Основы гидрогеологии. Виды воды в горных породах

Тип работы: Реферат
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 10 страниц
В избранное:

Министерство Образования и науки Республики Казахстана
Международная Образовательная Корпорация
Казахская Головная Архитектурно-Строительная Академия

РЕФЕРАТ
Тема: Основы гидрогеологии.Виды воды в горных породах.

Выполнили: Сман Б.,Сырлыбаева С.,
Ерсинали А.,Салиев Д.
Группа: ЭМС-19-1
Проверил: Ельжанов Е.А.

Алматы 2021г
Общая характеристика гидрогеологии

1933г. академик Ф.П. Саварен-ский (рис.1) дал следующее, наиболее полное по тому времени определение гидрогеологии: Гидрогеология имеет предметом изучения подземные воды, их происхождение, условия залегания, движения, свойства и условия, опре-деляющие те или иные технические мероприятия по использованию под-земных вод, регулированию их или удалению.

Гидрогеология является частью геологии и изучает подземные воды на основе анализа истории развития зем-ной коры в тесной связи с горными по-родами, слагающими литосферу, и ее

структурными особенностями. Иначе говоря, гидрогеология - это наука о геологии воды.

Объект изучения гидрогеологии это гидрогеосфера - подземная геосфера - воды недр Земли. Всякая вода, попавшая в горные породы,

считается подземной.

Значение подземных вод, как од-

ного из наиболее подвижных тел зем-

ной коры исключительно велико во

всех геологических процессах. Вот что

писал по этому поводу В.И. Вернад-

ский: Вода, образующая сплошь одну

из земных геосфер - гидросферу, опре-

деляет всю химию земной коры в до-

ступной
нашему
непосредственному

изучению ее области. Химические ре-

акции идут, главным образом, в водных

растворах, жидких или парообразных, и

свойства
растворов
обуславливают в

главной мере генезис вадозных и фреа-

тических минералов. Они же опреде-

ляют среду жизни. В самом деле, ис-
Рис. 2. А.П. Карпинский

ключительная роль воды бесспорна при

всех геохимических процессах, которые происходят в земной коре, начиная от магматических, пегматитовых, гидротермальных, метамор-фических и заканчивая разнообразными гипергенными и седиментаци-онными процессами. Везде речь идет, по существу, об образовании ми-нералов или разрушении их в результате взаимодействия сложных при-родных растворов с горными породами. Вернадский неоднократно под-черкивал особое положение воды среди природных химических соеди-нений и настаивал на необходимости особенно тщательного и глубоко-го ее изучения.
Не менее велика и практическая роль подземных вод как наиболее драгоценного ископаемого (по выражению академика А.П. Карпинского (рис. 2)). Издавна подземные воды используются человеком для питья и хозяйственных целей. В настоящее время сельское население практиче-ски полностью удовлетворяет свои потребности за счет подземных вод. Подземные воды являются, также, основным источником городского хо-зяйственно-питьевого водоснабжения в большинстве европейских стран. Подземные воды широко используются для лечебных целей.

Исключительная роль принадлежит подземным водам как источни-ку химического сырья. Из подземных вод во многих странах давно до-бывается бор, натрий, магний, литий, хлор, бром, йод. В меньших объе-мах добывают германий, рубидий, стронций, кальций, цезий. На от-дельных месторождениях также медь, цинк, уран, радий, вольфрам, мышьяк, серу и др.

Серьезное значение имеют подземные воды как источник тепловой энергии. С использованием тепла подземных вод построены Паужэтская геотермальная электростанция на Камчатке, осуществлено отопление микрорайонов в Тбилиси, Махачкале, Грозном и т. д. Теплоснабжение за счет термальных вод частично осуществляется на Камчатке, в Тю-менской и Омской областях, Бурятии, Казахстане и т. д.
Во многих случаях подземные воды являются вредным фактором и играют отрицательную роль. При строительстве гидротехнических со-оружений, тоннелей, метрополитенов, при разработке месторождений полезных ископаемых подземные воды часто осложняют ведение работ и требуют значительных капиталовложений для борьбы с ними.

Ценность воды как природного минерала связана с ее исключи-тельными свойствами. Главные среди них следующие:
исключительная подвижность;
способность к фазовым переходам в термодинамических условиях земной коры;

чрезвычайная химическая актив-ность: нет в условиях земной коры природных тел, которые в той или иной мере не растворя-лись бы в природных водах;

всюдность (по выражению Вер-надского (рис.3)) является одним из самых удивительных свойств воды. Нет на Земле уголка, где нет воды в той или иной форме.

Исключительность перечисленных свойств воды делает ее одним из важнейших природных объектов. Сложность и многообра-зие вод на Земле привели к тому, что един-

[Рис. 3.В.И.] [Вернадский]ственное природное тело изучается целым рядом наук. Кроме гидрогеологии природные воды изучаются океанологией, гидрологией, метеорологией, гляциоло-

гией, гидравликой.

1.1. Структура гидрогеологии

свою очередь, внутри гидрогеологии развивается целый ряд са-мостоятельных научных направлений, оформившиеся в самостоятель-ные научные дисциплины, которые можно разбить на 2 группы, опреде-ляющие, соответственно, ее теоретическое и методологическое содер-жание. К первой группе относятся общая гидрогеология, динамика под-земных вод, гидрогеохимия, криогидрогеология, региональная гидро-геология, горнопромышленная гидрогеология.

Общая гидрогеология - рассматривает происхождение, разме-щение, движение подземных вод и процессы их взаимодействия с гор-ными породами, изучает особенности физических свойств подземных вод, находящихся во взаимодействии с поверхностными водами Земли. Становление и развитие этого направления гидрогеологии связано с трудами В.И. Вернадского, Ф.П. Саваренского, А.Ф. Лебедева, О.К. Ланге, Н.И. Толстихина и др.

Гидрогеохимия занимается изучением формирования химиче-ского состава подземных вод различного происхождения. Как научное направление она возникла на стыке геохимии и гидрогеологии. Основная роль в формировании ее научных основ принадлежит В.И. Вернадскому, А.Е. Ферсману, А.И. Семихатову, Г.Н. Каменскому и др.
Динамика подземных вод исследует закономерности движения подземных вод в горных породах с целью количественной оценки этого процесса и управления им в нужном направлении. Основы данного раздела гидрогеологии заложены А. Дарси, Ж. Дюпюи, Н.Е. Жуковским, Н.Н. Павловским и др.

Криогидрогеология изучает происхождение, условия залега-ния, распространения и формирования подземных вод в районах рас-пространения многолетнемерзлых пород. Становление и развитие этого направления гидрогеологии связано с трудами М.В.Львова, Н.И. Тол-стихина, М.И. Сумгина, П.Ф. Швецова, В.А. Кудрявцева.
Региональная гидрогеология - исследует закономерности усло-вий залегания, распространения и формирования подземных вод от-дельных регионов, разрабатывает принципы гидрогеологического кар-тирования и районирования геологических сред с учетом их многообра-зия. Становление этого направления связано с трудами С.Н. Никитина, Ф.П. Саваренского, Н.И. Толстихина, А.И. Семихатова.

Горнопромышленная гидрогеология изучает подземные воды в связи с освоением месторождений твердых полезных ископаемых для обоснования инженерных мероприятий по предупреждению вредного влияния подземных вод на функционирование объектов горного произ-водства. Научно-методические основы горнопромышленной гидрогео-логии разработаны Д.И. Щеголевым, С.В. Троянским, С.П. Прохоро-вым, В.А. Мироненко.

Вода в горных породах. Виды воды

3.1. Физические понятия пористости - общая пористость, приведенная пористость

Горные породы по своему происхождению и вследствие вторичных процессов (выветривания, выщелачивания, тектонических движений и др.) не являются абсолютно монолитными, а содержат в себе свободные пространства различной величины и формы. Происхождение и морфо-логия указанных пустот различны, поэтому выделяют трещинноватость и пористость горных пород.

Пористость в горных породах обусловлена мелкими промежут-ками, существующими между отдельными минералами и частицами горной породы. Она свойственна всем горным породам - магматиче-ским, метаморфическим и осадочным.

Поры в магматических горных породах возникают вследствие за-твердевания магмы, когда внутри отдельных кристаллов и между ними образуются пустоты, заполненные водяным паром или другими газами.

Рис. 8. Основные типы пористости:

а - г - рыхлые породы: а - с хорошо отсортированными зернами и высокой пористостью, б - с плохо отсортированными зернами и малой пористостью,
- состоящие из пористых галек и имеющие высокую пористость,
- со сниженной пористостью вследствие образования цемента, д - кавернозная порода, пористость которой увеличена вследствие выщелачивания, е - коренная порода, пористость которой обусловлена развитием трещин.

Поры в метаморфических породах обязаны своим происхождением процессу перекристаллизации первичных осадочных горных пород в ре-зультате метаморфизма.

Поры в осадочных породах, наиболее значительные по размеру, обусловлены происхождением этих пород на небольших глубинах и по-следующем их преобразованием в процессе диагенеза.
Пористость горных пород зависит, таким образом, от условий об-разования горных пород, формы и размеров слагающих их частиц, их плотности и типа цемента. По форме поры бывают близки к ромбои-дальным, тетраэдрическим, щелевидным, ячеистым и т. д.

По размеру поры обычно подразделяются на макропоры (больше 1мм) и микропоры (меньше 1 мм).

Величину пористости определяют как отношение ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.