მიწისქვეშა წყლების მეცნიერება, მისი წარმოშობა, წარმოშობის პირობები, მოძრაობის კანონები, ფიზიკური და ქიმიური თვისებები, კავშირები ატმოსფერულ და ზედაპირულ წყლებთან ე.წ ჰიდროგეოლოგია.

მშენებლებისთვის მიწისქვეშა წყლები ზოგ შემთხვევაში წყალმომარაგების წყაროს ემსახურება, ზოგ შემთხვევაში კი მშენებლობის გამართულებელ ფაქტორად. განსაკუთრებით რთულია გათხრებისა და სამთო სამუშაოების ჩატარება მიწისქვეშა წყლების შემოდინების პირობებში, რომელიც ადიდებს ორმოებს, კარიერებს, თხრილებს, მიწისქვეშა მაღაროებს: მაღაროები, ადიტები, გვირაბები, გალერეები და ა.შ. მიწისქვეშა წყლები აუარესებს ფხვიერი და თიხიანი ქანების მექანიკურ თვისებებს, შეუძლია აგრესიული გარემოს როლი შეასრულოს სამშენებლო მასალებთან მიმართებაში, გამოიწვიოს მრავალი კლდის პორების (თაბაშირი, კირქვა და ა.შ.) დაშლა სიცარიელეების წარმოქმნით და ა.შ.

მშენებლებმა უნდა შეისწავლონ მიწისქვეშა წყლები და გამოიყენონ იგი საწარმოო მიზნებისთვის და შეეძლოთ წინააღმდეგობა გაუწიონ მის უარყოფით გავლენას შენობების მშენებლობისა და ექსპლუატაციის დროს.

ქანების წყლის თვისებები

წყალთან მიმართებაში ქანები ხასიათდება შემდეგი მაჩვენებლებით: ტენიანობის სიმძლავრე, წყლის გამოსავლიანობა და წყალგამტარობა. ამ თვისებების ინდიკატორები გამოიყენება სხვადასხვა ჰიდროგეოლოგიურ გამოთვლებში.

ტენიანობის უნარი -კლდის უნარი შეიცავდეს და შეინარჩუნოს წყალი. იმ შემთხვევაში, როდესაც ყველა ფორები ივსება წყლით, კლდე იქნება სრული გაჯერების მდგომარეობაში. ამ მდგომარეობის შესაბამისი ტენიანობა ეწოდება მთლიანი ტენიანობის სიმძლავრეს ვ ნ. B:

wfi.b = L/Rec,

სად P -ფორიანობა; rsk არის კლდის ჩონჩხის სიმკვრივე.

უმაღლესი ღირებულება ვ ა B ემთხვევა კლდის ფორიანობის მნიშვნელობას. ტენიანობის შეკავების ხარისხის მიხედვით ქანები იყოფა ძალიან ტენიანობის ინტენსიური(ტორფი, თიხნარი, თიხა), დაბალი ტენიანობის რეზისტენტული(მარლია, ცარცი, ფხვიერი ქვიშაქვები, წვრილი ქვიშა, ლოსი) და არატენიანობის ინტენსიური,არ შეინარჩუნოთ წყალი (კენჭი, ხრეში, ქვიშა).

წყლის მოსავლიანობავ ე - წყლით გაჯერებული ქანების უნარი გაათავისუფლონ გრავიტაციული წყალი თავისუფალი ნაკადის სახით. ამ შემთხვევაში, ითვლება, რომ ფიზიკურად შეკრული წყალი არ გამოდის კლდის ფორებიდან, ამიტომ ისინი იღებენ ვ ზ = ვ ნ .„ - ვ MMB .

წყლის დანაკარგის რაოდენობა შეიძლება გამოისახოს კლდიდან თავისუფლად მიედინება წყლის მოცულობის პროცენტულად კლდის მოცულობამდე ან წყლის რაოდენობა, რომელიც მიედინება კლდის 1 მ 3-დან (სპეციფიკური წყლის მოსავლიანობა). მსხვილმარცვლოვანი ქანები, ასევე ქვიშა და ქვიშიანი თიხნარი, რომლებშიც ვ ბ მერყეობს 25-დან 43%-მდე. გრავიტაციის გავლენის ქვეშ, ამ ქანებს შეუძლიათ გაათავისუფლონ თითქმის ყველა იოდი, რომელიც მათ ფორებშია. თიხებში წყლის დანაკარგი ნულს უახლოვდება.

წყლის გამტარიანობა -ქანების უნარი, გაატარონ გრავიტაციული წყალი ფორებში (ფხვიერი ქანები) და ბზარები (მკვრივი ქანები). რაც უფრო დიდია ფორების ზომა ან რაც უფრო დიდია ბზარები, მით უფრო მაღალია ქანების წყალგამტარობა. ყველა კლდეს, რომელიც თავისებურად ფოროვანია, არ შეუძლია წყლის გავლის საშუალება, მაგალითად, თიხისგან: 50-60% ფორიანობით იგი პრაქტიკულად არ აძლევს წყალს გავლის საშუალებას.

ქანების წყალგამტარობა (ან მათი ფილტრაციის თვისებები) ხასიათდება ფილტრაციის კოეფიციენტიკ$ (სმ/წმ, მ/სთ ან მ/დღეში), რაც არის მიწისქვეშა წყლის მოძრაობის სიჩქარე ჰიდრავლიკური გრადიენტით 1-ის ტოლი.

ზომის მიხედვით კფქანები იყოფა სამ ჯგუფად: 1) წყალგამტარი - &f > 1 მ/დღეში (კენჭი, ხრეში, ქვიშა, ნაპრალი ქანები); 2) ნახევრად გამტარი - კ ლი > = 1...0,001 მ/დღეში (თიხის ქვიშა, ლოსი, ტორფი, ფხვიერი ჯიშები ქვიშაქვები, ნაკლებად ხშირად ფოროვანი კირქვები, მერგელები); 3) შეუღწევადი - & ვ< 0,001 м/сут (мас­сивные породы, глины). Непроницаемые породы принято назы­вать აკვიატებს,ხოლო ნახევრად გამტარი და წყალგამტარი - ერთი ტერმინით წყალგამტარი, ან წყალსატევები, ჰორიზონტები

§ 3. მიწისქვეშა წყლების ქიმიური შემადგენლობა.

წყალი როგორც აგრესიული ბუნებრივი გარემო სამშენებლო სტრუქტურებისთვის

ყველა მიწისქვეშა წყალი შეიცავს გარკვეული რაოდენობის მარილებს, აირებს და ორგანულ ნაერთებს გახსნილ მდგომარეობაში.

წყალში გახსნილი აირები (O, CO 2, CH4, H2S და სხვ.) განსაზღვრავს წყლის ვარგისიანობის ხარისხს სასმელი და ტექნიკური მიზნებისათვის. გახსნილი მარილების რაოდენობა არ უნდა აღემატებოდეს 1 გ/ლ. დაუშვებელია ადამიანის ჯანმრთელობისთვის მავნე ქიმიური ელემენტების (ურანი, დარიშხანი და სხვ.) და პათოგენური ბაქტერიების შემცველობა.

ქლორიდები, სულფატები და კარბონატები ყველაზე გავრცელებულია მიწისქვეშა წყლებში. მიწისქვეშა წყლები იყოფა ახალი(1-მდე გ/ლგახსნილი მარილები), მლაშე(1-დან 10 გ/ლ-მდე), მარილიანი(10-35 გ/ლ) და მწნილები(35 გ/ლ-ზე მეტი). მარილების რაოდენობა და შემადგენლობა განისაზღვრება ქიმიური ანალიზით მილიგრამებში ლიტრზე (მგ/ლ) ან მილიმოლში ლიტრზე (მმოლ/ლ).

მარილების არსებობა წყალს აძლევს თვისებებს, როგორიცაა სიმტკიცე და აგრესიულობა.

სიხისტე მიწისქვეშა წყლები განისაზღვრება წყალში გახსნილი Ca 2+ და Mg 2+ იონების რაოდენობით და გამოიხატება მილიმოლებში ლიტრზე. გამოარჩევენ

1. ზოგადი სიხისტეგამოწვეული ყველა კალციუმის და მაგნიუმის მარილის შემცველობით წყალში: Ca(HCO 3) 2; Mg(HCO 3) 2, CaSO4, MgSO 4, CaCl 2, MgCI 2;

2. კარბონატული, ან დროებითი, კალციუმის და მაგნიუმის ბიკარბონატების შემცველობის გამო, ამოღებული ხარშვით (ნალექი კარბონატების სახით);

3. არაკარბონატული, ან მუდმივიწყალში დარჩენილი ბიკარბონატების მოცილების შემდეგ. მთლიანი სიმტკიცედან გამომდინარე, ბუნებრივი წყლები იყოფა 5 ჯგუფად:

წყლის რეიტინგი სიხისტე, მმოლ/ლ

ძალიან რბილი 1.5-მდე

რბილი 1.5-3.0

ზომიერად რბილი 3-6

მძიმე 6-9

ძალიან რთულია 9-ზე მეტი

ქვაბებში მყარი წყალი აყალიბებს ქერცლს, მათში ძნელად წარმოიქმნება საპნის ქაფი და ა.შ.

აგრესიულობა მიწისქვეშა წყლები გამოიხატება წყალში გახსნილი მარილების დესტრუქციულ ეფექტში სამშენებლო მასალებზე, კერძოდ პორტლანდცემენტზე. არსებულ სტანდარტებში, რომლებიც აფასებენ წყლის აგრესიულობის ხარისხს ბეტონთან მიმართებაში, წყლის ქიმიური შემადგენლობის გარდა, გათვალისწინებულია ქანების ფილტრაციის კოეფიციენტი.

1. აგრესიულობა ბიკარბონატის ტუტე შემცველობით(გაჟონვის აგრესიულობა) განისაზღვრება კარბონატული სიხისტის მნიშვნელობით. მიწისქვეშა წყალი აგრესიულია ბეტონის მიმართ კარბონატული სიხისტის 4-2,14 მმოლ/ლ (დამოკიდებულია ბეტონში ცემენტის ტიპზე), ხოლო უფრო მაღალი მნიშვნელობებით წყალი ხდება არააგრესიული.

2. აგრესია წყალბადის ინდექსის მიხედვით(ზოგადი მჟავა აგრესიულობა) ფასდება pH მნიშვნელობით. წყლის მაღალი გამტარიანობის მქონე წარმონაქმნებში აგრესიულია pH = 6.7-7.0, ხოლო დაბალი გამტარიანობის ფორმირებებში - pH = 5-ზე.

3. აგრესია თავისუფალი ნახშირორჟანგის შემცველობით(CO 2) (ნახშირბადის აგრესიულობა) განისაზღვრება ნახშირორჟანგის შემცველობით.არსებობს თავისუფალი, შეკრული და აგრესიული ნახშირორჟანგი.

აგრარსებითინახშირორჟანგი განისაზღვრება ექსპერიმენტულად და გაანგარიშებით, წყალი ითვლება აგრესიულად, როდესაც ნახშირორჟანგის შემცველობა არის >15 მმოლ/ლ მაღალი გამტარიან ნიადაგებში და >55 მმოლ/ლ სუსტად გამტარ ნიადაგებში.

4. აგრესია მაგნიუმის მარილების შემცველობითგანისაზღვრება Mg 2+ იონის შემცველობით. ცუდად გაფილტრულ ნიადაგებში წყალი აგრესიულია 2000 მგ/ლ-ზე მეტი მაგნიუმის შემცველობით, ხოლო სხვა ნიადაგებში. > 1000 მგ/ლ.

5. აგრესია კაუსტიკური ტუტე შემცველობითფასდება K + და Na + იონების რაოდენობით. წყალი აგრესიულია ბეტონის მიმართ, როდესაც ამ იონების შემცველობა არის >80 გ/ლ მაღალი გამტარიანობისას და >50გ/ლ სუსტად გამტარიანში. ნიადაგები.

6. სულფატური აგრესიულობა.ამ ტიპის აგრესიულობა განისაზღვრება SO 4 2- იონების შემცველობით. მაღალ გამტარ ნიადაგებში ეს დამოკიდებულია C1 - იონის შემცველობაზე. როდესაც სულფატის იონების შემცველობა ყველა ნიადაგში 250-300 მგ/ლ-ზე ნაკლებია, წყალი არააგრესიულია, ყველა დანარჩენ შემთხვევაში აგრესიულია, თუნდაც სპეციალური ცემენტების მიმართ.

ქლორიდების, სულფატების, ნიტრატების და სხვა მარილების და კაუსტიკური ტუტეების შემცველობის აგრესიულობა ჩვეულებრივ ასოცირდება მიწისქვეშა წყლების დაბინძურების ხელოვნურ წყაროებთან საერთო შემცველობით (აგრესიული იონები >10 გ/ლ.

მიწისქვეშა წყლების აგრესიულობა განისაზღვრება წყლის ქიმიური ანალიზის მონაცემების შედარებით SNiP 2.02.11-85 მოთხოვნებთან. მასთან საბრძოლველად გამოიყენება სპეციალური ცემენტები, ტარდება შენობებისა და ნაგებობების მიწისქვეშა ნაწილების ჰიდროიზოლაცია, მიწისქვეშა წყლების დონის დაწევა დრენაჟების დაყენებით და ა.შ.

4. ტიპების კლასიფიკაცია და მახასიათებლებიმიწისქვეშა წყლები

მიწისქვეშა წყლები კლასიფიცირებულია hy დრავლული ნიშანი- არაწნევა და წნევა და პირობებიშემთხვევადედამიწის ქერქში - დაჯდა წყალი, მიწისქვეშა წყლები, ინტერსტრატალური წყალი (სურ. 50). ამ ძირითადი ტიპების გარდა, არსებობს მთელი რიგი მიწისქვეშა წყლები, როგორიცაა ნაპრალი, კარსტი, მინერალური და ა.შ.

ვერხოვოდკა.ვერხოვოდკაარის წყლის დროებითი დაგროვება აერაციის ზონაში, რომლებიც განლაგებულია მიწისქვეშა წყლების ჰორიზონტის ზემოთ, სადაც ნიადაგის ფორების ნაწილი უკავია ჰაერს. ვერხოვოდკა წარმოიქმნება მცირე აკვიტარებზე, როგორიცაა თიხის და თიხნარის ლინზები ქვიშაში, უფრო მკვრივი ქანების ფენებზე და ა.შ. (სურ. 50), წყლის შეღწევისას ძლიერი თოვლის დნობისა და წვიმის პერიოდში. დანარჩენ დროს, აორთქლებული წყალი აორთქლდება და ჩაედინება მიწისქვეშა წყლებში.

საზოგადოდ, დამწვარ წყალს ახასიათებს: დროებითი, ხშირად სეზონური ბუნება, მცირე გავრცელების ფართობი, დაბალი სიმძლავრე და წნევის ნაკლებობა. შენობებისა და ნაგებობების მიწისქვეშა ნაწილებში მოთავსებამ (სარდაფები, საქვაბე ოთახები და ა.შ.) შეიძლება გამოიწვიოს წყალდიდობა, თუ წინასწარ არ არის გათვალისწინებული სადრენაჟო ან ჰიდროსაიზოლაციო ღონისძიებები.

მშრალ სეზონზე ჩატარებული საინჟინრო-გეოლოგიური გამოკვლევების დროს ყოველთვის არ ვლინდება დაწნული წყალი. ამიტომ, მისი გამოჩენა შეიძლება მოულოდნელი იყოს მშენებლებისთვის.

მიწისქვეშა წყლები.დაუფარავიუწოდებენ მუდმივ დროში და მნიშვნელოვანს მიწისქვეშა წყლების ჰორიზონტების განაწილების არეალში, რომელიც მდებარეობს პირველ აკვიტარზე ზედაპირიდან.

1. მიწისქვეშა წყლები თავისუფლად მიედინება,აქვს თავისუფალი ზედაპირი ე.წ სარკე(ან დონე).სარკის პოზიცია გარკვეულწილად შეესაბამება ტერიტორიის ტოპოგრაფიას. ზედაპირიდან დონის სიღრმე მერყეობს - 1-დან 50 მ-მდე ან მეტი. წყალშემკრები, რომელზედაც დევს წყალსატევი ეწოდება წყალგაუმტარი საწოლი,და მანძილი მისგან

მიწისქვეშა წყლების დონე - ძალაწყალსაცავი (სურ. 51).

2. კვებამიწისქვეშა წყლები წარმოიქმნება ნალექების გამო,

წყალსაცავები და მდინარეები. კვების ზონა მატჩებიმიწისქვეშა წყლების განაწილების არეალით. მიწისქვეშა წყლები ღიაა

დაბინძურება სხვადასხვა მავნე მინარევებით.

3. მიწისქვეშა წყლები ქმნიან ნაკადებს, რომლებიც მიმართულია აკვიტარდის ფერდობისკენ (სურ. 51).

4. მიწისქვეშა წყლების რაოდენობა, ხარისხი და სიღრმე დამოკიდებულია

ტერიტორიის გეოლოგია და კლიმატური ფაქტორები.

სამშენებლო პრაქტიკაში ყველაზე ხშირად გვხვდება

მიწისქვეშა წყლები. ისინი დიდ სირთულეებს ქმნიან წარმოებაში

სამშენებლო სამუშაოები (ორმოების, თხრილების შევსება და ა.შ.) და ჩარევა

შენობებისა და ნაგებობების ნორმალურად მუშაობა.

ინტერსტრატალური წყლები აკვიტარებს შორის განლაგებულ წყალსატევებს უწოდებენ. ისინი შეიძლება იყოს არაწნევიანი და წნევით, ამ უკანასკნელს სხვაგვარად არტეზიულს უწოდებენ.

შუალედური არაწნევაწყლები შედარებით იშვიათია,

წყალსატევები მხოლოდ ნაწილობრივ ივსება წყლით (სურ. 51).

წნევა(არტეზიული) წყლები დაკავშირებულია წყალსატევების წარმოქმნასთან

ჰორიზონტისკენ დახრილი ფენები ან მოსახვევის (ნაკეცის) სახით (სურ. 50

და 52). შემოზღუდული წყალშემკრები ფენების გავრცელების არეალს არტეზიული აუზი ეწოდება.

წყალსატევების ცალკეული ნაწილები სხვადასხვა სიმაღლეზეა

ნიშნები. ეს ქმნის მიწისქვეშა წყლების წნევას. დენის ფართობი მოსწონს

როგორც წესი, არ ემთხვევა სტრატალური წყლების გავრცელების არეალს.

წყლის წნევა ხასიათდება პიეზომეტრიული დონით. Მას შეუძლია

დედამიწის ზედაპირზე მაღლა იყოს თუ მის ქვემოთ. პირველ შემთხვევაში, წასვლა

ჭაბურღილების მეშვეობით წყალი გამოდის, წამში ამოდის

მხოლოდ პიეზომეტრულ დონემდე.

ბევრი არტეზიული აუზი, მაგალითად, დონ-დონეცის დეპრესია, უკავია უზარმაზარ ტერიტორიებს, შეიცავს უამრავ წყალსატევებს და წარმოადგენს სასმელი წყლის მნიშვნელოვან წყაროს.

თემა: ჰიდროგეოლოგია, როგორც მეცნიერება. წყალი ბუნებაში.

1. ჰიდროგეოლოგია. ჰიდროგეოლოგიის განვითარების ეტაპები.

გავიხსენოთ ჰიდროგეოლოგიის მეცნიერების განმარტება. ჰიდროგეოლოგია- მეცნიერება მიწისქვეშა წყლების შესახებ, მისი წარმოშობის, წარმოშობისა და გავრცელების პირობების, მოძრაობის კანონების, წყლის შემცველ ქანებთან ურთიერთქმედების, ქიმიური შემადგენლობის ფორმირების შესწავლა და ა.შ.

მოკლედ განვიხილოთ ამ მეცნიერების განვითარების ისტორია.

1.1 ჰიდროგეოლოგიის განვითარების ეტაპები

სსრკ-ში მიწისქვეშა წყლების კვლევების ისტორიაში არის 2 პერიოდი:

1) რევოლუციამდელი;

2) პოსტრევოლუციური.

რევოლუციამდელ პერიოდში მიწისქვეშა წყლების შესწავლის სამი ეტაპი შეიძლება გამოიყოს:

1. მიწისქვეშა წყლების გამოყენების გამოცდილების დაგროვება (X - XVII სს.)

2. პირველი სამეცნიერო განზოგადებული ინფორმაცია მიწისქვეშა წყლების შესახებ (XVII - XIX საუკუნის შუა ხანები)

3. ჰიდროგეოლოგიის, როგორც მეცნიერების დამკვიდრება (XIX საუკუნის II ნახევარი და XX საუკუნის დასაწყისი)

1914 წელს მოსკოვის სასოფლო-სამეურნეო ინსტიტუტის საინჟინრო ფაკულტეტზე (ამჟამად მოსკოვის ირიგაციის ინსტიტუტი) მოეწყო რუსეთში ჰიდროგეოლოგიის პირველი განყოფილება.

პოსტრევოლუციური პერიოდი შეიძლება დაიყოს 2 ეტაპად:

1. ომამდელი (1917-1941 წწ.)

2. ომისშემდგომი

ჰიდროგეოლოგის ინჟინრების მოსამზადებლად, 1920 წელს მოსკოვის სამთო აკადემიაში დაარსდა ჰიდროგეოლოგიური სპეციალობა: ცოტა მოგვიანებით იგი დაინერგა სხვა ინსტიტუტებსა და უნივერსიტეტებში. ინსტიტუტებში სწავლება დაიწყეს ყველაზე გამოჩენილმა ჰიდროგეოლოგებმა F.P. სავარენსკი, ნ.ფ. პოგრებოვი, ა.ნ. სემიხატოვი, ძვ. ილინი და სხვ.

პირველი ხუთწლიანი გეგმის დასაწყისისთვის (1928), ისევე როგორც შემდგომი ხუთწლიანი გეგმების დროს, ჰიდროგეოლოგიური კვლევები ჩატარდა დონბასში, აღმოსავლეთ ამიერკავკასიაში, ცენტრალურ აზიაში, ჩრდილოეთ უკრაინაში, ყაზახეთში, თურქმენეთსა და ბევრ სხვა რეგიონში. ქვეყანა.

ჰიდროგეოლოგიის შემდგომი განვითარებისთვის დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა პირველ გაერთიანებულ ჰიდროგეოლოგიურ კონგრესს, რომელიც გაიმართა 1931 წელს. ლენინგრადში.

1930-იან წლებში პირველად შედგენილია შემაჯამებელი რუქები (ჰიდროგეოლოგიური, მინერალური წყალი, ჰიდროგეოლოგიური ზონირება), რომლებსაც დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა შემდგომი ჰიდროგეოლოგიური კვლევის დაგეგმვისათვის. ამავე დროს, რედაქტორობით ნ.ი. ტოლსტიხინის გამოცემა დაიწყო ტომები "სსრკ ჰიდროგეოლოგია". დიდ სამამულო ომამდე ამ მრავალტომეულის 12 ნომერი გამოიცა.

ომისშემდგომი ეტაპი ხასიათდება ღრმა წყლებში მასალების დაგროვებით.

უფრო ღრმა მეცნიერული ანალიზისა და მიწისქვეშა წყლების შესახებ მასალების ფართო რეგიონალური განზოგადებისთვის, გადაწყდა გამოსაცემად მოემზადოს „სსრკ ჰიდროგეოლოგიის“ 45 ტომი და დამატებით შედგეს 5 კონსოლიდირებული ტომი.

2. წყალი ბუნებაში. წყლის ციკლი ბუნებაში.

დედამიწაზე წყალი გვხვდება ატმოსფეროში, დედამიწის ზედაპირზე და დედამიწის ქერქში. ატმოსფეროშიწყალი გვხვდება მის ქვედა ფენაში - ტროპოსფეროში - სხვადასხვა მდგომარეობაში:

1. ორთქლი;

2. წვეთოვანი სითხე;

3. მძიმე.

ზედაპირულიწყალი თხევად და მყარ მდგომარეობაშია. დედამიწის ქერქშიწყალი გვხვდება ორთქლში, თხევადში, მყარში და ასევე ჰიგიროსკოპიული და ფირის წყლის სახით. ზედაპირული და მიწისქვეშა წყლები ერთად ქმნიან წყლის გარსს - ჰიდროსფერო.

მიწისქვეშა ჰიდროსფერო ზემოდან შემოიფარგლება დედამიწის ზედაპირით; მისი ქვედა საზღვარი არ არის საიმედოდ შესწავლილი.

არის დიდი, შიდა და პატარა ბორბლები. დიდი ციკლის დროს ტენიანობა აორთქლდება ოკეანეების ზედაპირიდან, წყლის ორთქლის სახით ჰაერის ნაკადებით გადაიგზავნება ხმელეთზე, აქ ზედაპირზე მოდის ნალექის სახით და შემდეგ უბრუნდება ზღვებსა და ოკეანეებს ზედაპირით და მიწისქვეშა ჩამონადენი.

მცირე ცირკულაციის დროს ტენიანობა აორთქლდება ოკეანეებისა და ზღვების ზედაპირებიდან. აქაც მოდის ნალექის სახით.

ბუნებაში ციკლის პროცესი რაოდენობრივი თვალსაზრისით ხასიათდება წყლის ბალანსი,რომლის განტოლებას აქვს დახურული მდინარის აუზის წილი გრძელვადიანი პერიოდისთვის:

X = y+Z-W (ველიკანოვის მიხედვით),

სადაც x არის ნალექების რაოდენობა წყალშემკრებზე, მმ

y - მდინარის დინება, მმ

Z - აორთქლება მინუს კონდენსაცია, მმ

W არის ღრმა წყალშემკრები ფენების საშუალო გრძელვადიანი შევსება ნალექის ან მიწისქვეშა წყლების ზედაპირზე მდინარის აუზში გადინების გამო.

შიდა მიმოქცევას უზრუნველყოფს წყლის ის ნაწილი, რომელიც აორთქლდება კონტინენტების შიგნით - მდინარეების და ტბების წყლის ზედაპირიდან, მიწიდან და მცენარეული საფარიდან და იქ მოდის ნალექების სახით.

3. წყლის სახეობები მინერალებსა და ქანებში.

რასის კლდეებში წყლის ტიპების ერთ-ერთი ადრეული კლასიფიკაცია შემოთავაზებული იქნა 1936 წელს A.F. ლებედევი. მომდევნო წლებში შემოთავაზებული იქნა მრავალი სხვა კლასიფიკაცია. ლებედევის კლასიფიკაციის საფუძველზე, მეცნიერთა უმეტესობა განასხვავებს წყლის შემდეგ ტიპებს:

1. ორთქლიანი წყალი

გვხვდება ჰაერში წყლის ორთქლის სახით, იმყოფება ქანების ფორებსა და ნაპრალებში და ნიადაგში, ჰაერის ნაკადებთან ერთად მოძრაობს. გარკვეულ პირობებში, მას შეუძლია გადაიზარდოს თხევად ფორმაში კონდენსაციის გზით.

ორთქლის წყალი ერთადერთი ტიპია, რომელსაც შეუძლია მცირე ტენიანობის მქონე ფორებში გადაადგილება.

2. შეკრული წყალი

წარმოდგენილია ძირითადად თიხიან ქანებში, იგი ინარჩუნებს ნაწილაკების ზედაპირზე ძალებით, რომლებიც მნიშვნელოვნად აღემატება სიმძიმის ძალას.

განასხვავებენ მჭიდროდ შეკრულ და თავისუფლად შეკრულ წყალს.

ა) ძლიერად შეკრული წყალი(ჰიდროსკოპიული) ის არის შთანთქმის მდგომარეობაში მყოფი მოლეკულების სახით, რომლებიც ინახება ნაწილაკების ზედაპირზე მოლეკულური და ელექტროსტატიკური ძალებით. მას აქვს მაღალი სიმკვრივე, სიბლანტე და ელასტიურობა, დამახასიათებელია წვრილად გაფანტული ქანებისთვის, არ შეუძლია მარილების დაშლა და არ არის ხელმისაწვდომი მცენარეებისთვის.

ბ) თავისუფლად ნაქსოვი(ფილმი) მდებარეობს მჭიდროდ შეკრული წყლის ზემოთ, იმართება მოლეკულური ძალებით, უფრო მოძრავია, სიმკვრივე უახლოვდება თავისუფალი წყლის სიმკვრივეს, შეუძლია ნაწილაკებიდან ნაწილაკებზე გადაადგილება სორბციული ძალების გავლენით, დაშლის უნარი. მარილები მცირდება.

3. კაპილარული წყალი

იგი მდებარეობს ქანების კაპილარულ ფორებში, სადაც იმართება და მოძრაობს ფორებში მდებარე წყლისა და ჰაერის საზღვარზე მოქმედი კაპილარული (მენისკუსის) ძალების გავლენით. იგი იყოფა 3 ტიპად:

ა) ფაქტობრივი კაპილარული წყალიმდებარეობს ფორებში მიწისქვეშა წყლების დონის ზემოთ კაპილარული ჭალის ტენის სახით. კაპილარული ჭალის სისქე დამოკიდებულია გრანულომეტრიულ შემადგენლობაზე. იგი მერყეობს ნულიდან კენჭებში 4-5 მ-მდე თიხიან კლდეებში. თავად კაპილარული წყალი ხელმისაწვდომია მცენარეებისთვის.

ბ) შეჩერებული კაპილარული წყალიმდებარეობს უპირატესად კლდის ზედა ჰორიზონტზე ან ნიადაგში და პირდაპირ კავშირში არ არის მიწისქვეშა წყლების დონესთან. როდესაც კლდის ტენიანობა იზრდება ტენიანობის მინიმალურ სიმძლავრეზე, წყალი მიედინება ქვედა ფენებში. ეს წყალი ხელმისაწვდომია მცენარეებისთვის.

V) ფორების კუთხის წყალიიკავებს კაპილარული ძალებით ქვიშისა და თიხის ქანების ფორებში მათ ნაწილაკებს შორის შეხების წერტილებში. ამ წყალს მცენარეები არ იყენებენ, როდესაც ტენიანობა იზრდება, ის შეიძლება გადაიზარდოს შეჩერებულ წყალში ან თავად კაპილარულ წყალში.

4. გრავიტაციული წყალი

ემორჩილება გრავიტაციას. წყლის მოძრაობა ხდება ამ ძალის გავლენით და გადასცემს ჰიდროსტატიკური წნევას. იგი იყოფა 2 ტიპად:

ა) გაჟონვა- თავისუფალი გრავიტაციული წყალი ქვევით მოძრაობის მდგომარეობაში ცალკეული ნაკადების სახით აერაციის ზონაში. წყლის მოძრაობა ხდება გრავიტაციის გავლენის ქვეშ.

ბ) წყალსატევის ტენიანობა, რომელიც ავსებს წყალსატევებს PV-მდე. ტენიანობა შენარჩუნებულია წყალგაუმტარი ფენის წყალგაუმტარობის გამო (შემდგომი განხილვა ეხება თემას „გრავიტაციული წყალი“).

5. კრისტალიზაციის წყალი

ის არის მინერალის, მაგალითად, თაბაშირის (CaS0 4 2H 2 O) კრისტალური ბადის ნაწილი და ინარჩუნებს მოლეკულურ ფორმას.

6. მყარი წყალი ყინულის სახით

ზემოაღნიშნული ექვსი სახეობის გარდა, არსებობს ქიმიურად შეკრული წყალი, რომელიც მონაწილეობს მინერალების კრისტალური ბადის აგებულებაში H +, OH იონების სახით“, ანუ არ ინარჩუნებს მოლეკულურ ფორმას.

4. ფორიანობისა და ფორიანობის ცნება.

ქანების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ჰიდროგეოლოგიური მაჩვენებელია მათი ფორიანობა. ქვიშიან კლდეებში არის ორთქლიფორიანობა და ძლიერებში - დაბზარული.

მიწისქვეშა წყლები ავსებს პორებს და ქანების ბზარებს. კლდეში არსებული ყველა სიცარიელის მოცულობა ეწოდება ექსპლუატაციის პერიოდი.ბუნებრივია, რაც უფრო დიდია ფორიანობა, მით მეტ წყალს იტევს კლდე.

სიცარიელეების ზომას დიდი მნიშვნელობა აქვს კლდეებში მიწისქვეშა წყლების გადაადგილებისთვის. მცირე ფორებსა და ბზარებში წყლის შეხების არეალი სიცარიელის კედლებთან უფრო დიდია. ეს კედლები მნიშვნელოვან წინააღმდეგობას უწევს წყლის მოძრაობას, ამიტომ მისი მოძრაობა წვრილ ქვიშაში, თუნდაც მნიშვნელოვანი წნევით, რთულია.

ქანების ფორიანობა გამოირჩევა: კაპილარული(ფოროზი) და არაკაპილარული.

კაპილარული მუშაობის ციკლამდემოიცავს მცირე სიცარიელეებს, სადაც წყალი მოძრაობს ძირითადად ზედაპირული დაძაბულობისა და ელექტრული ძალების გავლენის ქვეშ.

არაკაპილარული სამუშაო ციკლისკენმოიცავს კაპილარული თვისებების გარეშე დიდ სიცარიელეს, რომლებშიც წყალი მოძრაობს მხოლოდ გრავიტაციისა და წნევის სხვაობის გავლენის ქვეშ.

კლდეებში მცირე სიცარიელეებს უწოდებენ ფორიანობა.

არსებობს ფორიანობის 3 ტიპი:

2. გახსნილი

3. დინამიური

მთლიანი ფორიანობარაოდენობრივად განისაზღვრება ყველა მცირე სიცარიელის მოცულობის თანაფარდობით (მათ შორის, მათ შორის, რომლებიც არ ურთიერთობენ ერთმანეთთან) ნიმუშის მთელ მოცულობასთან. გამოხატულია ერთეულის წილადებში ან პროცენტებში.

ან

სადაც V n არის კლდის ნიმუშში ფორების მოცულობა

V - ნიმუშის მოცულობა

მთლიანი ფორიანობა ხასიათდება ფორიანობის კოეფიციენტით ე.

ფორიანობის კოეფიციენტი ე გამოიხატება კლდის ყველა ფორების მოცულობის თანაფარდობით კლდის მყარი ნაწილის (ჩონჩხი) Vc მოცულობასთან, გამოხატული ერთიანობის ფრაქციებში.

ეს კოეფიციენტი ფართოდ გამოიყენება განსაკუთრებით კვლევებში

თიხის ნიადაგები. ეს იმით არის განპირობებული, რომ თიხის ნიადაგები დატენიანებისას იშლება. ამიტომ სასურველია თიხის ფორიანობის გამოხატვა ე.

ფორიანობის თანაფარდობა შეიძლება გამოიხატოს შემდეგნაირად

, მრიცხველისა და მნიშვნელის V c-ზე გაყოფით მივიღებთ

მთლიანი ფორიანობის მნიშვნელობა ყოველთვის 1-ზე ნაკლებია (100%) და მნიშვნელობა ეშეიძლება იყოს 1-ის ტოლი ან 1-ზე მეტი. პლასტმასის თიხებისთვის ემერყეობს 0.4-დან 16-მდე.

ფორიანობა დამოკიდებულია ნაწილაკების (მარცვლების) შემადგენლობის ბუნებაზე.

არაკაპილარული ფორიანობა მოიცავს დიდ ფორებს უხეში კლასტური ქანებში, ბზარებში, არხებში, გამოქვაბულებში და სხვა დიდ სიცარიელეებში. ბზარები და ფორები შეიძლება დაუკავშირდეს ერთმანეთს ან დახეული.

ღია ფორიანობაახასიათებს ურთიერთდაკავშირებული ღია ფორების მოცულობის თანაფარდობა ნიმუშის მთელ მოცულობასთან.

მარცვლოვანი, არაკონსოლიდირებული ქანებისთვის, ღია ფორიანობა ახლოსაა მთლიანთან.

დინამიური ფორიანობაგამოიხატება, როგორც მთლიანი ნიმუშის მოცულობის თანაფარდობა ფორების მოცულობის მხოლოდ იმ ნაწილის, რომლის მეშვეობითაც სითხე (წყალი) შეიძლება გადაადგილდეს.

კვლევებმა აჩვენა, რომ წყალი არ მოძრაობს ღია ფორების მთელ მოცულობაში. ღია ფორების ნაწილი (განსაკუთრებით ნაწილაკების შეერთებისას) ხშირად უკავია წყლის თხელ ფენას, რომელსაც მყარად უჭირავს კაპილარული და მოლეკულური ძალები და არ მონაწილეობს მოძრაობაში.

დინამიური ფორიანობა, ღია ფორიანობისგან განსხვავებით, არ ითვალისწინებს ფორების მოცულობას, რომელიც დაკავებულია კაპილარებით შეკრული წყლით. როგორც წესი, დინამიური ფორიანობა ნაკლებია, ვიდრე ღია ფორიანობა.

ამრიგად, ფუნდამენტური განსხვავება ფორიანობის დამახასიათებელ ტიპებს შორის მდგომარეობს (რაოდენობრივად) იმაში, რომ ცემენტურ ქანებში მთლიანი ფორიანობა უფრო ღიაა, ხოლო ღია ფორიანობა უფრო დინამიური.

საკონტროლო კითხვები:

1. რას სწავლობს ჰიდროგეოლოგიის მეცნიერება?

2. როგორ მუშაობს წყლის ციკლი ბუნებაში?

3. დაასახელეთ მინერალებსა და ქანებში არსებული წყლის ტიპები.

4. რა არის ფორიანობა? როგორია მისი ტიპები? როგორ განისაზღვრება ფორიანობა?

5. რას ვგულისხმობ სამუშაო ციკლში? დაასახელეთ და აღწერეთ მისი ტიპები.

ჰიდროგეოლოგია არის მეცნიერება მიწისქვეშა წყლების შესახებ. მიწისქვეშა წყლები არის ის წყლები, რომლებიც მდებარეობს დედამიწის ზედაპირის ქვემოთ, შემოიფარგლება სხვადასხვა კლდეებით და ავსებს ფორებს, ბზარებს და კარსტულ სიცარიელეს. ჰიდროგეოლოგია სწავლობს მიწისქვეშა წყლების წარმოშობას და განვითარებას, მისი წარმოშობისა და გავრცელების პირობებს, მოძრაობის კანონებს, მიწისქვეშა წყლების ურთიერთქმედების პროცესებს მასპინძელ ქანებთან, მიწისქვეშა წყლების ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებს, მის გაზის შემადგენლობას; ეწევა მიწისქვეშა წყლების პრაქტიკული გამოყენების შესწავლას სასმელი და საყოფაცხოვრებო წყალმომარაგებისთვის, აგრეთვე მიწისქვეშა წყლების წინააღმდეგ ბრძოლის ღონისძიებების შემუშავებით სხვადასხვა ობიექტების მშენებლობისა და ექსპლუატაციის დროს, სამთო და ა.შ.

მიწისქვეშა წყლები კომპლექსურ ურთიერთობაშია დედამიწის ქერქის შემადგენელ ქანებთან, რომელთა შესწავლა გეოლოგიის საგანია; მაშასადამე, გეოლოგია და ჰიდროგეოლოგია განუყოფლად არის დაკავშირებული, რასაც მოწმობს თავად მეცნიერების სახელი.

ჰიდროგეოლოგია მოიცავს სხვა მეცნიერებების მიერ შესწავლილ საკითხთა მნიშვნელოვან სპექტრს და მჭიდრო კავშირშია მეტეოროლოგიასთან, კლიმატოლოგიასთან, ჰიდროლოგიასთან, გეომორფოლოგიასთან, ნიადაგმცოდნეობასთან, ლითოლოგიასთან, ტექტონიკას, გეოქიმიასთან, ქიმიასთან, ფიზიკასთან, ჰიდრავლიკასთან, ჰიდროდინამიკასთან, ჰიდრავლიკური ინჟინერიასთან, სამთო და ა.შ.

მიწისქვეშა წყლების მნიშვნელობა გეოლოგიურ პროცესებში უკიდურესად დიდია. მიწისქვეშა წყლების გავლენით იცვლება ქანების შემადგენლობა და სტრუქტურა (ფიზიკური და ქიმიური ამინდი), ხდება ფერდობების განადგურება (მეწყერი) და ა.შ.

ჰიდროგეოლოგია რთული მეცნიერებაა და იყოფა შემდეგ დამოუკიდებელ განყოფილებებად:

1. „ზოგადი ჰიდროგეოლოგია“ - შეისწავლის ბუნებაში წყლის ციკლს, მიწისქვეშა წყლების წარმოშობას, წყლის ფიზიკურ თვისებებსა და ქიმიურ შემადგენლობას, როგორც რთული დინამიური ბუნებრივი სისტემების და მათ კლასიფიკაციას.

2. „მიწისქვეშა წყლების დინამიკა“ - შეისწავლის მიწისქვეშა წყლების მოძრაობის ნიმუშებს, რაც შესაძლებელს ხდის წყალმომარაგების, ირიგაციის, დრენაჟის საკითხების გადაჭრას, მაღაროში წყლის შემოდინების დადგენისას და მრავალი სხვა.

3. „რეგიონული ჰიდროგეოლოგია“ - სწავლობს ტერიტორიაზე მიწისქვეშა წყლების განაწილების ნიმუშებს და, შესაბამისად, ცალკეული ტერიტორიების ჰიდროგეოლოგიური პირობების საერთოობას, აწარმოებს ამ უკანასკნელთა ზონირებას.

4. „ჰიდროგეოქიმია“ - სწავლობს მიწისქვეშა წყლების ქიმიური შემადგენლობის ფორმირებას.

5. „მინერალური წყლები“ ​​- შეისწავლის სამკურნალო წყლებისა და სამრეწველო მნიშვნელობის წყლების წარმოშობისა და წარმოქმნის ნიმუშებს (მათგან მარილის, იოდის, ბრომის და სხვა ნივთიერებების ამოღების მიზნით), ამ წყლების განაწილებას და მათი ათვისების საუკეთესო გზებს.

ლექცია 1. ჰიდროსფერო

Გეგმა:

ჰიდროსფერო და წყლის ციკლი ბუნებაში

წყლის ტიპები კლდეებში

ქანების თვისებები წყალთან მიმართებაში

აერაციისა და გაჯერების ზონის კონცეფცია

I. ჰიდროსფერო და წყლის ციკლი ბუნებაში.დედამიწაზე წყალი მუდმივ ციკლშია. არის დიდი და პატარა ბორბლები. ბუნებრივი ციკლის პროცესი რაოდენობრივად ხასიათდება წყლის ბალანსით (ნახ. 1). რომლის დონეც ბ.ი. კუდელინი გამოხატავს

x=y+z±w

x – ნალექი, მმ

y – მდინარის ჩამონადენი, მმ

z – აორთქლება, მმ

w – ღრმა ჰორიზონტების საშუალო გრძელვადიანი დატენვა, მმ

ატმოსფერული ნალექების ნაწილი, რომელიც შეაღწევს ქანებს, აღწევს წყალსატევების ზედაპირს და მიდის მათ შესანახად. ზედაპირული და მიწისქვეშა ნაკადი ერთად ქმნის მდინარის მთლიან ნაკადს. მიწისქვეშა ჩამონადენი და მთლიანი აორთქლება წარმოადგენს მთლიანი ტერიტორიის დატენიანებას, რაც უდრის ნალექსა და ზედაპირულ ჩამონადენს შორის სხვაობას. ბელორუსის რესპუბლიკის ტერიტორიაზე ნალექის 5-7-დან 15-20%-მდე საკვებად გამოიყენება. მიწისქვეშა კვება (ინფილტრაცია) დამოკიდებულია ტერიტორიის კლიმატურ პირობებზე, ნიადაგისა და მცენარეულობის ფენაზე, გეომორფოლოგიურ და გეოლოგიურ ფაქტორებზე.

II. წყლის ტიპები კლდეებში.კლდეებში გამოიყოფა წყლის შემდეგი ტიპები: ორთქლოვანი, ჰიგიროსკოპიული, ფირისებრი, გრავიტაციული, კრისტალიზაციის, ქიმიურად შეკრული.

ბრინჯი. 1. წყლის ბალანსის დიაგრამა

ორთქლოვანი – გვხვდება ჰაერში წყლის ორთქლის სახით, მთის ქალაქების ფორებსა და ბზარებში. კონდენსაციის შედეგად გაგრილებისას იგი იქცევა თხევად წყალში.

ჰიგიროსკოპიული(ძლიერად შეკრული) წყალი ინახება ნაწილაკების ზედაპირზე მოლეკულური და ელექტროსტატიკური ძალებით. ის არ გადასცემს ჰიდროსტატიკური წნევას, არ აქვს დაშლის უნარი და არ იყინება 78ºC-მდე. 100-105ºС-მდე გაცხელებისას იგი მთლიანად ამოღებულია. შეიცავს ქვიშაში 1%, ქვიშიან თიხნარებში 8%, თიხებში 18%-მდე, მცენარეებისთვის მიუწვდომელ.

ფილმი (თავისუფლად შეკრული) წყალი წარმოიქმნება წყლის ორთქლის კონდენსაციის შედეგად. იგი ფარავს ნაწილაკების ზედაპირს 0,01 მმ თხელი ფენით, ინარჩუნებს მოლეკულურ ძალებს, სიმკვრივე უახლოვდება თავისუფალი წყლის სიმკვრივეს, შეუძლია გადაადგილება ნაწილაკიდან ნაწილაკზე სორბციული ძალების გავლენით და არ გადადის. ჰიდროსტატიკური წნევა. ქვიშაში შემცველობაა 1-7%, ქვიშიან თიხნარებში 9-13%, თიხნარებში 15-23%, თიხებში 25-45%. ამ წყლის შემცველობა მკვეთრად ცვლის თიხიანი ქანების ძლიერ თვისებებს.

კაპილარული წყალი (თვითკაპილარული, შეჩერებული კაპილარული წყალი) შეიცავს თხელ ფორებში კაპილარული ზღურბლის სახით მიწისქვეშა წყლების დონიდან ზემოთ ტენიანობის დიაპაზონში ყველაზე დაბალი ტენიანობიდან (LH) საერთო ტენიანობამდე (TH). კაპილარული აწევის სიმაღლეა კენჭები, ხრეში, მსხვილმარცვლოვანი ქვიშა-0, საშუალომარცვლიანი ქვიშა 15-35 სმ, წვრილმარცვლოვანი ქვიშა - 35-100 სმ, ქვიშიანი თიხნარი - 100-150, თიხები - 400-500. სმ.

გრავიტაციული წყალი ექვემდებარება გრავიტაციას. მოძრაობა ხდება გრავიტაციისა და წნევის გრადიენტის გავლენის ქვეშ, გადასცემს ჰიდროსტატიკური წნევას. ზოგადად ჰიდროგეოლოგია სწავლობს ამ წყლებს.

კრისტალიზაციაწყალი მინერალების კრისტალური მედის ნაწილია (CaSO 4 2H 2 O).

ქიმიურად შეკრულიწყალი (კონსტიტუციური) მონაწილეობს მინერალების ბროლის ბადის აგებულებაში.

III. ქანების ძირითადი თვისებებიარის: სიმკვრივე, ნაყარი, ფორიანობა, წყლის გამტარიანობა, ტენიანობის უნარი, ხსნადობა, წყლის დაკარგვა. ისინი დამოკიდებულნი არიან ქანების მინერალურ შედგენილობაზე, მათ სტრუქტურაზე, შემადგენლობაზე, გატეხვასა და ფორიანობაზე.

შეფასება– სხვადასხვა ზომის ნაწილაკების პროცენტული შემცველობა ფხვიერ ქანში. არათანმიმდევრული ქანების გრანულომეტრიული შემადგენლობა GOST 12536-67-ის მიხედვით განისაზღვრება საცრის ანალიზის გამოყენებით, რომელიც მოიცავს ქანების თანმიმდევრულად გაცრას საცრებში და თითოეულ საცერზე დარჩენილი მასალის აწონვას. ქვიშიანი ქანების გაცრილისთვის გამოიყენება საცრების ნაკრები ხვრელების დიამეტრით 10, 5, 2, 1, 0,5, 0,25, 0,1 მმ. სიცხადისთვის, ქანების გრანულომეტრიული შემადგენლობა წარმოდგენილია ნახევრად ლოგარითმული მასშტაბით გამოსახული გრანულომეტრიული შემადგენლობის მრუდის სახით (ნახ. 2).

ბრინჯი. 2. ნაწილაკების ზომის განაწილების სქემა

ჰეტეროგენურობის მრუდი საშუალებას გაძლევთ გამოთვალოთ ჰეტეროგენობის კოეფიციენტის მნიშვნელობა: სად არის ჰეტეროგენურობის კოეფიციენტი, არის ნაწილაკების დიამეტრი, რომლებზეც ნაკლები მოცემული კლდე შეიცავს 60 და 10% ნაწილაკებს წონის მიხედვით.

ასოცირებული ქანების ნაწილაკების ზომის განაწილება განისაზღვრება ჰიდრომეტრიული მეთოდით ან პიპეტის მეთოდით, წყალში ნაწილაკების დასახლების სხვადასხვა სიჩქარის საფუძველზე.

სიმჭიდროვე (γ-გამა) – მყარი ნაწილაკების მასის თანაფარდობა მათ მოცულობასთან. ქვიშა-თიხის ნაწილაკების სიმკვრივე მდგომარეობს დიაპაზონში (გ/სმ 3 ) 2,5-დან 2,8 გ/სმ³-მდე, ქვიშიანი თიხნარი 2,70, თიხნარი – 2,71, თიხა – 2,74.

მოცულობითი მასა სველი ქვა (γო ) არის ქანის მოცულობის ერთეულის მასა ბუნებრივი ტენიანობისა და ფორიანობის დროს:

სადაც P არის ნიმუშის მასა, g; V - ნიმუშის მოცულობა, სმ³,

γ o – მერყეობს 1,3-2,4, გ/სმ³.

უფრო მუდმივი მნიშვნელობაა კლდის ჩონჩხის მოცულობითი მასა - მყარი კომპონენტის მასა კლდის მოცულობის ერთეულზე. გამოთვლილი

სადაც w არის კლდის ტენიანობა, %

ფოროზულობა - ყველა ფორების მთლიანი მოცულობა ქვის ერთეული მოცულობით. ფორიანობა განისაზღვრება, როგორც კლდეში ფორების მოცულობის თანაფარდობა (Vp) კლდის მიერ დაკავებულ მთლიან მოცულობასთან (V), გამოხატული პროცენტულად; p= Vp/ V·100%. გარდა ამისა, ხშირად გამოიყენება ფორიანობის კოეფიციენტი ε (ეპსილონი) = n/(1-n). თიხიანი ქანების ფორიანობა აღწევს 50-60%, ქვიშები - 35-40%, ქვიშაქვები - 2-38%, კირქვები, მერგელები - 1,5-22%, გრანიტები, გნეისები, კვარციტები 0,02-2%.

აბსოლუტური ტენიანობა- წყლის მასის თანაფარდობა აბსოლუტურად მშრალი ნიადაგის მასასთან მოცემულ მოცულობაში, გამოხატული პროცენტულად.

ბუნებრივი ტენიანობა- წყლის რაოდენობა, რომელიც შეიცავს ქანების ფორებში ბუნებრივ პირობებში. ქანების მოცულობასთან მიმართებაში გამოხატულ ტენიანობას ფარდობითი ტენიანობა ეწოდება.

ტენიანობის უნარი - მაქსიმალური მოლეკულური ახასიათებს კლდეში შენარჩუნებული წყლის რაოდენობას ნიადაგის ნაწილაკებსა და წყალს შორის მოლეკულური ადჰეზიური ძალების გამო (გვიჩვენებს შეკრული წყლის შემცველობას). არსებობს მთლიანი, კაპილარული და მინიმალური ტენიანობის მოცულობა.

წყლის გამტარიანობა– ქანების უნარს, გაიარონ წყალი საკუთარ თავში, ნიადაგში წყლის მოძრაობას წნევის ქვეშ ფილტრაცია ეწოდება. ხსნადობა - ქანების წყალში დაშლის უნარი, დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, წყლის ნაკადის სიჩქარეზე, CO2 შემცველობაზე. 2 და ა.შ.

IV. გაჯერების ზონის კონცეფცია.მიწისქვეშა წყლების დონის ქვემოთ ფხვიერ ქანებში ყველა ფორები ივსება წყლით - გაჯერების ზონა, ზემოთ ფენას აერაციის ზონა ეწოდება - მისი სისქე მიწისქვეშა წყლების სიღრმეს უტოლდება.

წყალსატევი- კლდის ფენები, რომლებიც ერთგვაროვანია ლითოლოგიური შემადგენლობით და ჰიდროგეოლოგიური თვისებებით.

წყალსატევების კომპლექსი- წყალში გაჯერებული ქანების კომპლექსი, რომელიც შემოიფარგლება გარკვეული ასაკის ფენით.

ლექცია 2. მიწისქვეშა წყლების წარმოშობა და დინამიკა

Გეგმა:

მიწისქვეშა წყლების წარმოშობა

მიწისქვეშა წყლების ფილტრაციის კანონები

მიწისქვეშა წყლების მოძრაობის მიმართულებისა და სიჩქარის განსაზღვრა

ძირითადი ჰიდროგეოლოგიური პარამეტრები.

I. წარმოშობის მიხედვით მიწისქვეშა წყლები იყოფა:

ინფილტრაცია- წყალი წარმოიქმნება ნალექის დედამიწის ზედაპირიდან, ზედაპირული წყლის ფორებში და ქანების ბზარების გამოყოფის შედეგად. ეს არის ინფილტრაციული წყლების ძირითადი ჯგუფი, რომელიც შეიცავს დედამიწის ქერქში

კონდენსაცია– წყალი წარმოიქმნება წყლის ორთქლის კონდენსაციის შედეგად აერაციის ზონაში, გამოქვაბულებში და ა.შ.

დანალექი– წარმოიქმნება წყალსაცავების წყლების გამო, რომლებშიც გროვდება დანალექი ქანები.

ცეცხლოვანი წარმოშობა -წარმოიქმნება ვულკანური ამოფრქვევის დროს.

II. ფილტრაცია – მიწისქვეშა წყლების მოძრაობა ქანების ფორებსა და ნაპრალებში. თუ წყლის მოძრაობა ხდება კლდეებში, რომლებიც მთლიანად არ არის გაჯერებული წყლით, მაშინ მას უწოდებენ ინფილტრაციას (აერაციის ზონის მეშვეობით). ნალექის ან ზედაპირული წყლის დინებას ქანების ბზარებში ეწოდება ინფლაცია. არსებობს ლამინარული და ტურბულენტური წყლის მოძრაობა.

ფოროვან ქანებში ლამინარული სითხის მოძრაობის ძირითადი კანონი დაადგინა დარსუმ (1856 წ.) ამ კანონის საფუძველზე დუპუუმ (1857) შეიმუშავა კავშირი მიწისქვეშა წყლების ნაკადის სიჩქარის განსაზღვრისათვის და მისი შემოდინება წყალმიმღებებში.

მიწისქვეშა წყლების დინამიკის შესწავლაში დიდი წვლილი შეიტანა ნ.ე. ჟუკოვსკი, ნ.ნ. პავლოვსკი, P.Ya. პოლუბარინოვა-კოჩინა, გ.ნ. კამენსკი, ს.ნ. ნუმეროვი, მ.ე. ალტოვსკი, ვ.მ. შესტაკოვი, ნ.ნ. ვერიგინი, ა.ი. სილინ-ბეკჩურინი, ა.ნ. მიატიევი, ს.ფ. ავერიანოვი და სხვები.

ლამინარი (პარალელური გამანადგურებელი) მოძრაობა ხდება სიჩქარის პულსაციის გარეშე. მიწისქვეშა წყლების მუდმივი მოძრაობა ხასიათდება დროთა განმავლობაში მუდმივობით სიმძლავრის ნებისმიერ მონაკვეთში, ფილტრაციის სიჩქარის წნევის გრადიენტით და ნაკადის სიჩქარით. მიწისქვეშა წყლების არასტაბილური მოძრაობა არის მოძრაობა, რომლის დროსაც დინების სიჩქარე, მიმართულება და დახრილობა იცვლება დროთა განმავლობაში.

ტურბულენტურ მოძრაობას (მორევი) ახასიათებს სიჩქარის პულსაცია, რის შედეგადაც დინების სხვადასხვა ფენა აირია (კარსტული წყლები, ბზარების გასწვრივ).

მიწისქვეშა წყლების ფილტრაციის კანონები. ხაზოვანი ფილტრაციის კანონი.

მიწისქვეშა წყლების ლამინარული მოძრაობაემორჩილება ფილტრაციის ხაზოვან კანონს (დარსის კანონი - ფრანგი მეცნიერის სახელის მიხედვით, რომელმაც ეს კანონი 1856 წელს დაადგინა ფოროვანი მარცვლოვანი ქანებისთვის). ეს კანონი ფორმულირებულია შემდეგნაირად: ფილტრაციის სიჩქარე ლამინარული ნაკადის დროს პროპორციულია ჰიდრავლიკური დახრის პირველ სიმძლავრემდე.

V=KI, სადაც,

V – ფილტრაციის სიჩქარე;

K – ფილტრაციის კოეფიციენტი;

I – წნევის გრადიენტის ჰიდრავლიკური ფერდობზე;

I=(H1-H2)/e

თუ e=1, მაშინ V=K, ანუ წნევის გრადიენტით =1, ფილტრაციის კოეფიციენტი ტოლია ფილტრაციის სიჩქარის.

Q=KIω, სადაც

Q – ფილტრაციის ნაკადის სიჩქარე – წყლის რაოდენობა, რომელიც მიედინება ნაკადის მოცემულ კვეთაზე დროის ერთეულზე, m³/დღეში, K – ფილტრაციის კოეფიციენტი, I – წნევის გრადიენტი, ω – კვეთა.

Q – განისაზღვრება საზომი ჭურჭლით. Q=V/t, l/s.

წყაროების ნაკადის სიჩქარის განსაზღვრა კაშხლების გამოყენებით.

ტრაპეციული განყოფილების წყლის მოხმარება:

Q=0.0186bh√h, ლ/წმ, სადაც

Q – წყაროს ნაკადი, ლ/წმ;

ბ – ქვედა კაშხლის ნეკნის სიგანე სმ-ში;

თ – წყლის დონის სიმაღლე წყალსაგდების ნეკნის წინ, სმ.

სამკუთხა მონაკვეთი:

Q=0.014სთ 2 √სთ, ლ/წმ.

მართკუთხა განყოფილება:

Q=0.018 bh√h, l/s.

ტრაპეციული კვეთის კაშხალი გამოიყენება დიდი დინების გასაზომად - 10 ლ/წმ-ზე მეტი (100-200 ლ/წმ), ხოლო 10 ლ/წმ-ზე ნაკლები - სამკუთხა ან მართკუთხა კვეთით.

წნევის გრადიენტი შეიძლება განისაზღვროს ჰიდროიზოჰიფსებით - მიწისქვეშა წყლის ზედაპირის იდენტური ნიშნების დამაკავშირებელი ხაზები ან ჰიდროიზოპეზი - ხაზები, რომლებიც აკავშირებენ წნევით წყლის თანაბარი წნევის წერტილებს. წნევის გრადიენტი არ არის მუდმივი დროთა განმავლობაში; ის შეიძლება გაიზარდოს, როდესაც მიწისქვეშა წყლების შევსება იზრდება და შემცირდეს, როდესაც ის სუსტდება.

მიწისქვეშა წყლების მოძრაობა არ ხდება დინების ყველა მონაკვეთში, არამედ მხოლოდ მისი ნაწილის გავლით, რომელიც შეესაბამება ფორების ან ბზარების არეალს. გაფილტრული წყლის რეალური სიჩქარეა:

V=Q/nω, სადაც:

Q – ფილტრაციის ნაკადის სიჩქარე, მ³/დღეში;

n – ქანების ფორიანობა;

ω – დინების კვეთა, მ 2 .

თიხიან ქანებში n – წარმოადგენს აქტიურ ფორიანობას, რომელიც ახასიათებს კლდის განივი ნაწილს, რომელსაც შეუძლია გრავიტაციული წყლის გავლა.

გ.ნ. კამენსკის ხაზოვანი ფილტრაციის კანონი მოქმედებს მიწისქვეშა წყლების მოძრაობის სიჩქარეზე 400 მ/დღეში.

თიხიანი ქანების მეშვეობით ფილტრაცია შეიძლება დაიწყოს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ წნევის გრადიენტი აღემატება საწყისი წნევის გრადიენტს. თიხებისა და თიხნარებისთვის ეს საწყისი გრადიენტი განსხვავებულია.

არაწრფივი ფილტრაციის კანონი (ჩეზი-კრასნოპოლსკის კანონი)ახასიათებს ტურბულენტურ მოძრაობას, დამახასიათებელია ძლიერ გატეხილი ქანების დიდი სიცარიელეებით: , V – ფილტრაციის სიჩქარე მ/დღეში. K – ფილტრაციის კოეფიციენტი, m/day, I – წნევის გრადიენტი.

III. მიწისქვეშა წყლების მოძრაობის მიმართულებისა და სიჩქარის განსაზღვრა.მიწისქვეშა წყლების მოძრაობა ფხვიერი ქანების ფორებში არ შეიძლება ჩაითვალოს ნაკადის მოძრაობად, რომლის ყველა ნაკადი მოძრაობს ერთი და იგივე სიჩქარით. შეუძლებელია რაიმე ზუსტი განსხვავება განვასხვავოთ წყლის ნაკადის ხაზებს შორის სხვადასხვა ქანების ფორებში, ამიტომ მიწისქვეშა წყლების მოძრაობის საკითხების განხილვისას შეგვიძლია ვისაუბროთ მხოლოდ წყლის მოძრაობის საშუალო სიჩქარეზე კონკრეტულ გარემოში. მიწისქვეშა წყლების მოძრაობის სიჩქარის განსაზღვრა (ფაქტობრივი სიჩქარე Vd) ხორციელდება მინდორში. განსაზღვრისთვის გამოიყენება ინდიკატორები, რომლებიც ცვლის წყლის ფერს ან ქიმიურ შემადგენლობას და ელექტრულ გამტარობას.

ექსპერიმენტების ჩასატარებლად შეირჩევა ორი ჭა (ორმო), ზოგჯერ ოთხი, რომლებიც მდებარეობს წყლის მოძრაობის მიმართულებით. დინების ზემოთ მდებარე სამუშაოები ემსახურება ინდიკატორის წყალში შეყვანას; მას ექსპერიმენტული ეწოდება. ქვემოთ განლაგებულ სამუშაოებს დაკვირვება ეწოდება. მათ შორის მანძილი შეირჩევა ქანების მიხედვით 0,5-1,5-დან 2,5-5,0 მ-მდე, ინდიკატორად გამოიყენება საღებავები (ფლუორესცენცია და სხვ.). გარდა ამისა, ინდიკატორად გამოიყენება სუფრის მარილი (ქიმიური მეთოდი), არსებობს რადიოინდიკატორის მეთოდები, ბუნებრივი იზოტოპების მეთოდი და ა.შ. ფართოდ გამოიყენება გეოფიზიკური მეთოდი - ექვიპოტენციური ხაზების მეთოდი (დამუხტული სხეულის მეთოდი). გადაადგილების ფაქტობრივი სიჩქარის მნიშვნელობები (Vd) შეიძლება გამოყენებულ იქნას ქანების ფილტრაციის კოეფიციენტის გამოსათვლელად, სტრუქტურების ქვეშ შეფუთვის საკითხის გადაწყვეტისას და ა.შ.

მიწისქვეშა წყლების გადაადგილების მიმართულების დასადგენად დიდ ტერიტორიებზე შედგენილია ჰიდროიზოჰიფსური და ჰიდროიზოოპეზიის რუქები. ჰიდრავლიკური ინჟინერიისა და დრენაჟის პრობლემების გადაჭრისას (ირიგაცია, დრენაჟი) აგებულია ჰიდროიზოჰიფსები და მათ საფუძველზე კეთდება მიწისქვეშა წყლების სიღრმის რუქები. მიწისქვეშა წყლების დინების მიმართულება პერპენდიკულარულია ჰიდროიზოჰიფსებზე.

IV. ძირითადი ჰიდროგეოლოგიური პარამეტრები.

ქანების უმნიშვნელოვანესი თვისებებია ფილტრაცია, რომელიც ხასიათდება შემდეგი პარამეტრებით: ფილტრაციის კოეფიციენტი, გამტარიანობის კოეფიციენტი, წყლის დაკარგვის კოეფიციენტი, წყლის გამტარობა, გამტარობის დონის კოეფიციენტი და ა.შ.

ფილტრაციის კოეფიციენტი (K)წარმოადგენს ქანების ყველაზე მნიშვნელოვან მახასიათებელს, ფართოდ გამოიყენება საპროექტო პრაქტიკაში მიწისქვეშა წყლების ნაკადის გაანგარიშებისას, წყალსაცავებიდან, აუზებიდან და ა.შ. წყლის დანაკარგების განსაზღვრისას. ფორმულები), ლაბორატორიული მეთოდები და საველე.

კლდის კოეფიციენტების განსაზღვრა ემპირიული ფორმულების გამოყენებით. ექსპერიმენტულმა სამუშაოებმა დაადგინა კოეფიციენტის დამოკიდებულება კლდის მექანიკურ (გრანულომეტრულ) შემადგენლობაზე (ძირითადად წვრილი ფრაქციების ზომასა და რაოდენობაზე), მის ფორიანობაზე და წყლის ტემპერატურაზე. ქანების კოეფიციენტის განსაზღვრა ნაწილაკების ზომის განაწილებით არის ყველაზე იაფი და მარტივი მეთოდი, რომელიც გამოიყენება ჰიდროგეოლოგიურ კვლევებში დიზაინის საწყის ეტაპებზე. დეტალური კვლევებისთვის ეს მეთოდი საველე მეთოდს დამატებით ემატება. გამოიყენება Hazen-ის ფორმულა (0,1-დან 3 მმ-მდე დიამეტრის ქვიშებისთვის, ერთგვაროვნების კოეფიციენტით l 5-ზე ნაკლები). ერთგვაროვნების კოეფიციენტი არის მარცვლის ზომის თანაფარდობა. ეფექტური დიამეტრი (დ 10 ) არის ნაწილაკების დიამეტრი მმ-ში, რომელზე ნაკლებია, ვიდრე ნიადაგი შეიცავს ნიადაგის მთლიანი მასის 10%-ს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, dn უდრის საცრის გახსნის დიამეტრს, რომელიც საშუალებას აძლევს ნიადაგის მასის 10% გაიაროს.

ჰაზინის ფორმულა

K=Сdн 2 (0.70+0.03t), მ/დღეში,

C არის ემპირიული კოეფიციენტი, რომელიც დამოკიდებულია ნიადაგის ჰომოგენურობისა და ფორიანობის ხარისხზე. სუფთა, ერთგვაროვანი ქვიშებისთვის C=1200, საშუალო ერთგვაროვნება და სიმკვრივე C=800, ჰეტეროგენული და მკვრივი ქვიშა C=400,

dn - ეფექტური დიამეტრი, მმ,

t არის გაფილტრული წყლის ტემპერატურა.

d60 და dn მნიშვნელობები აღებულია ნიადაგის გრანულომეტრიული შემადგენლობის მრუდიდან და შედგენილია მრუდის სახით მარტივი ან ნახევრად ლოგარითმული მასშტაბით.

Sauerbrey ფორმულა წყლის ტემპერატურის 10º

მ/დღეში

β – ემპირიული კოეფიციენტი, რომელიც დამოკიდებულია ქვიშის ნაწილაკების ერთგვაროვნებაზე და ზომაზე 1150-დან 3010-მდე, საშუალოდ 2880-3010

n – ფორიანობა

d17 – ნაწილაკების დიამეტრი მმ-ში, რომლის წონით ნაწილაკების 17% ნაკლებია მოცემულ ნიადაგში. გამოიყენება წვრილი, საშუალო და მსხვილი ქვიშის კოეფიციენტების დასადგენად.

განსაზღვრა ლაბორატორიულ პირობებში. დარღვეული და ბუნებრივი სტრუქტურის მქონე ქანების საცდელი ნიმუშების ჩასატვირთად გამოიყენება სხვადასხვა მოწყობილობები. უმეტეს მოწყობილობებში კოეფიციენტების განსაზღვრის პრინციპი ემყარება კლდეში გაფილტრული წყლის რაოდენობის გაზომვას სხვადასხვა წნევის ქვეშ. მოწყობილობის ცნობილ წნევაზე და ფართობზე ნაკადის სიჩქარის საფუძველზე, ფილტრაციის კოეფიციენტი გვხვდება. გამოიყენება კამენსკის მილები, ტომის აპარატი და ა.შ.

კარგად უნდა გვახსოვდეს, რომ აერაციის ზონის ქანების ფილტრაციის კოეფიციენტები, რომლებიც განისაზღვრება ბუნებრივ საველე პირობებში და ლაბორატორიული მეთოდებით, ხშირად განსხვავდება სიდიდის 1-2 ბრძანებით. ეს აიხსნება ქანების ანიზოტროპიის და გამოვლენილი ქანების მცირე ფართობის არასაკმარისი შეფასებით.

მიზანდასახულობა სფეროში. მინდორში ფილტრაციის კოეფიციენტის განსაზღვრისას წყლის მოძრაობა ხდება კლდეებში, რომლებიც წარმოიქმნება ბუნებრივ პირობებში და ინარჩუნებს მათ ბუნებრივ სტრუქტურას. აქედან გამომდინარე, საველე მეთოდები იძლევა შედეგებს, რომლებიც ყველაზე ახლოსაა რეალობასთან. გამოიყენება აერაციის ზონაში ორმოებისა და ჭაბურღილების შევსების მეთოდები. წყალსაცავებში კოეფიციენტი განისაზღვრება ჭაბურღილების და ორმოებიდან ამოტუმბვით.

ორმოებში ჩამოსხმის მეთოდი.წყლით უჯერი ნიადაგებში შეღწევის პროცესი ძალზე რთულია და ხდება ორმოებში ჩასხმული წყლის ჰიდრავლიკური წნევის და ნიადაგში წყლის კაპილარული შეწოვის ერთდროული მოქმედებით. ამჟამად ხშირად გამოიყენება შევსების მეთოდი ნ.ს.-ს მიხედვით. ნესტეროვი.

მ/დღეში

Q – წყლის მუდმივი ნაკადი, მ 3 ;

F - პატარა რგოლის ქვედა ფართობი, მ 2 ;

უფრო ზუსტად, Kf-ის მნიშვნელობა განისაზღვრება:

l არის ორმოს ფსკერიდან წყლის შეღწევის სიღრმე;

z – წყლის ფენის სიმაღლე;

სთ კ – კაპილარული წნევა უდრის კაპილარების აწევის მაქსიმალური სიმაღლის ≈50%-ს, მ

ნესტეროვის მეთოდით25 და 50 სმ დიამეტრის ფოლადის რგოლი დამონტაჟებულია ორმოს ფსკერზე 3-4 სმ სიღრმეზე, რგოლში ასხამენ წყალს და 10 სმ სიმაღლეზე შენარჩუნებულია 10 სმ ფენა. ექსპერიმენტი გრძელდება მანამ, სანამ ნაკადის სიჩქარე არ დასტაბილურდება.

ექსპერიმენტული ინექციები ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა დონეზე არაწყალმოტეხილი და კარსტული ქანების Kf-ის დასადგენად, ინტერვალების იზოლირება სპეციალური ტამპონებით. ექსპერიმენტი ტარდება წყლის ნაკადის სტაბილიზებამდე. ექსპერიმენტის შედეგად განისაზღვრება წყლის სპეციფიკური შთანთქმა (q = ლ/წთ), ე.ი. წყლის მოხმარება ლ/წთ 1 მ ჭაბურღილზე და 1 მ წნევაზე ფორმულის მიხედვით:

P - წნევა მანომეტრზე,

H – ვერტიკალური მანძილი წნევის მრიცხველიდან ტამპონამდე, m,

Z – შესწავლილი ინტერვალის სიგრძე (ტამპონებს შორის).

Kf-ის სავარაუდო მნიშვნელობები (მ/დღე):

თიხა – 0,001, აერაციის ზონაში 0,3-0,7-მდე;

თიხნარი – 0,05, აერაციის ზონაში 0,5-1;

ქვიშიანი თიხნარი – 0,1-0,5 აერაციის ზონაში 1-2-მდე;

ქვიშა - 1-5-დან 20-50-მდე;

ხრეში – 20-150;

კენჭი – 100-500 და მეტი.

თიხიანი ქანების წყალგამტარობა დამოკიდებულია ცვალებადი კათიონების შემცველობაზე. Ca და Mg ზრდის წყლის გამტარიანობას, ხოლო Na ამცირებს მას. ეს მნიშვნელობა იცვლება ტემპერატურის მიხედვით. მტკნარი წყლის გაფილტვრისას თიხის ნაწილაკები შეშუპებულია და Kf მცირდება, ხოლო მარილიანი წყალი, განსაკუთრებით ნატრიუმის ქლორიდი წყალი, Kf იზრდება, რადგან თიხის ნაწილაკები არ იშლება, მარილები კრისტალიზდება და ფორიანობა იზრდება.

როდესაც წყლის სპეციფიკური შთანთქმა 0,01 ლ/წთ-ზე ნაკლებია, საყოველთაოდ მიღებულია, რომ ქანები ოდნავ გატეხილია და ცემენტაცია არ არის საჭირო ფილტრაციის წინააღმდეგ საბრძოლველად. წყლის სპეციფიკური გაჯერების საფუძველზე, შეიძლება იპოვოთ

სადაც r არის ჭაბურღილის რადიუსი, m

დადგენისთვის, ჭაბურღილების და ორმოებიდან შევსების და ამოტუმბვის ექსპრეს მეთოდები ჩვეულებრივ გამოიყენება დაახლოებით და სწრაფად. ისინი შესაძლებელს ხდიან, მოკლე დროში მასობრივი სინჯებით, დახასიათდეს დანალექების ფილტრაციის თვისებები დიდ ფართობზე. ისინი განკუთვნილია ძირითადად კასეტური სატუმბი წერტილებიდან მიღებული მონაცემების შესაბამის ტერიტორიაზე ექსტრაპოლაციის მიზნით.

ყველაზე ზუსტი მონაცემები ფილტრაციის კოეფიციენტზე, ისევე როგორც სხვა პარამეტრებზე, მიიღება სხვადასხვა ხანგრძლივობის ჭაბურღილების ამოტუმბვისას.

ქანების წყლის დაკარგვა(ბ) წყლით გაჯერებული ქანების თვისება, თავისუფლად დათმოს გრავიტაციული წყალი. წყლის დანაკარგის რაოდენობას ახასიათებს წყლის დაკარგვის კოეფიციენტი - მიედინება წყლის მოცულობის თანაფარდობა, რომელიც ადრე ავსებდა სიცარიელეს მთელი კლდის მოცულობასთან. გამოხატულია ერთეული მოცულობის პროცენტულად ან წილადად და არის ცვლადი მნიშვნელობა. კენჭების, ხრეშის და მსხვილი ქვიშის წყლის დაკარგვის კოეფიციენტი უდრის მათ ფორიანობას ან მთლიანი ტენიანობის სიმძლავრეს. თიხიანი ქანების და ტორფის წყლის გამოსავლიანობა უდრის საერთო მინიმალური ტენიანობის სხვაობას.

წყლის დაკარგვის კოეფიციენტი განისაზღვრება: 1) სხვადასხვა ტენიანობის სიმძლავრეებს შორის სხვაობით; 2) კლდის გაჯერებით და წყლის ამოწურვით; 3) საველე დაკვირვებები, ჭებიდან მიწისქვეშა წყლების ამოტუმბვის მეთოდი და სხვ.

ზოგიერთი ქანების წყალმოსავლიანობა (%): ქვიშა c/z - 0,25-0,35, c/z - 0,2-0,25, m/z - 0,15-0,2, ქვიშიანი 0,1-0 ,15, თიხნარი 0,1-ზე ნაკლები, თიხნარი ახლოს. 0, ტორფი 0-0,15, ქვიშაქვები - 0,02-0,05, კირქვები - 0,008-0,1.

რიგი პრაქტიკული პრობლემების გადასაჭრელად ფართოდ გამოიყენება გაჯერების ნაკლებობის კოეფიციენტი (µ), რომელიც უდრის სხვაობას მთლიანი ტენიანობის სიმძლავრესა და კლდის ბუნებრივ ტენიანობას შორის ინფილტრაციამდე, გამოხატული ერთეული მოცულობის ფრაქციებში.

წყლის გამტარობა– წყალშემცველი წყლის სისქის (W) და 1 მ სიგანის უნარი, გაატაროს წყალი ერთეულ დროში წნევის გრადიენტით = 1. წყლის გამტარობა (T) უდრის Kf-ს (ფილტრაციის კოეფიციენტი) და წარმონაქმნის სისქეს T=KW და გამოიხატება (მ/დღეში). რაც უფრო დიდია (T), მით მეტია მიწისქვეშა წყლების ოპერატიული რესურსები. T> 100 მ 2 დღე თ 2 /დღეში წყლის ჰორიზონტი არაპერსპექტიულია წყალმომარაგების მიზნებისთვის გამოსაყენებლად.

ჰიდროგეოლოგიური პარამეტრების დასადგენად ფართოდ გამოიყენება ექსპერიმენტული ფილტრაციის სამუშაოები. ეს მეთოდები ძირითადად ეფუძნება მიწისქვეშა წყლების არასტაბილური მოძრაობის განტოლებებს სატუმბი გავლენის ზონაში. ეს შაბლონები განისაზღვრება შესწავლილი წყალშემცველი წყლის ფილტრაციისა და ტევადობის თვისებებით, რაც შესაძლებელს ხდის შეფასდეს წყლის გამტარობა, ფილტრაციის კოეფიციენტი, გამტარობის დონე, გაჯერების ნაკლებობა, წყლის გამოსავლიანობა და ა.შ. როდესაც მიწისქვეშა წყლების მოძრაობის ნიმუშები განისაზღვრება არა მხოლოდ ფილტრაციის და ტევადობის თვისებები, მაგრამ ასევე სასაზღვრო პირობებით, პარამეტრები გამოითვლება სტაბილური მოძრაობის ფორმულების გამოყენებით. ექსპერიმენტული სატუმბი იყოფა ერთ და კლასტერად.

ერთჯერადი ამოტუმბვები (დაკვირვების ჭაბურღილების გარეშე) ხორციელდება შემცირების რამდენიმე ეტაპზე, რათა დადგინდეს ჭაბურღილის დინების სიჩქარის დამოკიდებულება მიწისქვეშა წყლების დონის შემცირებაზე.

კასეტური ამოტუმბვა ხორციელდება ექსპერიმენტული ტერიტორიის სათვალთვალო ჭებით აღჭურვით, რომლებიც განლაგებულია ერთდროულად ერთი ან ორი ცენტრალურ ჭასთან, საიდანაც ხორციელდება სატუმბი. ამოტუმბვის დროს იზომება ჭაბურღილის დინების სიჩქარე და წყლის დონის შემცირება ცენტრალურ და სადამკვირვებლო ჭებში. კასეტური ამოტუმბვის ძირითადი მიზანია გამოთვლილი ჰიდროგეოლოგიური პარამეტრების დადგენა.

რთულ პირობებში, როცა საჭიროა წყალშემკრები ფენების ურთიერთკავშირის ან ვერტიკალური სადრენაჟო ჭაბურღილის ეფექტურობის შესწავლა და ა.შ., ტარდება ექსპერიმენტული ამოტუმბვა. ამოტუმბვის ხანგრძლივობა მერყეობს დღიდან 30-40 დღემდე ან მეტი. ამოტუმბვის მეთოდი დამოკიდებულია ამოტუმბვის დანიშნულებაზე და ტერიტორიის ჰიდროგეოლოგიურ პირობებზე.

ფილტრაციის კოეფიციენტის დასადგენად, ტუმბო ხორციელდება მუდმივი ნაკადის სიჩქარით (წყლის დონის შეცვლა ჭაში და ძაბრში, რაც შეესაბამება არასტაბილური ფილტრაციის რეჟიმს), ან დონის მუდმივი დაქვეითებით (სტაბილური ფილტრაციის რეჟიმი). ნაკადის სიჩქარის შემცირებაზე დამოკიდებულების დასადგენად, სატუმბი ხორციელდება დონის 2-3 დაკლებით.

მრავალშრიანი წყალგამყოფების წყალგამტარობის შესაფასებლად, რომელიც ხასიათდება წყალშემკრები და სუსტად გამტარი გამყოფი ფენების ურთიერთშრეებით, თითოეული წყალშემცველი ტესტირება ხდება ცალ-ცალკე. ამავდროულად, განისაზღვრება დაბალი გამტარიანობის თიხის ფენების მეშვეობით ქვედა და ზედა წყალშემცველებიდან ნაკადის მნიშვნელობები.

ნაკადის კოეფიციენტი (B) განისაზღვრება ფორმულით:

კმ – წყლის მთავარი ჰორიზონტის წყლის გამტარობა m 2 დღე,

K1, K11 – შესაბამისად ქანების ფილტრაციის კოეფიციენტი, მ/დღეში,

მ 1, მ 11 – ამ ფენების სისქე, მ.

მიწისქვეშა წყლების ნაკადების განსაზღვრა.

1) ბრტყელი ნაკადი და მისი ნაკადის სიჩქარე.ბინა არის მიწისქვეშა წყლების ნაკადი, რომლის ნაკადები მეტ-ნაკლებად პარალელურად მიედინება. ამის მაგალითი იქნება მიწისქვეშა წყლების ნაკადი, რომელიც მოძრაობს მდინარისკენ. გრუნტის ნაკადის სიჩქარე ჰორიზონტალურ წყალშემკრებში 1 მ სიგანეზე უდრის

დახრილი აკვიტარდით, მიწისქვეშა ნაკადის ერთეული ნაკადის სიჩქარე უდრის:

ვერტიკალური წყალშემკრების სახეები.

ვერტიკალური წყალშემკრები შეიძლება დაიყოს ჭაბურღილებად (ორმოებად) და ჭაბურღილებად. ექსპლუატირებული წყალშემკრები წყლების ბუნებიდან გამომდინარე, ისინი იყოფა მიწისქვეშა და არტეზიულ (წნევად). წყალსაცავში მათი მდებარეობის ბუნებიდან გამომდინარე, ჭაბურღილები (ჭები) იყოფა სრულყოფილ და არასრულყოფილებად. არასრულყოფილ ჭებს შეიძლება ჰქონდეთ გამტარი ფსკერი და კედლები, გამტარი კედლები და მყარი ფსკერი და მყარი კედლები და გამტარი ფსკერი (ნახ. 3).

ბრინჯი. 3. წყლის ნაკადის სქემა არასრულყოფილ ჭაში

სრულყოფილი ჭები შეაღწევს მთელ წყალსატევს და აქვთ გამტარი კედლები. ჭაბურღილებისკენ წყლის გადაადგილების დიზაინის განტოლებების არჩევანი დამოკიდებულია ვერტიკალური წყალშემკრების ტიპზე.

სრულყოფილი ჭაბურღილის დინების სიჩქარე და ქანების ფილტრაციის კოეფიციენტი

– დუპუის ფორმულა, მ 3/დღეში, აქედან

მ/დღეში

ღია ბრტყელი ფსკერის მქონე ჭაბურღილის დინების სიჩქარე გამოითვლება ფორხჰეიმერის მიხედვით:

Q=4rSK, მ 3 /დღეში.

ფილტრაციის კოეფიციენტი, მ/დღეში.

ჭაბურღილის დინება გამტარი კედლებით და ღია ფსკერით

M 3 / დღეში,

მ/დღეში

ზამარინის მიხედვით, ღია ფსკერისა და გამტარი კედლების მქონე ჭასთვის (იმ პირობით, რომ წყალშემკრები ფენის სიღრმე უცნობია) ბრტყელი ფსკერით, გამოითვლება Kf (იხ. სურ. 3):

მ/დღე, სად

Q – ჭაბურღილის დინების სიჩქარე, მ 3 / დღეში

დრენაჟებში წყლის ნაკადის ფორმულა.

მიწისქვეშა წყლების დონის შესამცირებლად კეთდება კანალიზაცია. წყლის შემოდინება B სიგრძის სრულყოფილ ჰორიზონტალურ დრენაჟში დუპუის განტოლების მიხედვით უწნეო წყლის პირობებში უდრის

M 3 / დღეში.

წნევისთვის, მ 3 / დღეში;

მ – წნევის ფენის სისქე, მ.

გაანგარიშების ფორმულები აჩვენებს ჭაბურღილის დინების სიჩქარის დამოკიდებულებას შემცირებაზე (S). აქედან გამომდინარე, ჭაბურღილის პროდუქტიულობა შეიძლება შევადაროთ ნაკადის სპეციფიკურ სიჩქარეს

ლექცია 3. მიწისქვეშა წყლების ქიმიური შემადგენლობა

Გეგმა:

მიწისქვეშა წყლების ფიზიკური თვისებები

წყლის რეაქცია

წყლის ზოგადი მინერალიზაცია

წყლის ქიმიური შემადგენლობა

წყლის ქიმიური შემადგენლობის გამოხატვის ფორმები

წყლის ვარგისიანობის შეფასება სხვადასხვა მიზნებისათვის

მიწისქვეშა წყლების თვისებების აგრესიულობის შეფასება

მიწისქვეშა წყლების ქიმიური შემადგენლობის ფორმირება

მიწისქვეშა წყლების ზონალობა

I. ფიზიკურ თვისებებზემიწისქვეშა წყლები მოიცავს გამჭვირვალობას, ფერს, სუნს, გემოს, ტემპერატურას.

ბუნებრივი წყალი შეიძლება იყოს გამჭვირვალე ან მოღრუბლული.წყლის სიმღვრივე გამოწვეულია მინერალური და ორგანული წარმოშობის შეჩერებული ნაწილაკების არსებობით. მექანიკური მინარევები შეიძლება შევიდეს წყაროს წყალში წყლის მიმღების გაუმართაობის ან წვიმის, წყალდიდობის ან მდინარის წყლის (კარსტული უბნები) წყალშემცველ ფენაში გაჟონვის გამო. ზოგჯერ მიწისქვეშა წყლების სიმღვრივე გამოწვეულია მასში გახსნილი ქიმიური ნაერთებით (რკინა და სხვ.).

ფერი. სუფთა წყალი უფეროა. ფერი აიხსნება მასში გარკვეული მინარევების არსებობით (რკინა იძლევა ჟანგიან ელფერს, წყალბადის სულფიდი აძლევს მოლურჯო ელფერს).

სუნი. მიწისქვეშა წყლები ჩვეულებრივ უსუნოა. სუნის არსებობა მიუთითებს სხვადასხვა ქიმიური ნაერთების არსებობაზე (წყალბადის სულფიდი იძლევა დამპალი კვერცხების სუნს და ა.შ.)

გემო. ჩნდება წყალში გარკვეული ნაერთების გარკვეული შემცველობით (მარილიანი - NaCl, მჟავე - სულფიდური საბადოების ადგილებში).

ტემპერატურა – მერყეობს 4-5ºС-დან 60-90ºС-მდე. 20ºС-ზე მაღალ ტემპერატურაზე წყლებს თერმული ეწოდება. ბაშკორტოსტანის რესპუბლიკაში ზედაპირული მიწისქვეშა წყლების ტემპერატურა 5-დან 20ºС-მდეა. მტკნარ წყალს tº=4ºС აქვს ყველაზე მაღალი სიმკვრივე.

II. წყლის რეაქცია (pH მნიშვნელობა). მიწისქვეშა წყლების ქიმიური შემადგენლობის შესაფასებლად, პირველ რიგში, საჭიროა ვიცოდეთ წყლის რეაქცია, ე.ი. წყალბადის იონების კონცენტრაცია. ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის თანახმად, წყალი იშლება წყალბადის () და ჰიდროქსილის () იონებად, რომელთა პროდუქტის მნიშვნელობა ყოველთვის მუდმივია მოცემულ ტემპერატურაზე. თუ რეაქცია ნეიტრალურია, მაშინ კონცენტრაცია იგივეა და 10-ის ტოლია–7 მეკვ/ლ ამიტომ წყლის მჟავიანობის ან ტუტეობის ხარისხი ხასიათდება წყალბადის იონების კონცენტრაციით. წყალბადის იონების კონცენტრაციის გამოსახატავად ჩვეულებრივ გამოიყენება მათი კონცენტრაციის ლოგარითმი (ანუ ამ იონის გრამ-ექვივალენტების რაოდენობა 1 ლიტრ წყალში), აღებული საპირისპირო ნიშნით და აღინიშნება pH = –log(H).+ ). ნეიტრალური რეაქციით pH = 7, მჟავე pH - 7-ზე ნაკლები და ტუტე pH 7-ზე მეტი. pH-ის განსაზღვრა ხორციელდება სპეციალური მოწყობილობებით (pH მეტრი) კალორიმეტრიული მეთოდით, მინდორში ლაკმუსი. ქაღალდი გამოიყენება.

III. წყლის ზოგადი მინერალიზაციაგამოიხატება წყალში შემავალი ქიმიური ელემენტების, მათი ნაერთებისა და გაზების ჯამით. იგი ფასდება მშრალი ნარჩენებით, რომელიც მიიღება წყლის აორთქლების შემდეგ 105ºC ტემპერატურაზე, ან ქიმიური ანალიზის შედეგად მიღებული ყველა იონის მასის ჯამით. გამოხატულია მილიგრამებში (გრამებში) ლიტრზე (დმ 3 ), გრამი კგ-ზე (მგ/ლ, გ/კგ). მინერალიზაციის მიხედვით იყოფა:

0,2 გ/ლ-მდე – ულტრა ახალი, 1,0 გ/ლ-მდე – ახალი,

1-10 – მლაშე: 1-3 – ოდნავ, 3-5 – საშუალო, 5-10 – ძლიერ მლაშე, 10-35 – მარილიანი, 35 გ/ლ-ზე მეტი – მარილწყალში.

IV. ძირითადი ქიმიური კომპონენტები მიწისქვეშა წყლებშიჩვეულებრივ არის: ანიონები (ჰიდროკარბონატის იონი, სულფატის იონი, ქლორის იონი), კათიონები (). წყალი ხშირად შეიცავს კარბონატულ იონს, ნიტრიტის იონს, ნიტრატის იონს (), ნახშირორჟანგს, წყალბადის სულფიდს, მეთანს, 2- და 3-ვალენტიან რკინას და ა.შ. მიწისქვეშა წყლებში აზოტის ნაერთების შემცველობა ჩვეულებრივ დაბალია (1-2 მგ/ლ) , მაგრამ ზოგჯერ აღწევს 0,5-0,8 მგ/ლ. მათი თუნდაც მცირე რაოდენობის არსებობა მიუთითებს წყლის დაბინძურებაზე და მასში მავნე საშიში ბაქტერიების აღმოჩენის შესაძლებლობაზე. თუ ნიტრიტის იონი () არსებობს, დაბინძურება ახალია, ხოლო ნიტრატის იონი ძველია. ზოგადად, მიწისქვეშა წყლები შეიცავს 60-80-მდე სხვადასხვა ქიმიურ ელემენტს გახსნილ მდგომარეობაში.

წყლის სიხისტე კალციუმის და მაგნიუმის იონების არსებობის გამო. GOST 2874-73 და SanPiN 2.1.4.1074-01 მიხედვით, წყლის სიხისტე გამოიხატება მილიგრამების ეკვივალენტებში 1 ლიტრ წყალზე. 1 მეკვ. სიხისტე შეესაბამება 20,04 მგ/ლ და 12,6 მგ/ლ შემცველობას. წყლის სიხისტის მიხედვით, ისინი იყოფა:

ძალიან რბილი - 1,5 მეკვ/ლ-მდე;

რბილი – 1,51-3,0 მეკვ/ლ,

ზომიერად მძიმე – 3,01-6,0 მეკვ/ლ,

მყარი – 6,01-9,0 მეკვ/ლ,

ძალიან მძიმე - 9,0 მეკვ/ლ-ზე მეტი.

V. არსებობს წყლის ანალიზის გამოხატვის რამდენიმე ფორმა:იონური, ეკვივალენტური, პროცენტის ექვივალენტი.

იონური ფორმით იონის შემცველობა მოცემულია გრამებში ან მილიგრამებში ლიტრზე (გ/ლ, მგ/ლ).

ეკვივალენტური ფორმა საშუალებას გვაძლევს ვიმსჯელოთ კათიონებისა და ანიონების შესაძლო კომბინაციების შესახებ. კათიონებისა და ანიონების ეკვივალენტური ერთეულების ჯამი გამოიხატება მილიგრამების ეკვივალენტებში 1 ლიტრზე და მიიღება მგ/ლ კონვერტაციის კოეფიციენტზე გამრავლებით (ცხრილები 1, 2).

ცხრილი 1

იონების ატომური წონა და მილიგრამის იონების მილიგრამის ეკვივალენტებად გადაქცევის ფაქტორები

K+

39,100

0,02558

Na+

22,997

0,04348

NH4+

18,040

0,05543

Ca2+

20,040

0,04990

მგ 2+

12,160

0,08224

Cl –

35,457

0,02820

NO 3 -

62,008

0,01613

NO 2 -

46,008

0,02174

ეკვ

51,5

48,1

პროცენტული ეკვივალენტური ფორმით, იონების შემცველობა, აღებული ეკვივალენტებში, გამოხატულია კათიონებისა და ანიონების ჯამის პროცენტულად, თითოეული აღებული 100%.

შედეგების ჩაწერის ვიზუალური ფორმაა მ.გ. კურლოვა.

წყლის სახელს ანიჭებენ უპირატესი ანიონები და კათიონები, რომელთა შემცველობა აღმავალი მიმდევრობით 20%-ზე მეტია (ზოგჯერ 25% ან 33%). მაგალითად, მოცემული ფორმულა იკითხება: სულფატ-ჰიდროკარბონატი, მაგნიუმ-კალციუმიანი წყალი.

კურლოვის ფორმულაში, ხაზის მარცხნივ მიუთითეთ გაზის შემცველობა (CO 2, H 2 S და სხვ.), წყლის მთლიანი მინერალიზაცია (გ/ლ), მრიცხველში არის ანიონები, რომელთა შემცველობა აღემატება 10% ეკვივალენტს (% ეკვივალენტები კლებადობით) მნიშვნელში - კათიონები იმავე თანმიმდევრობით, tºC წყალი იწერება ხაზის უკან, ნაკადის სიჩქარე (ლ/წმ), pH და სხვა. წყლის ქიმიური ანალიზის შედეგები ზოგჯერ გრაფიკული სახით არის გამოსახული დიაგრამების სახით - მართკუთხედი, კვადრატი, სამკუთხედი და ა.შ. გამოსახვის ყველა ფორმა და აგების მეთოდი მოცემულია (აბდრახმანოვი, მეთოდოლოგიური..., 2008).

მიწისქვეშა წყლების კლასიფიკაცია ქიმიური შემადგენლობის მიხედვით.არსებობს რამდენიმე ათეული კლასიფიკაცია, რომელიც დაფუძნებულია სხვადასხვა პრინციპზე და აქვს სხვადასხვა პრაქტიკული გამოყენება და მნიშვნელობა. ყველაზე პოპულარული კლასიფიკაციები მოიცავს Palmer, N.I. ტოსტიხინა, ვ.ა. სულინა, ო.ა. ალეკინა, ე.ვ. პოსოხოვა და სხვები. ჰიდროგეოლოგიასა და ჰიდროლოგიაში ძირითადად გამოიყენება O.A.-ს ჰიდროქიმიური კლასიფიკაცია. ალეკინა.

ყველა ბუნებრივი წყალი გაბატონებული ანიონის მიხედვით იყოფა სამ კლასად: 1) ჰიდროკარბონატი, 2) სულფატი, 3) ქლორიდი. გამოვლენილი 3 კლასი დაუყოვნებლივ იძლევა წყლის ჰიდროქიმიურ იერსახეს. ჰიდროკარბონატების კლასში შედის მდინარეების, ტბების და მიწისქვეშა წყლების მტკნარი (დაბალმინერალიზებული) წყლების უმეტესი ნაწილი. ქლორიდის კლასში შედის ოკეანის, ზღვების და ღრმა ჰორიზონტის მიწისქვეშა წყლები. სულფატის კლასის წყლები შუალედურია განაწილებით და მინერალიზაციის სიდიდით ჰიდროკარბონატებსა და ქლორიდს შორის.

თითოეული კლასი იყოფა O.A. ალეკინი ჭარბი კათიონის მიხედვით კალციუმის, მაგნიუმის და ნატრიუმის წყლების ჯგუფებად იყოფა. გარდა ამისა, ყველა წყალი გაერთიანებულია ტიპებად, გამოიყოფა 4 ტიპის წყალი.

პირველი ტიპი ხასიათდება თანაფარდობით (NHCO 3 - სოდა)

ტიპი II (ნატრიუმის სულფატი)

III ტიპი ან დაყოფილი:

III ა (–მაგნიუმის ქლორიდი) და

III ბ (- კალციუმის ქლორიდი).

როგორც დადგინდა, იონური ფორმა დამახასიათებელია მხოლოდ დაბალი მინერალიზაციის წყლებისთვის. როდესაც გახსნილი მარილების კონცენტრაცია იზრდება, იონებს შორის ურთიერთქმედება იქმნება. ხსნარში წარმოიქმნება ნეიტრალური იონები და ა.შ.

ბუნებრივი წყლების ქიმიური შემადგენლობის სირთულიდან გამომდინარე, სასმელი, სამკურნალო, ტექნიკური, სამელიორაციო და სხვა თვისებების შეფასებისას მნიშვნელოვანია ავიღოთ არა მხოლოდ ცალკეული იონების აბსოლუტური შემცველობა, არამედ ანიონებისა და კათიონების (მარილების) მოსალოდნელი ასოციაციები. ). ისინი გამოითვლება ფრეზენიუსის წესით (ჯერ ოდნავ ხსნადი მარილები ილექება, შემდეგ უფრო ხსნადი).

VI. წყლის ვარგისიანობის შეფასება სხვადასხვა მიზნებისათვის.

Წყალმომარაგება. GOST 2874-73 „სასმელი წყალი“ და SanPiN 2.1.4.1074-01 მიხედვით, წყალი უნდა აკმაყოფილებდეს შემდეგ მოთხოვნებს: მინერალიზაცია 1 გ/ლ-მდე (SES რეიტინგის მიხედვით 1,5 გ/ლ-მდე); სიმტკიცე 7 მეკვ/ლ. 350 მგ/ლ-მდე; 500 მგ/ლ-მდე (Abdrakhmanov, Chalov, Abdrakhmanova, 2007).

სარწყავი. სარწყავი წყალი, მინერალიზაციისა და ქიმიური შემადგენლობის თვალსაზრისით, უნდა იყოს ფიზიოლოგიურად ხელმისაწვდომი მცენარეებისთვის და არ გამოიწვიოს ნიადაგის დამლაშება და ალკალიზაცია. მნიშვნელოვანია ბიოლოგიურად აქტიური მიკროელემენტების მიკროკათიონების შემცველობის შესწავლა: I, Br, B, Co, Cu, Mn, Mo (აბდრახმანოვი, მეთოდოლოგიური..., 2008).

VII. მიწისქვეშა წყლების აგრესიული თვისებები.ისინი გულისხმობენ წყლის უნარს გაანადგუროს სხვადასხვა სამშენებლო მასალები, მათზე ზემოქმედება გახსნილი მარილების, გაზების ან მათი კომპონენტების გაჟონვის გზით. განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს წყლის აგრესიულ ზემოქმედებას ბეტონის კონსტრუქციებზე. ბეტონში მთავარი შემკვრელის ცემენტია. წყლის აგრესიული ზემოქმედების პრაქტიკული მნიშვნელობა კონსტრუქციის ბეტონზე იმდენად დიდია, რომ არც ერთი მნიშვნელოვანი კონსტრუქციის დასრულება შეუძლებელია წყლის გარემოს წინასწარი ჰიდროქიმიური შესწავლის გარეშე. CH-249-63-ის მიხედვით, გამოიყოფა წყლის აგრესიული მოქმედების შემდეგი სახეობები ბეტონზე: გამორეცხვა, ნახშირორჟანგი, ზოგადი მჟავა, სულფატი, მაგნეზია.

გამორეცხვის აგრესიულობა ვლინდება ბეტონის შემადგენელი კალციუმის კარბონატის დაშლაში. შესაძლებელია წყალში დაბალი შემცველობით (0,4-1,5 მგ-ეკვ/ლ) და ჭარბი იხსნება.

ნახშირორჟანგის აგრესიულობა გამოწვეულია ბეტონზე მისი ზემოქმედებით.

ყველაზე საშიშ პირობებში აგრესიული ნახშირორჟანგის () მაქსიმალური დასაშვები შემცველობა არის 3 მგ/ლ, ნაკლებად სახიფათო პირობებში 8,3 მგ/ლ-მდე.

ზოგადი მჟავა აგრესიულობა დამახასიათებელია მჟავე წყლებისთვის და დამოკიდებულია წყალბადის თავისუფალი იონების შემცველობაზე. pH 5.0-6.8-ზე შესაძლებელია ამ ტიპის აგრესია.

სულფატური აგრესიულობა ვლინდება იონების მაღალი შემცველობით, რომლებიც კრისტალიზაციის დროს ბეტონის სხეულში შეღწევისას წარმოქმნიან მარილებს. ამ მარილების წარმოქმნას ბეტონის ფორებში თან ახლავს მათი მოცულობის მატება და ბეტონის განადგურება. აგრესიულობა ვლინდება ჩვეულებრივი ცემენტებით 250 მგ/ლ-ზე მეტი, სულფატგამძლე ცემენტებით - 4000 მგ/ლ.

მაგნიუმის ტიპის აგრესიულობა ვლინდება, ისევე როგორც სულფატის ტიპი, ბეტონის განადგურებისას, როდესაც წყალი შეაღწევს ბეტონის სხეულში. ეს სახეობა გვხვდება მაღალ დონეზე. ცემენტიდან გამომდინარე, ის ჩნდება მაგნიუმის შემცველობით 1,0-დან 2,5 გ/ლ-მდე.

VIII. მიწისქვეშა წყლების ქიმიური შემადგენლობის ფორმირება.მიწისქვეშა წყლების ქიმიური შემადგენლობის ფორმირების ფაქტორები გაგებულია, როგორც მამოძრავებელი ძალები, რომლებიც განსაზღვრავენ სხვადასხვა პროცესების მიმდინარეობას, რომლებიც ცვლის წყლის მინერალიზაციას და ქიმიურ შემადგენლობას. მიწისქვეშა წყლების ქიმიური შემადგენლობა იქმნება შემდეგი ფაქტორების გავლენის ქვეშ: ნიადაგებისა და ქანების გაჟონვა, მინერალებისა და ქანების სრული დაშლა, მარილების კონცენტრაცია წყალში აორთქლების შედეგად, მარილების ნალექი ბუნებრივი ხსნარებიდან თერმოდინამიკური პირობების შეცვლისას. კათიონთა გაცვლა სილების, ნიადაგების, თიხიანი ქანების შთამნთქმელ კომპლექსში (და შემდეგ), დიფუზიური და მიკრობიოლოგიური პროცესები, სხვადასხვა წარმოშობის წყლების შერევა. გაცვლის პროცესი შეიმჩნევა თიხის ქანების კათიონებს - წყალს შორის და დამოკიდებულია შთამნთქმელი კომპლექსის სიმძლავრეზე (ცხრილი 3).

ცხრილი 3

ზოგიერთი თიხის მინერალის შთანთქმის უნარი

ეს პროცესები დამოკიდებულია კლიმატურ, გეომორფოლოგიურ, გეოლოგიურ, ჰიდროდინამიკურ და სხვა პირობებზე. მიწისქვეშა წყლების ქიმიური შემადგენლობის ფორმირებაში მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ნალექების შემადგენლობა. ცნობილია ატმოსფერული ნალექების როლი დაბალმინერალიზებული წყლების შემადგენლობის ფორმირებაში. გახსნილი მარილების მნიშვნელოვანი რაოდენობა ატმოსფეროდან დედამიწის ზედაპირზე მოდის. ბაშკორტოსტანის რესპუბლიკაში წვიმის წყლის ანიონურ შემადგენლობაში დომინირებს ჰიდროკარბონატული იონები (41-85%), ნაკლებად ხშირად სულფატი და ქლორიდი. კათიონებს შორის ჭარბობს ნატრიუმი (40-75%), ნაკლებად გავრცელებულია კალციუმი. წვიმის წყლის მინერალიზაცია მერყეობს 23-დან 88 მგ/ლ-მდე, pH -6,0-6,7, – 9-16 მგ/ლ, თოვლის წყლის მინერალიზაცია 19-54 მგ/ლ. 1კმ-ზე გათვლებით 2 ბაშკორტოსტანის ტერიტორია წელიწადში 25-27 ტონა მარილს იღებს. სსრკ ევროპული ნაწილის ტერიტორიაზე 1 კმ-ზე 50-85 აღწევს 2 .

ნალექი თანდათან უფრო ღრმად აღწევს და მარილებით გაჯერებულია ნიადაგის ჰორიზონტზე, შემდეგ კი აერაციის ზონაში. ეს ხდება მარილების, მინერალების, ქანების დაშლის შედეგად მათი ხსნადობის შესაბამისად. ხსნადობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება წყლის ტემპერატურაზე და სხვა მარილების შემცველობაზე. მარილების ხსნადობა გამოხდილ წყალში 7ºС არის (გ/ლ) – 0,013, – 2,01, – 193,9, – 168,3, – 358,6, – 329,3, – 354,3, – 558,1. თანდასწრებით ხსნადობა იზრდება 4-ჯერ. თუ წყალში CO არის 2 კარბონატების ხსნადობა იზრდება.

ფხვიერი საფარის წარმონაქმნებში წარმოიქმნება პირველი ნიადაგის ტიპის წყალშემკრები ფენები ზედაპირიდან. აერაციის ზონის ქანების წყლიანი ექსტრაქტების ანალიზი მიუთითებს, რომ როდესაც ისინი ექვემდებარებიან ატმოსფერულ წყლებს, რომლებსაც აქვთ ოდნავ მჟავე რეაქცია, შეინიშნება მარილები აერაციის ზონიდან. მიწისქვეშა წყლებში შემავალი ძირითადი მარილებია კალციუმის კარბონატები და სულფატები და მაგნიუმის კარბონატები. ჭარბი კალიუმის ნიტრატი, რომელიც მინდვრებში სასუქად გამოიყენება, ნიადაგიდან ამოღებულია. შემცველობა აღწევს 200 მგ/ლ.

რუსეთის სტეპების რაიონებში აორთქლების შედეგად დიდი რაოდენობით მარილები გროვდება აერაციის ზონაში. რაც უფრო ახლოს მდებარეობს მიწისქვეშა წყლები ზედაპირთან, მით უფრო მაღალია, სხვა თანაბარი მდგომარეობით, მისი მინერალიზაცია. არაღრმა მიწისქვეშა წყლებით 1 მ-მდე, შესაძლებელია მარილის დაგროვება დედამიწის ზედაპირზე. უდაბნო და ნახევრად უდაბნო რაიონებში ხშირად წარმოიქმნება მიწისქვეშა წყლები სულფატ-ქლორიდული და ქლორიდის შემადგენლობის მაღალი მინერალიზაციით (10-20-მდე და მეტი).

ბიკარბონატული კალციუმის წყლები (ფორმა) წარმოიქმნება კალციუმის კარბონატების (კირქვების) დაშლის შედეგად. კალციუმის სულფატი წყლები თაბაშირის გახსნისას. ჰიდროკარბონატული ნატრიუმის წყლები ჰიდროკარბონატულ-კალციუმის შემადგენლობის წყალს შორის კათიონური გაცვლის შედეგად + შთანთქმის. ნიადაგის Na კომპლექსი. ნიადაგი.

რეაქციის განვითარებისათვის ხელსაყრელი გარემო იქმნება სარწყავ მინდვრებში.

სოდასთან დამარილებისას, სოდა ნაკლებად მავნე მარილად რომ გარდაიქმნას, დაუმატეთ

ანიონები და კათიონები. ანიონებისა და კათიონების პირველადი წყაროები.

ბუნებრივი წყლების მინერალური შემადგენლობის ძირითადი წყაროებია:

1) დეგაზაციის პროცესში დედამიწის ნაწლავებიდან გამოთავისუფლებული აირები.

2) წყლის ქიმიური მოქმედების პროდუქტები ცეცხლოვან ქანებთან. ბუნებრივი წყლების შემადგენლობის ეს პირველადი წყაროები დღესაც არსებობს. ამჟამად გაიზარდა დანალექი ქანების როლი წყლის ქიმიურ შემადგენლობაში.

ანიონების წარმოშობა ძირითადად ასოცირდება მანტიის დეგაზირების დროს გამოყოფილ აირებთან. მათი შემადგენლობა თანამედროვე ვულკანური გაზების მსგავსია. წყლის ორთქლთან ერთად ატმოსფეროში შედის ქლორის (HCl), აზოტის (), გოგირდის (), ბრომის (HBr), ბორის (HB), ნახშირბადის () აირისებრი წყალბადის ნაერთები. CH-ის ფიტოქიმიური დაშლის შედეგადწარმოიქმნება 4 CO 2:

გაჯერება

სულფიდების დაჟანგვის შედეგად წარმოიქმნება იონი.

კათიონების წარმოშობა დაკავშირებულია ქანებთან. ცეცხლოვანი ქანების საშუალო ქიმიური შედგენილობა (%): – 59, – 15,3, – 3,8, – 3,5, – 5,1, – 3,8, – 3,1 და სხვ.

ქანების გამოფიტვის (ფიზიკური და ქიმიური) შედეგად მიწისქვეშა წყლები ივსება კათიონებით შემდეგი სქემის მიხედვით: .

მჟავა ანიონების (ნახშირბადის, მარილმჟავას, გოგირდის) არსებობისას წარმოიქმნება მჟავა მარილები: .

მიკროელემენტები. ტიპიური კათიონები: Li, Rb, Cs, Be, Sr, Ba. მძიმე მეტალის იონები: Cu, Ag, Au, Pb, Fe, Ni, Co. ამფოტერული კომპლექსური აგენტები (Cr, Co, V, Mn). ბიოლოგიურად აქტიური მიკროელემენტები: Br, I, F, B.

მიკროელემენტები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ბიოლოგიურ ციკლში. ფტორის ნაკლებობა ან სიჭარბე იწვევს კარიესის და ფლუოროზის დაავადებებს. იოდის ნაკლებობა – ფარისებრი ჯირკვლის დაავადება და ა.შ.

ატმოსფერული ნალექების ქიმია.ამჟამად ვითარდება ჰიდროქიმიის ახალი დარგი - ატმოსფერული ქიმია. ატმოსფერული წყალი (გამოხდილთან ახლოს) შეიცავს ბევრ ელემენტს.

გარდა ატმოსფერული გაზებისა (), ჰაერი შეიცავს დედამიწის კომპონენტების ნაწლავებიდან გამოთავისუფლებულ მინარევებს (და ა.შ.), ბიოგენური წარმოშობის ელემენტებს () და სხვა ორგანულ ნაერთებს.

გეოქიმიაში, ატმოსფერული ნალექების ქიმიური შემადგენლობის შესწავლა შესაძლებელს ხდის ატმოსფეროს, დედამიწის ზედაპირსა და ოკეანეებს შორის მარილის გაცვლის დახასიათებას. ბოლო წლებში ატომური აფეთქებების გამო ატმოსფეროში რადიოაქტიური ნივთიერებები გამოიყოფა.

აეროზოლები. ქიმიური შემადგენლობის ფორმირების წყაროა აეროზოლები:

მტვრიანი მინერალური ნაწილაკები, ხსნადი მარილების უაღრესად გაფანტული აგრეგატები, გაზის მინარევების ხსნარების პაწაწინა წვეთები (). აეროზოლების (კონდენსაციის ბირთვების) ზომები განსხვავებულია - რადიუსი საშუალოდ 20 μm (სმ) და მერყეობს (1 μm-მდე). რაოდენობა მცირდება სიმაღლესთან ერთად. აეროზოლების კონცენტრაცია მაქსიმალურია ქალაქებში და მინიმალურია მთებში. აეროზოლებს ჰაერში აწევს ქარი - ეოლიური ეროზია;

ოკეანეებისა და ზღვების ზედაპირიდან ამომავალი მარილები, ყინული;

ვულკანური ამოფრქვევის პროდუქტები;

ადამიანის საქმიანობა.

ქიმიური შემადგენლობის ფორმირება. აეროზოლების უზარმაზარი რაოდენობა ამოდის ატმოსფეროში - ისინი ეცემა დედამიწის ზედაპირზე:

წვიმის სახით,

გრავიტაციული დანალექი.

ფორმირება იწყება აეროზოლების დაჭერით ატმოსფერული ტენით. მინერალიზაცია მერყეობს 5 მგ/ლ-დან 100 მგ/ლ-მდე ან მეტი. წვიმის პირველი ნაწილი უფრო მინერალიზებულია.

დანალექების სხვა ელემენტები:

– მეასედებიდან 1-3 მგ/ლ-მდე. რადიოაქტიური ნივთიერებები და ა.შ. ისინი ძირითადად ატომური ბომბების ტესტირებიდან მოდის.

Მინერალური წყალი

მინერალური წყლების სამკურნალო თვისებებს განსაზღვრავს: მინერალიზაცია, იონ-მარილის შემადგენლობა, ბიოლოგიურად აქტიური კომპონენტების შემცველობა, გაზის და რედოქსის პოტენციალი (Eh), გარემოს აქტიური რეაქცია (pH), რადიოაქტიურობა, ტემპერატურა, წყალბადის სულფიდის შემცველობა ().

მინერალური სამკურნალო წყლების ელემენტების მინიმალური კონცენტრაცია (მგ/ლ): წყალბადის სულფიდი – 10, ბრომი – 25; იოდი 5, ფტორი – 2, რკინა – 10, რადონი – 14 ერთეული. მაჰე.

სამრეწველო წყლები მოიცავს წყლებს, რომლებიც შეიცავს მინიმუმ კომპონენტებს:

ცხრილი 4

მინერალური სამრეწველო წყლების მარეგულირებელი მოთხოვნები

ლექცია 4. მიწისქვეშა წყლების ზონირება

მიწისქვეშა წყლების ზონირება გლობალური მასშტაბით ვლინდება და მიეკუთვნება ჰიდროლიტოსფეროს ფუნდამენტური თვისებების კატეგორიას. იგი გაგებულია, როგორც ნიმუში მიწისქვეშა ჰიდროსფეროს სივრცით-დროითი ორგანიზაციის, ჰიდროგეოდინამიკური, ჰიდროგეოქიმიური, ჰიდროგეოთერმული და ჰიდროგეოქრონოლოგიური პარამეტრების ცვლილების გარკვეული მიმართულება.

მაგალითად, ვოლგა-ურალის აუზის დანალექ საფარში, გამოიყოფა ორი ჰიდროგეოქიმიური დონე, რომლებიც თავიანთი მოცულობით ზოგადად შეესაბამება ჰიდროგეოდინამიკურ დონეებს. ზედა სართული (300-400 მ, იშვიათად მეტი) შეიცავს უპირატესად ინფილტრაციულ ჟანგბად-აზოტის (აზოტის) წყლებს სხვადასხვა იონ-მარილების შემადგენლობით, რომელთა მინერალიზაცია ჩვეულებრივ არ აღემატება 10-12 გ/ლ. ქვედა სართულზე დევს სხვადასხვა წარმოშობის მაღალი წნევით, ძირითადად ქლორიდის მარილწყლები (ნალექი, ინფილტროგენური, შერეული) მარილის კონცენტრაციით 250-300 გ/ლ-მდე ან მეტი, და წყალში გახსნილი აირები (H 2 S, CO 2, CH 4, N 2 ) შეესაბამება შემცირების გეოქიმიურ გარემოს, ძალიან რთული წყლის გაცვლის პირობებს და წიაღის კვაზი-სტაგნაციურ რეჟიმს. სართულების შიგნით ქიმიური შემადგენლობისა და მინერალიზაციის ხარისხის მიხედვით გამოიყოფა ოთხი ზონა - ჰიდროკარბონატული, სულფატი, სულფატ-ქლორიდი და ქლორიდი, რომლებიც თავის მხრივ იყოფა რამდენიმე ქვეზონად (სურ. 4).

მტკნარი (1 გ/ლ-მდე) ჰიდროკარბონატული წყლების ზონა შემოიფარგლება ფართო ასაკობრივი დიაპაზონის ქანებით (მეოთხეულიდან პლატფორმაზე დევონამდე ურალის დასავლეთ ფერდობზე) და ჰიდროგეოდინამიკური თვალსაზრისით შეესაბამება ინტენსიური ცირკულაციის ზონას. . მისი სისქე (H) მერყეობს 20-50 მ-დან მდინარის ხეობებში 150-200 მ-მდე წყალგამყოფებზე, ხოლო უფას პლატოზე აღწევს 500-800 მ. წყლის მოძრაობის სიჩქარე (v), დამოკიდებულია ქანების ფილტრაციის თვისებებზე და ჰიდრავლიკური გრადიენტი, მერყეობს ათობით და ასეული მეტრიდან ათეულ კილომეტრამდე წელიწადში, ხოლო წყლის სრული გაცვლის პერიოდი (t) არის ათიდან რამდენიმე ასეულ წლამდე.

ბრინჯი. 4. სამხრეთ ურალის ჰიდროგეოქიმიური მონაკვეთი

1–9 – მიწისქვეშა წყლების ქიმიური შემადგენლობა და მინერალიზაცია, გ/ლ: 1 – კალციუმის ბიკარბონატი (0,5-მდე), 2 – ნატრიუმის ბიკარბონატი (0,5–1), 3 – ჰიდროკარბონატი, ნაკლებად ხშირად სულფატ-ჰიდროკარბონატი და ქლორიდ-ბიკარბონატი სხვადასხვა. კათიონური შემადგენლობა (1-მდე), 4 - კალციუმის სულფატი (1-3), 5 - ნატრიუმის სულფატი და კალციუმ-ნატრიუმი (3-10, იშვიათად მეტი), 6 - სულფატ-ქლორიდი (3-10), 7 - სულფატი- ნატრიუმის ნატრიუმის ქლორიდი (10–36), 8 – ნატრიუმის ქლორიდი (36–310), 9 – კალციუმ–ნატრიუმი და ნატრიუმ–კალციუმის ქლორიდი (250–330); 10 – კუნგურის შედარებით წყალგაუმტარი ჰალოგენური ქანები; 11–13 – საზღვრები: 11 – ჰიდროგეოქიმიური, 12 – სტრატიგრაფიული, 13 – წყალბადის სულფიდის გავრცელების ზედა ზღვარი მიწისქვეშა წყლებში; 14 – ჭა: a – პროფილის ხაზზე, b – განკუთვნილია მისთვის (ფიგურა – წყლის მარილიანობა (გ/ლ) შემოწმებულ ინტერვალში), 15 – ბრომის შემცველობის იზოლინები, 16 – ჰიდროიზოთერმები.

ჰიდროკარბონატული ზონის ფარგლებში გამოიყოფა ორი ქვეზონა: ზედა - კალციუმიანი (მაგნიუმ-კალციუმიანი) და ქვედა - ნატრიუმიანი წყლები. ამ უკანასკნელის სისქე ჩვეულებრივ მერყეობს 20-დან 100 მ-მდე და იშვიათად მეტი (Yuryuzano-Ai დეპრესია). ნატრიუმის ბიკარბონატული (სოდიანი) წყლების მინერალიზაცია ჩვეულებრივ შეადგენს 0,5–0,9 გ/ლ, მაგრამ ზოგიერთ შემთხვევაში აღწევს 1,2–1,7 გ/ლ. გენეტიკურად, სუფთა სოდიანი წყლები მჭიდრო კავშირშია ტერიგენულ, არსებითად თიხიან პერმის წარმონაქმნებთან, რომლებიც წარმოდგენილია შუალედური ქვიშაქვებით, სილით, ტალახით და თიხებით. მათ აქვთ საკმაოდ დაბალი ფილტრაციის თვისებები და დაბალი წყლის სიმრავლე. ჰიდროკარბონატული წყლების აირის შემადგენლობა შეესაბამება ჟანგვის გეოქიმიურ გარემოს: ნ 2 30–35, CO 2 5–30, O 2 10 მგ/ლ-მდე. გაზის გაჯერება ჩვეულებრივ არის 15–50 მლ/ლ, Eh +100…+650 mV, pH 6,7–8,8, T 4–6 გ. ჰელიუმის შემცველობა (He) შეესაბამება ატმოსფერულს (5×10–5 მლ/ლ).

სულფატური მლაშე და მარილიანი წყლების ზონა ყველგან არის განვითარებული, ღრმა მარილწყლების ბუნებრივი და ხელოვნური (ზოგიერთი ნავთობის საბადოების ტერიტორიების) გავლენის გამოკლებით. იგი მოიცავს სულფატურ და ჰიდროკარბონატულ-სულფატურ წყლებს მინერალიზაციით 1–3–დან 15–20 გ/ლ–მდე, წარმოქმნილი ჟანგვის გეოქიმიურ გარემოში ძირითადად პერმის თაბაშირის საბადოებში. ჰიდროგეოდინამიკური თვალსაზრისით, იგი შეესაბამება როგორც ინტენსიური ცირკულაციის ზონას (ეროზიის ქსელის ჭრილის ზემოთ), ასევე რთული წყლის გაცვლის ზონას, სადაც მიწისქვეშა წყლების მოძრაობის სიჩქარე წელიწადში ათეულ მეტრამდე მცირდება, ასევე სრული წყლის დრო. გაცვლა, პირიქით, იზრდება ასობით და ათასობით წლამდე.

სულფატური წყლის სიღრმე მერყეობს 0-დან 250 მ-მდე ან მეტი. ზონის საშუალო სისქე დაახლოებით 100–150 მ-ია (იხ. სურ. 4). ზონაში არის ინფილტრაციული წარმოშობის სამკურნალო სასმელი წყლის ძირითადი რესურსები, რომელთა შემადგენლობის ფორმირებაში წამყვან როლს თამაშობს ქანებიდან თაბაშირის მოპოვების პროცესები და იონგაცვლის ფენომენები ქანების შთანთქმის კომპლექსის მონაწილეობით. .

სულფატური წყლების ჟანგბად-აზოტისა და აზოტის შემადგენლობა წარმოიქმნება ჰაერის აირების შეღწევის გამო ინფილტრაციულ წყლებთან ერთად და მხოლოდ იშვიათ შემთხვევებში, როდესაც ზონის ფუძე ღრმად არის ჩაძირული და მისი სისქე მაღალია, არის H. გაზის ფაზა 2 S, გენეტიკურად ასოცირდება ბიოქიმიურ პროცესებთან სულფატულ და ბიტუმიან პერმის ქანებში. O კონცენტრაცია 2 ზონის ქვევით, ორგანული ნივთიერებების, რკინისა და სულფიდების დაჟანგვაზე მისი მოხმარების გამო, იგი მცირდება 4–5 მგ/ლ ნულამდე, ხოლო Eh მნიშვნელობა +250–დან –150 მვ–მდე მცირდება. მჟავა-ტუტოვანი პოტენციური pH მერყეობს 7,3-დან 8,8-მდე; T 4–10 გ. იზრდება ჰელიუმის შემცველობა (30-100×10-მდე-5 მლ/ლ)

კათიონური შემადგენლობის მიხედვით სულფატური ზონის წყლები მიეკუთვნება ორ ძირითად ჯგუფს - კალციუმს (მაგნიუმ-კალციუმს) და ნატრიუმს (კალციუმ-ნატრიუმს), რომლებიც შეესაბამება თაბაშირისა და გლაუბერის წყლების ჰიდროგეოქიმიურ ქვეზონებს.

ზედა ქვეზონაში წყლების მინერალიზაცია ჩვეულებრივ არ აღემატება 2,5–2,6 გ/ლ. ეს არის თაბაშირის, თაბაშირიანი ტერიგენული და კარბონატული ქანების ტიპიური გამრეცხი წყლები, რომლებშიც დომინირებს სულფატური იონი (80-90%-მდე), კალციუმი და მაგნიუმი (სულ 90-98%-მდე). ქვეზონის სისქე 10-დან 100 მ-მდე მერყეობს.

ქვედა ქვეზონის სულფატური ნატრიუმის წყლები შემოიფარგლება ექსკლუზიურად ტერიგენური თაბაშირის შემცველი პერმის ნალექებით, ლაგუონურ-საზღვაო წარმოშობისა, რომელიც მდებარეობს რეგიონის მთავარი მდინარეების ფსკერზე. ისინი ყველაზე მეტად განვითარებულია ზემო პერმის საბადოებში, რეგიონის დასავლეთით, სადაც ქვეზონის სახურავის სიღრმე მერყეობს 10-20 მ მდინარის ხეობებში 200 მ წყალგამყოფებზე. მისი სისქე საშუალოდ 100 მ. ცის-ურალის აუზში სულფატური ნატრიუმის წყლები იხსნება 100-300 მ სიღრმეზე; ქვეზონის სისქე აქ 120–150 მ აღწევს.

ნატრიუმის სულფატური წყლების მინერალიზაცია მერყეობს 1,4-დან 20-მდე, ჩვეულებრივ 3-10 გ/ლ და იზრდება სიღრმესთან ერთად. მინერალიზაციის ღირებულებით 6,0-6,5 გ/ლ-მდე, წყლის კათიონური შემადგენლობა ჩვეულებრივ კალციუმ-ნატრიუმიანია ან შერეული (სამკომპონენტიანი). უფრო მინერალიზებულ წყლებში კათიონებს შორის წამყვანი როლი ეკუთვნის ნატრიუმს (85–90%-მდე), რომელიც აბსოლუტური მაჩვენებლებით არის 4–5 გ/ლ. ნატრიუმის სულფატის წყლების წარმოქმნა განპირობებულია ორი ურთიერთდაკავშირებული და ურთიერთდამოკიდებული პროცესით, რომლებიც ასტიმულირებენ ერთმანეთს: CaSO-ს მოპოვება. 4 და ცვლის ადსორბციას ხსნარის კალციუმსა და აბსორბირებული კლდის კომპლექსის ნატრიუმს შორის.

სულფატულ-ქლორიდული წყლების ზონა 5-36 გ/ლ მარილიანობით, ისევე როგორც ზემოთ, ასოცირდება ძირითადად პერმის საბადოებთან და ხასიათდება რთული ჰიდროგეოდინამიკური რეჟიმის პირობებით. გეოქიმიურად, ზონა იკავებს შუალედურ პოზიციას, განსხვავდება რედოქსის პირობებში (Eh +100-დან 180 mV-მდე; pH 6.7-7.5), ატმოსფერული გაზებით (O). 2, N 2 ) და ბიოქიმიური (H 2 ს) წარმოშობა. ამიტომ, გაზის შემადგენლობის მიხედვით, მინერალური სულფატ-ქლორიდული წყლები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სამკურნალო სასმელად, ასევე ბალნეოლოგიური მიზნებისათვის.

ქალაქ უფას მერიდიანის აღმოსავლეთით, ვოლგა-კამას აუზის ზღვრულ ნაწილში და პრეურალის აუზში წყალბადის სულფიდულფატ-ქლორიდული წყლები (5-30 გ/ლ) გვხვდება კარბონატულ და ტერიგენულში. -ქვემო პერმის ხანის კარბონატული საბადოები, ხოლო დასავლეთ ურალის აუზში - კარბონულ და დევონურ კარბონატულ საბადოებში. ზონის სისქე აქ 250 მ აღწევს.

ქლორიდის მარილწყლების ზონა ყველგან არის განვითარებული, იკავებს ჰიდროგეოქიმიური მონაკვეთის უდიდეს ინტერვალს (3 კმ-დან უფას პლატოზე 10-11 კმ-მდე ურალის წინარე ღარში) და მთლიანად შეესაბამება არტეზიული აუზის ქვედა დონეს.

ზონა შეიცავს ორ ძირითად ქვეზონას: ნატრიუმს (CaCl 2 20%-ზე ნაკლები და ნატრიუმ-კალციუმი (CaCl 2 50-70%-მდე, ანუ 100-150 გ/ლ) მარილწყალში. ეს ქვეზონები განსხვავდებიან არა მხოლოდ იონ-მარილების საერთო შემადგენლობით, არამედ წყლების მიკროკომპონენტური და გაზის შემადგენლობით, ასევე ჰიდროგეოდინამიკური პირობებით.

ქვედა ქვეზონის ძირითადი გაზის კომპონენტები - CH 4 და N 2. H 2 მასში S არ არის. პირიქით, ნ 2 S არის ზედა (ნატრიუმის) ქვეზონაში მარილწყლების გაზის შემადგენლობის სავალდებულო კომპონენტი. ჰ-ის ბიოქიმიური წარმოქმნის ერთ-ერთი შეუცვლელი პირობაა 2 ცნობილია, რომ S არის მიწისქვეშა წყლების მობილურობა, რომელიც უზრუნველყოფს CaSO-ს დაშლას 4 და სულფატის შემამცირებელი ბაქტერიების აქტივობა. ეს გარემოება, ისევე როგორც მონაცემები მარილწყლების მეტამორფიზაციის ხარისხის შესახებ (rNa/rCl), ბრომის გრადიენტის მნიშვნელობები (Br/H) და კოეფიციენტები Br/M, He/Ar, იძლევა საფუძველს ასოცირდეს ზედა ქვეზონა წყალმომარაგების ძალიან რთული პირობებით, ხოლო ქვედა ქვეზონა კვაზი-სტაგნაციური წყლის რეჟიმის პირობებში.

ლექცია 5. მიწისქვეშა წყლების გეოლოგიური აქტივობა

Გეგმა:

კარსტ

კლდის გატეხვა

სუფუზია

I. კარსტული. დ.ს.-ის განმარტებით. სოკოლოვა (1962)კარსტული ეს არის გამტარი ხსნადი ქანების დაშლისა და განადგურების პროცესი, უპირველეს ყოვლისა, მოძრავი წყლების გამორეცხვის გზით. გამოირჩევა კარსტული ქანები - მარილიანი ქანები (მათი ფართობი მსოფლიოში 4 მილიონი კმ 2 ), თაბაშირის ანჰიდრიტი (7 მლნ კმ 2 ) და კარბონატული ქანები (40 მლნ კმ 2 ). არის მარილის კარსტი, თაბაშირი, კარბონატი. კარსტის ფორმირებისთვის საჭიროა შემდეგი პირობები:

ხსნადი ქანების არსებობა,

ბზარების არსებობა, რაც შესაძლებელს ხდის წყლის ცირკულაციას ქანებში,

მოძრავი წყლების არსებობა,

მოძრავი წყლების დაშლის ძალა.

მხოლოდ ამ პირობების გაერთიანებისას წარმოიქმნება კარსტი.

ძირითადი კარსტული ფორმები:

ბზარები, კარსტული ნიჟარები, ჭები, ბრმა ხეობები, ხეობები და ა.შ.

კარსტული გამოქვაბულები, არხები და სხვა დიდი კარსტული ღრუები,

ღრუები და მეორადი ფორიანობა.

კარსტული ქანების გადაფარვის ხარისხის მიხედვით გამოიყოფა დახურული, დაფარული, დაფარული და შიშველი კარსტის ქვეკლასები. ბაშკორტოსტანის ტერიტორიის თითქმის 50% კარსტულია (ნახ. 5, ცხრილი 5).

ბრინჯი. 5. კარსტული ზონირების სქემა

სიმბოლოებისთვის იხილეთ ცხრილი. 5

ცხრილი 5

კარსტის ზონირება ბაშკორტოსტანში

მე-5 ცხრილის დასასრული

II. კლდის გატეხვა.მოტეხილობა არის ქანების უწყვეტობის მოშლის ფორმა, გავრცელებულია დედამიწის ქერქის დანალექ, ცეცხლოვან და მეტამორფულ წარმონაქმნებში. მოტეხილობა არის მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს ქანების წყალგამტარობას.

დ.ს.-ს ცნობილი კლასიფიკაციის მიხედვით. სოკოლოვის ბზარების ოთხი კატეგორიაა: ლითოგენეტიკური, ტექტონიკური, განტვირთვისა და ამინდი.

ლითოგენეტიკური ბზარებიწარმოიქმნება ლითოგენეზის პროცესში ქანების (ნალექის) შინაგანი ენერგიის გამო. მათი გამორჩეული მახასიათებელია ლოკალიზაცია მოცემულ ფენაში (შრის შიდა ბზარები); მათი მიმართულება შეიძლება იყოს განსხვავებული: საწოლთან პარალელურად, პერპენდიკულარული ან მისკენ მიდრეკილი.

ტექტონიკური ბზარებიარის დედამიწის ქერქის დაძაბულობისა და მოძრაობის შედეგი, ქანების პლიკაციური (დაკეცილი) და დისიუქციური (შეწყვეტილი) დეფორმაციები. ისინი იყოფა ორ ტიპად: შიდა და რამდენიმე ფენად ჭრის. ტექტონიკური და ლითოგენეტიკური შრეშიდა ბზარები ძალიან ჰგავს ერთმანეთს და, შესაბამისად, პრაქტიკულად ძნელი გასარჩევია.

გადმოტვირთვა და ამინდი ბზარებიმიეკუთვნება ეგზოგენურ ჯგუფს. ისინი, როგორც წესი, თავსდება ენდოგენური წარმოშობის (ლითოგენეტიკური და ტექტონიკური) და პლანეტარული მოტეხილობების გისოსებზე.

ბაშკორტოსტანში ქანების გატეხვის შესახებ ცოდნის დონე არ არის ერთნაირი სხვადასხვა რეგიონში. ამ საკითხზე ინფორმაციის უდიდესი სისრულე ხელმისაწვდომია სამხრეთ ურალის (დასავლეთ ბაშკორტოსტანი) პლატფორმის ტერიტორიის დანალექი საფარისთვის, სადაც მოტეხილობა შეისწავლეს ჰიდროგეოლოგიური კვლევების, ნავთობის საბადოების გამოკვლევისა და ექსპლუატაციის და წყალმომარაგების ძიების პროცესში. წყაროები. ბაშკორტოსტანის დაკეცილ მთიან რეგიონში ქანების რღვევა ცუდად არის შესწავლილი.

ბაშკორტოსტანის პლატფორმის რეგიონის ქანების ბზარებს შორის გამოირჩევა ტექტონიკური, ლითოგენეტიკური შიდაფენა და სეკანტური ბზარები. ისინი გავრცელებულია პერმის ქანების ყველა ლითოლოგიურ ჯიშში, რომლებიც ქმნიან პლატფორმის დანალექ საფარს - თაბაშირი, კირქვა, მერგელი, სილქვა, ტალახი და ტალახის მსგავსი თიხა, ქვიშაქვები და ა.შ. °) საკმაოდ იშვიათია. სწორი, ღია და უფსკრული ნაპრალების ზედაპირი გლუვია (თაბაშირსა და კირქვაში) და უხეში (ქვიშაქვაში), ძალიან გლუვი და ადგილებზე გაპრიალებული (არგილიტის მსგავს თიხებში). კედლებზე არის რკინისა და მანგანუმის ჰიდროქსიდების საბადოები, კალციტისა და თაბაშირის საბადოები.

ყველაზე მეტად ნამსხვრევებია ტალახის მსგავსი თიხა და ტალახიანი (ბზარის სიმკვრივე 0,1–0,3 მ). საშუალო და სქელ ფენის მასიურ კირქვებში ბზარები განლაგებულია ერთმანეთისგან 0,5-2,5-დან 5-9 მ-მდე, ხოლო თხელფენიან და ფოთლოვან კირქვებში - 0,1-დან 0,4 მ-მდე, ნაკლებად ხშირად 1,5 მ-მდე. , თაბაშირში - 0,5-დან 2,0 მ-მდე ან მეტი. ქვიშაქვებში ბზარების სიმკვრივე დამოკიდებულია მათი ცემენტის შემადგენლობასა და ტიპზე. სუსტად ცემენტირებული და საშუალო სიმკვრივის ქვიშაქვები ბაზალური ტიპის თიხიანი ცემენტით იშლება უფრო ინტენსიურად, ვიდრე ქვიშაქვების ძლიერი ჯიშები კარბონატული ცემენტით.

ფენათაშორისი და ჯვარედინი ნაპრალების მაქსიმალური სიგანე გვხვდება მასიურ, სუფთა კირქვებსა და ძლიერ ქვიშაქვებში (1–20, ზოგჯერ 50 სმ–მდე). თხელფენოვან თიხიან კირქვებსა და მერგელებში ბზარების სიგანე 0,2-დან 3 სმ-მდეა.

კუნგურ თაბაშირში, მიუხედავად მისი მასიურობისა, შრეშიდა და სეკანტური ბზარების სიგანე მცირეა (1–1,5 სმ-მდე), რაც დაკავშირებულია ქანების მაღალ პლასტიურობასთან. ამავე დროს, მათში არსებული ბზარები ემსახურება მათ გასწვრივ კარსტული პროცესის განვითარების საწყის მიზეზს, რაც იწვევს წყლის გამტარიანობის მკვეთრ მატებას (100 მ/დღეში). ხეობის ზონებში კარსტული ქანები ასევე გართულებულია განტვირთვის ბზარებით.

სამხრეთ ცის-ურალის პერმის საბადოებში გამოვლინდა ფენის შიგნითა და ჭრის ბზარების ორი უპირატესი მიმართულება, რომლებიც ორიენტირებულია მართი კუთხით ერთმანეთზე და საწოლ სიბრტყეზე. ეს მიმართულებებია: ბუგულმა-ბელბეევსკაიას მაღლობზე - ჩრდილო-დასავლეთით 320–340° და ჩრდილო-დასავლეთით 40–60° ან ჩრდილო-დასავლეთით 290–300° და ჩრდილო-აღმოსავლეთით 25–30° (ნახ.6a), კამა-ბელსკის დეპრესიაში - NW 290–335° და NE 45–70°, უფას პლატოზე (ნახ.6ბ) - NW 320–340° და NE 40–60° ან NW 270–280°, იურიუზან-აის დეპრესიაში (იანგან-ტაუს რეგიონი) - NW 310–320° და NE 40–55° ან NW 270–290 ° და NE 15–25 °, ბელსკის დეპრესიის სამხრეთ ნაწილში - NW 340–350 ° და NE 60–70 °. ჩრდილო-დასავლეთის მიმართულება შეადგენს 40–52%. გაზომილი ბზარების საერთო რაოდენობისა, ხოლო ჩრდილო-აღმოსავლეთის ბზარების წილი 35%-მდეა.

ბრინჯი. 6. ვარდის დიაგრამები სამხრეთ ცის-ურალის პერმის საბადოებში შიდაფენოვანი და სეკანტური ბზარების მიმართულებების შესახებ (%).

ა - ბუგულმა-ბელბეევსკაიას მაღლობი; ბ - უფას პლატო

ტექტონიკური პროცესების წამყვანი როლი პლატფორმის კონსტრუქციებზე კლდის მოტეხილობის წარმოქმნაში დადგენილი და აღიარებულია მრავალი მკვლევრის მიერ. ფაქტობრივი მასალა ბუგულმა-ბელბეევსკაიას ზემო ზემო პერმის საბადოების და უფას პლატოსა და პრიბელსკაიას დაბლობზე ქვედა პერმის ქანების მოტეხილობის შესახებ მიუთითებს შეთანხმებას მოტეხილობის მაქსიმუმსა და კლდის წარმოქმნის ელემენტებს შორის.

განსახილველი ტერიტორიის ჰიდროგრაფიული ქსელის მდებარეობა ასევე შეესაბამება მოტეხილობის გაბატონებულ მიმართულებებს. კარბონატების საბადოების ინტენსიური კარსტიფიკაცია ასევე შემოიფარგლება ტექტონიკური მოტეხილობის ხაზოვანი ზონებით.

ლითოგენეტიკური ბზარების სახეობააბზარების გაშრობა. ისინი წარმოიქმნება სუბჰაერულ პირობებში ამინდის აგენტების მონაწილეობით, ღიაა ზედაპირზე და სწრაფად ვიწროვდება სიღრმით. რაც უფრო მცირეა ფენის სისქე, მით მეტია ასეთი ბზარების რაოდენობა. საშრობი ბზარები ზედაპირიდან 2,5–3 მ სიღრმეზეა, მათი სიგანე მერყეობს 1–2, იშვიათად 2,5–3 სმ მონაკვეთის ზედა ნაწილში 1–2 მმ ქვედა ნაწილში. ბზარები ან ღიაა ან ივსება ფხვიერი ჰუმუსის მასალით.

ლითოგენეტიკური საწოლების მოტეხილობებიმკაფიოდ გამოხატულია კირქვებში და ქვიშაქვებში, თხელფენიანი კირქვებისთვის დამახასიათებელი უდიდესი სიმკვრივით (0,03–0,1 მ) და უმცირესი გახსნილობით (0,1–0,3 სმ). მათში არსებული ბზარები, როგორც წესი, ივსება თიხიანი მასალით. საშუალო და სქელ ფენოვან კირქვებში ნაპრალების სიმკვრივე 0,5–0,8 მ-ია, სიგანე 0,5–2,0 სმ, ქვიშაქვებში საწოლ ნაპრალების სიმკვრივე მერყეობს 0,05-დან 0,3 მ-მდე, ხოლო სიგანე – 0-მდე. 05–0,1–დან 1–3 სმ–მდე თითქმის ყველა ბზარს აქვს ფხვიერი ქვიშიან–თიხიანი შემავსებელი.

ბზარების განტვირთვა(გვერდითი და ქვედა წნევა) განვითარებულია მდინარის ხეობებში. მათი წარმოქმნა დაკავშირებულია ქანების დეკომპრესიასთან, რომელიც გამოწვეულია ეროზიის გავლენით გეოსტატიკური წნევის გამოთავისუფლებით. აღმოსავლეთ ევროპისა და ციმბირის პლატფორმების მდინარის ხეობებში განტვირთვის ზონის სისქე, ლიტერატურის მონაცემებით, რამდენიმე ათეული მეტრია. დანალექ ქანებში დაშლილი ქანების გავრცელების სიღრმე დამოკიდებულია მათ სიძლიერეზე და მერყეობს 30-დან 50 მ-მდე.

განტვირთვის ბზარები ყველაზე დეტალურად შეისწავლა ა.გ. ლიკოშინი მდინარის ხეობაში.უფა პავლოვსკის ჰიდროელექტროსადგურის კვლევების დროს. ცნობაში მან აღნიშნა ბზარები 3-დან 25 სმ-მდე სიგანით, ზოგან თიხის მასალით სავსე. სიღრმესთან ერთად, ბზარების რაოდენობა და მათი სიგანე მკვეთრად მცირდება. მდინარის ხეობაში ბელაია უფას რეგიონში, გვერდითი კედლის ბზარები არღვევს თაბაშირს ფერდობის პარალელურად ცალკეულ ბლოკებად.

ბზარების გადმოტვირთვა ბუგულმა-ბელბეევსკაიას ზეგანის, კამა-ბელსკის და იურიუზანო-აისკის დეპრესიების რაიონებში პრაქტიკულად ვიზუალურად არ არის შესწავლილი. ამასთან, უნდა აღინიშნოს, რომ სამხრეთ ცის-ურალის მდინარის ხეობებში, წყლის ინტერსტრატული დაღმავალი ნაკადების პირობებში, გვერდითი წნევის ბზარები, როგორც წყალგამტარ, ისე წყალგამძლე ქანების ფერდობებზე გადაკვეთა, ხელს უწყობს დრენაჟს. წყალსატევები მდინარის დონემდე. ამით აიხსნება წყაროების დაბალი დინება, მათი მცირე რაოდენობა, ასევე სუსტად გამოხატული სართულების რაოდენობა ბელაიას, იკას, უფას, იურიუზანის, აიას, ჩერმასანის, უსენის, დემას და ა.შ. ხეობების ციცაბო ფერდობებზე. მდებარეობს ხეობების პირას ნაწილებში და არ აღწევს მდინარის დონეს, ხშირად აღმოჩნდება დაბალი წყლის ან თუნდაც უწყლო.

გვერდით კედელში ბზარების არსებობა, მასივის იზოლირება ცხელი აირებით იურიუზან-აის წყალშემკრები აუზის წყალშემკრები ფენებიდან, ასევე ხსნის ბაშკორტოსტანის იანგანტაუს "ფენომენს" (გაზის თერმული ფენომენები).

ამ ტერიტორიაზე ჰიდროგეოლოგიური კვლევებისა და წყალმოძიების სამუშაოების ვრცელი მასალა მიუთითებს იმაზე, რომ მკვრივი ქანების წყალგამტარობა, რომელიც, როგორც ცნობილია, დამოკიდებულია მათ გატეხვაზე, მნიშვნელოვნად (საშუალოდ 10-ჯერ) უფრო მაღალია მდინარის ხეობებში, ვიდრე წყალგამყოფებში. მაგალითად, მდინარეების სიუნის, ბაზას, ჩერმასანის და სხვათა ხეობებში წყალქვეშა უფას ქვიშაქვების ფილტრაციის კოეფიციენტები მერყეობს 1-5-დან 10-15 მ/დღეში, ზოგჯერ მეტი, ხოლო წყალგამყოფებში ისინი არ აღემატება მეათედი მ. /დღეს.

წყლის გამტარიანობის მსგავსი დამოკიდებულება ოროგრაფიულ პირობებზე შეინიშნება აგრეთვე თიხნარ ქანებზე. ეს ნიმუში, როგორც ჩანს, ზოგადი ხასიათისაა და მიუთითებს მდინარის ხეობების ქვეშ დასუსტებული ზონების არსებობაზე ქანების გაზრდილი წყლის გამტარიანობით და, შესაბამისად, უფრო მაღალი მოტეხილობით, რომლის ფორმირებაში უდავოდ მნიშვნელოვან როლს ასრულებს განტვირთვის ფაქტორი.

ბაშკორტოსტანის დაკეცილ მთიან რეგიონში ქანების დაშლა შეისწავლეს არაერთმა მკვლევარმა (Yu.E. Zhurenko, I.K. Zinyakhina, A.P. Rozhdestvensky, V.A. Romanov, G.S. Senchenko, R.A. Fatkullin და ა.შ.). ისინი მიუთითებენ ამ რეგიონში ტექტონიკური და ლითოგენეტიკური ტიპების მოტეხილობების უპირატეს განვითარებაზე.

კლდის ნაპრალი გვხვდება თითქმის ნებისმიერ კლდეში, მიუხედავად სტრუქტურული პოზიციისა, პეტროგრაფიული შემადგენლობის, ასაკისა, მცირე და უფრო დიდი ბზარების კომპლექსურ სისტემას (ქსელს) ქმნიან, რომლებიც ჭრიან კლდის მასას მნიშვნელოვან სიღრმემდე (300-400 მ-მდე). ყველაზე დიდი ბზარები, რომლებიც დაჯგუფებულია გარკვეული მიმართულებების სისტემებში, ჰყოფს მასიური და მკვრივი დანალექი, ცეცხლოვანი და მეტამორფული ქანების ბლოკებად - სხვადასხვა ფორმისა და ზომის ცალკეულ ერთეულებს.

სამხრეთ ურალის ქანებში შეღწევის მოტეხილ სისტემებს შორის, არსებობს ზოგადად უმნიშვნელო განსხვავებები სხვადასხვა ასაკის ქანებში მოტეხილობის ორიენტაციასა და პეტროგრაფიულ (ლითოლოგიურ) შემადგენლობაში, რომლებიც გამოვლინდა საველე გაზომვების სტატისტიკური დამუშავებით. ასე რომ, რ.ა. ფატკულინი, ურალტაუს ანტიკლინორიუმის მეტამორფული კომპლექსის პრეკამბრიულ ქანებში (ფიქლები, კვარციტები), ბზარები ხვდება აზიმუთებში 20°, 50°, 280°, 320°, 340°, ზილაირის წარმონაქმნის ქვიშაქვებში (D. 3 fm - C 1 უ) - 0°, 40°, 80°, 350°, ირენდიკის ამაღლების სილურული და დევონური ხანის ანთებით ქანებში - 0°, 20°, 40°, 80°, 350°, კიზილოს დევონურ ცეცხლოვან ქანებში. -ურტაზიმ სინკლინორიუმი - 30°, 60°, 90°, 280–300°, 350°.

რეგიონის ჰიდროგრაფიული ქსელის ძირითადი მიმართულებები ემთხვევა ქანების რღვევას.

კლდის ხსნადობა. ეს პროცესი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს კარსტის ფორმირებაში. ქანების ხსნადობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება სხვა მარილების არსებობისას (ცხრილები 6, 7, 8).

ცხრილი 6

ხსნადობა თანდასწრებით (ვ.მ. ლევჩენკო, 1950)

გ/ლ

2,085

2,25

3,14

4,35

7,48

6,96

6,64 ,% მოცულობა

0,00

0,03

0,30

10,00

100,00

III. სუფუზია - მცირე ნაწილაკების მექანიკური მოცილება ფხვიერი ქანებიდან და ბზარებიდან მიწისქვეშა წყლების გადაადგილებით.

სუფუზია არის ჰიდროდინამიკური წნევის შედეგი, რომელსაც გაფილტრული წყალი ახდენს კლდეზე. სუფუზია ჩვეულებრივ ხდება ქვიშიან კლდეებში. ნაწილაკების მოცილება იწყება მაშინ, როდესაც წნევის გრადიენტი აღწევს კრიტიკულ მნიშვნელობას. კრიტიკული გრადიენტი ე.ა. ზამარინი უდრის

γ არის ქვიშის სიმკვრივე, n არის ქვიშის ფორიანობა ერთეულების წილადებში.

სუფუზია ხდება ჰიდრავლიკური სტრუქტურებისა და არხების საძირკვლის ქვეშ და შეიძლება გამოიწვიოს სტრუქტურების განადგურება.

ლექცია 6. მიწისქვეშა წყლების რეზერვების შეფასება

მიწისქვეშა წყლების განვითარებისა და მოპოვებისთვის აუცილებელია მიწისქვეშა წყლების მარაგების ცოდნა (ზოგჯერ მას რესურსებსაც უწოდებენ). ისინი შედგება რამდენიმე ტიპისგან:

საუკუნოვანი

Q საუკუნე = F×H×µ, სადაც F არის წყლის ჰორიზონტის განაწილების არეალი, კმ 2 ; H – წყლის ჰორიზონტის სისქე, m, μ – წყლის გამოსავლიანობა.

განახლებადი ბუნებრივი რესურსები (რეზერვები).

Q WHO = MF, სადაც M არის მიწისქვეშა ნაკადის მოდული l/s×km 2 .

საოპერაციო რეზერვები

Q ex = +0,7Q exc სადაც α არის მოპოვების კოეფიციენტი, წყლის ჰორიზონტის დონის დაწევის მაქსიმალური დასაშვები მნიშვნელობა (ჩვეულებრივ, წყალშემკრები ფენის სისქის ნახევარზე მეტი, α = 0,5), t არის მითითებული სამუშაო დრო, წლები (ჩვეულებრივ გამოითვლება 15-ზე. 25, 50 წელი).

მიწისქვეშა წყლების გამოსაყენებლად საჭიროა იცოდეთსაოპერაციო რესურსები. ეს არის მიწისქვეშა წყლების მოცულობა მ 3 / დღე, რომელიც შეიძლება მიღებულ იქნეს ტექნიკურად და ეკონომიკურად რაციონალური წყალმიმღები სტრუქტურებით მოცემული სამუშაო რეჟიმით და წყლის ხარისხით, რომელიც აკმაყოფილებს მოთხოვნებს წყლის მოხმარების მთელი სავარაუდო პერიოდის განმავლობაში.

საოპერაციო რეზერვები (რესურსები) უზრუნველყოფილია:

ბუნებრივი (საუკუნოვანი) ტევადობის რეზერვები;

ბუნებრივი (განახლებადი) რესურსები;

მოზიდული რესურსები;

ხელოვნური რეზერვები (წარმოქმნილი ჰიდრავლიკური საინჟინრო მშენებლობის, ირიგაციის, ხელოვნური შევსების დროს).

საოპერაციო რეზერვები იყოფა 4 კატეგორიად: A, B, C 1, C 2 . A და B კატეგორიები სამრეწველო რეზერვებია.

ლექცია 7. მიწისქვეშა წყლის რეჟიმი

რეჟიმის ქვეშ მიწისქვეშა წყლები უნდა გვესმოდეს, როგორც მისი დონის, ტემპერატურის, ქიმიური შემადგენლობისა და ნაკადის ცვლილება დროში და სივრცეში ბუნებრივი და ხელოვნური ფაქტორების გავლენის ქვეშ.

ბუნებრივი ფაქტორებით, მიწისქვეშა წყლების რეჟიმზე გავლენის ქვეშ, გაიაზრონ მიწისქვეშა წყლების შევსების და ჩაშვების პირობების ცვლილება ზედაპირული წყლების რეჟიმის, ასევე ნალექების, ტემპერატურისა და ჰაერის წნევის მიხედვით. რიგი მკვლევარები მიწისქვეშა წყლების რეჟიმების ცვლილებებს მზის აქტივობას უკავშირებენ.

ხელოვნური ფაქტორები, მიწისქვეშა წყლების რეჟიმზე ზემოქმედება დაკავშირებულია ადამიანის პრაქტიკულ საქმიანობასთან. მათ შორისაა ამოტუმბვა, წყალსაცავებში წყლის ჰორიზონტის ამაღლება, სარწყავი, დრენაჟი და ა.შ.

აუცილებელია განვასხვავოთ მიწისქვეშა წყლის რეჟიმის ელემენტების ყოველდღიური, სეზონური, წლიური და გრძელვადიანი ცვლილებები.

დღიური დონის რყევები შესწავლილია ყველაზე სრულად; ისინი დამოკიდებულნი არიან ტენიანობის დეფიციტზე აერაციის ზონაში და არიან 0,7-3,2 რიგის მიხედვით.

სეზონური ცვალებადობა ძირითადად დამოკიდებულია ნალექზე და გრუნტის ტემპერატურაზე; ამ ფაქტორების გავლენა აშკარად ფიქსირდება გაზაფხულზე და შემოდგომაზე.

მიწისქვეშა წყლების დონის წლიური რყევები დამოკიდებულია ნალექების რაოდენობაზე, მის ინტენსივობაზე, ტენიანობის დეფიციტზე და ნიადაგის ტემპერატურაზე. რყევების წლიური ამპლიტუდებია 0,78-3,05 მ, 60-წლიანი დაკვირვებით ფიქსირდება მთელი რიგი მაქსიმუმები და მინიმუმები, რომლებიც მეორდება ყოველ 10-13 წელიწადში. წყლის მინიმალური დონე ემთხვევა მშრალ წლებს, მაქსიმალური კი სველ წლებს.

ჩვეულებრივია განასხვავოთ მიწისქვეშა წყლის რეჟიმის ორი ტიპი: სანაპირო და წყალგამყოფი.

წყალგამყოფ ადგილებში მიწისქვეშა წყლების რეჟიმი ძირითადად დამოკიდებულია მხოლოდ კლიმატურ ფაქტორებზე; ზედაპირული წყლის დონის რყევებს მცირე ეფექტი აქვს.

მიწისქვეშა წყლების რეჟიმი სანაპირო მდინარის და ზღვის რაიონებში ან წყალსაცავებთან პირდაპირ კავშირშია ზედაპირული წყლის რეჟიმთან; მათი გავლენა მოქმედებს 5-11 კმ-მდე დისტანციებზე. მიწისქვეშა წყლების დონის რყევების ამპლიტუდა მდინარიდან 1 კმ-ში მდებარე ჭაში აღწევს 6,5 მ.

მიწისქვეშა წყლების რეჟიმზე გავლენას ახდენს მოქცევის დინები, რომლებიც ვრცელდება სანაპიროდან 15 კმ-მდე.

ნოტიო კლიმატის მქონე რაიონებში მიწისქვეშა წყლების დონის რყევების ამპლიტუდა მდინარეებიდან შორს, როგორც წესი, არ აღემატება 1-1,5 მ-ს და იშვიათად აღწევს 2-2,5 მ. ყველაზე დიდი ამპლიტუდა შეინიშნება გაზაფხულზე თოვლის დნობის პერიოდში, ყველაზე მცირე ზამთარში. . წყალსატევების პროდუქტიულობა, ისევე როგორც მიწისქვეშა წყლების ქიმიური შემადგენლობა და ტემპერატურა, მცირედ იცვლება მთელი წლის განმავლობაში.

მთიან რაიონებში მიწისქვეშა წყლების დონის რყევები და წყალშემკრები ფენების პროდუქტიულობის ცვლილება მთელი წლის განმავლობაში ძალიან დრამატულია.

არიდულ რაიონებში, ისევე როგორც ტენიან ადგილებში, მიწისქვეშა წყლების რეჟიმი დამოკიდებულია მეტეოროლოგიურ ფაქტორებზე. ამ ტერიტორიების რეჟიმში განსხვავება იმაში მდგომარეობს, რომ არიდულ რაიონებში მიწისქვეშა წყლების დონის რყევების წლიური ამპლიტუდა აღწევს 6-8 მ-ს წყალსატევის პროდუქტიულობის მნიშვნელოვანი შემცირებით.

ხელოვნური ფაქტორების გავლენით მიწისქვეშა წყლების რეჟიმი შეიძლება მკვეთრად შეიცვალოს. ეს ყველაზე მკაფიოდ გამოიხატება წყალმიმღები და მაღაროების რაიონებში, სადაც მიწისქვეშა წყლების დონის კლება წელიწადში მინიმუმ 1,5-2 მ-ია.

მიწისქვეშა წყლების რეჟიმის შეცვლას, კერძოდ, მისი დონის რყევებს, დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს: დონის მატებისას შეიძლება მოხდეს შენობების დატბორვა ან ტერიტორიების დაჭაობება, ხოლო არიდულ ადგილებში, სადაც მიწისქვეშა წყლები მდებარეობს 1,5 მ სიღრმეზე, დონის მატებამ შეიძლება გამოიწვიოს მიწისქვეშა წყლების ზედაპირიდან აორთქლება და ნიადაგში მარილების დაგროვება სოლონეტების ან სოლონჩაკების წარმოქმნით.

ლექცია 8. საინჟინრო გეოლოგიის საფუძვლები

Გეგმა:

ქანების საინჟინრო-გეოლოგიური თვისებების ცნება.

ქანების საინჟინრო-გეოლოგიური თვისებების შესწავლის მეთოდები.

ქანების ძირითადი საინჟინრო-გეოლოგიური თვისებები.

ქანების ტექნიკური მელიორაცია.

ქანები, რომლებიც გამოიყენება სხვადასხვა სტრუქტურების საძირკვლად, არის ნიადაგი. ნიადაგები არის ქანები და ნიადაგები, რომლებიც შესწავლილია როგორც მრავალკომპონენტიანი სისტემები, რომლებიც დროთა განმავლობაში იცვლებიან, მათი, როგორც ადამიანის საინჟინრო საქმიანობის ობიექტის გაგების მიზნით. წარმოშობისა და გეოლოგიური განვითარების განსხვავებების გამო, ქანები არ არის იგივე. ზოგიერთი თვისება შეიძლება შეიცვალოს სტრუქტურების მუშაობის დროს. საინჟინრო-გეოლოგიურ თვისებებზე გავლენას ახდენს გეომორფოლოგიური პირობები, თანამედროვე გეოლოგიური პროცესები, ჰიდროგეოლოგიური პირობები (მიწისქვეშა წყლების სიღრმე, ქიმიური შემადგენლობა) და სხვ.

შესწავლილია ქანების საინჟინრო-გეოლოგიური თვისებები:

გეოლოგიური მეთოდები (ქანების ასაკი, წარმოშობა, წარმოშობის ბუნება, სისქე) ჭაბურღილების და ორმოების ბურღვით.

საველე მეთოდების (შტამპების) გამოყენებით. ისინი დაფუძნებულია სპეციალური დანადგარების გამოყენებაზე, რომლებიც შესაძლებელს ხდის ქანების თვისებების შეფასებას მათი ბუნებრივი წარმოშობის პირობებში (შევსება, ამოტუმბვა და ა.შ.).

ლაბორატორიული მეთოდები (გრანულომეტრიული შემადგენლობა, პლასტიურობა, ბუნებრივი ტენიანობა, ფორიანობა, სიმკვრივის ხარისხი, მოცულობითი წონა, ნიადაგის დიაგრამა და ა.შ.).

ქანების შესწავლისას ხდება მათი მდგომარეობის შესწავლა (მოტეხილობა, ამინდი, ბზარის შემავსებელი, კომპრესიული სიმტკიცე და ა.შ.). ქანების სიმტკიცის თვისებების კლასიფიკაცია მოცემულია ცხრილში. 9.

ცხრილი 9

ქანების კლასიფიკაცია კომპრესიული სიმტკიცის მიხედვით 60-100

100-150

150-230

230-350

350-520

520-800

800-1200

1200-1800

1800-2700

>2700

ქანების ძირითადი საინჟინრო-გეოლოგიური თვისებები მოიცავს შემდეგ მაჩვენებლებს:

1. არაკოჰეზიური (განსაზღვრული საცრის ანალიზით) და შეკრული ქანების გრანულომეტრიული შედგენილობა განისაზღვრება ჰიდრომეტრიული მეთოდით - წყალში ნაწილაკების სხვადასხვა დალექვის სიჩქარეზე დაყრდნობით. ანგარიშსწორების განაკვეთს განსაზღვრავს სტოკსი. ჰეტეროგენურობის კოეფიციენტი და ნაწილაკების დიამეტრი, რომლებზეც ნაკლები მოცემული კლდე შეიცავს ნაწილაკების შესაბამისად 60 და 10%-ს. როდესაც K > 3, ქანებს უწოდებენ ჰეტეროგენულს.

2. კლდის სიმკვრივე - მყარი ნაწილაკების მასის თანაფარდობა მათ მოცულობასთან (ქვიშის ქანების სიმკვრივე ჩვეულებრივ შეადგენს 2,5-2,8 გ/სმ³).

3. ქანების ფორიანობა - ყველა ფორების მოცულობის თანაფარდობა კლდის მთლიან მოცულობასთან: .

4. ქვიშებისა და ხრეშისთვის განისაზღვრება დასვენების კუთხე. ეს არის კუთხე, რომელიც წარმოიქმნება ქვიშის კონუსის ზედაპირის მიერ ჰორიზონტალური სიბრტყით, როდესაც ქვიშა თავისუფლად ასხამს თვითმფრინავს ჰაერში მშრალ მდგომარეობაში.

5. პლასტიურობა - კლდის უნარი, გარე ძალების გავლენით შეიცვალოს ფორმა განადგურებისა და რღვევის გარეშე. განისაზღვრება ტენიანობის დიაპაზონში. პლასტიურობის ზედა ზღვარი არის ტენიანობა, რომლის მატებასთან ერთად კლდე კარგავს თავის პლასტიკურ თვისებებს.

ქანების ტექნიკური მელიორაცია მოიცავს ქანების მდგომარეობისა და თვისებების რეგულირებას და ტრანსფორმაციას მოცემული მიმართულებით, გრანულომეტრიული შემადგენლობის, ბროლის გისოსის სტრუქტურისა და სიმყარის ხარისხის შეცვლას. ტექნიკური მელიორაციის ზოგიერთი მეთოდი იწვევს ისეთ ღრმა და რადიკალურ ცვლილებებს, რომ ისინი მთლიანად კარგავენ ბუნებრივ თვისებებს. ორხსნარიანი სილიციიზაციის შედეგად ქვიშა გადაიქცევა მონოლითურ ქანებად. თიხის ქანები ქვად იქცევა გამოწვის, გაყინვის, ცემენტაციის შემდეგ.

ქანების მელიორაციის მეთოდები: გამაგრება გრანულომეტრიული დანამატებით, მექანიკური დატკეპნა (ვიბრაციული დატკეპნა), გორვა, სეისმური დატკეპნა, წყლის შემცირება და ა.შ.

ლიტერატურა

მთავარი

ვსევოლოჟსკი V.A. ჰიდროგეოლოგიის საფუძვლები: სახელმძღვანელო. - მე-2 გამოცემა. M: მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის გამომცემლობა, 2007. 448 გვ.

ბოგომოლოვი გ.ვ. ჰიდროგეოლოგია საინჟინრო გეოლოგიის საფუძვლებით. მ.: გამომცემლობა "უმაღლესი სკოლა", 1966. 316 გვ.

დამატებითი

აბდრახმანოვი რ.ფ. ბაშკორტოსტანის ჰიდროგეოეკოლოგია. Ufa: Informreklama, 2005. 344 გვ.

აბდრახმანოვი რ.ფ. პრაქტიკული სავარჯიშოების შესრულების მეთოდოლოგიური ინსტრუქციები კურსში „ჰიდროგეოლოგია“. Ufa, IG UC RAS, 2008. 44 გვ.

აბდრახმანოვი რ.ფ., მარტინ ვ.ი., პოპოვი ვ.გ. და სხვა.ბაშკორტოსტანის კარსტი. Ufa: Informreklama, 2002. 383 გვ.

აბდრახმანოვი რ.ფ., ჩალოვი იუ.ნ., აბდრახმანოვა ე.რ. ბაშკორტოსტანის სუფთა მიწისქვეშა წყლები. Ufa: Informreklama, 2007. 184 გვ. pdf წიგნში შეჯამებულია კვლევის შედეგები თეორიული და გამოყენებითი პრობლემების გადასაჭრელად გეოთერმული მეთოდების გამოყენების სფეროში...

სტროკოვა ლ.ა. (შედ.) საინჟინრო ნაგებობები

• 1.33 მბ
• დამატებულია 03/12/2011

სახელმძღვანელო. - ტომსკი: გამომცემლობა. TPU, 1999. – 114გვ.

სახელმძღვანელო ეძღვნება სხვადასხვა ტიპის საინჟინრო ნაგებობების (სამოქალაქო და სამრეწველო, ჰიდრავლიკური, ხაზოვანი) განხილვას.
სახელმძღვანელო მომზადდა ტომსკის პოლიტექნიკური უნივერსიტეტის ჰიდროგეოლოგიისა და საინჟინრო გეოლოგიის კათედრაზე და განკუთვნილია სტუდენტებისთვის...

თემა: ჰიდროგეოლოგია, როგორც მეცნიერება. წყალი ბუნებაში.

1. ჰიდროგეოლოგია. ჰიდროგეოლოგიის განვითარების ეტაპები.

გავიხსენოთ ჰიდროგეოლოგიის მეცნიერების განმარტება. ჰიდროგეოლოგია- მეცნიერება მიწისქვეშა წყლების შესახებ, მისი წარმოშობის, წარმოშობისა და გავრცელების პირობების, მოძრაობის კანონების, წყლის შემცველ ქანებთან ურთიერთქმედების, ქიმიური შემადგენლობის ფორმირების შესწავლა და ა.შ.

მოკლედ განვიხილოთ ამ მეცნიერების განვითარების ისტორია.

1.1 ჰიდროგეოლოგიის განვითარების ეტაპები

სსრკ-ში მიწისქვეშა წყლების კვლევების ისტორიაში არის 2 პერიოდი:

1) რევოლუციამდელი;

2) პოსტრევოლუციური.

რევოლუციამდელ პერიოდში მიწისქვეშა წყლების შესწავლის სამი ეტაპი შეიძლება გამოიყოს:

1. მიწისქვეშა წყლების გამოყენების გამოცდილების დაგროვება (X - XVII სს.)

2. პირველი სამეცნიერო განზოგადებული ინფორმაცია მიწისქვეშა წყლების შესახებ (XVII - XIX საუკუნის შუა ხანები)

3. ჰიდროგეოლოგიის, როგორც მეცნიერების დამკვიდრება (XIX საუკუნის II ნახევარი და XX საუკუნის დასაწყისი)

1914 წელს მოსკოვის სასოფლო-სამეურნეო ინსტიტუტის საინჟინრო ფაკულტეტზე (ამჟამად მოსკოვის ირიგაციის ინსტიტუტი) მოეწყო რუსეთში ჰიდროგეოლოგიის პირველი განყოფილება.

პოსტრევოლუციური პერიოდი შეიძლება დაიყოს 2 ეტაპად:

1. ომამდელი (1917-1941 წწ.)

2. ომისშემდგომი

ჰიდროგეოლოგის ინჟინრების მოსამზადებლად, 1920 წელს მოსკოვის სამთო აკადემიაში დაარსდა ჰიდროგეოლოგიური სპეციალობა: ცოტა მოგვიანებით იგი დაინერგა სხვა ინსტიტუტებსა და უნივერსიტეტებში. ინსტიტუტებში სწავლება დაიწყეს ყველაზე გამოჩენილმა ჰიდროგეოლოგებმა F.P. სავარენსკი, ნ.ფ. პოგრებოვი, ა.ნ. სემიხატოვი, ძვ. ილინი და სხვ.

პირველი ხუთწლიანი გეგმის დასაწყისისთვის (1928), ისევე როგორც შემდგომი ხუთწლიანი გეგმების დროს, ჰიდროგეოლოგიური კვლევები ჩატარდა დონბასში, აღმოსავლეთ ამიერკავკასიაში, ცენტრალურ აზიაში, ჩრდილოეთ უკრაინაში, ყაზახეთში, თურქმენეთსა და ბევრ სხვა რეგიონში. ქვეყანა.

ჰიდროგეოლოგიის შემდგომი განვითარებისთვის დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა პირველ გაერთიანებულ ჰიდროგეოლოგიურ კონგრესს, რომელიც გაიმართა 1931 წელს. ლენინგრადში.

1930-იან წლებში პირველად შედგენილია შემაჯამებელი რუქები (ჰიდროგეოლოგიური, მინერალური წყალი, ჰიდროგეოლოგიური ზონირება), რომლებსაც დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა შემდგომი ჰიდროგეოლოგიური კვლევის დაგეგმვისათვის. ამავე დროს, რედაქტორობით ნ.ი. ტოლსტიხინის გამოცემა დაიწყო ტომები "სსრკ ჰიდროგეოლოგია". დიდ სამამულო ომამდე ამ მრავალტომეულის 12 ნომერი გამოიცა.

ომისშემდგომი ეტაპი ხასიათდება ღრმა წყლებში მასალების დაგროვებით.

უფრო ღრმა მეცნიერული ანალიზისა და მიწისქვეშა წყლების შესახებ მასალების ფართო რეგიონალური განზოგადებისთვის, გადაწყდა გამოსაცემად მოემზადოს „სსრკ ჰიდროგეოლოგიის“ 45 ტომი და დამატებით შედგეს 5 კონსოლიდირებული ტომი.

2. წყალი ბუნებაში. წყლის ციკლი ბუნებაში.

დედამიწაზე წყალი გვხვდება ატმოსფეროში, დედამიწის ზედაპირზე და დედამიწის ქერქში. ატმოსფეროშიწყალი გვხვდება მის ქვედა ფენაში - ტროპოსფეროში - სხვადასხვა მდგომარეობაში:

1. ორთქლი;

2. წვეთოვანი სითხე;

3. მძიმე.

ზედაპირულიწყალი თხევად და მყარ მდგომარეობაშია. დედამიწის ქერქშიწყალი გვხვდება ორთქლში, თხევადში, მყარში და ასევე ჰიგიროსკოპიული და ფირის წყლის სახით. ზედაპირული და მიწისქვეშა წყლები ერთად ქმნიან წყლის გარსს - ჰიდროსფერო.

მიწისქვეშა ჰიდროსფერო ზემოდან შემოიფარგლება დედამიწის ზედაპირით; მისი ქვედა საზღვარი არ არის საიმედოდ შესწავლილი.

არის დიდი, შიდა და პატარა ბორბლები. დიდი ციკლის დროს ტენიანობა აორთქლდება ოკეანეების ზედაპირიდან, წყლის ორთქლის სახით ჰაერის ნაკადებით გადაიგზავნება ხმელეთზე, აქ ზედაპირზე მოდის ნალექის სახით და შემდეგ უბრუნდება ზღვებსა და ოკეანეებს ზედაპირით და მიწისქვეშა ჩამონადენი.

მცირე ცირკულაციის დროს ტენიანობა აორთქლდება ოკეანეებისა და ზღვების ზედაპირებიდან. აქაც მოდის ნალექის სახით.

ბუნებაში ციკლის პროცესი რაოდენობრივი თვალსაზრისით ხასიათდება წყლის ბალანსი,რომლის განტოლებას აქვს დახურული მდინარის აუზის წილი გრძელვადიანი პერიოდისთვის:

X = y+Z-W (ველიკანოვის მიხედვით),

სადაც x არის ნალექების რაოდენობა წყალშემკრებზე, მმ

y - მდინარის დინება, მმ

Z - აორთქლება მინუს კონდენსაცია, მმ

W არის ღრმა წყალშემკრები ფენების საშუალო გრძელვადიანი შევსება ნალექის ან მიწისქვეშა წყლების ზედაპირზე მდინარის აუზში გადინების გამო.

შიდა მიმოქცევას უზრუნველყოფს წყლის ის ნაწილი, რომელიც აორთქლდება კონტინენტების შიგნით - მდინარეების და ტბების წყლის ზედაპირიდან, მიწიდან და მცენარეული საფარიდან და იქ მოდის ნალექების სახით.

3. წყლის სახეობები მინერალებსა და ქანებში.

რასის კლდეებში წყლის ტიპების ერთ-ერთი ადრეული კლასიფიკაცია შემოთავაზებული იქნა 1936 წელს A.F. ლებედევი. მომდევნო წლებში შემოთავაზებული იქნა მრავალი სხვა კლასიფიკაცია. ლებედევის კლასიფიკაციის საფუძველზე, მეცნიერთა უმეტესობა განასხვავებს წყლის შემდეგ ტიპებს:

1. ორთქლიანი წყალი

გვხვდება ჰაერში წყლის ორთქლის სახით, იმყოფება ქანების ფორებსა და ნაპრალებში და ნიადაგში, ჰაერის ნაკადებთან ერთად მოძრაობს. გარკვეულ პირობებში, მას შეუძლია გადაიზარდოს თხევად ფორმაში კონდენსაციის გზით.

ორთქლის წყალი ერთადერთი ტიპია, რომელსაც შეუძლია მცირე ტენიანობის მქონე ფორებში გადაადგილება.

2. შეკრული წყალი

წარმოდგენილია ძირითადად თიხიან ქანებში, იგი ინარჩუნებს ნაწილაკების ზედაპირზე ძალებით, რომლებიც მნიშვნელოვნად აღემატება სიმძიმის ძალას.

განასხვავებენ მჭიდროდ შეკრულ და თავისუფლად შეკრულ წყალს.

ა) ძლიერად შეკრული წყალი(ჰიდროსკოპიული) ის არის შთანთქმის მდგომარეობაში მყოფი მოლეკულების სახით, რომლებიც ინახება ნაწილაკების ზედაპირზე მოლეკულური და ელექტროსტატიკური ძალებით. მას აქვს მაღალი სიმკვრივე, სიბლანტე და ელასტიურობა, დამახასიათებელია წვრილად გაფანტული ქანებისთვის, არ შეუძლია მარილების დაშლა და არ არის ხელმისაწვდომი მცენარეებისთვის.

ბ) თავისუფლად ნაქსოვი(ფილმი) მდებარეობს მჭიდროდ შეკრული წყლის ზემოთ, იმართება მოლეკულური ძალებით, უფრო მოძრავია, სიმკვრივე უახლოვდება თავისუფალი წყლის სიმკვრივეს, შეუძლია ნაწილაკებიდან ნაწილაკებზე გადაადგილება სორბციული ძალების გავლენით, დაშლის უნარი. მარილები მცირდება.

3. კაპილარული წყალი

იგი მდებარეობს ქანების კაპილარულ ფორებში, სადაც იმართება და მოძრაობს ფორებში მდებარე წყლისა და ჰაერის საზღვარზე მოქმედი კაპილარული (მენისკუსის) ძალების გავლენით. იგი იყოფა 3 ტიპად:

ა) ფაქტობრივი კაპილარული წყალიმდებარეობს ფორებში მიწისქვეშა წყლების დონის ზემოთ კაპილარული ჭალის ტენის სახით. კაპილარული ჭალის სისქე დამოკიდებულია გრანულომეტრიულ შემადგენლობაზე. იგი მერყეობს ნულიდან კენჭებში 4-5 მ-მდე თიხიან კლდეებში. თავად კაპილარული წყალი ხელმისაწვდომია მცენარეებისთვის.

ბ) შეჩერებული კაპილარული წყალიმდებარეობს უპირატესად კლდის ზედა ჰორიზონტზე ან ნიადაგში და პირდაპირ კავშირში არ არის მიწისქვეშა წყლების დონესთან. როდესაც კლდის ტენიანობა იზრდება ტენიანობის მინიმალურ სიმძლავრეზე, წყალი მიედინება ქვედა ფენებში. ეს წყალი ხელმისაწვდომია მცენარეებისთვის.

V) ფორების კუთხის წყალიიკავებს კაპილარული ძალებით ქვიშისა და თიხის ქანების ფორებში მათ ნაწილაკებს შორის შეხების წერტილებში. ამ წყალს მცენარეები არ იყენებენ, როდესაც ტენიანობა იზრდება, ის შეიძლება გადაიზარდოს შეჩერებულ წყალში ან თავად კაპილარულ წყალში.

4. გრავიტაციული წყალი

ემორჩილება გრავიტაციას. წყლის მოძრაობა ხდება ამ ძალის გავლენით და გადასცემს ჰიდროსტატიკური წნევას. იგი იყოფა 2 ტიპად:

ა) გაჟონვა- თავისუფალი გრავიტაციული წყალი ქვევით მოძრაობის მდგომარეობაში ცალკეული ნაკადების სახით აერაციის ზონაში. წყლის მოძრაობა ხდება გრავიტაციის გავლენის ქვეშ.

ბ) წყალსატევის ტენიანობა, რომელიც ავსებს წყალსატევებს PV-მდე. ტენიანობა შენარჩუნებულია წყალგაუმტარი ფენის წყალგაუმტარობის გამო (შემდგომი განხილვა ეხება თემას „გრავიტაციული წყალი“).

5. კრისტალიზაციის წყალი

ის არის მინერალის, მაგალითად, თაბაშირის (CaS0 4 2H 2 O) კრისტალური ბადის ნაწილი და ინარჩუნებს მოლეკულურ ფორმას.

6. მყარი წყალი ყინულის სახით

ზემოაღნიშნული ექვსი სახეობის გარდა, არსებობს ქიმიურად შეკრული წყალი, რომელიც მონაწილეობს მინერალების კრისტალური ბადის აგებულებაში H +, OH იონების სახით“, ანუ არ ინარჩუნებს მოლეკულურ ფორმას.

4. ფორიანობისა და ფორიანობის ცნება.

ქანების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ჰიდროგეოლოგიური მაჩვენებელია მათი ფორიანობა. ქვიშიან კლდეებში არის ორთქლიფორიანობა და ძლიერებში - დაბზარული.

მიწისქვეშა წყლები ავსებს პორებს და ქანების ბზარებს. კლდეში არსებული ყველა სიცარიელის მოცულობა ეწოდება ექსპლუატაციის პერიოდი.ბუნებრივია, რაც უფრო დიდია ფორიანობა, მით მეტ წყალს იტევს კლდე.

სიცარიელეების ზომას დიდი მნიშვნელობა აქვს კლდეებში მიწისქვეშა წყლების გადაადგილებისთვის. მცირე ფორებსა და ბზარებში წყლის შეხების არეალი სიცარიელის კედლებთან უფრო დიდია. ეს კედლები მნიშვნელოვან წინააღმდეგობას უწევს წყლის მოძრაობას, ამიტომ მისი მოძრაობა წვრილ ქვიშაში, თუნდაც მნიშვნელოვანი წნევით, რთულია.

ქანების ფორიანობა გამოირჩევა: კაპილარული(ფოროზი) და არაკაპილარული.

კაპილარული მუშაობის ციკლამდემოიცავს მცირე სიცარიელეებს, სადაც წყალი მოძრაობს ძირითადად ზედაპირული დაძაბულობისა და ელექტრული ძალების გავლენის ქვეშ.

არაკაპილარული სამუშაო ციკლისკენმოიცავს კაპილარული თვისებების გარეშე დიდ სიცარიელეს, რომლებშიც წყალი მოძრაობს მხოლოდ გრავიტაციისა და წნევის სხვაობის გავლენის ქვეშ.

კლდეებში მცირე სიცარიელეებს უწოდებენ ფორიანობა.

არსებობს ფორიანობის 3 ტიპი:

2. გახსნილი

3. დინამიური

მთლიანი ფორიანობარაოდენობრივად განისაზღვრება ყველა მცირე სიცარიელის მოცულობის თანაფარდობით (მათ შორის, მათ შორის, რომლებიც არ ურთიერთობენ ერთმანეთთან) ნიმუშის მთელ მოცულობასთან. გამოხატულია ერთეულის წილადებში ან პროცენტებში.

ან

სადაც V n არის კლდის ნიმუშში ფორების მოცულობა

V - ნიმუშის მოცულობა

მთლიანი ფორიანობა ხასიათდება ფორიანობის კოეფიციენტით ე.

ფორიანობის კოეფიციენტი ე გამოიხატება კლდის ყველა ფორების მოცულობის თანაფარდობით კლდის მყარი ნაწილის (ჩონჩხი) Vc მოცულობასთან, გამოხატული ერთიანობის ფრაქციებში.

ეს კოეფიციენტი ფართოდ გამოიყენება განსაკუთრებით კვლევებში

თიხის ნიადაგები. ეს იმით არის განპირობებული, რომ თიხის ნიადაგები დატენიანებისას იშლება. ამიტომ სასურველია თიხის ფორიანობის გამოხატვა ე.

ფორიანობის თანაფარდობა შეიძლება გამოიხატოს შემდეგნაირად

, მრიცხველისა და მნიშვნელის V c-ზე გაყოფით მივიღებთ

მთლიანი ფორიანობის მნიშვნელობა ყოველთვის 1-ზე ნაკლებია (100%) და მნიშვნელობა ეშეიძლება იყოს 1-ის ტოლი ან 1-ზე მეტი. პლასტმასის თიხებისთვის ემერყეობს 0.4-დან 16-მდე.

ფორიანობა დამოკიდებულია ნაწილაკების (მარცვლების) შემადგენლობის ბუნებაზე.

არაკაპილარული ფორიანობა მოიცავს დიდ ფორებს უხეში კლასტური ქანებში, ბზარებში, არხებში, გამოქვაბულებში და სხვა დიდ სიცარიელეებში. ბზარები და ფორები შეიძლება დაუკავშირდეს ერთმანეთს ან დახეული.

ღია ფორიანობაახასიათებს ურთიერთდაკავშირებული ღია ფორების მოცულობის თანაფარდობა ნიმუშის მთელ მოცულობასთან.

მარცვლოვანი, არაკონსოლიდირებული ქანებისთვის, ღია ფორიანობა ახლოსაა მთლიანთან.

დინამიური ფორიანობაგამოიხატება, როგორც მთლიანი ნიმუშის მოცულობის თანაფარდობა ფორების მოცულობის მხოლოდ იმ ნაწილის, რომლის მეშვეობითაც სითხე (წყალი) შეიძლება გადაადგილდეს.

კვლევებმა აჩვენა, რომ წყალი არ მოძრაობს ღია ფორების მთელ მოცულობაში. ღია ფორების ნაწილი (განსაკუთრებით ნაწილაკების შეერთებისას) ხშირად უკავია წყლის თხელ ფენას, რომელსაც მყარად უჭირავს კაპილარული და მოლეკულური ძალები და არ მონაწილეობს მოძრაობაში.

დინამიური ფორიანობა, ღია ფორიანობისგან განსხვავებით, არ ითვალისწინებს ფორების მოცულობას, რომელიც დაკავებულია კაპილარებით შეკრული წყლით. როგორც წესი, დინამიური ფორიანობა ნაკლებია, ვიდრე ღია ფორიანობა.

ამრიგად, ფუნდამენტური განსხვავება ფორიანობის დამახასიათებელ ტიპებს შორის მდგომარეობს (რაოდენობრივად) იმაში, რომ ცემენტურ ქანებში მთლიანი ფორიანობა უფრო ღიაა, ხოლო ღია ფორიანობა უფრო დინამიური.

საკონტროლო კითხვები:

1. რას სწავლობს ჰიდროგეოლოგიის მეცნიერება?

2. როგორ მუშაობს წყლის ციკლი ბუნებაში?

3. დაასახელეთ მინერალებსა და ქანებში არსებული წყლის ტიპები.

4. რა არის ფორიანობა? როგორია მისი ტიპები? როგორ განისაზღვრება ფორიანობა?

5. რას ვგულისხმობ სამუშაო ციკლში? დაასახელეთ და აღწერეთ მისი ტიპები.

ჰიდროგეოლოგია (ბერძნულიდან. კშოგი- წყალი და გეოლოგია- დედამიწის მეცნიერება) არის მეცნიერება მიწისქვეშა წყლების შესახებ, რომელიც სწავლობს მის შემადგენლობას და თვისებებს, წარმოშობას, განაწილებისა და მოძრაობის ნიმუშებს, აგრეთვე ქანებთან ურთიერთქმედებას. ჰიდროგეოლოგია მჭიდრო კავშირშია ჰიდროლოგიასთან, გეოლოგიასთან (მათ შორის საინჟინრო გეოლოგიასთან), მეტეოროლოგიასთან, გეოქიმიასთან, გეოფიზიკასთან და დედამიწის სხვა მეცნიერებებთან. ის ეყრდნობა მათემატიკის, ფიზიკისა და ქიმიის მონაცემებს და ფართოდ იყენებს მათ კვლევის მეთოდებს.

ისტორიული ცნობა. მიწისქვეშა წყლების შესახებ პრაქტიკული ცოდნის დაგროვება, რომელიც ძველ დროში დაიწყო, დაჩქარდა ქალაქების მოსვლასთან ერთად და სარწყავი სოფლის მეურნეობა. რამდენიმე ათეული მეტრის სიღრმეზე გათხრილი ჭაბურღილების აგების ხელოვნება ცნობილი იყო ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 2-3 ათასი წლის წინ. ე. ეგვიპტეში, ცენტრალურ აზიაში, ინდოეთში, ჩინეთსა და სხვა ქვეყნებში. არსებობს ინფორმაცია იმავე პერიოდში მინერალური წყლებით დამუშავების შესახებ.

I ათასწლეულში ძვ.წ. ე. გაჩნდა სამეცნიერო იდეების დასაწყისი ბუნებრივი წყლების თვისებების, მათი წარმოშობის, დაგროვების პირობებისა და დედამიწაზე წყლის ციკლის შესახებ (ძველ საბერძნეთში - თალესი (ძვ. წ. VII-VI სს.), არისტოტელე (ძვ. წ. IV ს.); ძველ რომში - ლუკრეციუსი. , ვიტრუვიუსი (ძვ. წ. I ს.) და სხვ.).

მიწისქვეშა წყლების შესწავლას ხელი შეუწყო წყალმომარაგებასთან დაკავშირებული სამუშაოების გაფართოებამ, დამჭერი სტრუქტურების მშენებლობამ (მაგალითად, კარიზი კავკასიისა და ცენტრალური აზიის ხალხებში) და მარილის წყლის მოპოვებამ მარილის აორთქლების მიზნით ჭაბურღილების თხრით. შემდეგ კი ბურღვა (რუსეთის ტერიტორია, XII-XVII სს.). წარმოიშვა არაწნევის, წნევის (ქვემოდან ზევით აწევა) და თვითდინების წყლების ცნებები. ამ უკანასკნელმა მიიღო მე-12 საუკუნეში. სახელი არტეზიული (საფრანგეთის არტუას პროვინციიდან). რენესანსის დროს და შემდგომში დასავლეთ ევროპელი მეცნიერების აგრიკოლას, პალისის, სტენოს და სხვების ნაშრომები მიეძღვნა მიწისქვეშა წყლებს და მის როლს ბუნებრივ პროცესებში. რუსეთში პირველი სამეცნიერო იდეები მიწისქვეშა წყლების შესახებ, როგორც ბუნებრივი გადაწყვეტილებების შესახებ, მათი ფორმირება ატმოსფერული ინფილტრაციის გზით. ნალექი და მიწისქვეშა წყლების გეოლოგიური აქტივობა გამოხატა მ.ვ.ლომონოსოვმა თავის ნარკვევში „დედამიწის ფენებზე“ (1763). მე-19 საუკუნის ბოლოს - მე-20 საუკუნის დასაწყისში. გამოვლინდა მიწისქვეშა წყლების განაწილების ნიმუშები (V.V. Dokuchaev, P.V. Ototsky) და შედგენილია მიწისქვეშა წყლების ზონალობის რუკა რუსეთის ევროპულ ნაწილში. XIX საუკუნის შუა წლებამდე. მიწისქვეშა წყლების შესწავლა განვითარდა როგორც გეოლოგიის განუყოფელი ნაწილი. შემდეგ იგი იზოლირებულია ცალკეულ დისციპლინაში, რომელიც შემდგომში უფრო და უფრო დიფერენცირებული ხდება. ჰიდროგეოლოგიის ფორმირებაში დიდი როლი შეასრულეს ფრანგმა ინჟინერებმა ლ.დარსიმ, ჯ.დიპუისმა, ჩეზიმ, გერმანელმა მეცნიერებმა ე.პრინზმა, კ.კეილჰაკმა, ჰ.ჰოფერმა და სხვებმა, ამერიკელმა მეცნიერებმა ა.ჰაზენმა, ს.სლიხტერმა, ო.მეინცერი, ა.ლეინი და სხვები, რუსი გეოლოგები ს.პ.ნიკიტინი, ი.ვ.მუშკეტოვი და სხვ.გეოლოგიური კომიტეტის მიერ ჩატარებულმა სისტემატურმა გეოლოგიურმა კვლევამ დიდი როლი ითამაშა რუსეთში ჰიდროგეოლოგიის განვითარებაში. შემდგომში ფართოდ გავრცელდა ჰიდროგეოლოგიური კვლევა. სისტემატური გახდა მიწისქვეშა წყლების შესწავლა, შეიქმნა ჰიდროგეოლოგიური დაწესებულებათა ქსელი, მოეწყო ჰიდროგეოლოგების გადამზადება. ქვეყნის ინდუსტრიალიზაციამ ბიძგი მისცა ჰიდროგეოლოგიური კვლევის განვითარებას ახალი ქალაქების, დიდი ქარხნებისა და ქარხნების ცენტრალიზებული წყალმომარაგებისთვის. მომდევნო წლების განმავლობაში ჰიდროგეოლოგია ჩამოყალიბდა გეოლოგიური ცოდნის მრავალმხრივ დარგად, რომელშიც დაიწყო მრავალი დარგის განვითარება:

• - ზოგადი ჰიდროგეოლოგია;
• - მიწისქვეშა წყლების დინამიკა;
• - მიწისქვეშა წყლების რეჟიმისა და ბალანსის დოქტრინა;
• - ჰიდროგეოქიმია;
• - მინერალური, სამრეწველო და თერმული წყლების დოქტრინა;
• - მიწისქვეშა წყლების ძიებისა და კვლევის დოქტრინა;
• - სამელიორაციო ჰიდროგეოლოგია;
• - მინერალური საბადოების ჰიდროგეოლოგია;
• - რეგიონალური ჰიდროგეოლოგია.

ზოგადი ჰიდროგეოლოგია სწავლობს მიწისქვეშა წყლების წარმოშობას, მის ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებს და მასპინძელ ქანებთან ურთიერთქმედებას. შემოქმედებითი წვლილი ჰიდროგეოლოგიის ამ სფეროში შეიტანეს საბჭოთა მეცნიერებმა ა.ფ.ლებედევმა, ა.ნ.ბუნეევმა, ვ.ი.ვერნადსკიმ და სხვებმა, ავსტრიელმა გეოლოგმა ე. მიწისქვეშა წყლებმა ტექტონიკური მოძრაობის ისტორიასთან, დანალექების და დიაგენეზის პროცესებთან დაკავშირებით შესაძლებელი გახადა მათი წარმოქმნის ისტორიის გარკვევა და ხელი შეუწყო 30-40-იან წლებში გამოჩენას. XX საუკუნე ზოგადი ჰიდროგეოლოგიის ახალი ფილიალი - პალეოჰიდროგეოლოგია(გასული გეოლოგიური ხანის მიწისქვეშა წყლების შესწავლა).

ჰიდროგეოქიმია სწავლობს მიწისქვეშა წყლების ქიმიური შემადგენლობის ფორმირების პროცესებს და მასში ქიმიური ელემენტების მიგრაციის ნიმუშებს. თეორიული ნაგებობები ეფუძნება თანამედროვე იდეებს ბუნებრივი წყლების სტრუქტურის, დედამიწის ქერქში და ქანებში ქიმიური ელემენტების გავრცელების, კლარკების კონცეფციის, მიგრაციის ფაქტორების, დაგროვების, დალექვისა და დისპერსიის შესახებ სხვადასხვა ელემენტების და მათი იზოტოპების ბუნებრივ წყლებში. მიწისქვეშა წყლების გაზის შემადგენლობა და სხვა მახასიათებლები. ჰიდროგეოქიმიას საფუძველი ჩაეყარა 30-იან წლებში ვ.ი.ვერნადსკის ნაშრომებმა. XX საუკუნე ამ ინდუსტრიამ საბოლოოდ ჩამოყალიბდა 40-იან წლებში. XX საუკუნე

მიწისქვეშა წყლების დინამიკა არის ჰიდროგეოლოგიის დარგი, რომელიც ითვალისწინებს მიწისქვეშა წყლების რეჟიმისა და ბალანსის რაოდენობრივი ნიმუშების შესწავლის თეორიულ საფუძვლებსა და მეთოდებს. ფილტრაციის თეორიაზე დამყარებული მეთოდოლოგიური კონსტრუქციების თვალსაზრისით, ეს დარგი განუყოფლად არის დაკავშირებული ჰიდრავლიკასა და ჰიდრომექანიკასთან. უცხოურ ლიტერატურაში ხშირად არ არსებობს მიწისქვეშა წყლების დინამიკის ცნება; მასთან დაკავშირებული საკითხების უმეტესობა განიხილება მიწისქვეშა წყლების ჰიდროლოგიაში.

მიწისქვეშა წყლების დინამიკის თეორიის შემუშავებაში ჩვენს ქვეყანაში დიდი როლი შეასრულეს ნ.ე.ჟუკოვსკიმ, ნ.ნ.პავლოვსკიმ, გ.ნ.კამენსკიმ და სხვებმა, ხოლო საზღვარგარეთ ჯ.დუპუისმა და ლ.დარსიმ (საფრანგეთი), ა.ტილმა (გერმანია), F. Forchheimer (ავსტრია), C. Slichter, C. Hayes, M. Masket, R. de Uist (აშშ).

მიწისქვეშა წყლების დინამიკის მრავალი პრინციპი, რომლებიც ძირითადად ეხებოდა ჰიდრომექანიკურ პრობლემებს, ჩამოყალიბდა მე-19 საუკუნის მეორე ნახევარში - მე-20 საუკუნის დასაწყისში. ჰიდრავლიკისა და თეორიული მექანიკის დარგში მომუშავე მკვლევარები - ფრანგი მეცნიერები დ.დარსი და ჯ.დიპუი, რომლებმაც დაადგინეს ფილტრაციის ხაზოვანი კანონი, რუსი მეცნიერი ნ.ე.ჟუკოვსკი, რომელიც მუშაობდა მიწისქვეშა წყლების მოძრაობის თეორიაზე და ა.შ. თეორიის თანამედროვე საფუძვლები. მიწისქვეშა დინამიკური წყლების პრაქტიკა ძირითადად საბჭოთა მეცნიერების მიერ იყო დაფუძნებული, რომლებიც 20-30-იან წლებში ატარებდნენ კვლევებს. XX საუკუნე კვლევა ჰიდრავლიკური ინჟინერიის პრობლემების გადაჭრის შესახებ. ნ.ნ. პავლოვსკიმ გამოავლინა მიწისქვეშა წყლების დინამიკის პრობლემები ჰიდრავლიკური საინჟინრო მშენებლობასთან დაკავშირებით, გ. დიდი მნიშვნელობა აქვს მიწისქვეშა წყლების დინამიკას, მიწისქვეშა ნავთობის ჰიდრავლიკის (გაზ-ჰიდროდინამიკის) საკითხების შესწავლას, რომელიც ჩვენს ქვეყანაში დაიწყო L.S. Leibenzon-ის მიერ.

თანამედროვე პერიოდში:

• - ახასიათებს ჰიდროდინამიკური გამოთვლების აქტიური გამოყენება და მათზე დაფუძნებული პროგნოზირება თითქმის ყველა ჰიდროგეოლოგიურ კვლევაში;
• - დასრულდა სტაციონარული ფილტრაციის გამოთვლის მეთოდოლოგიის შემუშავება და შემუშავდა ჰიდრავლიკური ნაგებობებისა და სარწყავი უბნების მიწისქვეშა წყლების პროგნოზირების თეორიული საფუძველი;
• - დასაბუთებულია მიწისქვეშა წყლების მოქმედი რეზერვების შეფასების მეთოდები;
• - ჩამოყალიბებულია ღრმა და ურთიერთმოქმედი წყალშემკრები წყლების რეგიონული დინამიკის კვლევის ძირითადი მიმართულებები.

ადამიანის ეკონომიკური საქმიანობის გავლენა მიწისქვეშა წყლებზე იწვევს რთული გაანგარიშების სქემების განხილვის აუცილებლობას, ამიტომ, ანალიტიკური გაანგარიშების მეთოდების გარდა, ფართოდ გამოიყენება კომპიუტერზე მათემატიკური მოდელირების მეთოდები. ეს საშუალებას იძლევა ჰიდროგეოლოგიური გამოთვლები განხორციელდეს ბუნებრივი სიტუაციისა და ყველა მოქმედი ფაქტორის მაქსიმალურად სრულად გათვალისწინებით.

პირდაპირი ჰიდროგეოდინამიკური ამოცანების ამოხსნასთან ერთად, რომელშიც მოცემულია მიწისქვეშა წყლების რეჟიმისა და ბალანსის პროგნოზი, მიწისქვეშა წყლების დინამიკაში განიხილება შებრუნებული პრობლემების გადაწყვეტა - ფილტრაციის სქემის პარამეტრების აღდგენა რეჟიმის მონაცემებზე დაყრდნობით. მიწისქვეშა წყლები (მაგალითად, დიდი მიწისქვეშა წყალმიმღების გრძელვადიანი ექსპლუატაციის დროს, წყალსაცავებში, კარიერებში). მიწისქვეშა წყლების დაბინძურების შესწავლისა და მინერალების ძიების ჰიდროგეოქიმიური მეთოდების დასაბუთებისთვის მნიშვნელოვანი ხდება ახალი მიმართულება, რომელიც შეისწავლის ფიზიკურ-ქიმიურ პროცესებს, რომლებიც ხდება მიწისქვეშა წყლების მასპინძელ ქანებთან ურთიერთქმედებისას.

მე-20 საუკუნის შუა ხანებში. გამოირჩეოდა როგორც დამოუკიდებელი მიმართულება რადიოჰიდროგეოლოგია- მიწისქვეშა წყლებში რადიოაქტიური ელემენტების მიგრაციის შესწავლა (ა.პ. ვინოგრადოვის, ა.ვ. შჩერბაკოვის შრომები).

მინერალური, სამრეწველო და თერმული წყლების დოქტრინა.

მინერალური წყლების შესწავლა იკვლევს მინერალური წყლების ქიმიური შემადგენლობისა და წარმოშობის საკითხებს, მათ კლასიფიკაციას ძირითად გენეტიკურ ტიპებად, ქმნის წარმოდგენას მინერალური წყლების საბადოებისა და რესურსების შესახებ და წყვეტს მათი პრაქტიკული გამოყენების პრობლემებს (ძირითადად კურორტზე). და სანატორიუმში მკურნალობა). მათგან მითითებული ელემენტების ამოღების მიზნით შესწავლილია სხვადასხვა ელემენტების (იოდი, ბრომი, ბორი, სტრონციუმი, ლითიუმი, რადიუმი და სხვ.) მაღალი შემცველობის მქონე წყლები, რომლებსაც სამრეწველო ეწოდება. ტარდება თერმული და ზეგახურებული წყლების საბადოების შესწავლა, ძიება და მოძიება ქალაქებისა და დაბების უბნის გათბობისთვის გამოსაყენებლად.

მიწისქვეშა წყლების მოძიებისა და დაზვერვის შესწავლა დაკავშირებულია წყალმომარაგების, სარწყავი და სხვა პრაქტიკული მიზნებისათვის შესაფერისი მიწისქვეშა წყლების საბადოების იდენტიფიცირების მეთოდების შემუშავებასთან; მათი რაოდენობრივი და ხარისხობრივი შეფასება; საინჟინრო ნაგებობების მშენებლობის, დრენაჟისა და ირიგაციის დროს წარმოქმნილი პრობლემების გადაჭრა. ჰიდროგეოლოგიური კვლევის მეთოდოლოგია შემუშავდა მიწისქვეშა წყლების მოძიებასა და კვლევასთან დაკავშირებით.

სამელიორაციო ჰიდროგეოლოგია ავითარებს სარწყავი და დრენაჟირებული ტერიტორიების ჰიდროგეოლოგიური პირობების გაუმჯობესების მეთოდებს მათი რაციონალური სოფლის მეურნეობის განვითარების მიზნით. დედამიწის არიდული ზონის ვრცელი ტერიტორიისთვის მნიშვნელოვანია სამელიორაციო ჰიდროგეოლოგიის საკითხები (ირიგაციის ნორმების განსაზღვრა, სასოფლო-სამეურნეო კულტურების წყლით უზრუნველყოფა, მიწისქვეშა წყლების რეჟიმის პროგნოზირება, ნიადაგის დამლაშებასთან ბრძოლა და ა.შ.).

მინერალური საბადოების ჰიდროგეოლოგია ეხება მიწისქვეშა წყლების შესწავლას საბადოების გეოლოგიური და სამრეწველო შეფასების ამოცანებთან, მათ განვითარებასა და განვითარებასთან დაკავშირებით. მუშავდება ორი მიმართულება: მყარი მინერალური საბადოების ჰიდროგეოლოგიადა ნავთობისა და გაზის საბადოების ჰიდროგეოლოგია, რაც აიხსნება ამ წიაღისეულის ძიების, განვითარებისა და წარმოების სპეციფიკით. Გამოირჩევა მაღაროს ჰიდროგეოლოგია,მიწისქვეშა წყლების წინააღმდეგ ბრძოლის ღონისძიებების შემუშავება.

რეგიონული ჰიდროგეოლოგია სწავლობს მიწისქვეშა წყლების განაწილების ნიმუშებს სხვადასხვა ბუნებრივ პირობებში გეოლოგიურ სტრუქტურებთან დაკავშირებით. იგი შემუშავებულია სხვადასხვა მასშტაბის ჰიდროგეოლოგიური რუქების საფუძველზე - 1:500000-დან 1:10000-მდე, გეოლოგიური კვლევების საფუძველზე. ცალკეული რეგიონების რუკებთან ერთად შედგენილია ჩვენი ქვეყნის ტერიტორიის კონსოლიდირებული ჰიდროგეოლოგიური რუკები. რეგიონული კვლევების შედეგად იქმნება მრავალი ზოგადი და სპეციალური რუკა (სურ. 43, 44). რეგიონული ჰიდროგეოლოგიის საფუძველზე შემუშავდა დოქტრინა ჰორიზონტალური და ვერტიკალური ზონირების შესახებ.

ბრინჯი. 43.

მიწისქვეშა წყალი არის წყალი, რომელიც გვხვდება დედამიწის ქერქის ზედა ნაწილის კლდის ფენებში თხევადი, მყარი და ორთქლის მდგომარეობებში. წყლის შემცველი ქანების სიცარიელეების ბუნებიდან გამომდინარე, მიწისქვეშა წყლები იყოფა ფოროვან წყლებად - ქვიშაში, კენჭებში და სხვა კლასტურ ქანებში, ნაპრალად (ვენა) - კლდეებში (გრანიტები, ქვიშაქვები) და კარსტად (ნაპრალი-კარსტი) - ხსნად ქანებში (კირქვები, დოლომიტები, თაბაშირი და ა.შ.).

გრავიტაციის გავლენით მოძრაობს მიწისქვეშა წყლები ე.წ გრავიტაციული,ან უფასო,მოლეკულური ძალებით შეკრული და დაცული წყლებისგან განსხვავებით - ჰიგიროსკოპიული, ფილმი, კაპილარულიდა კრისტალიზაცია.გრავიტაციული წყლით გაჯერებული ქანების ფენები ქმნიან წყალსატევებს, ანუ ფენებს. მიწისქვეშა წყლებს აქვთ გამტარიანობისა და მოსავლიანობის სხვადასხვა ხარისხი (მიზიდულობის გავლენის ქვეშ წყალსატევებიდან გადინების უნარი). პირველი მუდმივად არსებული შეუზღუდავი წყალშემცველი დედამიწის ზედაპირიდან ე.წ მიწისქვეშა წყლების ჰორიზონტი.პირდაპირ მათი ზედაპირის ზემოთ - მიწისქვეშა წყლების მაგიდა- ხშირია კაპილარული წყლები, რაც შეიძლება შეჩერებულია,ანუ მასთან არ ურთიერთობა. დედამიწის ზედაპირიდან მიწისქვეშა წყლების მთელ სივრცეს ე.წ აერაციის ზონა,რომელშიც ხდება

22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 1 1 Yu 9 8 7 6 5 4 3 2

2 4 6 8 10 12 14 16 18

ბრინჯი. 44. მიწისქვეშა წყლების ზედაპირის სიღრმის რუკა, აგებულია GIS ტექნოლოგიით.

ზედაპირიდან წყლის გაჟონვა. ამ ზონაში წარმოიქმნება მიწისქვეშა წყლების დროებითი აკუმულაციები, რომლებიც ე.წ ღრმა წყალი.მიწისქვეშა წყლების ქვეშ მდებარე წყალშემკრები ფენები გამოყოფილია მათგან წყალგაუმტარი ფენებით ( წყალგაუმტარი) ან დაბალ გამტარიან ქანებს და ე.წ ინტერსტრატალური წყლების ჰორიზონტები.ისინი ჩვეულებრივ იმყოფებიან ჰიდროსტატიკური წნევის ქვეშ (არტეზიული წყლები), ნაკლებად ხშირად აქვთ თავისუფალი ზედაპირი და ზეწოლის გარეშე (თავისუფლად მიედინება წყლები). ინტერსტრატალური წყლების შევსების არეალი განლაგებულია იმ ადგილებში, სადაც წყლის შემცველი ქანები აღწევს ზედაპირზე (ან იმ ადგილებში, სადაც ისინი არაღრმაა); შევსება ასევე ხდება წყლის სხვა წყალშემკრები ფენებიდან.

მიწისქვეშა წყალი არის ბუნებრივი ხსნარი, რომელიც შეიცავს 60-ზე მეტ ქიმიურ ელემენტს (ყველაზე დიდი რაოდენობით - K, N3, Ca, IU, Fe, Al, Cl, 8, C, 81, Li, O, H), ასევე მიკროორგანიზმებს (დაჟანგვა და სხვადასხვა ნივთიერებების შემცირება). როგორც წესი, მიწისქვეშა წყლები გაჯერებულია გაზებით (CCb, Cb, N2, C2H2 და სხვ.). მინერალიზაციის ხარისხის მიხედვით მიწისქვეშა წყლები იყოფა (ვ.ი. ვერნადსკის მიხედვით) მტკნარ (1 გ/ლ-მდე), მლაშე (1-დან 10 გ/ლ-მდე), მარილიან (10-დან 50 გ/ლ-მდე) და მიწისქვეშა. მარილწყლები (50 გ/ლ-ზე მეტი). გვიანდელ კლასიფიკაციებში მიწისქვეშა მარილწყალებში შედის 36 გ/ლ-ზე მეტი მინერალიზაციის წყლები. ტემპერატურული მონაცემების მიხედვით განასხვავებენ ზეგაციებულს (0 °C-მდე), ძალიან ცივ (0-დან -4 °C-მდე), ცივ (-4-დან -20 °C-მდე), თბილს (4-დან 37 °C-მდე), ცხელი (37-დან 50 ° C-მდე), ძალიან ცხელი (50-დან 100 ° C-მდე) და გადახურებული (100 ° C-ზე მეტი) მიწისქვეშა წყლები.

მათი წარმოშობიდან გამომდინარე, არსებობს მიწისქვეშა წყლების რამდენიმე სახეობა.

ინფილტრაციული წყლები წარმოიქმნება დედამიწის ზედაპირიდან წვიმის, დნობისა და მდინარის წყლების გაჟონვის შედეგად. შემადგენლობით ისინი უპირატესად არიან ჰიდროკარბონატი-კალციუმიდა მაგნიუმიროდესაც თაბაშირის შემცველი ქანები ირეცხება, კალციუმის სულფატიდა მარილის შემცველი მინერალების დაშლის დროს - ნატრიუმის ქლორიდის წყლები.

მიწისქვეშა წყლების კონდენსაცია წარმოიქმნება ქანების ფორებში ან ნაპრალებში წყლის ორთქლის კონდენსაციის შედეგად.

დანალექი წყლები წარმოიქმნება გეოლოგიური დალექვის პროცესში და, როგორც წესი, წარმოადგენს საზღვაო წარმოშობის მოდიფიცირებულ ჩამარხულ წყლებს - ნატრიუმის ქლორიდს, კალციუმ-ნატრიუმის ქლორიდს და ა.შ. მორენის საბადოები. მაგმისგან წარმოქმნილ წყლებს მისი კრისტალიზაციისა და ქანების მეტამორფიზმის დროს ეწოდება მაგმატოგენური, ან არასრულწლოვანი(ე. სუესის ტერმინოლოგიით).

მიწისქვეშა წყლების წარმოქმნის ბუნებრივი პირობების ერთ-ერთი მაჩვენებელია მათში გახსნილი და თავისუფლად გამოთავისუფლებული აირების შემადგენლობა. ჟანგბადის გარემოს ზედა წყალშემკრები ფენები ხასიათდება ჟანგბადისა და აზოტის არსებობით; მონაკვეთის ქვედა ნაწილები, სადაც ჭარბობს შემცირების გარემო, დამახასიათებელია ბიოქიმიური წარმოშობის აირები (წყალბადის სულფიდი, მეთანი). ტექტონიკურად აქტიურ რაიონებში გავრცელებულია ნახშირორჟანგით გაჯერებული წყლები (კავკასიის, პამირის, ტრანსბაიკალიის ნახშირორჟანგის წყლები). შესაძლოა, წყლების გაჯერება ნახშირორჟანგით დაკავშირებულია თერმომეტამორფიზმთან, რომელიც გამოყოფს CO2-ს. ვულკანების კრატერებთან არის მჟავე სულფატური წყლები (ე.წ. ფუმაროლის აბანოები).

წყლის წნევის ბევრ სისტემაში, რომლებიც ხშირად დიდი არტეზიული აუზებია, გამოირჩევა სამი ზონა, რომლებიც განსხვავდება ზედაპირულ წყლებთან წყლის გაცვლის ინტენსივობით და მიწისქვეშა წყლების შემადგენლობით. აუზების ზედა და მარგინალური ნაწილები, როგორც წესი, დაკავებულია მტკნარი წყლებით. არსებობს აქტიური წყლის გაცვლის ზონები (ნ.კ. იგნატოვიჩის მიხედვით), ან აქტიური ცირკულაცია. აუზების ცენტრალურ ღრმა ნაწილებში არის ძალიან ნელი წყლის გაცვლის, ანუ სტაგნაციის ზონა, სადაც ხშირია უაღრესად მინერალიზებული წყლები. შედარებით ნელი ან რთული წყლის გაცვლის შუალედურ ზონაში ვითარდება სხვადასხვა შემადგენლობის შერეული წყლები.

მიწისქვეშა წყლების განაწილების სქემა დამოკიდებულია ბევრ გეოლოგიურ და ფიზიკურ-გეოგრაფიულ ფაქტორზე. არტეზიული აუზები და ფერდობები განვითარებულია პლატფორმებისა და მარგინალური ღეროების შიგნით (მაგალითად, დასავლეთ ციმბირის, მოსკოვისა და ბალტიის არტეზიული აუზები). პლატფორმებზე არის დიდი ტერიტორიები მაღალ ამაღლებული პრეკამბრიული კრისტალური საძირკვლით, რომელიც ხასიათდება ნაპრალის წყლების განვითარებით (უკრაინული კრისტალური მასივი, ანაბარის მასივი და სხვ.), დაკეცილ მთის რაიონებში - ნაპრალის ტიპის მიწისქვეშა წყლები.

თავისებური ჰიდროგეოლოგიური პირობები, რომლებიც განსაზღვრავენ მიმოქცევის ბუნებას და მიწისქვეშა წყლების შემადგენლობას, იქმნება მუდმივი კლდეების განვითარების უბნებში, სადაც წარმოიქმნება ზედმეტად ყინვაგამძლე, მუდმივი ყინვაგამძლე და სუბპერმაფროსტის წყლები.

მიწისქვეშა წყლები დედამიწის წყლის რესურსების ნაწილია. მიწისქვეშა წყლების ჯამური მარაგი 60 მილიონ კმ3-ზე მეტია, ისინი განიხილება როგორც მინერალური რესურსი. სხვა სახის მინერალებისგან განსხვავებით, მიწისქვეშა წყლების მარაგი განახლებადია ექსპლუატაციის დროს. წყალშემკრები უბნები ან მათი კომპლექსები, რომლებშიც არსებობს გარკვეული შემადგენლობის მიწისქვეშა წყლების შერჩევის პირობები, რომლებიც აკმაყოფილებს დადგენილ სტანდარტებს, მათი ეკონომიკურად მიზანშეწონილი გამოყენებისთვის საკმარისი რაოდენობით, ეწოდება მიწისქვეშა წყლების საბადო.

მათი გამოყენების ბუნებიდან გამომდინარე, მიწისქვეშა წყლები რუსეთში იყოფა საყოფაცხოვრებო, სასმელი, ტექნიკური, სამრეწველო, მინერალური წყლებიდა თერმული წყლები.საყოფაცხოვრებო და სასმელი ტიპის მიწისქვეშა წყლები მოიცავს მტკნარ წყალს, რომელიც აკმაყოფილებს პირობებს (გარკვეული გემოვნური თვისებებით და არ შეიცავს ადამიანის ჯანმრთელობისთვის საზიანო ნივთიერებებს და მიკროორგანიზმებს). ცალკეული ქიმიური ელემენტების (I, Br, B, 1L და ა.შ.) მაღალი შემცველობით სამრეწველო წყლები საინტერესოა სხვადასხვა ინდუსტრიისთვის. სპეციფიკური კომპონენტების (გაზები, მიკროკომპონენტები) შემცველი მიწისქვეშა წყლები გამოიყენება სამკურნალო მიზნებისთვის და სუფრის სასმელად.

ზოგიერთ შემთხვევაში, მიწისქვეშა წყლები იწვევს ტერიტორიების დაჭაობებას და დატბორვას, მეწყერს, ნიადაგის ჩაძირვას საინჟინრო ნაგებობების ქვეშ და ართულებს სამთო და სამთო სამუშაოებს მაღაროებსა და კარიერებში. მიწისქვეშა წყლების შემოდინების შესამცირებლად სამრეწველო ობიექტების არეალში, ისინი იყენებენ დრენაჟი, დრენაჟიდა საბადოების დრენაჟი.

მიწისქვეშა წყლების პარამეტრების მრავალი ხარისხობრივი და რაოდენობრივი მაჩვენებელი (დონე, წნევა, ნაკადი, ქიმიურიდა გაზის კომპოზიციები, ტემპერატურადა ა.შ.) ექვემდებარება მოკლევადიან, სეზონურ, გრძელვადიან და საერო ცვლილებებს, რომლებიც განსაზღვრავენ მიწისქვეშა წყლების რეჟიმს. ეს უკანასკნელი ასახავს მიწისქვეშა წყლების ფორმირების პროცესს დროში და გარკვეულ სივრცეში სხვადასხვა ბუნებრივი რეჟიმის ფორმირების ფაქტორების გავლენის ქვეშ: კლიმატური, ჰიდროლოგიური, გეოლოგიური, ჰიდროგეოლოგიური და ადამიანის საქმიანობის შედეგად შექმნილი ფაქტორები.

რეჟიმის ელემენტებში ყველაზე დიდი რყევები შეინიშნება არაღრმა მიწისქვეშა წყლებში.

რუსეთში ყოველწლიურად შედგენილია მიწისქვეშა წყლის რეჟიმის პროგნოზები გაზაფხულისწინა მინიმალური, მაქსიმალური და შემოდგომის წყლის დონის ინტენსიური გაცვლის ზონაში. პროგნოზები გაცემულია რუქების სახით, რომლებიც აჩვენებს მიწისქვეშა წყლების დონის ცვლილებას.

მიწისქვეშა წყლების წყაროები - წყაროები, წყაროები და მიწისქვეშა წყლების ბუნებრივი გამოსასვლელები დედამიწის ზედაპირზე (ხმელეთზე ან წყლის ქვეშ). წყაროების ფორმირება შეიძლება გამოწვეული იყოს სხვადასხვა ფაქტორებით: წყალშემკრები წყლების გადაკვეთა თანამედროვე რელიეფის ნეგატიურ ფორმებთან (მაგალითად, მდინარის ხეობები, ხეობები, ხევები და ტბების აუზები), ტერიტორიის გეოლოგიური და სტრუქტურული მახასიათებლები (ბზარების არსებობა, ზონები. ტექტონიკური დარღვევების, ანთებითი და დანალექი ქანების კონტაქტები), წყალმცველი ქანების ფილტრაციის ჰეტეროგენულობა და სხვ.

კერძოდ, ქალაქ პენზასა და მის შემოგარენში აღმოჩენილია რამდენიმე აქტიურად მცხოვრები ნეოტექტონიკური ზონა, რომლებიც გამოვლენილია ავტორების მიერ (Klimov, Klimova, 1997, 2006). ეს ზონები განვითარებულია რელიეფის მოსახვევებში და მიკვლეულია ზამბარის ამოსასვლელებით რღვევის მთელ სიგრძეზე. ამ უწყვეტი სტრუქტურების სიგრძე რამდენიმე მეტრიდან 15 კმ-მდე მერყეობს. ეს უკანასკნელი სტრუქტურა გადაჭიმულია ბეზიმიანის ნაკადის გასწვრივ პენზას ჩრდილოეთით და ჩანს სატელიტური გამოსახულებაზე ნიადაგიდან ინფილტრაციის აორთქლების შედეგად. წყაროების მაქსიმალური ხარჯი პენზაში არის 4 ლ/წმ (სამოვარნიკის წყარო). ზედაპირული ხარვეზების გაჩენის სიღრმე არის არაუმეტეს 50 მ, ნაკლებად ხშირად - უფრო ღრმა, მაგალითად, მდინარე სტარაია სურას კალაპოტის გასწვრივ, რაც მიუთითებს ახუნიში მინერალიზებული წყლების არსებობაზე, რომელიც ამოღებულია ჭაბურღილიდან. რამდენიმე ასეული მეტრის სიღრმე.

არსებობს წყაროების რამდენიმე კლასიფიკაცია. შიდა ჰიდროგეოლოგის A. M. Ovchinnikov- ის კლასიფიკაციის მიხედვით, მიწისქვეშა წყლების ტიპის მიხედვით გამოირჩევა წყაროების სამი ჯგუფი.

• 1. წყაროები, რომლებიც იკვებება წყლიანი წყლებით, ჩვეულებრივ განლაგებულია აერაციის ზონაში და აქვს მკვეთრი რყევა ნაკადის სიჩქარის (მშრალ სეზონზე სრულ გაქრობამდე), ქიმიური შემადგენლობისა და წყლის ტემპერატურის.
• 2. მიწისქვეშა წყლებით მომარაგებული წყაროები ხასიათდება დიდი მუდმივობით დროთა განმავლობაში, მაგრამ ასევე ექვემდებარება სეზონურ რყევებს დინების სიჩქარის, შემადგენლობისა და ტემპერატურის მიხედვით; ისინი იყოფა ეროზიულ (გამოჩენილი მდინარის ქსელის გაღრმავების და წყალშემკრები ფენების გახსნის შედეგად), კონტაქტად (დაკავშირებული სხვადასხვა გამტარიანობის ქანების კონტაქტებთან) და გადინებად (ჩვეულებრივ აღმავალდ, ასოცირდება ფენების ცვალებადობასთან ან ტექტონიკურ დარღვევებთან).
• 3. რეჟიმის უდიდესი მუდმივობით გამოირჩევა არტეზიული წყლების წყაროები; ისინი განლაგებულია არტეზიული აუზების ჩაშვების ადგილებში.

რეჟიმის მახასიათებლების მიხედვით, ყველა წყარო შეიძლება დაიყოს მუდმივად, სეზონურადდა რიტმულად მოქმედებს.წყაროების რეჟიმის შესწავლას დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს სასმელი და სამკურნალო წყალმომარაგებისთვის მათი გამოყენებისას.

ჰიდროდინამიკური მახასიათებლების მიხედვით, წყაროები იყოფა ორ ტიპად: დაღმავალი, იკვებება თავისუფალი დინების წყლებით და აღმავალი, იკვებება წნევით (არტეზიული) წყლებით.

ფოროვან ქანებთან დაკავშირებული წყაროები მეტ-ნაკლებად თანაბრად ნაწილდება იმ ადგილებში, სადაც წყალშემკრები ზედაპირი აღწევს. გატეხილი ქანების წყაროები განლაგებულია მოტეხილობების დედამიწის ზედაპირთან კვეთაზე. კარსტული უბნების წყაროები ხასიათდება ნალექების რაოდენობასთან დაკავშირებული რეჟიმის მნიშვნელოვანი რყევებით.

წყაროებში წყლის ტემპერატურა დამოკიდებულია მიწისქვეშა წყლების სიღრმეზე, მიწოდების არხების ბუნებაზე, წყაროს გეოგრაფიულ და ჰიფსომეტრულ მდებარეობაზე და იმ სუბსტრატის ტემპერატურულ რეჟიმზე, რომელშიც არის მიწისქვეშა წყლები. მუდმივი ყინვაგამძლე ქანების განვითარების არეალში არის წყაროები, რომელთა ტემპერატურაა დაახლოებით 0 °C. ახალგაზრდა ვულკანიზმის რაიონებში გავრცელებულია ცხელი წყაროები, ხშირად პულსირებული რეჟიმით.

წყაროს წყლის ქიმიური და აირის შემადგენლობა ძალზე მრავალფეროვანია; იგი განისაზღვრება ძირითადად ჩაშვებული მიწისქვეშა წყლების შემადგენლობით და ტერიტორიის ზოგადი ჰიდროგეოლოგიური პირობებით. სხვადასხვა წყაროდან წყლის ბუნებრივი გამოსასვლელის აღრიცხვას მათი დაჭერა ეწოდება.

ქანების წყალგამტარობა არის ქანების უნარი წყლის გავლისას. წყლის გამტარიანობის ხარისხი დამოკიდებულია ერთმანეთთან დაკავშირებული ფორებისა და ბზარების ზომასა და რაოდენობაზე, ასევე კლდის მარცვლების მდებარეობაზე. კარგად გამტარ ქანებს მიეკუთვნება კენჭები, ხრეში, მსხვილი ქვიშა, ინტენსიურად კარსტული და ნატეხი ქანები. თითქმის წყალგაუმტარი (წყალგაუმტარი) ქანებია თიხები, მკვრივი თიხნარი, არაგატეხილი კრისტალური, მეტამორფული და მკვრივი დანალექი ქანები.

ქანების წყლის გამტარიანობა შეიძლება განისაზღვროს ფილტრაციის სიჩქარით, რომელიც ტოლია წყლის ოდენობით, რომელიც მიედინება ფილტრის კლდის ერთეული განივი კვეთის ფართობზე. ეს დამოკიდებულება გამოიხატება დარსის ფორმულით:

სადაც V არის ფილტრაციის სიჩქარე; რომ- ფილტრაციის კოეფიციენტი; / -წნევის გრადიენტი წნევის ვარდნის კოეფიციენტის ტოლია ნფილტრაციის ბილიკის სიგრძემდე ბ

მე = Иь.

ფილტრაციის კოეფიციენტს აქვს სიჩქარის განზომილება (სმ/წმ, მ/დღე). ამრიგად, ფილტრაციის სიჩქარე ერთიანობის ტოლი წნევის გრადიენტით არის ფილტრაციის კოეფიციენტის იდენტური.

იმის გამო, რომ ქანებში წყალს შეუძლია გადაადგილება სხვადასხვა მიზეზების გავლენით (ჰიდრავლიკური წნევა, გრავიტაცია, კაპილარული, ადსორბცია, კაპილარულ-ოსმოსური ძალები, ტემპერატურის გრადიენტი და ა.შ.), შეიძლება გამოიხატოს ქანების წყალგამტარობის რაოდენობრივი მახასიათებლები. არა მხოლოდ ფილტრაციის კოეფიციენტით, არამედ კოეფიციენტებითაც წყლის გამტარობადა პიეზოელექტრული გამტარობა.ჰიდროგეოლოგიურ კვლევებსა და გამოთვლებში წყლის გამტარობის კოეფიციენტი (ფილტრაციის კოეფიციენტისა და წყალშემკრები ფენის სისქის ნამრავლი) არის ქანების ფილტრაციის უნარის მაჩვენებელი.

გეოლოგიური აგებულებიდან გამომდინარე, წყალშემცველი ფილტრაციის თვალსაზრისით შეიძლება იყოს იზოტროპული, როცა წყლის გამტარობა ნებისმიერი მიმართულებით ერთნაირია და ანისოტროპული,ხასიათდება წყლის გამტარიანობის ბუნებრივი ცვლილებით სხვადასხვა მიმართულებით.

ქანების წყალგამტარობის შესწავლა აუცილებელია წყალმომარაგებისთვის მიწისქვეშა წყლების მოძიებისა და შესწავლისას, ჰიდრავლიკური სტრუქტურების მშენებლობისას, სხვადასხვა ტიპის მიწისქვეშა წყლების ექსპლუატაციისას, წყლის დონის დასაშვები წვეთებისა და წყლის ჭაბურღილების გავლენის რადიუსების გაანგარიშებისას, დრენაჟის დაპროექტებისა და განხორციელებისას. და სარწყავი ღონისძიებები.

წყალშემცველი არის გამტარი ქანების ფენა ან რამდენიმე ფენა, რომლის ფორები, ბზარები ან სხვა სიცარიელეები ივსება მიწისქვეშა წყლით. რამდენიმე წყალშემკრები, ერთმანეთთან ჰიდრავლიკურად დაკავშირებული, ქმნის წყალშემცველ კომპლექსს.

ვერხოვოდკა თავისუფლად მიედინება მიწისქვეშა წყლები, რომლებიც ყველაზე ახლოს მდებარეობს დედამიწის ზედაპირთან და არ გააჩნია უწყვეტი განაწილება. დახრილი წყალი წარმოიქმნება ატმოსფერული და ზედაპირული წყლების შეღწევის შედეგად, რომლებიც შენარჩუნებულია გაუვალი ან სუსტად გამტარი ფენების და ლინზების მიერ, აგრეთვე კლდეებში წყლის ორთქლის კონდენსაციის შედეგად. ასეთ მიწისქვეშა წყლებს სეზონური არსებობა ახასიათებს: მშრალ დროს ისინი ხშირად ქრება, წვიმისა და ინტენსიური თოვლის დნობის პერიოდში ისევ ჩნდება; ექვემდებარება მკვეთრ რყევებს ჰიდრომეტეოროლოგიური პირობებიდან გამომდინარე (ნალექის რაოდენობა, ჰაერის ტენიანობა, ტემპერატურა და ა.შ.). მაღალი წყალი ასევე არის წყალი, რომელიც დროებით ჩნდება ჭაობიან წარმონაქმნებში ჭაობების ჭარბი კვების გამო. ხშირად, წყლის გაჟონვა ხდება წყალმომარაგების სისტემებიდან, კანალიზაციის, საცურაო აუზებიდან და სხვა წყლის მატარებელი მოწყობილობებიდან წყლის გაჟონვის შედეგად, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ტერიტორიის დაჭაობება, საძირკვლების და სარდაფების დატბორვა. მუდმივი ყინვაგამძლე ქანების გავრცელების არეალში დაჯდა წყალი მიეკუთვნება სუპრამყინვარ წყლებს.

წყლიანი წყლის წყლები ჩვეულებრივ სუფთაა, ოდნავ მინერალიზებული, მაგრამ ხშირად დაბინძურებულია ორგანული ნივთიერებებით და შეიცავს რკინისა და სილიციუმის მჟავას. ვერხოდკა, როგორც წესი, წყალმომარაგების კარგ წყაროდ ვერ იქნება. თუმცა, საჭიროების შემთხვევაში, მიიღება ზომები წყლის ხელოვნურად შესანარჩუნებლად: აუზების მშენებლობა; გადახრები მდინარეებიდან, რომლებიც უზრუნველყოფენ მუდმივ ენერგიას მოქმედ ჭებს; მცენარეების დარგვა, რომელიც აყოვნებს თოვლის დნობას; წყალგაუმტარი ხიდების შექმნა და ა.შ. უდაბნოში, თიხიან ადგილებში - ტაკირებში ღარების აგებით, ატმოსფერული წყლები გადადის ქვიშის მიმდებარე ტერიტორიაზე, სადაც იქმნება მტკნარი წყლის გარკვეული მარაგის შემცველი წყლის ლინზა.

გრავიტაციული წყალი - წყალი მიწისქვეშა რეზერვუარებში, მდინარეებსა და მილებში, როდესაც ისინი ბოლომდე არ არის შევსებული, აგრეთვე მიწისქვეშა წყალი, რომელსაც აქვს თავისუფალი ზედაპირი (წყლის სარკე). მიწისქვეშა თავისუფლად ნაკადის წყლები ან განლაგებულია დედამიწის ზედაპირიდან პირველ გამტარ ფენაში, წარმოქმნის წყლიან წყალს და მიწისქვეშა წყლებს, ან გაჯერებულია წყალგაუმტარ კლდეებს (ფენებს) შორის მდებარე ქანების გამტარ ფენას, მის წყალგამძლე სახურავზე მიღწევის გარეშე. - ე.წ. შრეთაშორისი თავისუფალ წყლებს. პრაქტიკისთვის მნიშვნელოვანია, რომ მიწისქვეშა მაღაროს სამუშაოებში (ჭები, ჭაბურღილები, ორმოები და ა.შ.) თავისუფალი ნაკადის წყლის დონე ამოტუმბვის გარეშე დადგინდეს მიწისქვეშა წყლების გარეგნობის სიღრმეზე, განსხვავებით წნევის წყლისგან, რომლის დონეც. იქმნება წყალშემკრები ფენის გახსნის წერტილის ქვემოთ.

არტეზიული წყლები (საფრანგეთის პროვინციის არტუას სახელიდან (ლათ. AMeBsht),სადაც ეს წყლები დიდი ხანია გამოიყენება) - წყალქვეშა ფენებს შორის და ჰიდრავლიკური წნევის ქვეშ მოქცეული მიწისქვეშა წყალი. ისინი ძირითადად გვხვდება პრეანთროპოგენურ საბადოებში, დიდ გეოლოგიურ სტრუქტურებში, რომლებიც ქმნიან არტეზიულ აუზებს.

ხელოვნურად გახსნილი არტეზიული წყლები წყალსატევის სახურავზე ამოდის. საკმარისი წნევით, ისინი ასხამენ დედამიწის ზედაპირზე, ზოგჯერ კი შადრევანს. ჭაბურღილების სტაბილური წნევის დონის ნიშნების დამაკავშირებელი ხაზი ქმნის პიეზომეტრულ დონეს.

მიწისქვეშა წყლებისგან განსხვავებით, რომლებიც მონაწილეობენ თანამედროვე წყლის გაცვლაში დედამიწის ზედაპირთან, ბევრი არტეზიული წყალი უძველესია და მათი ქიმიური შემადგენლობა ჩვეულებრივ ასახავს წარმოქმნის პირობებს. თავდაპირველად, არტეზიული წყლები ასოცირებული იყო ღარის მსგავს სტრუქტურებთან. თუმცა, პირობები, რომლებშიც წარმოიქმნა ეს წყლები, ძალიან მრავალფეროვანია; ისინი ხშირად გვხვდება მოქნილობის მსგავს ასიმეტრიულ მონოკლინურ ფენებში. ბევრ რაიონში არტეზიული წყლები შემოიფარგლება ბზარებისა და ხარვეზების რთული სისტემით.

არტეზიული აუზის ფარგლებში გამოიყოფა სამი სფერო: მიწოდება, წნევა და გამონადენი (სურ. 45, 1). დამუხტვის ზონაში წყალშემკრები ჩვეულებრივ ამაღლებულია და დრენირდება, ამიტომ აქ წყლებს თავისუფალი ზედაპირი აქვს; წნევის რეგიონში, დონე, რომლითაც წყალი შეიძლება გაიზარდოს, მდებარეობს წყალსატევის სახურავის ზემოთ. ვერტიკალურ მანძილს წყალშემკრები ნაწილის ზემოდან ამ დონემდე ეწოდება თავი.

სწორი რელიეფი

წყალსატევები

ჰორიზონტები

Წყალგაუმტარი

Წყლის დონე

ბრინჯი. 45. არტეზიული აუზი:

1 - არტეზიული აუზის სტრუქტურის დიაგრამა: ა- არტეზიული წყლების განაწილების საზღვრები: ა- კვების არე, ბ- წნევის არე, ვ- განტვირთვის ადგილი; ბ- მიწისქვეშა წყლების განაწილების საზღვრები; ნ- წნევის დონე მიწის ზედაპირის ზემოთ; // 2 - წნევის დონე დედამიწის ზედაპირის ქვემოთ; 2 - არტეზიული აუზების ტიპები (BSE).

დატენვის ზონისგან განსხვავებით, სადაც წყალშემკრები ფენის სისქე იცვლება მეტეოროლოგიური ფაქტორების მიხედვით, წნევის ზონაში არტეზიული ჰორიზონტის სისქე დროთა განმავლობაში მუდმივია. დატენვის ზონასა და წნევის არეალს შორის საზღვარზე, სხვადასხვა სეზონზე შემომავალი ატმოსფერული წყლის რაოდენობის მიხედვით, შეიძლება მოხდეს თავისუფალი ზედაპირის წყლის დროებითი გადასვლა წნევით წყალში. გამონადენის არეში წყალი დედამიწის ზედაპირზე ამომავალი წყაროების სახით აღწევს. თუ არსებობს რამდენიმე წყალმცენარე, თითოეულ მათგანს შეიძლება ჰქონდეს საკუთარი დონე, რომელიც განისაზღვრება შევსების და წყლის ნაკადის პირობებით. როდესაც ფენების სინკლინური გაჩენა შეესაბამება რელიეფურ დეპრესიებს, ზეწოლა ქვედა ჰორიზონტებში იზრდება; როდესაც რელიეფი იზრდება, ქვედა ჰორიზონტების პიეზომეტრიული დონეები განლაგებულია ქვედა სიმაღლეებზე (იხ. სურ. 45, 2). თუ ორი წყალშემცველი ჭაბურღილის ან ჭაბურღილის მეშვეობით არის დაკავშირებული, მაშინ შებრუნებული რელიეფით, არტეზიული წყალი მიედინება ზედა ჰორიზონტიდან ქვედაში.

არის არტეზიული აუზი და არტეზიული ფერდობი (სურ. 46). არტეზიულ აუზში დატენვის ზონა არის წნევის ზონის მიმდებარედ; შემდგომი მიწისქვეშა ნაკადის მიმართულებით არის წნევის ჰორიზონტის განმუხტვის არეალი. არტეზიულ ფერდობზე ეს უკანასკნელი განლაგებულია კვების უბნის გვერდით.

განტვირთვის ტერიტორია

წყალქვეშა

ჰიდროიზოჰიფსები ---ჰიდროიზოპეზი -

წყლის მოძრაობის მიმართულება

ბრინჯი. 46. არტეზიული ფერდობის დიაგრამა (ASS).

თითოეული დიდი არტეზიული აუზი შეიცავს სხვადასხვა ქიმიური შემადგენლობის წყლებს: მაღალი მინერალიზებულიდან მარილწყლებიქლორიდის ტიპი ჰიდროკარბონატული ტიპის მტკნარი, ოდნავ მინერალიზებული წყლებისკენ. პირველი ჩვეულებრივ დევს აუზის ღრმა ნაწილებში, მეორე - ზედა ფენებში. ზედა წყალსატევების მტკნარი წყლები წარმოიქმნება ატმოსფერული ნალექების შეღწევისა და ქანების გამორეცხვის პროცესების შედეგად. ღრმა, მაღალმინერალიზებული არტეზიული წყლები დაკავშირებულია უძველესი საზღვაო აუზების შეცვლილ წყლებთან.

ჰიდროგეოლოგიური პირობების მრავალფეროვნების გამო, არტეზიულ აუზებს ზოგჯერ წყლის წნევის სისტემებს უწოდებენ. ყველაზე დიდი წყლის სატუმბი სისტემა ჩვენს ქვეყანაში არის დასავლეთ ციმბირის არტეზიული აუზი 3 მილიონი კმ ფართობით.

არტეზიული აუზი - მიწისქვეშა წყლების აუზი ერთი ან მეტი გეოლოგიური სტრუქტურის შიგნით, რომელიც შეიცავს შეზღუდულ წყალსატევებს. რუსეთში ყველაზე დიდი არტეზიული აუზებია დასავლეთ ციმბირის, მოსკოვის, კასპიის და ა.შ. საზღვარგარეთ - ავსტრალიური. წნევის ქვეშ მყოფი წყლის დიდი აუზები არსებობს ჩრდილოეთ აფრიკაში, ისევე როგორც ავსტრალიის აღმოსავლეთ ნაწილში.

მოსკოვის არტეზიული აუზი- არტეზიული აუზი, რომელიც მდებარეობს აღმოსავლეთ ევროპის დაბლობის ცენტრში. გეოსტრუქტურული თვალსაზრისით, იგი ეკუთვნის მოსკოვის სინეკლიზის სამხრეთ-დასავლეთ ნაწილს. აუზის ფართობი დაახლოებით 360 ათასი კილომეტრია“. წყალშემკრები კომპლექსები შემოიფარგლება ადრეული კამბრიულიდან მეოთხეული ხანის კარბონატულ-ტერიგენული ქანების სისქით, რომლებიც დევს დაკეცილ კრისტალურ სარდაფზე; საძირკვლის ზოგადი ჩაძირვის შესაბამისად სამხრეთ-დასავლეთიდან ჩრდილო-აღმოსავლეთის მიმართულებით, დანალექი საბადოების სისქე მერყეობს 100-300-დან 4000-4500 მ-მდე. მოსკოვის არტეზიული აუზი ხასიათდება სამი ვერტიკალური ზონის არსებობით, რომლებიც განსხვავდება ჰიდროდინამიკური მახასიათებლებით. და ჰიდროქიმიური პირობები.

ზედა ზონა - ინტენსიური წყლის გაცვლის ზონა (ინტენსიური მიწისქვეშა ნაკადი) - ხასიათდება კარგი პირობებით ატმოსფერული წყლების შეღწევისთვის, ცალკეული წყალშემკრები ფენების ურთიერთქმედებით, მიწისქვეშა წყლების ჰიდრავლიკური შეერთებით ზედაპირულ წყლებსა და რეზერვუარებთან. მიწისქვეშა წყლის რესურსების კვების, დინების, ჩაშვებისა და ფორმირების პირობები მჭიდრო კავშირშია მდინარის ქსელის ტოპოგრაფიის, კლიმატის მახასიათებლებთან და სადრენაჟო ეფექტთან. 250-300 მ სისქის ეს ზონა შეიცავს უპირატესად ჰიდროკარბონატული კლასის მტკნარ (1 გ/ლ-მდე) წყლებს.

ქვემოთ არის რთული წყლის გაცვლის ზონა, სადაც მიწისქვეშა წყლების მოძრაობა ძალიან ნელია დიდი სიღრმის, მდინარის დრენაჟების სუსტი ზემოქმედებისა და ქანების უმნიშვნელო რღვევის გამო. მარილების მოცილება რთულია, წყლის შემადგენლობაში ჭარბობს სულფატები და ქლორიდები. წყლები მლაშე და მარილიანია, მინერალიზაციით 5-10-დან 50 გ/ლ-მდე. ზონის სისქე 300-400 მ.

არტეზიული აუზის ღრმა ნაწილებში არის ძალიან ნელი წყლის გაცვლის ზონა. წყლის მოძრაობის სიჩქარე და ქანების გამორეცხვის პროცესები აქ უმნიშვნელოა, განვითარებულია მაღალი კონცენტრაციის მარილწყლები - 50-დან 270 გ/ლ-მდე, წყლის შემადგენლობა არის ქლორიდი, ნატრიუმი, სისქე მერყეობს 400-500-დან 1600-მდე. აუზის ყველაზე დახრილ ნაწილებში 2000 მ.

აუზის მტკნარი მიწისქვეშა წყლები დიდი ხანია იყო მოსკოვისა და რუსეთის ევროპული ნაწილის მთელი ცენტრალური ინდუსტრიული რეგიონის წყალმომარაგების ერთ-ერთი წყარო. მოსკოვის არტეზიული აუზის მიწისქვეშა რესურსები შეადგენს აუზის მთლიანი წყლის რესურსების 40%-მდე. ნალექების 15-20% გამოიყენება წყალსატევების გამოსაკვებად. ყველაზე დიდი რესურსები გვხვდება ქვანახშირის წყალსატევებში, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება სასმელად და სამრეწველო მიზნებისთვის.

მარილიანი წყლები და მარილწყლები რთული და ნელი წყლის გაცვლის ზონებიდან, რომლებიც ძირითადად დაკავშირებულია დევონის და პერმის საბადოებთან, გამოიყენება სამკურნალო და ბალნეოლოგიური მიზნებისთვის (სტარაია რუსა, კაშინი და ა.შ.). მოსკოვის რეგიონის ზემო დევონის ჰორიზონტის დაბალი მინერალიზებული წყლები (4 გ/ლ) ცნობილია როგორც "მოსკოვის მინერალური წყალი".

მიწისქვეშა მარილწყალი -მიწისქვეშა წყლები მაღალი კონცენტრაციით გახსნილ მინერალებს. ზოგიერთი კლასიფიკაციის მიხედვით, მიწისქვეშა მარილწყალებში შედის 50 გ/ლ-ზე მეტი მინერალიზაციის მქონე წყლები, სხვების მიხედვით - 36 გ/ლ-ზე მეტი (მსოფლიო ოკეანის წყლების მარილიანობის მიხედვით). მიწისქვეშა მარილწყლები გავრცელებულია დანალექ აუზებში, სადაც ისინი ჩვეულებრივ დევს მტკნარი და მარილიანი წყლების ქვემოთ და შემოიფარგლება დანალექი საფარის ყველაზე სქელ ნაწილში. მაგალითად, აღმოსავლეთ ევროპის პლატფორმის აუზებში მტკნარი მიწისქვეშა წყლების ზონის სისქე მერყეობს 25-დან 350 მ-მდე, მარილიანი წყლის 50-დან 600 მ-მდე, მარილწყალში - 400-დან 3000 მ-მდე. ასევე გამოვლენილია მიწისქვეშა მარილწყლები. დანალექ ფენებში, რომლებიც მდებარეობს ზოგიერთი ზღვის ფსკერზე (წითელი და კასპია, მექსიკის ყურე და ა. , უკრაინული, კანადელი). მშრალ რეგიონებში, მიწისქვეშა მარილწყლები გაჯერებულია შიდა სადრენაჟო რეზერვუარების ქვედა ნალექებით (მაგალითად, ინდერის მარილის ტბები) და მარილიანი ზღვის ყურეები და ლაგუნები (კარა ბოგაზ გოლი, ბოკანა დე ვერილა პერუში, სებხასი აფრიკისა და არაბეთის ხმელთაშუა ზღვის სანაპიროზე). .

უპირატესი ანიონის მიხედვით განასხვავებენ ქლორიდს, სულფატს და ჰიდროკარბონატულ მიწისქვეშა მარილწყალს. მათგან მხოლოდ ქლორიდია (ნატრიუმი, კალციუმი და მაგნიუმი) გავრცელებული. მარილშემცველ დანალექ აუზებში გაჩენის პირობების მიხედვით განასხვავებენ სუპრამარილიან, შიდა მარილიან და ქვემარილიან მიწისქვეშა მარილწყლებს (მიწისქვეშა მარილწყალში უპირატესად ნატრიუმია, მათი მარილიანობა არ აღემატება 300-320 გ/ლ. , მარილშიდა და ქვემარილის მიწისქვეშა მარილწყლები, როგორც წესი, მრავალკომპონენტიანია, მათი მარილიანობა 600 გ/ლ-მდეა).

მიწისქვეშა მარილწყალს იყენებენ სუფრის მარილის, იოდის, ბრომის, ლითიუმის მისაღებად; არის პოტენციური ნედლეული რუბიდიუმის, ცეზიუმის, ბორის და სტრონციუმის მოპოვებისთვის. ზოგიერთი მიწისქვეშა მარილწყალი გამოიყენება სამკურნალო მიზნებისთვის მარილწყალში აბაზანების სახით.

თერმული წყლები (ფრანგ.) თერმული- თბილი, ბერძნულიდან. თერმო-სითბო, სითბო) - დედამიწის ქერქის მიწისქვეშა წყლები 20 ° C და ზემოთ ტემპერატურით. დედამიწის ქერქში 20 °C იზოთერმის სიღრმე არის 1500-2000 მ მუდმივი ყინვის რაიონებში 100 მ ან ნაკლებ სუბტროპიკულ რაიონებში; ტროპიკების საზღვარზე 20 °C იზოთერმი აღწევს ზედაპირს. არტეზიულ აუზებში 2000-3000 მ სიღრმეზე, ჭაბურღილების ონკანის წყალი 70-100 °C ან მეტი ტემპერატურის მქონე. მთიან ქვეყნებში (მაგალითად, ალპები, კავკასია, ტიენ შანი, პამირი), თერმული წყლები ზედაპირზე ამოდის მრავალი ცხელი წყაროს სახით (ტემპერატურა 50-90 ° C-მდე), ხოლო თანამედროვე ვულკანიზმის ადგილებში ისინი ვლინდება. თავად გეიზერებისა და ორთქლის ჭავლების სახით (აქ, ჭაბურღილები 500-1000 მ სიღრმეზე ავლენენ წყლებს 150-250 ° C ტემპერატურაზე), რომლებიც წარმოქმნიან ორთქლის წყლის ნარევებს და ორთქლს, როდესაც ისინი ზედაპირზე მიაღწევენ (Pauzhetka in კამჩატკა, დიდი გეიზერები აშშ-ში, ვაირაკეი ახალ ზელანდიაში, ლარდერელო იტალიაში, გეიზერები ისლანდიაში და ა.შ.).

თერმული წყლების ქიმიური, აირის შემადგენლობა და მინერალიზაცია მრავალფეროვანია: მტკნარი და მლაშე ჰიდროკარბონატული და ჰიდროკარბონატულფატი, კალციუმი, ნატრიუმი, აზოტი, ნახშირორჟანგი და წყალბადის სულფიდი მარილისა და მარილწყალში ქლორიდამდე, ნატრიუმამდე და კალციუმ-ნატრიუმამდე, აზოტ- მეთანი და მეთანი, ზოგან წყალბადის სულფიდი.

უძველესი დროიდან თერმული წყლები სამკურნალო მიზნებისთვის გამოიყენებოდა (რომაული, ტაჯიკეთის, თბილისის აბანოები). რუსეთში სილიციუმის მჟავით მდიდარ სუფთა აზოტის თერმული აბაზანებს იყენებენ ცნობილი კურორტები - ბელოკურიხა ალთაიში, კულდური ხაბაროვსკის მხარეში და სხვ.; ნახშირორჟანგი თერმული წყლები - კავკასიის მინერალური წყლების კურორტები (პიატიგორსკი, ჟელეზნოვოდსკი, ესენტუკი), წყალბადის სულფიდი - კურორტი სო-ჩი-მაცესტა (სოჭი). ბალნეოლოგიაში თერმული წყლები იყოფა თბილად (სუბთერმული) 20-37 °C, თერმული 37-42 °C და ჰიპერთერმული - 42 °C-ზე მეტი.

იტალიაში, ისლანდიაში, მექსიკაში, რუსეთში, აშშ-სა და იაპონიაში თანამედროვე და უახლესი ვულკანიზმის რაიონებში მუშაობს მთელი რიგი ელექტროსადგურები, რომლებიც იყენებენ ზედმეტად გაცხელებულ თერმულ წყლებს 100 °C-ზე მეტი ტემპერატურით. რუსეთში და სხვა ქვეყნებში (ბულგარეთი, უნგრეთი, ისლანდია, ახალი ზელანდია, აშშ) თერმული წყლები ასევე გამოიყენება საცხოვრებელი და სამრეწველო შენობების, სათბურის კომპლექსების, საცურაო აუზების გასათბობად და ტექნოლოგიური მიზნებისთვის (რეიკიავიკი მთლიანად თბება თერმული სიცხეებით. წყლები). რუსეთში მოეწყო თბომომარაგება ქალაქების კიზლიარის, მახაჩკალას, ჩერქესკის მიკრორაიონებისთვის; სათბურის კომპლექსების გათბობა კამჩატკასა და კავკასიაში. თბომომარაგებაში თერმული წყლები იყოფა დაბალთერმულ - 20-50 °C, თერმულ - 50-75 °C, მაღალთერმულ - 75-100 °C.

მინერალური წყლები არის მიწისქვეშა (ზოგჯერ ზედაპირული) წყლები, რომლებიც ხასიათდება ბიოლოგიურად აქტიური მინერალური (ნაკლებად ხშირად ორგანული) კომპონენტების მაღალი შემცველობით და (ან) სპეციფიკური ფიზიკოქიმიური თვისებებით (ქიმიური შემადგენლობა, ტემპერატურა, რადიოაქტიურობა და ა.შ.), რის გამოც ისინი გავლენას ახდენენ. ადამიანის სხეულის თერაპიული ეფექტი. ქიმიური შემადგენლობისა და ფიზიკური თვისებებიდან გამომდინარე, მინერალური წყლები გამოიყენება როგორც გარე ან შიდა საშუალება.

მინერალური მიწისქვეშა წყლების ფორმირებისა და გავრცელების ნიმუშები. მინერალური წყლების წარმოქმნის პროცესი ჯერ კიდევ არ არის საკმარისად შესწავლილი. მათი გენეზის დახასიათებისას გამოიყოფა თვით მიწისქვეშა წყლის წარმოშობა, მასში არსებული გაზები და იონ-მარილის შემადგენლობა.

მინერალური წყლების წარმოქმნა მოიცავს ზედაპირული წყლების ინფილტრაციის პროცესებს, დალექვის დროს ზღვის წყლის ჩამარხვას, ქანების რეგიონალური და კონტაქტური მეტამორფიზმის დროს კონსტიტუციური წყლის გამოყოფას და ვულკანურ პროცესებს. მინერალური წყლების შემადგენლობა განისაზღვრება გეოლოგიური განვითარების ისტორიით, ტექტონიკური სტრუქტურების ბუნებით, ლითოლოგიით, გეოთერმული პირობებით და ტერიტორიის სხვა თავისებურებებით. მინერალური წყლების გაზის შემადგენლობის ფორმირების ყველაზე ძლიერი ფაქტორები არის მეტამორფული და ვულკანური პროცესები. ამ პროცესების დროს გამოთავისუფლებული აქროლადი პროდუქტები (CCL, HC1 და ა.შ.) შედიან მიწისქვეშა წყლებში და ხდიან მას მეტად აგრესიულს, რაც ხელს უწყობს მასპინძელი ქანების გამორეცხვას და წყლის ქიმიური შემადგენლობის, მინერალიზაციისა და გაზის გაჯერების ფორმირებას. მინერალური წყლების იონ-მარილის შემადგენლობა წარმოიქმნება მარილის შემცველი და კარბონატული საბადოების დაშლის, კათიონური გაცვლის და ა.შ.

მინერალურ წყლებში გახსნილი აირები ემსახურება გეოქიმიური პირობების ინდიკატორებს, რომლებშიც მოხდა ამ მინერალური წყლის წარმოქმნა. დედამიწის ქერქის ზედა ზონაში, სადაც ჭარბობს ჟანგვითი პროცესები, მინერალური წყლები შეიცავს ჰაერის წარმოშობის აირებს - აზოტს, ჟანგბადს, ნახშირორჟანგს (მცირე მოცულობით). ნახშირწყალბადის აირები და წყალბადის სულფიდი მიუთითებს დედამიწის ღრმა ინტერიერისთვის დამახასიათებელ შემცირებულ ქიმიურ გარემოზე; ნახშირორჟანგის მაღალი კონცენტრაცია საშუალებას გვაძლევს მივიჩნიოთ, რომ წყალი წარმოიქმნება მეტამორფულ პირობებში.

დედამიწის ზედაპირზე მინერალური წყლები ჩნდება წყაროების სახით და ასევე ამოღებულია ჭაბურღილების სიღრმედან (სიღრმე შეიძლება მიაღწიოს რამდენიმე კილომეტრს). პრაქტიკული განვითარებისთვის გამოვლენილია მიწისქვეშა მინერალური წყლების საბადოები მკაცრად განსაზღვრული ოპერატიული მარაგებით.

ჩვენი ქვეყნის ტერიტორიაზე და უცხო ქვეყნებში გამოიყოფა მინერალური წყლების პროვინციები, რომელთაგან თითოეული გამოირჩევა ჰიდროგეოლოგიური პირობებით, გეოლოგიური განვითარების თავისებურებებით, მინერალური წყლების წარმოშობისა და ფიზიკურ-ქიმიური მახასიათებლებით.

არტეზიული აუზების საკმაოდ იზოლირებული რეზერვუარული სისტემებია მრავალფეროვანი იონური შემადგენლობის მარილიანი და მარილწყალთა პროვინციები მინერალიზაციით 300-400 გ/ლ-მდე (ზოგჯერ 600 გ/ლ-მდე); ისინი შეიცავენ აღმდგენი აირებს (ნახშირწყალბადები, წყალბადის სულფიდი, აზოტი). დაკეცილი რეგიონები და გაახალგაზრდავებული პლატფორმების არეები შეესაბამება ნახშირორჟანგის მინერალური წყლების (ცივი და თერმული) პროვინციებს მინერალიზაციის სხვადასხვა ხარისხით. უახლესი ტექტონიკური მოძრაობების გამოვლინების არეები ეკუთვნის აზოტის პროვინციას, სუსტად მინერალიზებული ტუტე, ხშირად სილიციუმიანი თერმული წყლები და ა.შ. რუსეთის ტერიტორია განსაკუთრებით მდიდარია ნახშირორჟანგით მინერალური წყლებით (კავკასიური, ტრანსბაიკალი, პრიმორსკი, კამჩატკა და სხვა პროვინციები). ).

ჩვენს ქვეყანაში სტრუქტურული მდებარეობიდან და მასთან დაკავშირებული ჰიდროდინამიკური და ჰიდროგეოქიმიური პირობებიდან გამომდინარე, გამოიყოფა მინერალური წყლის საბადოების შემდეგი სახეობები: პლატფორმის არტეზიული აუზების საბადოები (კაშინსკოე, სტარორუსსკოე, ტიუმენსკოე, სესტრორეცკოე და სხვ.); მთისწინა და მთთაშორისი არტეზიული აუზები და ფერდობები (ჩართაკი, ნალჩიკი და სხვ.); არტეზიული აუზები, რომლებიც დაკავშირებულია მინერალური წყლების აღმავალი ჩაშვების ზონებთან (ნაგუტსკოე, ესენტუკსკოე); ჰიდროგეოლოგიური მასივების ნაპრალის წყლები (ბელოკურიხინსკოე და სხვ.); ჰიდროგეოლოგიური მასივები, რომლებიც დაკავშირებულია მიწისქვეშა წყლების ჰორიზონტებში მინერალური წყლების აღმავალი ჩაშვების ზონებთან (დარასუნსკოე, შივანდინსკოე, შმაკოვსკოე და სხვ.); მიწისქვეშა მინერალური წყლები (Marcial წყლები, Uvildinskoye, Kisegachskoye, Borovoe და სხვ.).

მინერალური წყლების თერაპიული ეფექტი. მინერალურ წყლებს აქვთ თერაპიული ეფექტი ადამიანის ორგანიზმზე მათში გახსნილი ნივთიერებების მთელი კომპლექსით, ხოლო სპეციფიკური ბიოლოგიურად აქტიური კომპონენტების (CO2, NgB, Ab და ა.შ.) არსებობა და განსაკუთრებული თვისებები ხშირად განსაზღვრავს მათი სამკურნალო გამოყენების მეთოდებს. ბალნეოლოგიაში მინერალური წყლების სამკურნალო თვისებების შეფასების მთავარი კრიტერიუმია მათი ქიმიური შემადგენლობისა და ფიზიკური თვისებების თავისებურებები.

მინერალური წყლების მინერალიზაცია, ანუ ყველა წყალში ხსნადი ნივთიერების - იონების, ბიოლოგიურად აქტიური ელემენტების (აირების გამოკლებით) ჯამი გამოიხატება გრამებში 1 ლიტრ წყალზე. მინერალიზაციის მიხედვით განსხვავდებიან

აქვთ დაბალმინერალიზებული მინერალური წყლები (1-2 გ/ლ), დაბალი (2-5 გ/ლ), საშუალო (5-15 გ/ლ), მაღალი (15-30 გ/ლ) მინერალიზაცია, მარილწყალში მინერალური წყლები. (35- 150 გ/ლ) და ძლიერი მარილწყალი (150 გ/ლ და ზემოთ). შიდა მოხმარებისთვის ჩვეულებრივ გამოიყენება მინერალური წყლები 2-დან 20 გ/ლ-მდე მინერალიზაციით.

იონური შემადგენლობის მიხედვით მინერალური წყლები იყოფა ქლორიდად (CH), ჰიდროკარბონატად (HCO3~), სულფატად (EO/ -), ნატრიუმად (14a), კალციუმად (Ca -), მაგნიუმად (M^) ანიონების სხვადასხვა კომბინაციებში. და კათიონები. აირებისა და სპეციფიკური ელემენტების არსებობის მიხედვით განასხვავებენ ნახშირორჟანგს, სულფიდს (წყალბადის სულფიდი), აზოტს, ბრომიდს, იოდიდს, შავი, დარიშხანს, სილიციუმს, რადიოაქტიურს (რადონი) და ა.შ. ტემპერატურის მიხედვით, სიცივე (20-მდე). ° C), თბილი (20-37 ° C). C), ცხელი (თერმული, 37-42 °C), ძალიან ცხელი (მაღალი თერმული, 42 °C და ზემოთ) მინერალური წყლები. სამედიცინო პრაქტიკაში დიდი მნიშვნელობა ენიჭება ორგანული ნივთიერებების შემცველობას დაბალმინერალიზებულ წყლებში, ვინაიდან ეს ნივთიერებები განსაზღვრავენ მინერალური წყლების სპეციფიკურ თვისებებს. ამ ნივთიერებების 40 მგ/ლ-ზე მეტი შემცველობა მინერალურ წყლებს შიდა გამოყენებისთვის უვარგისს ხდის.

შემუშავებულია სპეციალური სტანდარტები, რომლებიც შესაძლებელს ხდის ბუნებრივი წყლების დამუშავებისთვის ვარგისიანობის შეფასებას (ცხრილი 40).

ცხრილი 40

წყლის მინერალად კლასიფიკაციის სტანდარტები

მინერალური წყლები გამოიყენება კურორტებზე სასმელად სამკურნალოდ, აბანოებში, თერაპიულ აუზებში ცურვისთვის, ყველა სახის შხაპისთვის, აგრეთვე ყელისა და ზედა სასუნთქი გზების დაავადებებისთვის ინჰალაციისა და გარგარისთვის, გინეკოლოგიური დაავადებების სარწყავად და ა.შ. მინერალური წყლებია. ასევე გამოიყენება გარედან.

მინერალური წყლები გამოიყენება შიდა და არასაკურორტო პირობებში, როდესაც გამოიყენება იმპორტირებული ჩამოსხმული წყლები. ახლა ჩვენს ქვეყანაში არის მინერალური წყლის ჩამოსხმის უამრავი ქარხანა და სახელოსნო. ჩამოსხმული წყალი გაჯერებულია ნახშირორჟანგით, რათა შეინარჩუნოს მისი ქიმიური თვისებები და გემო. წყალი უნდა იყოს უფერო და აბსოლუტურად სუფთა. ჩამოსხმული მინერალური წყლით მკურნალობა უნდა იყოს შერწყმული გარკვეული რეჟიმის დაცვასთან, დიეტასთან და დამატებითი თერაპიული ფაქტორების გამოყენებასთან (ფიზიოთერაპია, წამლის მკურნალობა, ჰორმონალური თერაპია და ა.შ.).

მინერალურ წყლებს, ძირითადად დაბალი მინერალიზაციისა და ასევე კალციუმის იონების შემცველობით, აქვთ გამოხატული შარდმდენი (შარდმდენი) მოქმედება და ხელს უწყობენ ბაქტერიების, ლორწოს, ქვიშის და თუნდაც მცირე კენჭების მოცილებას თირკმელებიდან, თირკმლის მენჯიდან და შარდის ბუშტიდან. მინერალური წყლის გამოყენება უკუნაჩვენებია, მაგალითად, კუჭის საყლაპავისა და პილორუსის შევიწროების, კუჭის უეცარი პროლაფსის, გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების დროს, რომელსაც თან ახლავს შეშუპება, თირკმელების გამოყოფის უნარის დაქვეითება და ა.შ. მინერალური წყლებით მკურნალობა უნდა მოხდეს. ჩატარდეს ექიმის დანიშნულებით და სამედიცინო მეთვალყურეობის ქვეშ.

ხელოვნური მინერალური წყლები მზადდება ქიმიურად სუფთა მარილებისგან, რომელთა შემადგენლობა ემთხვევა ნატურალურ შემადგენლობას. თუმცა, ხელოვნური და ბუნებრივი მინერალური წყლების შემადგენლობის სრული იდენტურობა მიღწეული არ არის. განსაკუთრებული სირთულეები წარმოიქმნება გახსნილი აირების შემადგენლობისა და კოლოიდების თვისებების სიმულაციაში. ხელოვნური მინერალური წყლებიდან ფართოდ გამოიყენება მხოლოდ ნახშირბადის, გოგირდწყალბადის და აზოტის წყლები, რომლებიც ძირითადად გამოიყენება აბანოებისთვის. ბალნეოლოგიისა და ფიზიოთერაპიის ცენტრალურმა ინსტიტუტმა (მოსკოვი) შემოგვთავაზა ზოგიერთი სასმელი მინერალური წყლის მომზადების მეთოდები, რომლებსაც აქვთ მაღალი თერაპიული ღირებულება (ესენტუკი No4 და 17, ბორჯომი, ბატალინსკაია). ყოველწლიურად იზრდება ბალნეოლოგიური სასმელი კურორტებისა და მინერალური წყლების მწარმოებელი ჭაბურღილების რაოდენობა.

ზოგიერთი მინერალური წყალი გამოიყენება როგორც გამაგრილებელი, წყურვილის მომხსნელი სუფრის სასმელი, რომელიც ამაღლებს მადას და მოიხმარება მტკნარი წყლის ნაცვლად, ყოველგვარი სამედიცინო ჩვენების გარეშე. რუსეთის რიგ რეგიონებში ჩვეულებრივი სასმელი წყალი საკმაოდ მინერალიზებულია და საკმაოდ გონივრულად გამოიყენება სუფრის სასმელად. სუფრის მინერალურ წყლად შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნატრიუმის ქლორიდის ტიპის მიწისქვეშა წყლები, რომელთა მინერალიზაცია არ აღემატება 4-4,5 გ/ლ (ჰიდროკარბონატულ წყლებს - დაახლოებით 6 გ/ლ).