Роль новейших и современных тектонических движений в формировании п/в.

Неотектонические поднятия земной коры активно влияют на направление и темпы г/г процессов в зоне интенсивного водообмена. С ними тесно связана эволюция речных долин, водоносных горизонтов, карстовых пещер. Установлены 3 основные стадии эволюции водоносных горизонтов на поднимающихся территориях.

1 стадия- напорная или подготовительная. Характерна для начального периода активизации неотектонических поднятий, когда первый от поверхности Земли водоносный горизонт залегает значительно ниже поверхности местного эрозионного вреза. Он находится вне сферы дренирующего воздействия оврагов и речных долин, а область питания находится за пределами характеризуемого участка. Водообильность этого напорного горизонта практически постоянна и не зависит от гидрологического режима реки, которая над ним находится.

2 стадия- безнапорная – начинается после вскрытия водоносного горизонта в результате эрозионных процессов.

3 стадия – водоносный горизонт из напорного превращается в водоносный горизонт со свободной поверхностью. Река вскрыла водоносный горизонт, и в определенный момент происходит разгрузка.

Процесс берегового регулирования. Во время половодья уровень поднимается, и вода поступает из реки в водоносный горизонт. Происходит потеря напора. Выходы п/в происходят на уровне поймы или превышают его. Но с поднятием территории родниковый сток становится меньше общего стока. Река пропиливает водоносный горизонт, водообильность увеличивается. С течением времени на второй стадии водоупорная подошва ВГ оказывается выше уровня максимального подъема уровня в реке. Река теряет контроль над ВГ. Начинается 3-ья стадия- осушение или отмирание ВГ.

При ритмичном чередовании в разрезе водоносных и водоупорных пород в глубоких речных долинах могут одновременно существовать несколько ВГ, находящихся на различных стадиях г/г развития. Количество функционирующих ВГ в долинах крупных рек определяется новейшей тектонической активностью участка и количеством относительных водоупоров в ритмичных толщах.

 

 

Зона активного водообмена: взаимосвязь гидрологических и гидрогеологических процессов.

Зона активного водообмена находится в сфере влияния эрозионного вреза местной гидрографической сети, интенсивного дренажа и воздействия современных климатических факторов. Поэтому она характеризуется наиболее интенсивным подземным стоком и непостоянным режимом. Мощность верхней зоны зависит от структурных особенностей района: она максимальна в горных (складчатых районах (500-1000м) и минимальна в платформенных (десятки-первые сотни метров). Для этой зоны характерны сроки однократного водообмена – от нескольких десятков лет (горноскладчатые области) до сотен и тысяч лет (платформенные области).

 

Химический состав подземных вод и способы его выражения.

Гидрохимические фации.

Хим. анализ проводят в лабораторных условиях. В него входят:

· пересчет анализа из весовой (г/л, мг/л) в эквивалентную (г-экв/л, мг-экв/л) и процентно-эквивалентную (%-экв.) формы;

· определение погрешности анализа;

· определение общей минерализации,

· классификация воды по хим.составу, температуре, минерализации, рН, содержанию СО₂, жесткости,

· написание формулы Курлова, построение графиков Дурова, Толстихина и Роджерса.

Минерализация (М) – это содержание в воде растворенных неорганических соединений и компонентов; выражается в г/л или г/дм³.

По М природные воды подразделяются на 6 групп: сверхпресные до 0,1 г/л, пресные 0,1-1, слабосолоноватые 1-3, сильносолоноватые 3-10, соленые 10-35, рассолы от 35. По Пиннекеру рассолы бывают: слабые 35-150 г/дм³, крепкие 350-500, предельно насыщенные > 500 г/дм³.

Единой общепринятой классификации природных вод в зависимости от хим. состава нет.

Кл-ция Максимовича: выделены г/г/х фация и формация. Г/х фация - часть гидросферы, характеризующаяся определенным хим.составом воды, определяется по преобладающему весу 2-3 и большему числу ионов. Преобладающими являются анионы и катионы, содержание которых составляет более 10% от общей минерализации. Название фации дается в порядке убывания, сначала анионов, затем катионов. Формация - участок гидросферы, воды которой характеризуются одинаковым хим. составом, определяемым по первому преобладающему компоненту.

Кл-ция Алекина: основана на выделении классов по преобладающим анионам (мг-экв/л), групп по преобладающим катионам и типов по соотношению м/у ионами. По преобл. анионам все воды делятся на гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные. Разделение на классы уточняется делением каждого класса на 3 группы: по преобладанию одного из катионов: Ca, Mg, Na, K. Каждая группа делится на 3 типа по соотношению между мг-экв. ионов. Выделяют 4 типа воды:

1) HCO₃>Ca+Mg (маломинерал.);

2) HCO₃<Ca+Mg<HCO₃+SO₄ (воды малой и средней мин-ции);

3) HCO₃+SO₄<Ca+Mg (высокомин.);

4) отсутствие иона HCO₃ (кислые).

Класс-ция Курлакова-Валяшко: типы хим.состава вод выделяются не по фактическому преобладанию ионов, а по их соотношениям. Так, в континентальных условиях преобладает SO₄ –Na тип вод, реже HCO₃ - Na.

Отраслевой стандарт (по хим.составу) – псевдодробь, в числителе анионы, в знаменателе катионы, содержание к-ых >1%. Эти катионы располагаются в порядке убывания. Название состоит из 2-х частей (1-ая-анионы, 2-ая-катионы), при определении названия учитываются компоненты, содержание которых >25%, перечисление от меньшего к большему. Слева М., справа pH и t. , название Cl-HCO₃-Na.

Формула Курлова представляет собой псевдодробь, в числителе которой представлены анионы в убывающем их содержании, а в знаменателе – катионы. Ионы, присутствующие в кол-ве <10%-экв, в формулу не включаются. Слева от дроби указывается в г/л кол-во растворенных газов и сумма минеральных веществ. Справа +°С и дебит источника в л/с.

Формула ионного состава отличается от формулы Курлова тем, что в ней указываются все основные анионы и катионы независимо от их содержания и не указываются t и дебит воды.

63.Пластовое давление и приведенный напор подземных вод.

Свободная вода, попавшая в водоносный пласт в процессе климатического круговорота, располагается между частицами отдельных минералов и находится под влиянием только гидростатического давления, т.е.веса вышележащего столба воды. Гидростатическое давление Р_г (кг/см², атм) определяется по формуле:

Р_г=ρ_вН/10, где

ρ_в-плотность воды, Н-глубина залегания измеряемой точки от уровня первого от поверхности земли водоносного горизонта.

Движение воды происходит в результате передачи гидростатического давления от участков более высокого напора к участкам его более низких значений.

При бурении глубоких нефтяных скважин замеры давлений, наблюдаемых в реальном пласте (пластовые давления), показали, что, начиная с глубин первых километров, пластовые давления в водоносных горизонтах становятся выше расчетных гидростатических в 1,3-1,6 раза (аномально высокие давления). В ряде случаев они достигли значений геостатического или литостатического (Р_л), создаваемого весом вышележащих пород:

Р_л=ρ_пН/10, где

ρ_п-плотность породы, Н- глубина залегания горных пород.

Так как плотность осадочных горных пород в среднем составляет 2,3г/см³, а плотность даже соленой воды не превышает 1,4г/см³, геостатическое давление на одних и тех же глубинах больше гидростатического в 2-2,5раза.