Геологический факультет МГУ:Гидрогеология краткий курс

Материал из GeoWiki - открытой энциклопедии по наукам о Земле.

Автор - доц. Орлов Михаил Сергеевич.
Курс читается в 3 семестре для студентов специальности 011100 - геология.
Объем курса - 36 часов, лекции - 18 часов, лабораторные занятия - 18 часов.
Форма контроля. Курс завершается зачетом.

Аннотация.

Курс "Гидрогеология" - одна из фундаментальных геологических дисциплин основан на предшествующих: "Общей геологии", "Физике", "Химии", "Высшей математике" и первой учебной геологической практике. Курс преподается с учетом специфики кафедр геологического отделения, т.е. с акцентом именно на геологические факторы формирования потоков подземных вод и процессы преобразования их состава. Подземные воды в курсе рассмотрены как особый вид полезного ископаемого и, в последнем разделе, как компонент экосистем Земли. Курс включает 5 разделов, вводную и заключительную части.

Содержание курса

Геологические основы гидрогеологии

1. Введение. Структура гидрогеологии и учебного курса. Краткая история гидрогеологии. Использование подземных вод.
2. Подземная ветвь круговорота воды. Основные элементы баланса потоков подземных вод: питание, движение и разгрузка; природные и искусственные факторы их определяющие.
3. Структурно-геологический и исторический принципы в изучении и районировании подземных вод. Палеогидрогеологические реконструкции. Роль подземных вод в формировании месторождений полезных ископаемых.

Основы гидрогеодинамики

1. Фильтрационный поток, его элементы, пространственная и временная структуры, границы и параметры. Геологические факторы формирования емкости и проницаемости.
2. Основной закон фильтрации и границы его применимости.
3. Фильтрационная неоднородность горных пород и массивов. Структурные, палеогеологические, литологические и др. факторы формирования фильтрационной неоднородности.
4. Представления о миграции вещества и тепла в потоке подземных вод.
5. Гидрогеодинамические задачи и методы их решения. Геофильтрационная схематизация. Обзор аналитических решений, физическое, математическое (аналоговое и численное) моделирование.

Основы гидрогеохимии

1. Состав, структура и свойства воды. Изотопный состав воды. Аномальные свойства воды.
2. Природные водные растворы, процессы их формирования. Растворимость минералов. Процессы взаимодействия воды и растворов с поверхностью твердых частиц.
3. Химический состав подземных вод. Макро -, мезо - и микрокомпоненты состава. Основные показатели состава: общая минерализация, жесткость, pH и другие.
4. Газы, органические и "живые" вещества в подземных водах.
5. Представления о методах химического анализа подземных вод. Основные размерности для выражения концентраций. Способы изображения результатов анализа.
6. Основные процессы формирования химического состава подземных вод. Понятие о минеральных, термальных и промышленных водах.

Основы региональной гидрогеологии

1. Гидрогеологическая стратификация. Основные типы подземных вод.
2. Воды зоны аэрации. Почвенные воды, их формирование, хозяйственное и экологическое значение. Верховодка. Болота и болотные воды. Гидрогеологические факторы формирования торфов и их зольность.
3. Грунтовые воды. Виды скоплений грунтовых вод: поток, бассейн, линзы. Основные процессы формирования потоков грунтовых вод и их химический состав. Естественные и искусственные факторы, определяющие питание, движение и разгрузку. Режим грунтовых вод, его основные типы, представление об интерпретации режимных наблюдений. Зональность грунтовых вод (схемы О.К. Ланге и В.С.Ильина). Грунтовые воды криолитозоны и аридной зоны.
4. Межпластовые (артезианские) воды. Представления об упругом режиме фильтрации. Артезианские структуры на территории России, прилегающих территориях и акваториях. Развитие артезианских бассейнов: элизионный и инфильтрационный этапы. Криогенное преобразование артезианских бассейнов. Зональность артезианских бассейнов платформенного типа.
5. Глубинные воды. Гидрогеологические сведения по сверхглубоким скважинам. "Черные курильщики" на дне рифтовых впадин. Подземные воды и тектоника плит.

Виды и методы гидрогеологических исследований

1. Содержание и методы государственной гидрогеологической съемки. Масштабы и виды съемок. Краткая характеристика гидрогеологической изученности России. Гидрогеологическое картирование. Примеры карт (отечественных и зарубежных).
2. Гидрогеологическое бурение. Основные методы бурения. Конструкции скважин. Виды фильтров.
3. Опытно-фильтрационные работы. Конструкции кустов скважин. Цели и способы проведения откачек, представление об их организации и интерпретации, нагнетания в скважины, наливы в шурфы. Запуски индикаторов в водоносный пласт.
4. Поиски, разведка и оценка запасов подземных вод. Понятие о месторождениях подземных вод. Стадийность поисково-разведочных работ. Представление о ресурсах и запасах подземных вод. Примеры и особенности проведения поисково-разведочных на воду работ в районах распространения вечной мерзлоты, в аридной зоне, в закарстованных массивах, в районах развития изверженных и метаморфических пород.
5. Гидрогеологическое обоснование инженерных изысканий для строительства.
6. Гидрогеологические исследования при поисково-разведочных работах и при эксплуатации месторождений полезных ископаемых.
7. Гидрогеологические исследования для целей оценки воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду. Гидрогеологический раздел экомониторинга.
8. Заключение. Проблемы и перспективы развития гидрогеологии.

Литература

1. Всеволожский В.А. Основы гидрогеологии. М., изд-во Московского университета, 2007.
2. Гавич И.К., Лучшева А.А., Семенова-Ерофеева С.М. Сборник задач по общей гидрогеологии. М., Недра, 1985.
3. Гидрогеология. / Ред. В.М. Шестаков и М.С. Орлов. М., МГУ, 1984.