Гидрогеологические исследования

 

 

Гидрогеологическая съемка – это маршрутные наблюдения с

документацией естественных выходов подземных вод, буровые и

горнопроходческие работы, опытно-инфильтрационные исследо-

вания, наблюдения за режимом подземных вод и лабораторные

исследования.

Во время маршрутных наблюдений выявляются гидрогеоло-

гические объекты, изучается степень и характер водоносности

горных пород, распространение, питание и разгрузка подземных

вод, их режим и взаимосвязь с поверхностными водами; оцени-

ваются физические свойства, химический состав и качество вод,

их влияние на развитие геологических процессов, на горные по-

роды и т. д. Объектами визуальных наблюдений служат родники,

источники, участки просачивания, поверхностные водотоки, ко-

лодцы, скважины, горные выработки, водовмещающие и водо-

упорные породы и их свойства.

В процессе съемки происходит обследование и опробование

водопунктов.

В полевом дневнике записывается номер источника, его ме-

стоположение, формы и размеры выхода, прозрачность, цвет, за-

пах, вкус, температура, наличие газов и минеральных образова-

ний, радиоактивность, его приуроченность к определенному во-

доносному горизонту, геолого-литологическая характеристика

горизонта, режим и использование вод источника. В районах раз-

вития мерзлых пород оценивается связь источников с таликами.

Наблюдения за режимом подземных вод позволяет устано-

вить во времени общие закономерности изменения режима

 

 

 

 

(уровня, температуры, дебита, химического состава и др.) в ре-

зультате хозяйственной деятельности человека.

В процессе самостоятельных геоэкологических исследова-

ний изучаются изменения свойств и состояния подземных вод,

происходящие в результате техногенного загрязнения.

 

Они включают:

· определение участков и источников загрязнения;

· оценку защищенности подземных вод от загрязнения;

· изучение влияния техногенных нарушений подземной гидросферы

на поверхностный сток, растительность, деградацию мерзлоты, эк-

зогенные геологические процессы и т. д.;

· выявление истощения подземных вод.

Определенным геохимическим типам подземных вод соот-

ветствует определенный набор элементов, концентрация которых

может превысить ПДК (Табл.5).

Среди показателей подземных вод изучению, прежде всего,

подлежат температура, Cl, SO4, HCO3, CO2, CO, Na (Na+K), сухой

остаток, сумма металлов (Zn+Cu+Pb), pH, NO3, NO2, NН4, раство-

ренный кислород, сероводород, органическое вещество и показа-

тели, характерные для конкретного источника загрязнения, на-

пример, хлориды, карбонаты, нитраты, Mg, Ca, Fe, Cu и т.д.

Для оценки загрязнения подземные воды исследуются на

нефтепродукты, пестициды, органический углерод, фенолы, по-

верхностные активные вещества, бензопирен, окисляемость, Cr,

Ni, Fe, Hg, Cd и т.д.

Так как каждый тип источника характеризуется определён-

ным набором загрязняющих веществ, то при его исследовании

изучаются свойственные этому типу показатели.

Виды и объекты гидрогеологических исследова- ний	Методы исследований
Определение фильтрационных свойств пород	Геофизические Опытно-фильтрационные
Определение миграционных свойств	Опытно-миграционные
Сорбционные свойства пород	Лабораторные
Выявление характера загрязнения	Гидрогеологическое опробование Гидрохимическое опробова- ние
Выявление участков загрязнения	Геофизическое
Выявление участков радиоактив- ного загрязнения	Радиометрические
Изучение водозаборов	Режимные наблюдения Гидрогеологическое опробование
Влияние изменений подземной гидросферы на геологическую среду	Гидрогеологическое опробование Аэрокосмические исследова- ния Маршрутные исследования

Геохимические методы исследования

выясне­ние в натуре условий залегания, распространения, нако­пления, разгрузки и состава подземных вод, а также условий и свойств, определяющих технические мероприя­тия по использованию подзелшых вод, регулированию их или удалению.

Геохимические методы включают:

· литогеохимическое изучение почв и горных пород;

· литогеохимическое изучение донных и пойменных отложений,

торфяников;

· атмогеохимические исследования;

· геохимическое исследование пылевых выбросов путем изучения

снежного покрова;

· гидрохимическое изучение поверхностных вод;

· биогеохимическое изучение наиболее распространенных расти-

тельных сообществ и биогенной массы (табл. 4).

 

При отборе проб почв необходимо учитывать, что основная

часть загрязняющих веществ находится в тонком приповерхностном

слое гумусового горизонта, который и выбирается в качестве представительного горизонта для ненарушенных почв. Для нарушенных почв

представительным является весь нарушенный слой.

 

 

Радиометрические и радиогеохимические исследования

Радиометрические исследования направлены на изучение

естественного радиационного фона и радиоактивного загрязне-

ния.

При помощи гамма-съемки и гамма-каротажа можно опре-

делить суммарную радиоактивность горных пород. Гамма спек-

трометрическая съемка позволяет выявить раздельное содержа-

ние естественных (U, Ra, Rn, Th, K и др.) и искусственных (Cr90,

Cs137,Cs134, Y131, Co60, Ru103, Ru106 и др.) радионуклеидов.

 

 

20

ЯдерныеЕстественная радио- активность горных пород, почв, воздуха, подземных и поверх- ностных вод онный ЯдерныеЕстественная радио- активность горных пород, почв, воздуха, подземных и поверх- ностных вод ский ЯдерныеЕстественная радио- активность горных пород, почв, воздуха, подземных и поверх- ностных вод Ядерные щее в результате ис- кусственного облу- чения горных пород ЯдерныеЯвление, возникаю- щее в результате ис- кусственного облу- чения горных пород нейтронный ка- ротаж ЯдерныеЯвление, возникаю- щее в результате ис- кусственного облу- чения горных пород каротаж и дру- гие.         Ядерные Естественная радио- активность горных пород, почв, воздуха, подземных и поверх- ностных вод ã-съёмка ã-каротаж Интенсивность ã - излучения Радиоэманаци- Концентрация радона в почвен- ном воздухе Ионометриче- Ионизация в ат- мосферном воз- духе Радоновый Концентрация радона в природ- ных водах. Явление, возникаю- Нейтронный, ã - каротаж Интенсивность вторичного гам- ма-излучения. Нейтрон- Интенсивность излучения теп- ловых нейтронов Гамма-гамма- Интенсивность рассеянного гамма излучения.

 

 

Таблица 3.

 

 

21

Виды и объекты исследований Геофизические методы Радиоактивное загрязнение: Суммарное гамма-излучение Оценка отдельно урана, тория, калия Гамма-метод, гамма-каротаж, гамма-спектрометрия Нефтяное загрязнение ВЭЗ Коррозия трубопроводов РС Тепловое загрязнение Термометрия, термокаротаж, электроразведка, аэротепловая съёмка. Свалки, техногенные отходы, их мощность ВЭЗ, ЭП, аэротепловая съёмка в комплексе с другими методами. Породы зоны аэрации (мощность, разделение литологических гори- зонтов, геоэлектрические пара- метры, выделение зон активной трещиноватости и т.д.) ВЭЗ, сейсморазведка. Горные породы, их свойства и изменение под влиянием антро- погенных воздействий. Техноген- ные отложения и их свойства. Гамма-каротаж Пенетрационный каротаж Электрическое сопротивление песчано-глинистых толщ Электрокаротаж Изучение скальных и полускаль- ных пород (для захоронения от- ходов) Геоэлектрические, сейсмоакусти- ческие, радиометрические, грави- метрические, магнитометриче- ские Изучение водоупорных горизонтов Термический каротаж, ВЭЗ Распространение многолетней мерзлоты, определение границ мёрзлых пород Термокаротаж, термометрия, электроразведка Загрязнение подземных вод сточ- ными водами Практически все перечисленные методы Экзогенные и эндогенные про- цессы Практически все перечисленные методы

 

 

Радиоактивное загрязнение происходит при эксплуатации

атомных станций, при ядерных взрывах и подземных испытаниях

ядерного оружия, при авариях на ядерных установках. Радиоак-

тивное загрязнение связано с деятельностью радиоактивных хи-

мических заводов, разработкой урановых месторождений.

Повышенная радиоактивность наблюдается в породах, ма-

териале дорожных покрытий, облицовке зданий.

Геофизические исследования ведутся в воздушном, назем-

ном, подводном, скважинном, шахтном и лабораторном вариан-

тах. При аэрогамма-спектрометрической съёмке на самолёте или

вертолёте устанавливается специальная аппаратура, например

СКАТ-77. По результатам измерений составляют карты распре-

деления общей гамма-активности поверхности и карты урановой,

ториевой и калиевой составляющих гамма-поля. По ним опреде-

ляют нормальную радиоактивность и аномальные участки [13].

На аномальных участках проводят наземную радиометриче-

скую съёмку, которая локализует участки повышенного гамма-

фона.

При автомобильной съёмке используются станции типа

РСА-007, при пешеходной – дозиметры типа ДРГ-01T, ДРГ-05М,

радиометры "Прогноз", СРП-68-01Т, СРП-68-02 (с герметичной

гильзой для исследования донных отложений) [12].

В районах повышенной радиации проводятся радиогеохи-

мические исследования, включающие в себя изучение распреде-

ления природных радиоактивных элементов, радионуклидов и

определение форм нахождения их в горных породах и минералах.

Помимо этого, определяются подвижные формы и пути ми-

грации радиоэлементов, возможные участки их скоплений. Опро-

бование следует проводить на карьерах, отвалах, хвостовиках

горнодобывающих предприятий, в поймах, карстовых воронках,

на торфяниках, плёсах и т.д.

 

Геофизические методы

 

Геофизические методы исследований применяются для изучения состава, строения и состояния массивов

горных пород, в пределах которых могут развиваться те или иные опасные геологические процессы. К ним от-

носятся: магниторазведка, электроразведка, терморазведка, визуальная съёмка (фото-, теле-), ядерная геофизи-

ка, сейсмические и геоакустические и другие методы.

В программу наземных инструментальных геофизических наблюдений в системе мониторинга включают-

ся:

 

 районы размещения дорогостоящих, ответственных и особо опасных объектов промышленного и граж-

данского строительства;

 промышленные зоны, в которых ведётся добыча полезных ископаемых, откачка (закачка) подземных

вод, рассолов (промышленных стоков), места складирования отходов и т.п.;

 территории, занятые топливно-энергетическими комплексами;

 территории с мульдами оседания земной поверхности;

 территории занятые промышленными предприятиями, на которых выполняются прецизионные работы

в различных сферах производственной деятельности;

 территории с неблагоприятной и напряжённой экологической обстановкой;

 территории расположения уникальных архитектурных сооружений и исторических памятников.