет», 2001. – 69с. -6с.]

2. Дайте характеристику дослідним відкачкам із свердловин

Головним та найбільш розповсюдженим видом дослідно-фільтраційних робіт для визначення розрахункових параметрів водоносних горизонтів і комплексів є відкачки зі свердловин . За матеріалами відкачок отримують також характеристику граничних умов об’єктів, що вивчаються, умови і параметри взаємозв’язку підземних і поверхневих вод, взаємозв’язки між водоносними горизонтами, дані для виконання прогнозів гідравлічними розрахунками (встановлення залежності між дебітом і зниженням рівня у свердловині, визначення зрізок рівня у взаємодіючих свердловинах та ін.).

У залежності від цільового призначення відкачки поділяються на пробні, дослідні та дослідно-експлуатаційні, а від наявності або відсутності спостережувальних свердловин - на кущові й одиночні; різновидом кущових є групові відкачки, коли вони виконуються одночасно з декількох свердловин.

Дослідні відкачки - головний вид фільтраційних робіт при проведенні розвідки родовищ підземних вод. Ці відкачки виконуються з метою: 1) визначення основних гідрогеологічних параметрів водоносних горизонтів (дебіта, величини зниження рівня, коефіцієнтів фільтрації, водопровідності, рівне- або п’єзопровідності, водовіддачі, перетікання, приведеного радіуса впливу, сумарного опору руслових відкладів та т. ін.); 2) вивчення граничних умов водоносних горизонтів в плані та в розрізі (взаємозв’язки підземних і поверхневих вод, взаємодія суміжних горизонтів та т. ін.); 3) встановлення оптимальної продуктивності експлуатаційних свердловин і залежностей між дебітом і зниженням рівня в свердловині; 4) визначення величин зрізок рівня в межах ділянки розташування водозабору при сумісній роботі декількох взаємодіючих експлуатаційних свердловин.

Дослідні відкачки підрозділяють на кущові й одиночні . Одиночні дослідні відкачки виконуються з метою встановлення залежності дебіта від зниження рівня і на відміну від пробних відкачок здійснюються при двох - трьох ступенях зниження рівня.

Дослідно-експлуатаційні відкачки проводяться з однієї або декількох свердловин у складних гідрогеологічних та гідрохімічних умовах, які не можуть бути відображені у вигляді розрахункової схеми. Їх мета - встановлення закономірностей змін рівня підземних вод або їх якості при заданому дебіті у продовж тривалого часу (1-3 місяці і більше). Дані дослідно-експлуатаційних відкачок приймаються за основу при прогнозах умов роботи водозабірних і дренажних споруд.

При проектуванні відкачок необхідно вірно обґрунтувати їх вид, тривалість, методику, обладнання, документацію й обробку даних відкачок. [С.В.Корнєєнко Методика гідрогеологічних досліджень. Основні методи і види гідрогеологічних досліджень: Навч. посібник. – К.: ВПЦ «Киівський університет», 2001. – 69с. -30c.]

3. Чим обумовлене перезволоження земель?

Баланс підземних вод обумовлений впливом як природних (атмосферні опади, випаровування, транспірація рослинами, конденсація, поверхневий та підземний стоки) так і штучних факторів (меліорація, втрати води, підпір, дренаж та ін.). Причинами перезволоження земель являється близьке залягання щільних, водонепроникних меліорованих порід. В умовах великої кількості атмосферних опадів та незначного схилу на цих землях виникає заболочення. В окремих незначних випадках причиною заболочення земель є вклинювання підгрунтових вод (джерел).

Заболочення hghltd.yandex/yandbtm?fmode=inject&url=http%3A%2F%2Fwww.br%2Freferats%2FJournalism%2F6927-2.html&text=%D0%B7%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F&l10n=ru&sign=eabf456536d0e555f66acd8d225c541e&keyno=0 - YANDEX_4 – наростаюче зволоження ґрунту із зміною рослинного покриву. Причин hghltd.yandex/yandbtm?fmode=inject&url=http%3A%2F%2Fwww.br%2Freferats%2FJournalism%2F6927-2.html&text=%D0%B7%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F&l10n=ru&sign=eabf456536d0e555f66acd8d225c541e&keyno=0 - YANDEX_3заболоченняhghltd.yandex/yandbtm?fmode=inject&url=http%3A%2F%2Fwww.br%2Freferats%2FJournalism%2F6927-2.html&text=%D0%B7%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F&l10n=ru&sign=eabf456536d0e555f66acd8d225c541e&keyno=0 - YANDEX_5 декілька:

• підйом рівня ґрунтових вод біля споруджених водосховищ;

• порушення звичайного для даної місцевості режиму випаровування, наприклад, після лісової пожежі, коли різко падає кількість транспірації внаслідок знищення рослин;

• звичайне поширення (розростання) мохово-торфяних боліт на низовинах;

• заростання озер болотними рослинами;

• кліматичне зниження середньорічних температур повітря і випаро-вування.

При hghltd.yandex/yandbtm?fmode=inject&url=http%3A%2F%2Fwww.br%2Freferats%2FJournalism%2F6927-2.html&text=%D0%B7%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F&l10n=ru&sign=eabf456536d0e555f66acd8d225c541e&keyno=0 - YANDEX_4заболоченні hghltd.yandex/yandbtm?fmode=inject&url=http%3A%2F%2Fwww.br%2Freferats%2FJournalism%2F6927-2.html&text=%D0%B7%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F&l10n=ru&sign=eabf456536d0e555f66acd8d225c541e&keyno=0 - YANDEX_6 розвивається малопродуктивна болотна рослинність – жорсткі трави та мохи. Щоб уберегти ґрунт від hghltd.yandex/yandbtm?fmode=inject&url=http%3A%2F%2Fwww.br%2Freferats%2FJournalism%2F6927-2.html&text=%D0%B7%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F&l10n=ru&sign=eabf456536d0e555f66acd8d225c541e&keyno=0 - YANDEX_5заболочення необхідно берегти ліса від пожеж; повинен бути старанний розрахунок підйому рівня ґрунтових вод при створенні водосховищ; правильне штучне зрошування. Процеси заболочування характерні для зони мішаних лісів, менше вони поширені в лісостеповій і степовій зонах.

[Климентов П.П., Кононов В.М. Методика гидрогеологических исследований. М. Высшая школа 1978 г. 408 стр.]

4. Дайте характеристику гідрогеологічних досліджень, що виконуються як спеціальні методи пошуків та розвідки родовищ твердих корисних копалин

Дослідні нагнітання і наливи широко використовуються для визначення водопроникності і питомого водопоглинання тріщинуватих скельних порід, виявлення необхідності цементації скельної основи під інженерними спорудами, випробування тріщинуватих порід з метою вибору варіантів основ для запроектованих споруд, перевірки якості цементації скельних порід та т. ін.

Дослідні нагнітання є основним методом оцінки водопроникності водоносних тріщинуватих скельних та напівскельних порід. Дослідні наливи застосовуються у пухкозв’язаних і тріщинуватих породах зони вивітрювання, відносна проникність яких характеризується високим питомим водопоглинанням.

Дослідні наливи і нагнітання в свердловини практично єдиний метод, що дозволяє розчленовувати за водопроникністю глибоко залягаючи неводоносні породи. Однак дуже часто результати, які отримують в наслідок проведення цих дослідів в неводоносних тріщинуватих породах, мало відповідають показникам водоносних порід, завдяки зниженню точності розрахунків коефіцієнтів фільтрації і питомого водопоглинання із-за вибіркового характеру фільтрації і кальматації порожнин порід. Для визначення параметрів водопроникності використовують дані воронки розтікання, радіус якої залежить від водопроникності порід, тривалості наливу і умов проведення досліду. Для проведення досліду використовують спеціально пробурені, обладнані фільтрами свердловини. Створений в свердловині динамічний рівень шляхом безперервної подачі води підтримується постійно. Налив триває до стабілізації витрат при заданому динамічному рівні.[С.В.Корнєєнко Методика гідрогеологічних досліджень. Основні методи і види гідрогеологічних досліджень: Навч. посібник. – К.: ВПЦ «Киівський університет», 2001. – 69с. -34c.]

5. Від чого залежать склад, об’єм та методика гідрогеологічних досліджень?

Гідрогеологічні дослідження – це вчення про методи і прийоми вивчення гідрогеологічних умов, виявлення родовищ підземних вод, оцінки їх ресурсів, запасів, режиму, якості й особливостей руху підземних вод з метою вирішення різноманітних народногосподарських завдань.

Методи і прийоми вивчення гідрогеологічних умов, склад, об’єм та методика проведення досліджень залежать від характеру задач, що вирішуються, складності і ступеня вивченості природних умов та інших факторів. Проте, у всіх випадках, комплекс досліджень повинен забезпечувати достовірність гідрогеологічної інформації, що необхідна для науково-обґрунтованого, вірного, швидкого та ефективного вирішення отриманих завдань.

При виконанні гідрогеологічних робіт використовується великий комплекс різноманітних методів досліджень, серед яких головне місце займають гідрогеологічні – гідрогеологічна зйомка, дослідно-фільтраційні роботи, режимні спостереження за рівнем і притоком підземних вод, їх властивостями і складом, лабораторні дослідження та ін. Разом з тим для вивчення підземних вод часто використовуються різноманітні геологічні та географічні методи досліджень і спостережень (геоморфологічні, геохімічні, структурно-фаціального аналізу, геофізичні, гідрологічні, морфо метричні та ін.), трансформовані до вирішення гідрогеологічних завдань. При проведенні гідрогеологічних досліджень широко використовуються різні методи фундаментальних наук – фізики, математики, хімії, біології, що використовуються для вивчення різноманітних параметрів підземних вод і гідрогеологічних процесів, а також для обробки результатів досліджень.

[С.В.Корнєєнко Методика гідрогеологічних досліджень. Основні методи і види гідрогеологічних досліджень: Навч. посібник. – К.: ВПЦ «Киівський університет», 2001. – 69с. -4с.]

6. Яка мета гідрогеологічної зйомки?

Гідрогеологічна зйомка - це вид науково-виробничих досліджень, які включають комплекс польових і камеральних робіт, що виконуються з метою вивчення і картування підземних вод, їх природних колекторів і басейнів, а також порід зони аерації.

У наслідок виконання зйомочних робіт має бути з’ясовано та встановлено:

1) водоносність різноманітних геологічних утворень і структур;

2) розповсюдження й умови залягання підземних вод;

3) умови живлення, руху і розвантаження підземних вод;

4) витриманість по площі і в розрізі водомістких та водотривких порід;

5) якість, кількість і умови використання різноманітних типів підземних вод;

6) основні природні та штучні фактори, які визначають гідрогеологічні особливості досліджуваної території;

7) умови охорони підземних вод;

8) перспективи проведення подальших робіт.

Гідрогеологічну зйомку проводять або на готовій геологічній основі, або одночасно з геологічною зйомкою, що більш ефективно й доцільно - у цьому випадку вона носить назву комплексна геолого-гідрогеологічна зйомка .

[С.В.Корнєєнко Методика гідрогеологічних досліджень. Основні методи і види гідрогеологічних досліджень: Навч. посібник. – К.: ВПЦ «Киівський університет», 2001. – 69с. -17c.]

7. Яка мета проведення дослідно-фільтраційних робіт?

Одним з основних видів робіт при проведенні гідрогеологічних досліджень є польові дослідно-фільтраційні роботи . Головними видами дослідно-фільтраційних робіт є: відкачки, наливи і нагнітання у свердловини, наливи в шурфи, експрес-наливи й експрес-відкачки, випереджаюче випробування водоносних горизонтів, витратометрія та резистивіметрія.

Метою проведення дослідно-фільтраційних робіт є визначення головних гідрогеологічних параметрів водоносних товщ і порід зони аерації.

Вибір виду дослідно-фільтраційних робіт залежить від особливостей порід, що вивчаються, завдань і стадії досліджень. На ділянках з глибоким заляганням підземних вод, а також в умовах, що є несприятливими для проведення відкачок (слаба водозбагаченість і водовіддача порід та ін.), при необхідності визначення гідрогеологічних параметрів ненасичених водою порід використовуються наливи і нагнітання в свердловини та дослідні наливи в шурфи. Дослідні нагнітання використовуються для оцінки фільтраційних властивостей і питомого водопоглинення тріщинуватих скельних і напівскельних водоносних порід, а дослідні наливи в свердловини, головним чином, у неводонасичених пухких і тріщинуватих породах зони вивітрювання. Дослідні наливи в шурфи використовуються для вивчення водопроникності необводнених зв’язних і пухких гірських порід зони аерації. Експрес-методи використовуються з метою орієнтовної порівняльної оцінки фільтраційних властивостей водоносних порід на попередніх стадіях гідрогеологічних досліджень, виявлення об’єктів і обґрунтування об’ємів подальших гідрогеологічних досліджень, характеристики водопроникності порід у розрізі та ін.

[С.В.Корнєєнко Методика гідрогеологічних досліджень. Основні методи і види гідрогеологічних досліджень: Навч. посібник. – К.: ВПЦ «Киівський університет», 2001. – 69с. -29c.]

8. Яка мета вивчення режиму підземних вод?

Режим підземних вод характеризується зміною їх кількості і якості в просторі та часі, а саме: рівня, витрати, швидкості, температури, в’язкості, хімічного, газового та бактеріального складу. Метою вивчення режиму підземних вод є встановлення об’єктивних законів розвитку явищ, що спливають в процесі формування підземних вод, їх пояснення і використання для обгрунтування різного роду гідрогеологічних прогнозів.

В залежності від характеру визначающих його явищ і факторів, режим підземних вод може бути: природним - формується під дією комплексу природних факторів (кліматичних, гідрогеологічних, геологічних, гідрологічних, космогенних і т. ін.); порушеним - обумовлен інженерною діяльністю людини (меліорація, гідротехнічне будівництво, дія дренажних споруд і т.ін.) та слабо порушеним - формується під дією як природних (їх вплив при цьому переважає), так і штучних факторів.

Дослідження режиму підземних вод поділяють на: регіональні , що виявляють загальні регіональні закономірності формування режиму під дією природних факторів та локальні , які спрямовані на вивчення особливостей режиму, що формується під дією місцевих природних факторів та інженерної діяльності людини.

Вивчення природного режиму підземних вод виконується з метою вирішення таких завдань:

1)виявлення умов формування підземних вод (оцінка живлення, розвантаження та впливу окремих режимоутворюючих факторів і процесів, визначення елементів водного балансу);

2) вивчення закономірностей змін в часі природного живлення підземних вод;

3) встановлення закономірностей формування водного, сольового і теплового балансів підземних вод та використання їх для прогнозів режиму підземних вод;

4) регіонального вивчення природного режиму підземних вод в якості фону для аналізу і прогнозу порушеного режиму підземних вод на локальних ділянках;

5) оцінки фільтраційних властивостей і граничних умов водоносних горизонтів;

Прогнози природного режиму використовуються при плануванні і здійсненні різних видів будівництва (промислового, цивільного, гідроенергетичного, меліоративного та т. ін.), водопостачання, сільгоспвиробництва та вирішенні інших завдань.

Вивчення порушеного і слабопорушеного режиму підземних вод , їх прогнози та аналіз виконуються для рішення таких практичних завдань:

1) при розвідке родовищ підземних вод, оцінке їх запасів, складанні прогнозів їх режиму при експлуатації і обгрунтуванні заходів по раціональному використанню і охороні підземних вод від виснаження і забруднення;

2) при обгрунтуванні зрошувальних, обводнювальних і осушувальних меліорацій і методів керування режимом підземних вод в районах їх проведення;

3) при вишукуваннях, проектуванні, будівництві і експлуатації різних інженерних споруд, прогнозуванні можливих змін гідрогеологічних, гідрогеохімічних, меліоративних, інженерно-геологічних та інших умов в зв’язку з водопостачанням, зрошенням, осушенням, гідротехнічним, промисловим і цивільним будівництвом та іншими видами інженерної діяльності людини;

4) при розвідці і розробці родовищ твердих корисних копалин, нафти та газу (прогнозування водопритоків, впливу водовідливу і стійкості виробок, обгрунтування найбільш раціональних шляхів і методів експлуатації родовищ).[С.В.Корнєєнко Методика гідрогеологічних досліджень. Основні методи і види гідрогеологічних досліджень: Навч. посібник. – К.: ВПЦ «Киівський університет», 2001. – 69с. -54c.]

9. Які переваги мають підземні води перед поверхневими для водопостачання?

З кожним роком значення підземних вод і гідрогеологічних досліджень зростає. Прісні підземні води широко використовуються з метою водопостачання більшості населених пунктів, промисловості і сільського господарства; мінеральні води - з лікувальними цілями; високо мінералізовані води глибоких горизонтів - для видобування рідкісних і розсіяних елементів (бору, йоду, літію, радію та т.ін.). Термальні підземні води використовуються для бальнеологічних цілей та з метою теплофікації житлових будинків, промислових підприємств і сільськогосподарських об’єктів, перегріті води - для виробки електроенергії.

У питному водопостачанні підземні води мають значні переваги перед поверхневими, оскільки менше забруднені і характеризуються стійкішими хімічними властивостями.

[Загальна гідрологія: Підручник. / Хільчевський В.К., Ободовський О.Г., Гребінь В.В., Афанасьєв С.О., Дубняк С.С. та ін. - 2008. - 399 с]

10.


29-04-2015, 00:35