Предмет і завдання гідрогеології

Відео: Гідрогеологічні дослідження HD.wmv

Вода на Землі є найважливішим корисних копалин. Вона поширена в земних надрах практично повсюдно. Однак ресурси прісних вод розподілені нерівномірно. Як зазначалося, мінеральні підземні води мають бальнеологічну цінність. Підземні розсоли містять в розчиненому вигляді багато цінні компоненти, такі як бром, йод, літій і багато інших хімічних елементів. Щонайменше - це половина хімічних елементів таблиці Менделєєва. Гідрогеологія як самостійна галузь знань виникла більше 100 років тому. Термін «гідрогеологія» почали вживати з 80-х років XIX століття. В наші дні - це розгалужена наука.

Що вивчає гідрогеологія

Є легенда, що дійшла нас з глибини століть. Один східний владика побажав дізнатися все про народи, які населяють світ. Протягом п`яти років мудреці писали для нього всесвітню історію. На шостий рік перед здивованим владикою постав довгий караван верблюдів, кожен з них був навантажений багатьма рукописами, де розповідалося про країни світу, що населяють їх народи і їх традиціях. Здивований владика зрозумів, що йому і до кінця життя не прочитати і невеликої частини цих рукописів. Тоді він наказав мудрецям написати тільки най-най головне. Через день наймудріший мудрець приніс йому маленький скринька з сандалового дерева, в якому лежав маленький шматок пергаменту. Там була написана тільки одна невелика фраза «Вони народжувалися, жили і вмирали».

Цей принцип викладу величезного матеріалу, що міститься в тисячах монографій і великих статей, присвячених різним аспектам досліджуваного предмета, будемо використовувати і ми при читанні лекцій по курсу «Гідрогеологія».

Отже, що ж таке вода. Зі школи ми знаємо що це з`єднання має просту хімічну формулу - Н₂О. Отже, два атоми водню і один атом кисню складають молекулу води.

Ця формула, строго кажучи відповідає молекулі водяної пари. У рідкому ж вигляді вода має ознаки «кристалічної» структури. У такій воді молекули асоційовані, тобто згруповані в свого роду «рої», однак існують і поодинокі (мономерні) молекули. У кожному з роїв може міститися до 12 - 150 молекул води. При цьому зі збільшенням температури кількість молекул в рої зменшується. Такі рої живуть близько однієї десятої мільярдної частки секунди. При цьому одні - руйнуються, а інші - виникають. Фізики називають це явище «мерехтливими роями». У наші дні навіть в газах є слабкі ознаки впорядкованості. Таким чином, можна зробити несподіваний висновок про те, що вода має властивості кристалічної структури. При зміні температури в кристалічній структурі води відбуваються перестроювання від «трідімітной» до кварцової щільність води змінюється. Її максимальне значення спостерігається в інтервалі 0 - +4 ordm-С).

Молекули води мають також високу полярність, електричні полюси, проте ми не будемо зупинятися на розгляді деталей фізики молекул води через стислості нашого курсу. Вода - дивовижний мінерал. Її теплоємність приблизно в 10 разів вище, ніж у заліза і вище ніж у інших рідин, у води найвища в світі мінералів прихована теплота випаровування і прихована теплота плавлення. Щоб випарувати воду з чайника, потрібно в 5,5 раз тепла більше, ніж закип`ятити його. Через такого властивості повільно випаровуватися, навіть у спеку не випаровуються повністю річки і озера, при цьому в них зберігається життя. При замерзанні вода перетворюється в лід, який має пухку кристалічну структуру збільшуючись в обсязі на 9% по відношенню до початкового об`єму. При цьому лід виявляється легше води і здатний плавати на ній. При охолодженні об`єм води зменшується, а починаючи з +4 ordm-С він навпаки - розширюється. Найщільніша вода відповідає 4 С, опускаючись на дно водойми вона зберігає цю температуру, при цьому забезпечуючи сприятливі умови для зимівлі прісноводним мешканцям річок, ставків і озер. З усіх рідин, крім ртуті у води найбільше поверхневий натяг. Кожен бачив, як по поверхні водойми бігають деякі види комах. Деякі ящірки також можуть бігати по поверхні води. Вони важча за воду, але не провалюються - плівка води підтримує їх. Дистильована вода є діедектріком і не проводить електричний струм, нарешті - вода є сильним розчинником.

Він розрахований на 36 годин. З низ - 18 годин лекції, 10 годин - практичні заняття і 8 годин - КСР.

Вода відноситься до найважливіших природних багатств планети. Це основа життя на Землі. Вона є джерелом водопостачання всіх без винятку міст, селищ, сіл і взагалі - місце проживання людини. Без води неможливе існування всіх живих організмів і рослин. Тіло людини більш ніж на дві третини складається з води. Всім відомі три агрегатні стани води. Це пар, рідина і лід. Є і четвертий агрегатний стан, при якому вода не замерзає при мінус 10, 20, 30 ordm-С, а при -70 ordm-С вона перетворюється стеклоподобную речовина. Така вода отримана при конденсації води в тонких капілярах. Сверханомальная капілярна вода щільніше в 1.4 рази звичайної питної води і. Така вода в звичайній воді утворює різко окреслені краплі. Це незвичайна властивість двох станів води, що має однаковий хімічний склад, є дивним станом води. Його пояснюють вкрай щільною упаковкою атомів кисню і водню в ціклометріческой моделі.

Відео: FEFLOW - моделювання підземних і ґрунтових вод

Крім питного призначення вода широко використовується в лікувальних цілях, в сільськогосподарському виробництві, промисловості та інших сферах життєдіяльності людини. Вода бере участь в широкому спектрі геологічних процесів від водної ерозії до формування мінералів, а також - родовищ корисних копалин.

Вода, будучи відмінним розчинником, бере участь в перенесенні поверхневих забруднювачів в глибокі горизонти з одного боку і сприяє самоочищенню, наприклад річок від потрапили в них забруднювачів - з іншого внаслідок розведення, або поверхневого змиву. Вона і сама - також схильна до забруднення.

Що ж вивчає гідрогеологія? Гідрогеологія є однією з геологічних дисциплін. У перекладі з грецької мови - це вчення про водах Землі. Цей термін був введений в 180 році Ж. Ламарк в якості спеціального назви для геологічних явищ руйнування і відкладень за допомогою води, а з 80-х років XIX термін «гідрогеологія» стали вживати як вчення про підземні води на відміну від «гідрології» як вчення про поверхневих водах (річки, ставки, озера). Іншими словами гідрогеологія займається вивченням водної оболонки, розташованої нижче земної поверхні. Однак, гідрогеологія тісно пов`язана з гідрологією як єдина водна система Землі, а через неї - з атмосферою, біосферою і навіть - космосом. Ця підземна оболонка називається «гидросферой», або «гідрогеосферой». Основними компонентами гідросфери є підземні води, вільні і пов`язані, в рідкому, пароподібному і твердому стані. Ці компоненти тісно пов`язані з гірськими породами, представляючи частину літосфери.

За визначенням відомого вченого-гідрогеолога Ф.П. Саваренеского до «підземним водам у власному розумінні» він відносив «крапельно-рідку воду, що заповнює порожнечі і пори в гірських породах, здатну до переміщення в них і витікання або вилучення з них» (Саваренський Ф.П. Гидрогеология, 2-е вид. М.-Л: ОНТІІ, 1935. С.13). Аналогічне значення має поняття «грунтові води», яке вживається в Європі і Америці.

Відео: Актуальні проблеми гідрогеології Частина 2 18+

Гідрогеологія тісно пов`язана з практичними завданнями, такими як задоволення потреби людини в прісних і мінеральних водах. Гідрогеологія тісно пов`язана з геологією, літології, геохимией. Коротко - гідрогеологія вивчає історію підземної гідросфери, її ресурси і склад, закономірності просторового розподілу складових її компонентів, що відбуваються в ній процеси і взаємодію з оточуючими земними оболонками, а також - господарське значення компонентів підземної гідросфери та вплив на них техногенної діяльності людини.

Гідрогеологія використовує методи досліджень, що застосовуються в інших науках про Землю стосовно особливостей вивчення підземної гідросфери. Наприклад їх геології (зйомка, картування або палеогідрогеологіческій аналіз), підземної гідравліки (гідродинамічний метод), геохімії (гідрохімічний метод). У сучасній гідрогеології широко використовують і інші методи - фізичні, хімічні, фізико-хімічні, математичні, екологічні.

У гідрогеології використовують кількісно-якісний аналіз компонентів підземної гідросфери, використовуються натурні дослідження, пошуково-розвідувальні роботи, геофізичні дослідження, лабораторні експерименти, математичне і фізичне моделювання гідрогеологічних процесів.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!