авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |

«'е Н И Н Г Р А Д С К И Й О Р Д Е Н А Л Е Н И Н А ГО С У Д А РСТВ ЕН Н Ы Й У Н И В Е РС И Т Е Т им ени А. А. Ж Д А Н О В А А. А НСБЕРГ, В. П. Б О Р О В И ...»

-- [ Страница 5 ] --

Т а б л и ц а Типовой ан ал и з воды и га за Сухой остаток — 118 г/кг У пругость газа — 48 ат t воды — 45°С Д ебитное соотношение (газ:вода) — 0, Д ебит — 120 л \с г к С олевой состав Газовы й состав свобод­ р аство­ % м г /л ные, м г - э к в /л же газы ренные, ИОНЫ об. % об. % N a+ + К + СН 4 96,6 97, 35180 1512,7 37, 365,37 9, Са^+ Т яж елы е 39, M g2+. 1700 3, 0. углеводо­ 0, роды.

Итого катио­ ' нов................. 44 200 1917,48 50..

М 3, N2 1, 70 040 1945,19 i 48,9 ) СГ 1950 40,74.'1,0 6 '' so^- 0,041 0, Не Н С О 3- 96 0, 1, 0.038 0, Аг — В г“, 13 — И того, анио­ 1987,52 нов..... \1 § 2. ЧИСТО ХИМИЧЕСКИЕ КЛАССИФИКАЦИИ Ф о р м у л а К ур л ов а. Б ы л а принята на IV гидрогеологическом:

курортном совещании в 1930 г. для классификации и наглядного изображения данных химического состава вод. В современной интерпретации формула имеет двоякий вид.

1. При обработке анализов минеральных вод она представ-.

ляет собой псевдодробь, в числителе которой записываются;

;

aHHOTjtt-(B ж е %) в порядке убывания слева направо. В знаме •нателе таким ж е способом записьшаются катионы. Ионы, при •сутствующие в-всгда''в“количестве, меньшем 5 ж е % (сумма ка­ тионов и анионов принимается раздельно за 50% ), формулой не учитываются. Количество анионов и катионов округляется до, целых чисел. Слева от дроби записывается величина минерали­ зации воды (или сухой остаток) в г!л или г//сг воды. Слева ж е показывается в м г/л содерж ание некоторых бальнеологически ценных компонентов (СОо, НгЗ, J, Вг, В, Rn и т. д.). Справа от дроби записываются величины дебита воды в л /с е к или м^/сутки.

и температура воды в °С.

Состав воды, анализ которой приведен в табл. 40, изобра­ жается следующей формулой;

ВГ66^13М Ц 8 T 4 bD i 2 0, В соответствии с классификацией Курлова вода эта назы­ вается хлоридно-натриево-кальциевой.

2. При обработке любых анализов природных вод (исключая;

минеральные) обычно ограничиваются изображением по форму­ ле Курлова только главных компонентов солевого состава воды и величины минерализации, способом, описанным в пункте 1, Однако при этом выписываются все главные ионы вне зависимо- сти от их содержания, а преобладающ ие анионы и катионы от­ ражаются номенклатурой воды. Так, применительно к взятому нами примеру формула Курлова имеет вид Cl4gS0f Q - Ml1 4 N aaeC agM ga • Называется вода по-прежнему хлоридно-натриево-кальцие­ вой.

Классификация Щукарева. Предложена в 1934 г. и основы­ вается на формуле Курлова. В отличие от последней преобладаю ­ щим считается компонент, присутствующий в количестве не менее 25 ж е % (сумма анионов и катионов принимается раздельно за 100% ). Из шести Главных ионов, группируя их соответственно по два, по три, по четыре, по пять и по шесть, Щукарев получает 49 различных сочетаний. Они отвечают 49 возможным классам природных вод. Эти классы- Щ укарев изображ ает графически (рис. 56) с помощью квадрата, стороны которого разделены на семь равных частей. Классы 17, 33 и 45 он считает основными, так как воды этих классов, являющиеся соответственно гидро карбонатно-кальциевыми, хлоридно-натриевыми и сульфатно­ кальциевыми, формируются в результате непосредственного выщелачивания горных пород. Все остальные классы есть pe­ ls»

зультат смешения вод, метаморфизации их солевого состава и катионного обмена.

В ода, состав которой приведен в табл. 40, относится, по Щу кареву, к классу 33 и может быть названа хлоридно-натриевой.

Классификация Джикии. Необходимо отметить, что до появ­ ления его схемы (в 1963 г.) рядом авторов были предложены классификации, базирующиеся на формуле Курлова, в которых или совсем не учитывался третий по количеству анион и катион (Бродский, 1953), или отбрасывался компонент, содерж ание к© торого меньше 20 ж е % (М- Е. Альтовский, Г. А., Вострокнутов, О. А. Бозоян и д р.). В первом случае число классов природных вод, по сравнению с классификацией Щ укарева, уменьшалось де 36, пи втором — возрастало до 225.

ss rs Щ С д* а*М ? С' а" к N*С?

a о’ 18 W ма’ 19 Na' Са'' го 27 34 Mg’" to- 21 28 Na Mg'' 50ц Н О HO C3 SO^'CL Сз 50 ц Cl СГ Cl' НО Сз HCOi Рис. 66. График Щ укарева.

Точкой отмечено положение на графике анализа, приведенного качестве примера.

Джикия сделал попытку сосчитать, пользуясь математически­ ми формулами «теории соединений», всевозможные комбинации из трех анионов и катионов, основываясь на преобладании или равенстве отдельных из них. Составляя комбинации, он разли­ чает три случая: 1) содержания всех трех анионов (катионов) неравны, 2) содержания двух анионов (катионов) равны друг другу, 3) содержания всех трех анионов (катионов) равны друг другу. С учетом такого принципа количество возможных комби­ наций определяется однозначно и составляет в отдельности для анионов и катионов по 25, а, следовательно, число классов при­ родных вод возрастает до 625. Все эти классы Джикия предла­ гает отображать на графике (рис. 57), определяя место воды того или иного химического состава на нем, исходя из возм ож ­ ных трех случаев, изложенных выше.

Схема Джикии на современном уровне наших знаний яв­ ляется одним из наиболее полных способов классификации при­ родных вод по преобладанию компонентов и отражает формулу Курлова в развернутом ее виде, т. е. с учетом содержания прак­ тически всех главных ионов, количество которых составляет хотя бы не менее 1 ж е %.

Рис. 57. График Джикии.

Точкой отмечено полож ение на граф и ке анализа, приведенного в качестве примера. i;

К л а сси ф и к ац и я Г ур ев и ч а— Т ол сти хи н а. Предложена в 1961 г.

\ занимает среди рассмотренных классификационных схем осо­ бое место, так как в ней сделана попытка привлечь все (или точти все) химические и биологические составляющие природ­ ного водного раствора. Поскольку схема основывается на абсо ТН0 М преобладании компонентов, сами авторы оценивают ее 1Ю как «в известной мере формальную», отмечая, что она не являет :я ген ет и ч еск ой, а имеет значение «предварительной системати 11 Зак, 65в Ми», необходимой для разработки генетической классификации воды.

Наименование отдельных групп вод авторы приводят, поль­ зуясь номенклатурой, широко применяющейся в палеонтологии и биологии. Опираясь на учение Вернадского, они основываются на Трех главных показателях: концентрации солей и газов, пре­ обладающ их компонентах состава и некоторых характерных микрокомпонентах. Схема химической классификации вод, по Гуревичу и Толстихину, приведена в табл. 41.

Таблица 41;

СХЕМА Х И М И Ч ЕСК О Й КЛА С СИ Ф И КА Ц И И П О Д ЗЕ М Н Ы Х ВОД I. Концентрация компонентов О т р я д п о д з е м н ы х в о д — по концентрации растворенного газа! (% он веса в о д ы ):

весьма слабо газоносные ( 0,01);

газоносные (0,01—0, 1):

слабо газоносные (0,01—0,05), умеренно газоносные (0,05—0,1);

сильно газоносные ( 0, 1).

Подотряд подземных в о д — по концентрации солевого состава (г/л) — ионы и гидратные комплексы:

сверхпресные, дистиллятные ( 0,01);

пресные (0,01— 1,0):

наиболее пресные (0,01—0,03), очень пресные (0,03—0,1), нормально пресные (0,1—0,5), пресноватые (0,5— 1,0);

солоноватые ( 1,0— 10) ;

слабо солоноватые (1,0—3,5), сильно солоноватые (3,5— 10);

соленые (10—50):

слабо соленые (10—35), сильно соленые (35—50);

рассолы ( 5 0 ) :

слабо концентрированные (50— 100), крепкие (100—270), очень крепкие (270—350), сверхкрепкие ( 3 5 0 ).

П. Состав макрокомпонентов Н а д с е м е й с т в о п о д з е м н ы х в о д — по преобладаю щ им компонен­ там растворенных газов (об. % ). По основным газам : углеводородные, азо т­ ные, углекислые воды. П о смешанным газам : азотно-углеводородные, угле­ кисло-азотные, углеводородно-азотно-углекислые, кислородно-азотные и другие' воды.

С е м е й с т в о п о д з е м н ы х в о д — по первым преобладаю щим анио­ нам, с детализацией по вторым преобладаю щ им анионам (ж е хлоридные, сульфатные, гидрокарбонатные, кремнекислые и другие воды.

Подсемейство п о д з е м н ы х в о д — по первым преобладаю щим катионам с детализацией по вторым преобладаю щ им катионам, (ж е % ): н а­ триевые, магниевые, кальциевые и другие воды.

III. Состав микрокомпонентов Род подземных в о д - — по повышенным концентрациям характер* ых растворенных газов, обычно мало распространенных или присутствующих незначительном количестве в составе воды;

сероводородные, гелиевые, радо овые и другие воды (об. %). ' Г ю д р о д п о д з е м н ы х в о д — по повышенным концентрациям ха актерных компонентов солевого состава, обычно присутствующих в незна йтельном количестве;

йодистые, бромистые, железистые, стронциевые, меди тые, гуминовые и другие воды { м г 1 л / м к г 1 л, % от веса воды).

IV. Биогеохимический состав Т и п п о д з е м н ы х в о д — по количеству, характеру микрофлоры и ее иологической реакции на присутствующие в составе воды химические эле !енты. g При использовании рассмотренной классификации авторы ее [редлагают изображ ать состав воды в виде условных формул;

Для показа солевого состава удобна формула Курлова (прин* шп составления см. выше), газового состава — формула Гуре дача. Последняя строится следующим образом: в : числителе [севдодроби указывается процентный состав свободно выделяю цегося газа, в знаменателе — растворенного газа в порядке уменьшения их содержания. Слева от дроби пишется буква Г, ! основании ее указывается величина отношения дебитов газа и юды, сверху — упругость газа в атмосферах. Справа от дроби аписывается содерж ание А г (К г + Х е ) и H e + N e, а также микро сомпоненты H 2S, Rn и др. В соответствии с рассмотренной клас­ сификацией состав воды, приведенный в табл. 40, изображаете.^ следующими формулами:

.

„48 п 0. CH^ggN^2 0,038 „ 0, -т ^ ® о;

з w CI NassCag Зна может быть названа слабогазоносной, рассольной, метано юй, хлоридно-натриево-кальциевой, бромистой водой.

§ 3. ХИМИЧЕСКИЕ КЛАССИФИКАЦИИ С ЭЛЕМЕНТАМИ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ОСНОВЫ Классификация К урнакова — Валяшко: В основе зтой класси })икации леж ит схема Курнакова, разработанная им 1 Г9Г7 г.

в тля систематизации рапы соляных озер. В 1935 г. Валяшко до 10ЛНИЛ эту схему применительно к озерам, а в li954i г. распро '.транил ее на природные воды Земли. И сходя из физикотхимиче :кой сущности системы, состоящей из главных компонентов :олевого состава воды, устанавливаются такие комбинации! их, соторые являются наиболее растворимыми и сохраняются в раст,1* воре при всех значениях минерализации. З а независимые nepf менные принимаются анионы, зависимые — катионы. Возможн) следующ ие случаи.

1. Все анионы — СГ, S 0 4 ~, НСОГ (С О з~ )— присутствую в растворе. Тогда вследствие весьма низкой растворимост карбонатов и гидрокарбонатов щелочных земель из катионо при всех значениях минерализации воды являются подвижным только ионы Na‘^(K'^). Состав такой системы определяю т ком поненты NaCl, N 328 6 4, NaHCOg, Na.CO.,, в виде следов содер жатся в концентрированных растворах Са(НСОз)г и Mg(HCOg).

Специфическими компонентами этой системы являются карбс наты и гидрокарбонаты натрия, тип воды называется карбс натным.

2: Из анионов имеются СГ и SO4"'. Из катионов нодвиа ными-являются Na+ и С " м ож ет присутствовать в не а'^ ^ большом количестве вследствие. низкой, растворимости ег сульфатных солей. Состав такой системы определяют компонеь ты NaCl, N 3 2 8 0 4, M gC b, M g8 0 4 (C a8 0 4 );

в виде следов (в KOt Центрированных рзстворзх) присутствуют M g(H C 0 s) С а (Н С 0 з)г. Специфическими компонентами служ ат сульфат) нзтрйя и магния, хлориды магния;

тип воды нззы взется сул!

фатным. Тип этот делится на два подтиИа — хлоридно-магниС вый и' сульфатно-натриевый. 3. Из анионов имеется только С Р. ТогДа подвижны при все значениях минерализации воды все три катиона Na+, Mg^+, Са^ Состав системы определяют компоненты NaCl, M gC b, CaCl;

в виде следов (в концентрированных растворах) содерж атс Mg (НСОз) 2 и С а(Н С О з)2. Специфическими компонентами яе ляются. хлориды кальция;

тип воды называется хлоридным.

Д ля отнесения воды к тому или иному типу Валяшко реке мендует пользоваться коэффициентами табл. 42.

Три основных типа природных вод взаимно связаны друг.

другом и могут переходить один в другой под влиянием процес сов метаморфизации (катионного обмена, смешения вод, сул!

фатредукции, растворения пород и т. д.). В пределах сульфат ного типз взаимопереход подтипов друг в друга возможен бе метаморфизации и происходит при простом концентрйровани или разбавлении раствора.

Вода, состав которой приведен в табл. 40, относится, по Ва ляшко,.к хлоридному типу.

Классификация Сулина. Предложена в 1946 г. главным обра зом для вод нефтяных месторождений, а затем распространен автором, на все природные воды Земли. Исходными моментам:

этой классификации являются следующие два положения.

1. Химический состав вод определяется условиями их форми рования в той или иной конкретной природной обстановке.

2.,На земном шаре о :ожно выделить три ос- О я X овные природные обста- S С) Т овки формирования хи- Ч \о 4 :нческого состава вод: са Дсо континенталь- н орскую, о о ую, глубинную.

Морская обстановка I арактеризуется присут твием морских солей в I одах и породах. Распро- '« NГ О граняется она на участ- ел (Ь и суши, сложенные оса л А очными породами, нахо ящимися в начальной о а тадии вышелачивания и В I к лабо промытыми, благо- ч сз,аря чему в них еще со- C Q СП раняются соли морского 4 ад + олёвого комплекса, со 1С О тоящие из NaCl, M gCb, tt) о 0+ 4 g S 0 4, C aS 04 и т. д. Спе X+ ифическим компонентом C N V V са т Олей морских вод яв- -ь О н X 1со съ яется хлорид магния, ш о S рисутствующий всегда в rtf и S тих водах благодарято- С) Г •е ly, что среди всех солей m горского солевого ком- О X лекса хлорид магния о X 'Казывается самым рас- « о о 0 'ад воримым и наиболее про- О г X олжительное время удер- S С С) ТГ н о !{ивается в растворе. П о­ + -f X ф тому тип вод, отвечаю­ 1со о л V/ (= f щих морской обстановке, о с;

]улин называет хлорид- * § С) П ю-магниевым.

§ В континентальной об тановке формирования одземных вод, по Сули- г: е О н у, происходит метамор- Ig, ь- о ( = и шзация хлоридно-маг- Оо Л° 3 СР 4 о- S ;

иевых вод морского ге­ о о « 5S незиса. И з-за увеличения 1: S X нтенсивности водообме- е н 5 ft) X [а, обычно связанного с !- о си «г ю однятием территории, а, о С З = г ороды промываются от Ь:: и X воднорастворимых солей, причем в первую очередь от наибо лее хорошо растворимых солей морского солевого ком плекса хлоридов натрия и магния. Основную роль в солевом состав подземных вод начинают играть следуюш,ие по растворимости сульфатные соли, присутствуюш;

ие в породах, обычно главньп образом в виде гипса. Вышелачивание гипса ограничено срав нительно малой его растворимостью, однако благодаря том^ что параллельно, с выщелачиванием идут процессы катион ного замещения кальция гипса на Na, присутствующий в числ поглощенных оснований пород, в водах появляется хорошо рас творимый сульфат натрия. Обменные реакции при этом идут п схеме Ca^+-|-2Na (к о л )^ 2 Н а + + С а(к ол ) или CaS0 4 - f - 2 Na ( к о л ) N 3 3 8 0 4 - j - Са (кол).

Сульфат натрия, следовательно, является специфически) компонентом континентальной, обстановки формирования пор земных вод, причем «гипсовой» фазы выщелачивания пород. О типичен для таких вод вне зависимости от их минерализации, та' как оказывается наиболее растворимым среди солей этой ф аз и при концентрировании последним удерживается в растворе.

Сульфатно-натриевые воды «гипсовой» фазы выщелачивани по мере увеличения интенсивности водообмена сменяются гидре карбонатно-натриевыми водами. Формирование их отвечает гл} боко заш едш ему процессу выщелачивания, когда породы освс бож даю тся (промываются)' не только от хлоридов, но и от суль фатов, вследствие чего основную роль в солевом составе вод начинают играть гидрокарбонатные соли. Н аряду с гидрокарбс натами щелочных земель в раствор переходят гидрокарбонат!

натрия, образующ иеся при разрушении полевошпатовых компс Центов породы, содерж ащ их в своем составе щелочи, при обмег ной десорбции натрця из пород:и т. д. Поскольку гидрокарбона натрия является наиболее растворимым компонентом этой ф аз выщелачивания (ее можно назвать «содовой»), отвечающий е тип подземных вод является гидрокарбонатно-натриевым,. ил содовым.

Глубинная обстановка характеризуется присутствием в вода хлорида кальция. П роцесс преобразования вод суши, приводя щий в условиях нарастания интенсивности водообмена к форм рованию гидрокарбонатно-натриевых вод, при погружении тер ритории и ухудшении в связи с этим водообмена до затруднег ного и весьма затрудненного протекает в другом направлени!

Как полагает Сулип, в глубинной обстановке гидрогеологическ закрытых структур метаморфизация солевого состава воды обус ловливает накопление в водах.хлорида кальция. Согласно пре;

ставлениям Сулина, хлорид кальция образуется в результат обменной десорбции кальция, идущей по схеме '2 N a C l-|-C a (кол)5?:СаС12 + 2Ыа (кол).

Известно, что энергия поглощения кальция выше, чем у нат­ рия, поэтому в обычных условиях реакция идет справа налево.

Однако при больших концентрациях натрия, характерных для высокоминерализованных вод глубинной• обстановки, равнове­ сие сдвигается вправо, и процесс протекает в сторону адсорбции натрия и образования хлорида кальция. Поскольку последний является наиболее растворимым компонентом и сохраняется в растворе при всех значениях минерализации'воды, тип вод, от вечанрщий глубинной обстановке, назван Сулиным хлоридно кальциевым.

Таким образом, Сулин выделяет четыре основных типа под­ земных вод по химическому составу: 1) хлоридно-магниевый, формирующийся в морской обстановке, 2) сульфатно-натриевый, характерный для условий континента, 3) гидрокарбонатно-на триевый, такж е отвечающий континентальной обстановке фор­ мирования, но более интенсивной степени промытости пород, 4) хлоридно-кальциевый, типичный для глубинных условий гидрогеологически закрытых структур. ' Д ля отнесения воды к тому или иному типу, по Сулину, сле­ дует пользоваться данными анализа, пересчитанными в эквива­ лент-процентную форму, определяя по ним величину двух основ­ ных коэффициентов, которые автор классификации называет генетическими:

N a -C l C l-N a И SO4 "V Mg Коэффициенты могут изменяться в следую щ их пределах;

1. — — 1 — тип воды в этом случае сульфатно-натрие­ вый, так как из всех возможных комбинаций главных анио­ нов с натрием в растворе будут только NaCl и N 3 2 804.

„ N a—С1. 2. — go— 1 ^ т и п воды является гидрокарбонатно-нат риевым, поскольку в растворе наряду с хлоридами и сульф а­ тами натрия присутствует ещ е и NaHCOj.

о С1—Na ^ 3. — щ — 1 — тип воды хлоридно-магниевыи, так как из хлоридов в воде имеются только NaCl и MgCU.

. C l-N a ^.

—Щ — ^ — тип воды хлоридно-кальциевыи, поскольку в растворе, кроме хлоридов натрия и магния, будет ещ е и CaCl.^.

Каждый из типов вод Сулин подразделяет на группы по пре­ обладаю щ ему аниону, выделяя в пределах типа гидрокарбонат ную, сульфатную и хлоридную группы. В свою очередь каждая группа по преобладающ ему катиону разделяется на подгруппы:

кальциевую, магниевую и натриевую. Наконец, подгруппы д е ­ лятся по величине свойств (или характеристик), найденных спО' собом Пальмера, на классы.

Типы вод, по Сулину, изображаются графически при по­ мощи дв ух квадратов, соприкасающихся в одной точке (рис. 58), Стороны квадратов разделены в масштабе на 50 э к в % каж ­ дая. На левой вертикальной стороне верхнего квадрата вверх откладывается СГ — Na’^ на горизонтальной нижней — Mg^+,, Каждая точка внутрк ci-Na этого квадрата отвечает величине коэффициента C l- N a —щ — е. определяет Т.

тип воды. Диагональ, раз­ деляющ ая верхний квад­ рат слева направо, соответствует величине - ^• Слева от нее в треугольнике распола­ гаются воды хлоридно кальциевого типа, так как внутри этого треугольни С1 Na ^, справа в треугольнике располага­ Рис. 58. График Сулина.

ются хлоридно-магниевые Точкой отмечено полож ение на графике анализа, при­ веденного в качестве примера. воды, так как здесь Таким обр а­ зом, в верхнем квадрате размещаются два типа вод — хло ридно-магниевый и хлоридно-кальциевый, соответствующ ие морской и глубинной природным обстановкам формирования подземны х вод.

В нижнем квадрате размещаются воды континентальной обстановки. В верхнем треугольнике, где все точки характе­ ризуются коэффициентом ' ^ 3 0 4 ’ ^ располагаются сульфат­ но-натриевые воды, в нижнем треугольнике — соответственно гидрокарбонатно-натриевые, так как для всех точек этого тр е Na—( 1 ^ ^ угольника — go— 1.

Вода, приведенная в качестве примера в табл. 40, характе­ ризуется коэффициентом 1 и относится, по Сулину„ к хлоридно-кальциевому типу.

Н еобходимо отметить, что в классификационной схеме Сули­ на, да ж е без учета ее генетической интерпретации, которая на современном уровне наших знаний вызывает ряд возражений»

есть весьма существенные противоречия. Как показал Валяшко, неверно в качестве двух самостоятельных типов выделять суль фатно-натриевые и хлоридпо-магпиевые воды, так как они могут переходить друг в друга при простом разбавлении или концен­ трировании воды, без участия процессов метаморфизации. Пот скольку это так, нельзя, следовательно, разделять эти воды на графике, показывая их. в двух разных квадратах. Ведь в таком случае при концентрировании воды сульфатно-натриевого типа,, получая последовательно на графике все точки, отвечающие переходу ее в хлоридно-магниевый тип, придется перейти через ноль (в точке, где соприкасаются два квадрата). А это значит, что в какой-то момент при концентрировании воды количество ионов С1“, Na+, Mg^+, S 0 4 ~ долж но превратиться в ноль, что является явной бессмыслицей.

Таким образом, с точки зрения правильности Теоретических построений, классификация Сулина нуждается в определенных коррективах, хотя в основных чертах она аналогична схеме Кур­ накова— Валяшко.

Классификация Овчинникова. П редложена в 1954 г. и среди рассмотренных схем занимает особое место, поскольку строится на сочетании принципов выделения природных обстановок фор­ мирования вод по составу газов и классов вод в пределах каж ­ дой обстановки по преобладающим компонентам (главным ионам). Овчинников различает три обстановки формирования вод:

1) окислительную,, характеризующуюся газами N2, О2, СО?

и др.;

в пределах этой обстановки формируются воды поверх­ ностных водоемов и неглубокие подземные воды;

2) восстановительную с типичными для нее газами СН 4, H 2S,.

СО2, N 2 (биогенный) и др.;

к такой обстановке принадлежат глу­ бокие воды, в частности воды нефтяных й газовых месторож де­ ний;

3) метаморфическую, характеризующуюся преобладанием' в газовом составе преимущественно СО2;

сюда относятся воды эбластей молодой вулканической деятельности, газирующие;

углекислотой.

В пределах каждой обстановки формирования Овчинников-, выделяет 8 классов по преобладающим компонентам, причем 13 главных ионов некоторые он объединяет попарно (Са^'''- f Mg^%, 'Ja‘'‘ 4 ' К'*', НСО^ S 0 4 ~ ). Анализы выражаются в эквивалент- ф оцентной форме, сумма анионов и катионов принимается )аздельно за 100%. Классы обозначаются римскими цифрами, )бстановка формирования — индексами при цифрах ^о — окис штельная, в — восстановительная, м — метаморфическая).

О бстановки, формирования и классы вод, по Овчинникову, гзображены на рис. 59. В каждом квадрате, соответствующем )пределенной обстановке формирования, найденной по состав у 169^ Тазов, по горизонтальной оси откладывается справа налево содерж ание главных катионов (в ж е %). От нуля всегда на­ носится количество Na'^-j-K'^. Оставшийся отрезок отвечает Ca^‘''-j-Mg^‘''. По вертикальной оси свер ху вниз откладывается содерж ание главных анионов, причем от нуля всегда наносит­ ся СГ. Оставшийся отрезок отвечает НСОГ + S O l”. Квадраты разделены диагональю, ко-:

\Kam u- 4ampue8bie Намциеёые ~Кати-Л торая разграничивает воды с пии/ I Г а \о н ы Na _,. Na отношением “ 1 и " Q r ^ 0% ОЫ И focm KtO OX 50% что позволяет установить появление гидрокарбона­ НСО.Щ тов и сульфатов натрия » хлоридов кальция и маг­ CD ния в водах. Каждый квад­ 50% (L Ci lT рат разделен на 8 тр еуголь­ IVn VL '^ ^cs,.

' Q. o ников в соответствии с t Cl v„ классами, выделенными Ов­ чинниковым по преоблада­ wo% нию той или иной пары § ^ Illfl ионов.

HO ^ O C j^S i^ Вода, состав которой при веден в табл. 40, относится 50% к восстановительной при-!

IV, VL родной обстановке и по­ C' L v« падает в класс Мв, характе­ Io ль C ризуясь наличием хлоридоЕ W 07c кальция и магния.

^Ч ci Пи ^ § 4. Д И А ГРА М М Ы 2S-I =5 Х И М И ЧЕСК О ГО И ГАЗОВОГО coC ;

-tv ^^C j 50% СОСТАВА ВОДЫ си lij Диаграмма (график) 5 ;

Роджерса. Предложена аме­ ЮОзкВХ ТазоВый 100% 50% ''J i H U - риканским нефтяником Р о д ­ CQcrai Ка- [Na+к^] [Са^М д^*] тионьТ' жерсом в 1911 г. для нагляд­ 'тионы\ ного изображения свойств или характеристик воды, по Рис. 59. График О вчинникова.

Пальмеру. Пальмер разли­ Точкой отмечено полож ение на граф ике анализа, приведенного в качестве примера.

чает два основных свойства воды: соленость и щелоч шость. Соленость обусловливается присутствием в воде солей, которые не гидролизуются или гидролизуются, в слабой степени.!

Щ елочность появляется в воде в результате гидролиза солей.

Д л я того чтобы определить, в какой мере свойствами солености к щелочности характеризуются те или иные воды, Пальмер де лит анионы и катионы, присутствующие в водах, на следующие 5 групп:

А — катионы сильных оснований (Na'*' и К"^);

Е — катионы слабых оснований (Са^'*' и М — катионы очень слабых оснований, (Fe^''' и А '*');

1® S — анионы сильных кислот (S O l^, С1“);

Si — анионы слабых кислот (СОз“, H CO F) И з определения солености следует, что это свойство обуслов -лено присутствием солей, образованных анионами сильных ки­ слот со всеми тремя группами оснований, так как такие соли или совсем не гидролизуются, или гидролизуются в слабой степени.

•СоотБетственно разделению оснований на три группы, очевидно, можно выделить три рода солености:

первая — сочетание сильных кислот с сильными основания­ ми, т. е. S + A ;

вторая— сочетание сильных кислот со слабыми основаниями, т. е. S + E;

третья — сочетание сильных кислот с очень слабыми основа­ ниями, т. е. S + M.

И з определения щелочности следует, что это свойство вызы­ вается присутствием солей, образованных анионами слабых ки­ слот со всеми тремя группами оснований. Аналогично солено­ стям Пальмер различает три рода щелочности:

первая — сочетание слабых кислот с сильными основаниями, т. е. Si-bA ;

вторая — сочетание слабых кислот со слабыми основаниями, т. е. Si + E;

третья — сочетание слабых кислот с очень слабыми основа­ ниями, т. е. S i4-M.

Сочетание отдельных групп ионов для выделения свойств со,лености и щелочности производится Пальмером на основании химического сродства, т. е. в первую очередь он комбинирует сильные кислоты с сильными основаниями и т. д. П орядок соче­ тания ионов, по Пальмеру, мож ет быть изображ ен следующей схемой:

(Na-^ + K ^ ) - ^ ( S O ! " + C l- ) (Ca^- + Mg^") ( А 1з+_|_ p g 3+ ^ / ( H C 0 3 - |- С О з ).

Д ля определения свойств солености и щелочности Пальмер пользуется анализами, выраженными в эквивалентной форме, и каж дое свойство высчитывает в эквивалент-процентах.^ * Н а основании характеристик солености и щелочности П альм ер дает жлассификацию вод, однако в настоящ ее время она утратила значение и почти не используется.

График Родж ерса строится в виде трех равной длины парал­ лельных полос, примыкающих друг к другу. На верхней полосе откладывается слева направо в соответствующем масштабе ко­ личество катионов (в экв °/о) в порядке очередности выделенных Пальмером групп: сначала сильные основания, затем слабые и очень слабые. На нижней полосе в том ж е масштабе отклады­ ваются анионы (слева направо) сначала сильных, затем слабых кислот. На средней полосе путем соответствующего построения определяются величины свойств воды. Поскольку для числового обозначения свойств ко 0 50skS % личество комбинируемых анионов и катионов (в э к в %) суммируется,, НО Сз масштаб для средней по­ SO4 -j- С Г лосы окажется в два раза 50 Зкв % мельче, чем для верхней СПШ ] и нижней. Если на верх­ ней и нижней полосах Рис. 60. График Родж ерса.

откладывается соответ­ 1 — соленость первяя;

2 - соленость вторая;

S — щ елочность вторая.

ственно по 50 э к в % ка­ тионов и анионов, то на 'средней полосе вся длина ее будет равна 100 э к в %.

Свойства воды, по Пальмеру, находятся путем пересечения линий, отвечающих содержанию катионов с нижней полосой, на которой нанесены анионы, и линий,' отвечающих содерж анию анионов с верхней полосой. На средней полосе при этом отсе­ каются отрезки, величина которых дает свойства или характери- :

стики воды, по Пальмеру.

Рис. К ругдиаграмм а. Рис. 62. К ругдиаграмма.

61.

1 —Са2+;

2 —Mg2+ ;

1 - С а2+;

2- M g^+ ;

, г - Na+ + к+;

4 -соО + нсо2-;

3 — N a+ + К+;

4 - CO — + Н С О ^ - о 3’ о -С\~.

5 -S 0 2 -;

,2- 6 - СГ На рис. 60 изображ ен состав воды, анализ которой помещен в табл. 40.

Рекомендуется отрезки, соответствующие свойствам воды по Пальмеру, штриховать различным условным знаком или рас­ крашивать разным цветом.

Диаграмма Толстихина. Д ля наглядного изображения данных единичных анализов Толстихиным' предложена круг-диаграмма или циклограмма (рис. 61). Диаметр круга в масштабе отвечает величине минерализации воды, выраженной в виде сухого остат­ ка или суммой растворенных веществ. Горизонтальной линией круг делится на две части. В нижней части по секторам откла­ дываются в масштабе анионы слева направо в следующем по­ рядке:

Na''+н* %эк 7 Ч W 9 8 5. 3 20 п 19 18 15 16 13 30 29 26 28 25 23 22 W 33 38 37 36 35 33 32 ад 50 1^9 47 46 43 «5 и со :т Cl+SOtf 60 51 53 58 56 55 54 51 70 69. 68 64 66 65 62 80 19 78 14 13 16 90 89 88 86 85 83 100 99 98 96 95 93 в 0% эн8 100%эн Рис. 63. График Толстихина.

Точкой отмечено полож ение на граф и ке анализа, приведенного в к а ­ честве примера.

Н С О з, SO4, с г, а в верхней — Са^+, Na+ + K"^- Если сум м у анионов и катионов принимать раздельно за 50%, то 1 ж е % равен д у ге в 3,6°.

^,В последнее время циклограммы строятся несколько по иному (рис. 62). Круг разделяется на два концентрических круга. Во внутреннем откладываются анионы слева направо от горизонтальной линии, последовательно НСОз", SO^”, СГ, во внешнем круге такж е слева направо катионы — Са^+, Na"''-|-K'^. Диаметр круга в масштабе отвечает величине минерализации воды. Анионы и катионы на обеи х цикло­ граммах штрихуют определенным условным знаком или рас­ крашивают в различный цвет.

1. Весьма удобный графический способ для систематиззций больш ого гидрохимического материала предлож ил Толстихин в 1937 г. П одобно Р одж ер су, он положил в основу графи­ ческого построения группы ионов, объединенны х по сп особу зк8 % г' ПОэнВ % Na*i % 100эн 1? Линия нулеёшх^знаяений 2+ 2+ Са +Мд НСОд ' ^ Рис. 64. Граф ик Толстихина, комбинированный с треугольникам и Ф ерре, Пальмера. График (рис. 63) представляет собой квадрат, каж ­ дая сторона которого разделена на 100' равных частей (с о ­ ответственно 100 э к в %). По горизонтальным сторонам квад­ рата наносится количество катионов (в э к в %) сверху справа налево Na'^+K'^, снизу слева н а п р а в о С а ^ + - f - По вер­ тикальным сторонам откладывается количество анионов: по левой стороне снизу вверх Н С О з" С О з~, по правой стороне св ер ху вниз Каждая точка внутри квадрата имеет 4 координаты, отвечающие содерж анию Na'^'-f-K'^, С а^"*"- f Mg^+, H C O ^ -j'C O l^, C r - ] - S 0 4 “" (в э к в %, найденных анализом)..

В квадрат-диаграмме Толстихина хорошо выделяются поля, каж дое из которых отвечает преобладанию в воде одного из.

войств, по Пальмеру. Так, в нижнем левом углу располагаются юды, характеризующиеся преобладанием в составе вод первой ;

олености, в левом верхнем углу — первой щелочности, в правом [ижнем — второй солености, в правом верхнем — второй щелоч [ости. Воды примерно с равной величиной всех основных войств, по Пальмеру, тяготеют к центральной части квадрата.

Д ля нахождения места воды в той или [НОЙ части квадрата Толстихии предложил (ользоваться номером воды. Квадрат делится IM на 100 мелких квадратиков, каж дому из ИХ присваивается определенный порядковый юмер. Найти номер воды можно графическим гутем и, кроме того, вычислить по данным шализа.

На графике объединены и суммарно учи ываются C r + S 04~, + Это бол ь­ шой недостаток графика, так как на нем не (огут быть изображены раздельно воды хло- Р и с. 65. К р у г едн ы е и сульфатные, кальциевые и магние- д иаграм м а га ;

ые. В последнее время Толстихин предло- зо в о го со ста в а.

J —С 2: 2 —О ;

О хил комбинировать квадрат-диаграмму с 3 — С Н 4 -ь т я ж е ­ реугольниками Ф ерре (рис. 64). На од- лые;

4 — No.

:ом из треугольников откладываются со.ержания анионов, на другом — содерж а :ия катионов (в ж е % ). Н анесение данных на эти тре- тольники производится следую щ им образом: количество СГ ткладывается по левой стороне треугольника, начиная от его.

ерщины и вниз, S 0 4 ~ — по основанию треугольника, начиная т левого угла и вправо, количество НСОГ — по правой сто оне треугольника, начиная от правого угла при основании вверх. Точка пересечения прямых, проведенйых для СГ, о |- и НСОГ параллельно нулевым их линиям, соответствует одержанию всех трех анионов в данной пробе воды. Анало ично наносятся содерж ания катионов в катионном треугольнике.

Круг-диаграмма газового состава. Строится для нагляд ого выражения данных единичных газовых анализов. Сектор руга отвечает процентному содержанию того или иного компо ента газа, отложенному в масштабе (1% составляет 3,6° дуги). _ чаждый компонент газа на диаграмме показывается соответст ующим условным знаком (рис. 65).

Г /5 »

РАЗДЕЛ Ш. ОСНОВЫ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ И СОСТАВЛЕНИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕ­ СКИХ КАРТ ПОЛЕВЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ 1.

ГЛАВА § 1. О БЩ И Е С В Е Д Е Н И Я I Гидрогеологическая съемка включает комплекс полевых i камеральных исследований, в процессе которых выявляется рас пространение подземных вод в толще земной коры и' по площа ци, устанавливаются типы подземных вод, их качество, ресурсь и особенности режима, определяются условия питания, движ е ния и разгрузки подземных вод и производится оценка их, с точ ки зрения возможности практического использования.

Гидрогеологическая съемка осуществляется или на готово!

геологической основе, или одновременно с геологической съем кой;

в последнем случае она называется комплексной геолого гидрогеологической съемкой.

В зависимости от масштаба гидрогеологическая съемка под разделяется ка три категории: мелкомасштабную — 1 :1 О О О О О О— 1 : 500 О О среднемасштабную — 1 : 200 О О— 1 : 100 О О и круп О, О О номасштабную — 1 : 50 О О— 1 : 25 О О В пределах каждой кате О О.

гории более мелкий масштаб применяется для съемки районо!

с простым гидрогеологическим строением, более крупный — дл съемки сложных районов.

Гидрогеологическая съемка мелкого масштаба является пер вым этапом региональных гидрогеологических исследований тер ритории и производится в неизученных районах;

цель е е —^уста новление общих гидрогеологических условий путем обзорны) маршрутных пересечений с приближенной оценкой качества i ресурсов подземных вод. К следующ ему этапу исследования от носится среднемасштабная съемка, в задачу которой также вхо дит изучение общих гидрогеологических условий, но на основ( сплошного покрытия маршрутами картируемой площади, с вы явлением всех типов подземных вод, их качества, ресурсов, осо;

бенностей режима и пр.

Крупномасштабная гидрогеологическая съемка выполняется ля решения специальных задач, обычно диктуемых различными роизводственными организациями. Задачи могут быть весьма азнообразцыми, связанными с освещением гидрогеологических словий возведения плотин, сооружением водопроводов, ороше ием или осушением земельных массивов, изучением благона ежности косогоров при проведении ж елезнодорожны х трасс пр. Чаще всего крупномасштабные съемки осуществляются по пениальной программе, вырабатываемой для каждого конкрет ого случая.

В результате гидрогеологической съемки любого масштаба оставляется гидрогеологическая карта, являющаяся графиче ким обобщением полевых, фондовых и литературных материа ов по гидрогеологии картируемой территории. Гидрогеологиче кие карты мелкого и среднего масштаба служ ат для проектиро ания более детальных исследований и поисковых на воду работ, 'ти карты наряду с геологическими картами и материалами огут использоваться в качестве основы для ориентировочной ценки ресурсов подземных вод и для выбора участков-изыска ий под крупные водозаборы. Также широко применяются они ри составлении проектов, предусматривающих использование одземных вод для различных практических целей (лечебных, рошения, водоснабжения, теплофикации и т. д.) и разработки еролриятий по борьбе с подземными водами (в шахтах, на рошаемых массивах и пр.).

Гидрогеологическая съемка включает;

1) полевые работы, в процессе которых производятся наблю ения над водопроявлениями, составляются карты фактического атериала и предварительная гидрогеологическая карта;

2) камеральные работы, в процессе которых детально анали ^руется и обобщ ается весь собранный фактический материал полевой, фондовый, литературный), составляются окончатель ая гидрогеологическая карта и объяснительная записка к ней.

Полевые исследования охватывают большой комплекс на людений, содерж ание которых в значительной мере зависит от асштаба карты, целевого^ задания, геологического строения грритории и пр. Однако при гидрогеологических работах осу ;

ествляется ряд наблюдений, являющихся Обязательными при юбом масштабе съемки и в любых- районах. К таким наблюде иям относятся описание водопунктов, описание и определение изических свойств воды, определение дебита водопунктов, от 9 Р проб воды для химического анализа.

§ 2. О П И СА Н И Е ВОДО П УНКТОВ П одземные воды выходят на поверхность земли естественным утем в виде родников (источников), мочажин, выпотов и могут ыть вскрыты искусственно скважинами, колодцами, шурфами, 2 Зак. 658 кяризами и пр. К аж дому водопункту при картировании присваи вается определенный номер и производится описание его по сл.е| дующей схеме:

1. Указывается дата обследования.

2. Отмечается административное положение водопункта (об ласть, район);

дается привязка его по отношению к близлежа.

щим населенным пунктам или в случае отсутствия таковых i орографическим элементам, обозначенным на топографической карте и отчетливо видимым на местности;

с топографическогс;

планшета выписываются : географические координаты водо­ пункта.

3. Устанавливаются положение водопункта в рельефе и абсо| лютная отметка. Приводится характеристика геоморфологир^ участка в целом — речной или овражной долины, водораздела| возвышенности, горной гряды и пр., где находится водопункт!

Кроме того, описывается непосредственное положение водопунк­ та в рельефе — расстояние и относительное превышение его на/i урезом воды в реке или над днищем оврага, приуроченность к ко- i репному берегу или к террасовому уступу и пр. Абсолютна?!

отметка определяется инструментальной или барометрической нивелировкой, в случае отсутствия таковой — снимается с топо] графического планшета. i 4. Д ается характеристика геологических условий. При опи-,' сании родников отмечается, к коренным или к четвертичным от­ ложениям приурочен выход воды;

если к четвертичным — тс указывается, какие коренные породы развиты поблизости, свя зан ли родник с водоносностью четвертичных отложений и л и o h i только прикрывают место выхода воды. В том случае, если род ник связан с коренными породами, описываются их состав, сте пень выветрелости, трещиноватость, характер залегания, воз­ раст, оцениваются условия поступления воды из трещин отдель- j ности, трещин напластования или тектонических трещин, из не щер, каверн, карстовых пустот, по контакту различных поро^ и пр., производится замер направления трещин и пустот и ил| ширины. При описании скважин, колодцев, шурфов, кяризов приводится характеристика геологического разреза и отмечается мощность. вскрытых горизонтов.

5. Указываются целевое назначение водопункта и каптаж' Выясняется обычно путем опроса’ населения, для каких целей —!

питьевого или технического водоснабжения, водопоя скота, оро­ шения и пр. — используется вода. Д ля источников указывается' наличие или отсутствие каптажа;

если каптаж имеется, приво-!

дится его описание. Д ля скважин дается характеристика кон-| струкции скважины, оборудования ее фильтрами и насосом, для колодцев отмечаются его сечение, материал сруба, водоподъем ные приспособления.

Помимо перечисленных наблюдений, осуществляющихся для всех водопунктов вне зависимости от характера вскрытия воды ф и изучении родников необходимы некоторые дополнительные ханные. Устанавливается принадлежность родников к опреде­ ленному типу: выделяются нисходящие, питающиеся верховод­ кой и грунтовыми водами, и восходящие, питающиеся артезиан :кими водами. Отмечаются причины выхода воды на дневную юверхность;

в результате экранирования (литологического, стра гиграфического, тектонического), выклинивания водоносного пласта, эрозионного вскрытия водоносного пласта и т. д. Произ зодятся наблюдения над отложениями источников — образова­ нием известковых туфов, кремнистых натеков, охристо-бурой гидроокиси ж елеза, определяется объём этих новообразований, отбираются образцы на анализ. Иногда на дне водоемов, где находится источник, отлагаются илы, содерж ащ ие сероводород.

Эти илы тщательно исследуются, так как они могут оказаться лечебными.

При изучении скважин, шурфов и колодцев также нужны не­ которые дополнительные данные, не вошедщие в общий пере qeHb. В колодцах и шурфах замеряется глубина от поверхности земли д о воды и д о дна, в скважинах отмечаются количество вскрытых водоносных горизонтов, глубина появления воды и глубина установившегося уровня воды, величина напора (если таковой наблю дается), наличие или отсутствие самоизлива.

При описании всех водопроявлений, как естественных, так и искусственных, обязательно производится зарисовка участка, где располагается исследуемый водопункт. На рисунке отра­ жаются геологические и геоморфологические условия участка^ рисунок привязывается к странам света.

§ 3. О П Р Е Д Е Л Е Н И Е Ф И ЗИ Ч ЕС К И Х СВОЙСТВ ВОДЫ К физическим свойствам относятся температура, прозрач­ ность, цвет, вкус и запах.

Температура подземных вод колеблется в широких преде­ лах, от нескольких градусов ниже нуля и почти до 100°. И зм ере­ ние температуры производится термометрами различной кон, струкции. Д ля родников, открытых водоемов и неглубоких ко­ лодцев можно пользоваться термометром-пращом (рис. 66), которым определяют и температуру воздуха;

отсчет следует д е­ лать, не вынимая термометра из воды. Удобно пользоваться также термометром конструкции мастерских Гидрологического института: термометр имеет оправу с раздвижной щелью для шкалы и резервуар емкостью около 200 мл- в нижнем конце оправы;

вода заполняет резервуар, и поэтому отсчет можно про­ изводить, вынув термометр из воды.

Определение температуры воды глубоких колодцев и сква­ жин осуществляют при помощи ленивого термометра (рис. 67).

Ленивый термометр заключен в металлическую оправу, нижняя часть которой расширена;

промежуток меж ду ртутным' шариком и стенками оправы заполнен пробковыми крошками или каким 12* либо плохо проводящим тепло веществом. Термометр опускают на шнуре в воду на время от 10 м и н до нескольких часов (в з а ­ висимости от глубины выработки), затем вынимают и произво­ дят отсчет.

—о— Рис. 66. Тер­ Рис. 67. Л е­ мометр- нивый т е р ­ пращ, мометр.

Термометры перед употреблением (перед выездом в поле) б ы т ь проверены в Главной геофизической обсервДто -ДОЛЖНЫ !рии и иметь соответствующие аттестаты.

Прозрачность подземных вод зависит от присутствия в них твзвешенных тонкодисперсных и коллоидных частиц минераль­ ного и органического происхождения. Подземные воды в боль­ шинстве случаев прозрачны благодаря фильтрации воды через поры породы, однако они могут обладать мутностью, иногда д о ­ вольно большой.

J Качественно прозрачность находят, наливая в пробирку 10 м л исследуемой воды и наблюдая степень прозрачности сбоку или сверху вниз на темном фоне. Д ля указания степени прозраА' ности служит следующая номенклатура;

прозрачная, слабо опа лесцирующая, опалесцирующая, слегка. мутная, мутная, сильно мутная. Количественно прозрачность воды можно определить в ;

цилиндре Генера. Цилиндр наполняют водой и закрепляют над печатным текстом так, чтобы шрифт находился на расстоянии 4 см от дна. Д обавляя или отливая воду из цилиндра, находят предельную высоту столба воды, при которой чтение шрифта еще возможно. Прозрачность выражается в сантиметрах высоты столба с точностью до 0,5 см. Цвет подземных вод зависит от растворенных в них веществ и от взвешенных частиц минерального и органического проис­ хождения. Качественно определение цвета производят в пробир­ ке, которую наливают почти доверху, ставят на белую бумагу и, глядя сверху вниз, устанавливают цвет, характеризуя его сле­ дующим образом: бесцветная, зеленоватая, желтоватая, бурая и т. п. Количественно цвет определяют, сравнивая исследуемую воду, налитую в цилиндр бесцветного стекла емкостью 100 мл и высотой 20 см, со стандартным платино-кобальтовым раство­ ром, налитым в такой ж е цилиндр;

сравнение производят на б е­ лом фоне.

Вкус подземных вод зависит от содержащ ихся в них раство­ ренных минеральных и органических соединений. Д ля определе­ ния вкуса воду подогревают до температуры 25— 30° С, набирают в рот и дер ж ат несколько секунд. Различают горький, соленый, сладкий и кислый вкус;

все прочие вкусовые ощущения являют­ ся привкусами — металлический привкус, чернильный, рыбный, хлорный и пр.

Запах подземных вод обусловлен присутствием таких соеди­ нений, как сероводород, гуминовые кислоты, сероокись углерода и пр. Подземные воды большей частью лишены запаха, однако^ известны воды с запахом болотным, землистым, сероводород­ ным, кислым, затхлым и др. По интенсивности различают запахи очень слабые, слабые, заметные, отчетливые и очень сильные.

Запах определяют при температуре 50— 60° С. В оду наливают в пробирку и нагревают до нужной температуры, затем закры­ вают корковой пробкой, взбалтывают, открывают пробку и сра­ зу нюхают.

§ 4. О П Р Е Д Е Л Е Н И Е Д Е Б И Т А ВОДО П УНКТОВ Дебитом, или расходом, называют количество воды, выдавае­ мое источником, колодцем, буровой скважиной и другими выра­ ботками в единицу времени. Размерность дебита — л /сек, м ^/сек (в час, в сутки). Методы определения дебита различны в зави­ симости от характера вскрытия подземных вод. Д еби т колодцев, скважин и других искусственных выработок находится в процес- i се опытных откачек (или нагнетаний). Основы этого метода и ' наиболее частые случаи его применения изложены в разделе ij гл. 4. Д еби т источников определяется объемным способом, водо-| сливами или при помощи поплавка.

Применение простейшего объемного способа возможно в том' случае, когда источник каптирован и вода изливается одной или несколькими обособленными струями. Д еби т при этом измеряет ся мерным сосудом, который подставляется под струю воды i заполняется доверху. Время заполнения сосуда устанавливается^ по секундомеру. Д ебит находится по формуле “q = x где W — объем сосуда;

t — время его наполнения.

Если каптаж отсутствует, но вода источника накапливается в лунке, дебит можно определить при помощи откачки по методу М. Е. Альтовского. П еред откачкой лунку запруживают (без подпора выходящих струй). В зависимости от того, понижается при откачке уровень воды в лунке или нет, поступают по-разному 1. Если уровень понижается, отмечают первоначальный уро-| вень воды в лунке и время начала откачки, после чего фикси- руют время, когда уровень воды в лунке восстановится до пер-;

воначального положения. Величина дебита рассчитывается по:

формуле О— где п — число сосудов, изъятых при откачке;

ш — объем сосуда, t i —^время от начала до прекращения откачки;

^2 — время oi!

конца, откачки до момента установления уровня на первоначаль­ ной высоте.

2. Если в процессе откачки уровень повышается, то, выкачав;

из лунки определенный объем воды ( n w ), отмечают время от на-j чала до конца откачки ( t i ), первоначальный уровень (Ai) и уро-| вень в конце откачки (йг)- Затем лунку распруживают и дают, воде стечь д о уровня меньшего, чем к\, после чего запруду вновь восстанавливают и, не производя откачки, отмечают время { t z ) ’ необходимое для поднятия уровня в водоеме от hi до /гг. Величи-j на дебита рассчитывается по формуле nw Q:


При необходимости точного замера расхода воды источника} (например, при режимных наблюдениях) устанавливаются водо-| сливы. Конструкция водосливов различна. Простейшим является водослив Томсона (рис. 68). Это ж елезная рама, для более проч­ ного закрепления привинченная к деревянному щиту;

вырез 3 раме сделан по контуру треугольника с углом, равным 90°.

Останавливается водослив строго вертикально и перпендикуляр­ но к общ ему направлению течения потока воды источника. Ось потока должна находиться в плоскости симметрии выреза водо :лива. Вода переливается через вырез водослива с боковым сжатием струи, причем создается напор, равный высоте столба воды над порогом водослива (вершиной угла треугольного вы­ реза). Д ля замера величины напора применяется рейка, которую 90° Рис. 68. Водослив Рис. 69. О пределение ж ивого сече­ ния потока.

Томсона.

устанавливают выше водослива в плоскости его симметрии и таким образом, чтобы нулевое деление рейки точно находилось на одной отметке с порогом водослива. Расчет дебита произво­ дится по формуле д. = 1,4 -|/Я 5, где Н — высота напора в ж;

Q — расход воды в м^/сек.

Замер расхода или дебита источника поплавком осущ еств­ ляется в том случае, когда в потоке, идущем от источника, м ож ­ но подобрать более или менее прямолинейный участок с равно­ мерной скоростью течения воды. В пределах такого участка, в начале, середине и конце его, перпендикулярно к оси потока разбивают и закрепляют вешками верхний, средний и нижний створы.

По линии среднего створа промеряют глубины (рис. 69) ^i, через интервалы Ь^, Ь^, йз,..., Ьц и оп р ед е­ ^2, ^з • • •, ляют площадь живого сечения потока по формуле р I bnh„ ^2 (^1 + ^2) I г — 2 -Г 2 Т" • • • 2 • На участке м еж ду верхним и нижним створами определяют при помощи поплавка среднюю поверхностную скорость потока.

С этой целью поплавок пускают не менее трех раз и берут сред­ неарифметическое значение скорости. Р асход (дебит потока) вычисляют по формуле Q = K 'v F M ^ Ic e K, где К — коэффициент перехода от средней поверхностной скоро­ сти течения к средней скорости потока, равный 0,80— 0, V — средняя скорость потока;

F — площадь живого сечения.

§ 5. О ТБО Р П Р О Б В О ДЫ Методика отбора проб воды и объем проб различны в зави симости от характера вскрытия водоносного горизонта и от тре бований, предъявляемых к анализу.

Отбор проб воды из родников, неглубоких колодцев и фон танирующих скважин производится при помощи обыкновенно!

бутылки емкостью 0,5— 1 л. Бутылка должна быть предваритель но чисто вымыта и сполоснута водой-исследуемого водопунктс (не менее трех р аз). Наполнение бутылки производится не дс самого верха — оставляется воздушный заслон в 3— 4 см. Бу тылка плотно закрывается резиновой или корковой пробкой предварительно прокипяченной и такж е сполоснутой исследуе мой водой. Отобранная проба снабжается двумя этикетками — одна привязывается к горлышку бутылки, другая наклеиваете?

па среднюю ее часть.

Отбор проб воды из глубоких колодцев и нефонтанирующих скважин мелкого бурения различен в зависимости от поставлен­ ной задачи. Если требуется взять пробу из верхней части вод­ ного слоя, то она мож ет быть отобрана при помощи бутылки, привязанной на шнур нужной длины и снабженной грузиком в нижней части, для того чтобы бутылка погрузилась в воду.

Однако очень часто при опробовании колодцев и скважин неглу­ бокого бурения необходимо взятие проб со дна колодца или пс вертикали водного слоя. В этих случаях применяются батометры различных систем. Н аиболее часто используют батометр Симо­ нова и бутылку Мейера.

Батометр Симонова (рис. 70) состоит из цилиндрического сосуда (5) емкостью 1,2 л, имеющего «козырек» ( 6 ) внизу и во­ ронкообразное расширение (4 ) сверху. На тросе (2 ) укреплены груз (8 ) и свободно передвигающаяся посыльная пробка (5).

Шарик (7) закрывает отверстие выводного канала в грузе. П а­ трубок ( / ) служит для выливания воды из батометра.

Д ля отбора пробы воды батометром Симонова груз на тросе опускают в скважину или колодец на заданную глубину. Затем по этому ж е тросу опускают цилиндр. При погружении цилиндр свободно движется по тросу и промывается водой. Достигнув груза, цилиндр плотно налаживается на него и захватывает при этом пробу воды с той глубины, на которую был опущен груз.

Благодаря конической форме груза и наличию резинового уплот­ нительного кольца, запрессованного в козырьке, получается плот­ ное сопряжение цилиндра с грузом. Затем по тросу опускают посыльную пробку, которая закрывает цилиндр и предохраняет отобранн}рэ в нем пробу от попадания частичек породы со сте­ нок скважины или колодца.

П осле извлечения прибора на поверхность на патрубок наде вают.резиновую трубку, противоположный конец которой встав­ ляют в бутылку, предназначенную для отбора воды. Батометр наклоняют;

при этом шарик смещается, открывает отверстие вы­ водного канала, и вода выливается в бутылку.

Так ж е весьма проста по сво­ ему устройству бутылка Мейера (рис. 71). Это обыкновенная бутыл­ ка ( / ) емкостью 0,5— 1 л, укреплен­ ная на тросе или веревке (2) так, как показано на рисунке. На отдель­ ной веревке или тросике (5) укреп­ ляется пробка ( 4 ), закрывающая бутылку. К нижней части бутылки привязывается груз. В скважину или колодец на заданную глубину бутылка опускается в закрытом ви­ де, рывком за тросик вынимается;

Рис. 71. Буты лка М ейера.

фобка, бутылка заполняется водой и затем извлекается на по- lepxHO CTb.

При отборе проб из колодцев и неглубоких скважин, если.

ИИ не являются эксплуатационными, необходимо предваритель 'о произвести из них откачку для удаления застоявшейся воды.

)ткачка производится с таким расчетом, чтобы вода, находя­ щаяся в колодце или скважине, сменилась на свежую не менее — 3 раз. В процессе откачки через определенные промежутки, ремени отбирают пробы воды. В воде определяют какой-либо 3 компонентов солевого состава, например хлор, и строят гра )ики зависимости содержания этого компонента от времени от ачки. Рекомендуется пробу для полного анализа отбирать 185 IB такой момент, когда количество хлора достигнет какой-то бо лее или менее постоянной величины.

Отбор проб воды из нефонтанирующих скважин глубокого', ^бурения производится при помощи желонки, сваба и глубинных •пробоотборников различных систем.

Скважины глубокого бурения обычно проходят с примене­ нием глинистого раствора, который вводится для облегчения дробления породы и извлечения шлама. В процессе бурения ведут непрерывное исследование возвра­ щающегося (вместе со шламом) из скважины гли-;

нистого раствора, фиксируя в ж урнале интервалы,;

в которых наблюдается изменение консистенций раствора, происходящее вследствие взаимодействия раствора с вскрываемыми скважиной подземными водами и газами. После окончания бурения сква-;

жины и обсадки ее трубами в интервалах, отмечен;

ных в журнале, производят перфорацию — прострем труб, начиная его снизу и двигаясь вверх по сква| жине. По мере перехода от нижних горизрнтов j | верхним нижние участки скважины цементируютс^ (для изоляции водоносных горизонтов), а посту:

пающая в скважину вода при перфорации в соот| ветствующем интервале опробуется. ;

Н аиболее простым прибором для опробовани скважин глубокого бурения является желонка. Ж е —5 лонка (рис. 72) состоит из длинного, более 2 м трубчатого корпуса (5). В верхней части корпус;

:

расположена вилка (.2), заканчивающаяся голов| кой ( / ), при помощи которой желонка присоеди| Р ис. 72. Ж е ­ няется или к штангам, или к ушку троса. В нижне!

лонка.

части корпус снабж ен стальным башмаком (5) В башмаке имеется шариковый клапан (4), закры Бающий отверстие в башмаке. Для того чтобы желонка действо:

вал а исправно, необходимо при работе двигать ее резкими удара;

ми и толчками. При ударе желонки о поверхность воды, нахо!

дящейся в скважине, вода поднимает шарик в клапане J.постепенно заполняет полость корпуса желонки. Чтобы клана!

закрылся, перед подъемом желонки на поверхность ее нужн?

•сильно дернуть кверху, а,затем уж е производить подъем. Ж ё.лонка опускается в скважину на нужную глубину и извлекаете;

из нее на,штангах или на тросе. В качестве подъемных механиз мо'В используются лебедки различных систем. Опробование сква ж ин свабированием и глубинными пробоотборниками в насто?

;

щем пособии не рассматривается.

Объем пробы воды различен в зависимости от целей анализг Д ля полевого сокращенного анализа берут 0,5 л воды. Д ля noj «ого анализа в стационарной лаборатории требуется 1 л водь Д л я определения Вг, J, В нужно дополнительно еще 1 л водь 1ля анализа на Zn, Си, РЬ пробы должны быть подкислены ;

пектрально проверенной на отсутствие металлов соляной кисло ой (2;

1) из расчета 2 м л кислоты на 1 воды;

объем пробы юставляет 1 л. Д ля определения молибдена берут еще 0,5 л юды,-для определения урана — также 0,5 л. Таким образом, фи необходимости полного опробования водопункта объем про­ зы составляет 4— 5 л.

§ 6. К О Н С ЕРВ А Ц И Я П Р О Б ВОД Ы Консервация необходима в том случае, если предполагается слительное хранение проб. При хранении происходит изменение :имического состава воды. Это изменение тем интенсивнее, чем )ольше срок м еж ду отбором пробы и ее анализом, чем выше емпература, при которой хранится проба, чем меньше герме 'ичность закупорки пробы, чем больше реакция воды отличается )т нейтральной и т. д. Изменение химического состава воды при фанении происходит благодаря различным микробиологическим ф оцессам, потери СОг и других газов, реакциям окисления, ко 'орые ведут к выпадению в осадок некоторых элементов, раство )ения стенок бутылки и пр. С целью удержания нестойких ком юненто-в в растворе и прибегают к консервации проб воды.

Д ля предохранения воды от различных микробиологических )еакций ее консервируют путем прибавления хлороформа из расчета 1 м л на 1 л воды.


В о избеж ание изменения состава вследствие потери углекис юты через воду пропускают ток СОг до ярко выраженной кислой )еакции. При этом обеспечивается удерж ание в растворе Са^+, Vig2+ pg3+^ Fe2+.

Консервация воды на НгЗ и сульфиды производится при по­ лощи раствора уксуснокислого кадмия, который связывает суль­ фиды в нерастворимый желтого цвета осадок C d S. Реакция идет ао схеме Н гЗ -Ь C d (С Н з С О О ) 2 ^ C d S + 2С Н з С О О Н.

Z d (C H sC 00)2 добавляется из расчета 100 м л 4% -ного раствора ча 500 м л воды. Отбор пробы производится следующим образом;

100 м л C d(C H 3COO)2 помещают в колбу, предназначенную для консервации воды, колбу плотно закрывают пробкой и взвеши­ вают. Затем воду из испытуемого объекта наливают в колбу с ук­ суснокислым кадмием, закрывают пробкой и отправляют в ла Зораторию. При анализе сернистый кадмий разлагают соляной кислотой и по количеству выделившегося сероводорода судят об эбщем содержании сульфидов в данной-пробе воды.

Консервация воды на СОг (суммарную) производится при 10М Щ гидрата окиси бария, который связывает СОг в виде 0И нерастворимого ВаСОз. Реакция идет по схеме СОг + Ва ( О Н ), В а С О з + НзО.

- Гидрат окиси бария добавляется в количестве 100 мл насы щенного раствора на 500 м л воды. Колбы, предназначенные дл;

консервации СО2, предварительно подготавливаются: через ни;

в течение 3— 5 м и н продувают воздух, прошедший через натрон ную известь ДЛЯ освобождения от СО2. Затем в колбу наливаю;

100 м л прозрачного насыщенного раствора едкого бария, заку поривают колбу резиновой пробкой и взвешивают. В подготов' ленную бутылку наливают пробу воды из исследуемого водо пункта, закрывают пробкой и отправляют в лабораторию. Пр;

анализе карбонат бария разлагают кислотой и определяют сум марное количество связанной СО2. Зная содерж ание СОз^”” ] НСОз~ в исследуемой воде, по разности находйт СО2 свободную Консервация воды на агрессивную угольную кислоту произ водится при помощи добавки мелко истертого химически чистог( мрамора ( С а С О з ). Агрессивная угольная кислота способна рас творять углекислый кальций по схеме СаСОз + СО2 + Н2О — Са (Н С О 3 ) 2.

По изменению содержания иона Н С О 3 в пробе воды с мрамо ром, по сравнению с Н С О з ~ в исходной воде, вычисляют количе ство агрессивной СО2. Отбор пробы производится следующиь образом: бутылка емкостью 0,25— 0,5 л Заполняется сифонныь способом исследуемой водой. В нее прибавляют 2— 3 г (чайнук ложку) порошка мрамора, затем закупоривают пробкой, зали вают замазкой и, в таком виде транспортируют в лабораторию Консервация проб воды на ж елезо необходима вследстви( того, что закисное (двухвалентное ж елезо) легко окисляется кн слородом воздуха при выходе воды. на поверхность, а зател благодаря гидролитическому разложению выпадает из раствора Консервация осуществляется ацетатным буферным раствород (с величиной pH = 4) или при помощи серной кислоты и серно!

кислого аммония. Д ля вод с небольшим содержанием железг применяется обычно ацетатный буфер, добавляющийся в количе стве 3— 5 м л на каждые 100 мл воды. При значительном содер жании ж елеза к воде для консервации прибавляют H 2SO 4 (1 : ij и (N H 4) 2S 04 (сухой) из расчета 5 м л серной кислоты и 0,5— 0,75 г сернокислого аммония на 0,5 л исследуемой воды.

Консервация проб воды при определении окисляемости про изводится серной кислотой, которая прибавляется для предохра нения пробы от возможных в ней реакций разложения и окисле!

ния органических веществ. Серная кислота вводится из расчета 5 мл H 2SO 4 ( 1 : 1 ) на 0,5 л воды.

Консервация воды на определение кремниевой кислоты необ­ ходима в том случае, если предполагается длительное хранение пробы (месяц и бол ее). Д ля предохранения пробы рекомендует­ ся внутреннюю стенку бутылки заливать тонким слоем парафи­ на, который защитит воду от взаимодействия со стеклом.

ГЛАВА 2 К А М Е РА Л Ь Н Ы Е РАБОТЫ § 1. С О С ТА В Л ЕН И Е КАРТ ФА КТИ ЧЕСКО ГО М АТЕРИАЛА. Карты фактического материала рекомендуется составлять процессе полевых исследований. Количество этих, карт и их одерж ание различны в зависимости от масштаба съемки, целе ого назначения исследований, количества и качества собран ого материала и пр. Обязательными в любых случаях являются ледующие карты;

видов опробования, величин дебитов водо унктов, величин температур воды, химического состава воды.

1ри съемках среднего и мелкого масштабов желательно состав ение карт фактического материала по данным анализа водных ытяжек из образцов пород. При крупномасштабных съемках, меющих специальное назначение, обычно строят карты гидро (зогипс и пьезоизогипс.

К арты в и дов о п р о б о в а н и я отражают количество собранного ;

атериала и все виды произведенных полевых наблюдений. Они троятся на сильно разреженной топографической основе, по (асштабу отвечающей гидрогеологической карте. На них раз ичньш условным знаком показываются все точки наблюдения— одопункты (родники, колодцы, скважины, кяризы, места опро ювания поверхностных потоков, озер, болот и пр.), места отбо а образцов пород, монолитов, замера трещиноватости пород, 1урфы и скважины (или группы скваж ин), из которых произво ;

ились откачки или налив для о,пределения коэффициента филь рации. Внутри условных знаков, соответствующих опробован ым водопунктам, различным цветом или штриховкой показы ^ется, на какие виды анализов отобраны пробы воды: на сокра­ щенный, полный, определение микро-компонентов, микробноло ический, газовый, определение элементов рудной минерализа,ии и т. д. Пример карты фактического материала по видам пробования изображ ен на рис. 73.

К арты величин д еб и т о в в одоп ун к тов и т ем п ер а т у р воды реко [ендуется совмещать на одном листе. Они также строятся на сильно разреженной топографической основе, по масштабу отве чающей гидрогеологической карте"^. Диаметром кружка в точке опробования обычно показывают величину дебита водопункта О' (^ О M r ilL Пп го, иг ).‘Г.

Рис. 73. К арта видов опробования.

Водопункты: J — родник;

2 —[колодец;

зЗ— скваж ина;

— кяриз;

5 — поверхностный hotoi Виды опробования (штриховка внутри знака водопункта): б — на определение главных комп неитов солевого состава;

7 — на определение микрокомпонентов;

5 — на определение элементе рудной минерализации;

9 — на микробиологический анализ;

10 — на анализ газа;

11 — опроб( вание водопункта не производилось;

12 — точка наблюдения;

в числителе — номер по каталог;

в знаменателе — отобран образец (об.), произведен зам ер трещ ин (т,);

13 — водопункт;

слева*!

в числителе номер по каталогу, в знаменателе - отобран монолит (м.);

справа — в числите/!

произведен налив (и.), в знаменателе — произведена откачка (от.);

прочерк означает, что да!

ный вид^ опробования не производился.

Различным- цветом или штриховкой внутри кружка отражаю температуру воды. Дебиты и температура предварительно клас сифицируются. Д ля классификации дебитов наиболее часто упс требляются следующие градации: менее 0,01;

0,01— 0,1;

0,1— 0, 0,5— 1,0;

1— 5;

5— 10 и более 10 л /сек. Д ля классификации тем' тератур удобно использовать интервалы: менее 5;

5— 10;

10—^ 2 ;

-, ^ !0— 37;

37— 50;

50— 100 и более 00° С. Следует отметить, что.

! зависимости от конкретных гидрогеологических условий допу жаются самые различные вариации градаций величин дебитов J температур;

выбирая их, руководствуются необходимостью от )азить на карте основные закономерности в изменении этих па­ раметров по площади исследуемого района ил^и по вертикали 'идрогеологического разреза. Сверху от кружка показывается шдексом возраст пород, слева и справа записываются: номер СЗ' О’ О" Рис. 74. К арта величин дебитов водопунктов и тем ператур воды.

Дебиты. водопунктов: 1 — 0,01 л /с е к ;

2 - 0,0 1 -0,1 Ajceic;

3 — 0,1—0,5 л1сск;

4 - 1 — 5 AjceK’ 5 — 5 л1сек;

тем пература воды (ш триховка внутри знака водопункта);

6 —, 10—1б°С, 7 — 1 6 ° С ;

знаки и цифры у водопунктов: сверху — индекс возраста пород;

слева в числителе: р. — родник, к. — колодец, с. — скваж ина, цифра — номер по к а т а ­ логу;

в знам енателе — тем пература воды;

справа;

у родника — дебит в л1сек\ у с к в а ­ жины и колодца: в числителе — дебит в л1сек, в скобках — величина пониж ения в м \ в знаменателе — глубина до воды в м.

юдопункта, температура воды, дебит и глубина до воды. Пример, :арты фактического материала по- величинам дебитов и темпе атур изображ ен на рис. 74.

Карты химического состава водгы различны в зависимости IT целевого назначения исследований. Н аиболее часто строятся ша типа карт: 1) минерализации и солевого состава воды от [ельных водопунктов и 2) газового состава воды. Оба типа со ;

тавляются на разреженной топографической основе по масшта­ бу, соответствующему гидрогеологической карте. На первых [.иаметром крулкка в точке опробования показывают величину l,9i^ минерализации воды (сухой остаток иди сумму растворенных солей). Внутри кружка рекомендуется отразить тип воды и ион­ ный состав ее;

изображ аю тся они различным цветом, штрихов­ кой или крапом. Д ля классификаций воды но величине минера­ лизации обычно пользуются следующими градациями: менее 0,1;

0,1— 0,5;

0,5— 1,0;

1— 3;

3— 10;

10— 35;

35— 50;

50— 75;

75—^150;

150— 270;

270— 350 и более 350 г/л. Указанные градации при необходимости изменяют или детализируют. Так, например, в районах развития ультрапресных вод (с минерализацией ме­ нее 0,1 г !л ) среди этих вод различают интервалы менее 0,01;

0,01— 0,05;

0,05— 0,1 г/л. Химический тип воды определяют, ис­ пользуя какую-либо из «генетических» классификаций — Валяш ­ ко, Сулина и пр. Ионный состав воды наносят в эквивалент-про­ центах, причем удобно анионы показывать во внутренней части полукруга, катионы — во внешней. Сверху от кружка показы­ вается индексом возраст пород, слева записывается номер водо­ пункта, справа — величина минерализации воды в г/л или г/кг.

Пример карты фактического материала по солевому составу вол изображ ен на рис. 75. На карте фактического материала по газовому составу вод диаметром кружка в точке опробования показывают или величи­ ну газонасыщенности воды, или величину отношения гелия к ар­ гону;

внутри кружка различным цветом, штриховкой или кра­ пом изображ аю т состав газа в весовых процентах. Классифика­ цию вод по величине газонасыщенности производят с учетом спонтанного (если он имеется) и растворенного^ газов;

градации выбирают произвольно, с учетом конкретных условий исследуе­ мого района. Д ля показа величины отношения гелия к аргону обычно пользуются следующими градациями: менее 0,001:

0,01— 0,001;

0,1— 0,01;

1— 0,1 и более 1. Слева от кружка записы­ вается номер водопункта, справа — дробь: в числителе — газо насыщенность воды в м л/л, в знаменателе — величина отноше­ ния гелия к аргону. Пример карты фактического материала пс газовому составу вод изображ ен на рис. 76.

Карты фактического материала по данным анализа водных вытяжек из образцов пород строятся аналогично картам, отра­ жающим солевой состав подземных вод. На разреженной топо­ графической основе в точках опробования диаметром кружка показывают сумму солей в процентах, найденную при анализе водной вытяжки на 100 г породы. Внутри кружка наносят тип вытяжки и ионный состав ее, используя для этой цели различ­ ные цвета, штриховку или крап. Д ля классификации вытяжек по сумме растворенных солей обычно пользуются следующими гра­ дациями: менее 0,1;

0,1— 0,5;

0,5— 1,0;

1— 10 и более 10%. Хими-:

че'ский тип вытяжек определяют, используя классификации В а-:

ляшко, Сулина и пр. Ионный состав наносят или в эквивалент процентах или (наиболее часто) показывают преобладающую;

в вытяжке соль. Слева от кружка записывается номер образца;

! права — сумма солей в процентах. Поскольку дебиты водопунк ов, минерализация воды, температура и пр. являются величи­ нами переменными и довольно сильно варьируют в зависимости т сезона года, все карты фактического материала обязательно.атируются.

2000-^ О’ о О' сг-мд HC03-NO 50ц-Ма Рис. 75. К арта величин минерализации и солевого состава воды.

— М инерализация воды;

i — 0,5 г /л ;

г — 0,5 — 1,0 г1л;

3 1,0—3 г/л;

4 — 3 — 10 г1л.

Химический тип и солевой состав воды: 5, 6, 7 — циклограммы;

сверху — тип воды;

снизу — первы е преобладаю щ ие анион и катион. Знаки и цифры у водопунктов: сверху — индекс возраста пород;

слева: р. — родник, к. — колодец (ш урф ), с — скваж ина, ' ц и ф р а — н о м ер по к а т а л о г у ;

сп р а в а — м и н е р а л и за ц и я воды в г/л ;

8 — в с к в а ж и н е о п р о ­ бов ан о д в а водоносны х го р и зо н та.

Карты гидроизогипс (пьезоизогипс) составляются при крупно асштабной съемке в том случае, когда ставятся какие-нибудь 1ециальные задачи;

осуществляются проекты мелиорации (осу [ения и орошения) сельскохозяйственных угодий, решаются за,ачи по борьбе с шахтными и рудничными водами, предполагает я использование водоносного горизонта для целей водоснабже ия и т. д.

3 Зак. 658 о Iг (V% \v ] f Рис. 76. К арта газового состава воды.

Не : 1 — С 0,001;

2 — 0,001 - 0,01;

3- - 0,01 - 0,1. Га­ Величина отнош ения Аг зовый состав в %: 4 — азот;

5 — углекислы й газ;

6 — кислород;

7 — серово­ дород;

8 — метан и тяж елы е углеводороды. Ц ифры у водопунктов: слева — Не номер по каталогу, справа в числителе — величина отношения, в зн а­ менателе — величина газонасыщенности воды в. ж л /л.

Карты гидроизогипс строятся для безнапорных водоносных аризонтов и отражают их естественную поверхность (скатерть ЛИ зеркало), карты пьезоизогипс составляются для напорных ;

од и даю т представление о пьезометрической поверхности этих од. П оложение поверхности водоносного горизонта изменяется ю времени, поэтому карты гидроизогипс и пьезоизогипс обяза 'ельно датируются.

При построении карт гидроизогипс положение зеркала водо [осного горизонта определяется измерением в выработках глу­ бины залегания воды. Д ля этой цели используются различные фовнемеры, устройство котбрых описано в разделе I, гл. 4. При (змерении уровня от постоянной точки (нуль выработки) опре [еляется глубина до воды, глубина до дна и положение (высота) [улевой точки над поверхностью земли.

Наблюдательные выработки, которые используются для измё )ения глубины залегания подземных вод, с помощью нивелиров :и приводятся к единой плоскости сравнения;

к уровню моря — !ычисляются абсолютные отметки, к уровню местного базиса эро ии — условные отметки. При нивелировке определяются абсо [ютные или условные отметки нулевой точки выработки, поверх юсти земли рядом с выработкой и отметки зеркала воды, а так ке измеряется высота отрезков обсадны х труб (или фильтров) у кважик или высота срубов колодцев над поверхностью земли.

Данные всех замеров заносятся в ж урнал (табл. 43).

Т а б л и ц а Журнал полевых наблюдений за уровнем А бсолют­ Абсолют­ А бсолют­ ная или ная или Высота № относитель­ обсадной Глубина ная или Глубина относитель­ Д ата П рим е­ выра­ относитель­ ная отм ет­ трубы или до дна ная отмет­ чание до 'воды зам ера ная отметка ка поверх­ ка уровня ботки сруба выработки ности зем ­ воды в ли вы работке Наблюдательные выработки определенным знаком (скважи [ы — кружком, колодцы — квадратом) наносятся на карту соот ;

етствующего масштаба. В озле знака выработки ставится ее юмер (слева), указывается глубина залегания зеркала воды от [оверхности земли и абсолютная или относительная отметка по :ерхности земли у выработки (справа). Д ал ее по трем выработ ;

ам, образующ им треугольник, пользуясь обычным методом по троения изолиний, строятся карты гидроизогипс с принятым за южеиием { h ). 3*аложением в сечении гидроизогипс называют 'асстояние меж ду горизонтальными плоскостями двух соседних [золиний. Залож ение мож ет быть равно 1, 2, 3, 5, 10 м и т. д' 5 соответствии с выбранным залож ением стороны треугольника 3* разбиваются на равные отрезки, а затем точки с равным полож(:

нием уровней соединяются плавными линиями — гидроизогиг!

сами. Пример карты гидроизогипс изображ ен на рис. 77. j При близком расположении подземных вод к поверхност земли гидроизогипсы в сглаженном виде повторяют рельеф seN ной поверхности. Изгиб изолиний, направленный к речным до линам, указывает на наличие дренирующего воздействия па Bf доносный горизонт местных эрозионных врезов, обратный изгй Рис. 77. К арта гидроизогипс.

1 — реки;

2 — изогипсы;

3 — гидроизогипсы;

i — скваж ина;

5 — колодец;

цифры у водопу?

тов: с л е в а — номер по каталогу, справа в числителе — глубина - до воды от поверхнос земли, в знаменателе - - абсолю тная отм етка поверхности земли.

этих линий свидетельствует о питании подземных вод поверхнос ныки водами, наконец если гидроизогипсы секут изолинии ^ связь м еж ду поверхностными и подземными водами отсутствуе § 2. С О С Т А В Л ЕН И Е Г И Д Р О Г Е О Л О Г И Ч Е С К И Х КАРТ По целевому назначению гидрогеологические карты подра,:

деляются на две большие группы: карты общие и карты спец) 'альные. Карты общие составляются с^ целью максимального Bii явления и наиболее полной характеристики общих гидрогеолог* ческих условий территории;

карты специальные строятся для р' шения какой-либо одной узкой, предварительно поставленнс перед исследователем задачи. В подавляющем числе случае 'ккрты мелко- и среднемасштабные являются общими, обзорн!

ми, а карты крупномасштабные — специальными, детальными!

, ;

*. В iдальнейш ем рассматриваю тся только общ ие,. обзорные.карты.

;

J:. По современным представлениям (Зайцев, 1961) общие гид- огеологические карты должны содерж ать следующие • данные:

1) площади распространения водоносных и безводных пород заполняющих их типов подземных вод (по условиям циркулн ии), 2) литологический состав, характер и степень водоносности Дрод, 3) степень минерализации, солевой и газовый состав всех под 2М Х вод, известных на картируемой площади на изученную НЫ лубину, 4) глубину залегания водоносных пород и подземных вод, 5) температуру воды, 6) границы артезианских бассейнов и других гидрогеологи еских районов, 7) площади распространения и мощность многолетней мер лоты, наличие и характер мерзлотных явлений,. 8) наличие и характер некоторых физико-геологических явле :ий (карст, болота и пр.).

Отражение перечисленных данных предусматривается всеми меющимися в настоящее время инструкциями по составлению:

бщих гидрогеологических карт, однако принципы, спо;

об показа тих данных и трактовка их в разных инструкциях довольно су цественно отличаются.

Можно говорить о нескольких направлениях в гидрогеологи еском картирований, развиваемых различными научными и про зводственными учреждениями нашей страны. Отличаются они остановкой вопросов: 1) о главных элементах гидрогеологиче кого картирования, способе их выделения и использования для юказа на карте цветовой раскраски, 2) о необходимости отобра­ жения на карте закономерностей в изменении по площади пара le rp o B, характеризующих качество и количество подземных вод, о раздельном или совместном показе на одном листе гидро ) еологической,ка.рты вод верхней и нижней гидродинамических он, 4) о соотношении карт— гидрогеологической и гидрогеологи !еского районирования.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.