Общие сведения о инженерной гидрогеологии

ИНЖЕНЕРНАЯ ГИДРОГЕОЛОГИЯсоставная часть гидрогеологии — науки о подземных водах. В инженерной гидрогеологии подземные воды рассматриваются в связи со строительством и эксплуатацией различных инженерных сооружений и хозяйственной деятельностью человека.Основная задача инженерной гидрогеологии — изучение современного состояния подземных вод и прогноз тех изменений в них, к-рые могут произойти под влиянием стр-ва и эксплуатации сооружений и хозяйственной деятельности человека. Подземные воды в одних случаях рассматриваются с точки зрения их использования для водоснабжения, орошения и обводнения территорий, в других случаях — являются отрицательным фактором, усложняющим и удорожающим строительство. К отрицательным явлениям, обусловливаемым наличием подземных вод, относятся, напр., подтопление и заболачивание ценных земель на береговых участках водохранилищ и каналов, на площадках пром. и гражданского стр-ва, приток подземных вод и обводнение строит, котлованов, шахт, карьеров и т. д.В инженерной гидрогеологии разрешаются след. осн. задачи. В водоснабжении — оценка эксплуатац. запасов (ресурсов) подземных вод, выбор типа и схемы водозаборных сооружений, расчет их производительности и понижения уровня на проектируемый период эксплуатации. В гидротехническом стр-ве — оценка условий фильтрации в нижний бьеф через основание и в обход сооружений, оценка устойчивости дна и берегов в связи с фильтрацией, прогноз подпора подземных вод и фильтрации в берегах водохранилищ и каналов на участках, удаленных от сооружений, освещение условий сооружения защитных дренажей и их расчет, оценка возможного притока подземных вод в строит, котлованы и расчет ограждающих водопонизительных устройств (скважин, иглофильтров). В горных работах (шахтная и открытая карьерная разработка полезных ископаемых) — оценка возможного притока подземных вод и расчет водопо- низительных устройств (скважин, шахт, штолен и т. д.), характеристика условий устойчивости горных пород в связи с воздействием подземных вод. В пром. и гражданском стр-ве — определение притока подземных вод в строит, котлованы, прогноз подъема уровня подземных вод и изучение возможности подтопления территорий, характеристика условий стр-ва дренажных сооружений и их расчет. В осушении — оценка условий осушения, гидрогеология, обоснование системы дренажей и их расчет (прогноз уровня подземных вод и расхода дренажей). Геологическая и гидрогеологическая съемка — для изучения общего геологич. строения осваиваемой территории, типов и условий залегания подземных вод, их качества ит. д. Разведочные работы — бурение и проходка шурфов, штолен. С помощью разведочных работ детально характеризуются условия залегания лодземных вод, строение и состав водовмещающих и контактирующих с ними пластов горных пород на участке проектируемых сооружений, а также на прилегающих территориях; в процессе разведки отбираются пробы подземных вод и пород для более подробного лабораторного их изучения. Полевые опытно- фильтрационные работы — опытные откачки из скважин, нагнетания и налив воды в скважины и шурфы и опыты по определению естественных скоростей течения подземных вод. По результатам опытно-фильтрационных работ определяется водопроницаемость пород, характеризуемая коэфф. фильтрации и проводимостью, т. е. произведением коэфф. фильтрации на мощность пласта, а также способность пластов отдавать воду или насыщаться водой, выражаемая коэфф. водоотдачи и недостатка насыщения и коэфф. пьезопроводности (в водоносных пластах со свободной поверхностью — коэфф. уровнепроводности).

36.Происхождение подземных вод.

Подземные воды образуются разными способами.Просачивание, или инфильтрация, атмосферных осадков и поверхностных вод. Вода проникает в горные породы, доходит до водоупорного слоя и накапливается там. Просачивание воды в одних областях идет энергично, в других медленно. В одних областях вода просачивается очень глубоко, в других не проходит глубже почвенного слоя или первого водоупорного горизонта. Просачивание воды в землю облегчается процессами выветривания.Количество воды, просачивающейся в недра, зависит от количества атмосферных осадков, от того, как и когда эти осадки выпадают — равномерно или ливнями, летом или зимой, а также от уровня воды в реках и озерах. На степень инфильтрации влияет рельеф местности, состав покрывающих пород и степень обнаженности коренных пород, их литологический состав, структура и текстура, а также и тектоническое строение района. Часто на интенсивность инфильтрации влияет растительный покров и деятельность человека. В большинстве районов инфильтрационный способ образования подземной воды является самым распространенным.Конденсация водяных паров в почве. Как показал А. Ф. Лебедев, упругость водяных паров в теплое время года в атмосфере больше, чем в почве и в горных породах. Поэтому пары воды непрерывно поступают из атмосферы в почву и опускаются до слоя постоянной температуры, т. е. примерно до глубины 20 м (в среднем). Там движение паров прекращается, так как глубже температура повышается и упругость пара увеличивается. Это вызывает движение водяных паров снизу вверх — к слою постоянной температуры, в котором, следовательно, сталкиваются два потока водяных паров. Пары обоих потоков конденсируются, образуя подземную воду. Подземная вода конденсационным путем образуется только летом и отчасти весной и осенью, а зимой совсем не образуется. А. Ф. Лебедев подсчитал, что в районе Одессы конденсационным путем образуется примерно 15—20% воды от общего количества выпадающих там осадков. В пустынях, полупустынях и сухих степях «подземная роса» (вода конденсационного происхождения) в знойное время является единственной влагой для растительности. Значительное количество подземной воды за счет конденсации образуется в горных районах Сибири. Не имея большого значения в общем балансе подземной воды, конденсационная вода вследствие легкой подвижности играет существенную роль в геологических процессах.Конденсационная и инфильтрационная воды называются метеорными или вадозными (от лат. vadere — идти, двигаться), так как они образуются из влаги атмосферы и участвуют в общем круговороте.Накопление воды в осадках на дне морей и озер. В ходе геологического развития водоемы исчезают, а вода, заполняющая поры в донных осадках, сохраняется в течение очень длительного времени, постепенно изменяясь под влиянием притока метеорных вод. Предполагается, что образование подземных вод связано также с магматическими процессами, хотя выделение водяных паров из магмы подтверждается лишь косвенно образованием облаков и ливней при извержениях вулканов, однако вода могла захватываться магмой при движении от очагов к поверхности. Вопрос о существовании этих вод, называемых ювенильными (от лат. Juvenal’s — девственный), остается дискуссионным. В природных условиях воды, образованные различными способами, обычно смешиваются.