Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

КАЗАНСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И НЕФТЕГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра общей геологии и гидрогеологии

Специальность: 020304 – гидрогеология и инженерная геология

РЕФЕРАТ на тему:

"ГЕОБОТАНИЧЕСКИЕ И ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В СОСТАВЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СЪЕМКЕ"

Студентка 4 курса

Группа 394

«31» января 2013г.

Е. М. Крылова

Проверил

Р. Л. Ибрагимов

Казань - 2013

Содержание

1. Гидрологические наблюдения

2. Геоботанические наблюдения

Список использованной литературы

1. Гидрологические наблюдения.

Гидрологические исследования, изучающие естественный режим поверхностного стока, обычно проводятся при поисках и разведке тех месторождений, на площади которых подземные воды имеют тесную гидравлическую связь с поверхностными водами, когда последние являются основным источником формирования эксплуатационных запасов на выбранном под разведку участке. В таких природных условиях гидрологические работы приобретают важное значение. При изучении конкретных месторождений в состав гидрологических исследований должны входить:

·                   Сбор, обобщение и анализ материалов, характеризующих режим поверхностного стока, в том числе обобщение данных наблюдений, которые проводятся организациями специализированной Государственной гидрометеорологической службы;

·                   Полевые (дополнительные) гидрологические исследования непосредственно по площади месторождения в период его разведки.

Задачами гидрологических исследований, проводимых при гидрогеологической съемке, являются:

·                   изучение взаимосвязи подземных и поверхностных вод;

·                   изменение расходов и выяснение физических свойств;

·                   выяснение химического состава поверхностных вод.

Гидрологические методы разведки подземных вод включают определение размера и возможности питания, а также нахождение областей и определение размера разгрузки подземных вод на поверхность. В общее количество воды, идущее на питание подземных вод, входят как атмосферные осадки, так и воды больших постоянных поверхностных водотоков. Возможность обнаружения подземных вод более или менее непосредственно связана с их питанием. Так, можно ожидать, что в сходной геологической обстановке подземные воды труднее найти в пустынных засушливых районах, чем во влажных областях.

Возможность питания подземных вод — важный гидрологический фактор. Поверхности таких водонепроницаемых пород, как сланцы, глины и кварциты, способствуют быстрому формированию стока, что ограничивает питание подземных вод. Величину питания подземных вод, или инфильтрационную способность поверхности, можно определить с помощью инфильтрометров различных типов, из которых кольцевой наиболее удобен для предварительных исследований.

Распределение и величина расхода источников во влажных районах служат хорошими показателями общих гидрогеологических условий. Обильные небольшие источники по бортам долин и склонам возвышенностей указывают главным образом на неглубокое залегание безнапорных водоносных горизонтов с низкой водопроводимостъю (рис. 1).

Рис. 1. Разрезы, показывающие положение поверхности подземных вод в районах распространения пород с низкой и высокой водопроницаемостью.

а — случай, когда для движения воды в породах с низкой водопроницаемостью необходим большой гидравлический градиент, грунтовые воды разгружаются в виде небольших источников; б — случай, когда в породах с высокой водопроницаемостью вода легко перемешается и разгружается в виде немногочисленных крупных источников, расположенных в долине.

Крупные источники в днищах долин, напротив, свидетельствуют о высокой водопроницаемости пород и значительной глубине залегания поверхности грунтовых вод. Присутствие источников может указывать не только положение поверхности грунтовых вод, но также давать некоторое представление о необходимой глубине проектируемой скважины.

Данные гидрологических наблюдений используются для ориентировочной оценки естественных ресурсов подземных вод, для характеристики условий их питания и разгрузки. Гидрологические наблюдения проводятся на реках, ручьях, озерах, водоемах, болотах, заболоченных массивах, оросительных и осушительных каналах.

При их изучении устанавливают следующие данные:

·                   размер и глубину водотока и водоема;

·                   литологические особенности и водоносность пород, слагающих дно и берега водотока и водоема;

·                   режим поверхностных вод;

·                   расход поверхностных вод на различных участках водотока, физические свойства и химический состав вод;

·                   определение мест подтока подземных вод (субаквальные источники и др) по изменению температуры, минерализации поверхностных вод и по увеличению расхода водотока.

Гидрологические наблюдения следует выполнять в меженные периоды, когда питание рек осуществляется главным образом за счет подземных вод.

2. Геоботанические наблюдения.

Они служат одним из вспомогательных методов гидрогеологического картирования. Материалы таких наблюдений позволяют выявлять участки с наиболее близким залеганием уровня грунтовых вод от поверхности и границы между поверхностными образованиями различного состава. Кроме того, они облегчают дешифрирование аэрофотоматериалов. Наибольший эффект эти наблюдения дают в засушливых и заболоченных районах, а также в районах развития многолетней мерзлоты.

В качестве геоботанических критериев гидрогеологических условий используются как отдельные виды растений, так и закономерные сочетания растений - растительные сообщества, которые получили название гидроиндикаторов. Наиболее надежными гидроиндикаторами являются растительные сообщества.

 Гидроиндикаторы подразделяются на прямые и косвенные.

К прямым гидроиндикаторам относятся растительные сообщества, образованные растениями, корневая система которых достигает грунтовых вод или вод капиллярной каймы, залегающих над водоносным горизонтом (рис.2).

Косвенными гидроиндикаторами являются сообщества, образованными растениями, существующими за счет использования влаги атмосферных осадков. Эти растения указывают на определенную геоморфологическую обстановку и соответствующий состав пород и позволяют косвенно судить о гидрогеологических условиях.

По характеру взаимосвязи с грунтовыми водами выделяют: 

·                   Постоянные гидроиндикаторы - растения связано с наличием грунтовых вод: гигрофиты индицирует наличие близких грунтовых вод, а фреатофиты имеют развитую корневую систему и используют воду глубинных горизонтов. Постоянные гидроиндикаторы разделяют на гликофильные - те, что растут на почвах с промывочным водным режимом и галофильные - те, что растут на почвах с выпотной режимом. 

·                   Переменные  гидроиндикаторы - растения территорий с непостоянным грунтовым увлажнением. Это может быть межпластовых увлажнения, капиллярная кайма, конденсация атмосферной и почвенной влаги, внутрипочвенного испарения или глубинные линзы.

·                   Негативные гидроиндикаторы - растения, которые используют очень малые запасы гигроскопической влаги и требуют хорошей аэрации почвы. При наличии близких грунтовых вод эти растения отсутствуют. 

·                   Индифферентные виды. Виды с широкой экологической амплитудой относительно влаги.

К физиологическим индикаторных признаков гидрогеологических условий относятся:

·                   Показания водного режима, такие, например как интенсивность транспирации, имеет высокие значения в мезофитам, фреатофитах и гигрофитов и низкие в галофитов и ксерофитов. 

·                   Пигментация, или окраска растений. Например, суккуленты при наличии близких грунтовых вод имеют интенсивную темно-зеленую окраску, а при глубине более 1 -1,5 м - желто-красную окраску. 

·                   Вместимость солей в вегетативных органах. Выяснено, что фреатофиты имеют более выраженную корреляцию между содержанием солей в растении и минерализацией грунтовых вод. Например, в сарзане содержание солей в тканях повышается от 35% до 45% сухого веса с увеличением минерализации грунтовых вод от 7 до 85 г / л. Ксерофиты имеют незначительную зависимость между увеличением солесодержания растений и минерализацией воды более 8-10 г / л. Вероятно, что эти растения имеют корреляцию между содержанием и минерализацией вод только при небольших ее значений (до 10 г / л). 

·                   Анатомо-морфологические признаки. Это размеры растений, побегов, формы роста, характер ветвления, изменения анатомического строения тканей и т.д..

Геоботанические наблюдения в засушливых областях позволяют выявить участки с различными глубинами залегания подземных вод, дать прогноз о качестве вод на этих участках, показать границы между некоторыми литологическими разностями пород, определить площади питания линз пресных вод.

Геоботанические наблюдения дают значительный эффект для расшифровки гидрогеологических особенностей и в других ландшафтно-климатических обстановках. Так, например, в районах развития болот и заболоченных массивов по характеру растительности можно установить тип водного питания болот (сфагновые мхи - атмосферное питание; осока, ольха - грунтовое), выходы родников (по наличию рощ) и другие гидрогеологические показатели.

Современный этап применения геоботанических методов характеризуется все более широким использованием растительных индикаторов при гидрогеологическом картировании, а также для выявления зон развития процессов засоления и рассоления, оползневых и селевых явлений, количественной оценки изменения влажности, учета расходования воды на транспирацию и решения других задач, в которых растительность рассматривается как активный и важный компонент водонасыщенных пород.

По данным изучения распространения растений — гидро­индикаторов — составляют гидроиндикационные геоботанические карты.

Используя геоботанический метод при геологических и гидрогеологических исследованиях в некоторых районах Средней Азии, С. В. Викторов установил, что в летнее время на склонах довольно часто фиксировались участки с неглубоким положением уровня грунтовых вод и реже отмечались источники, не показанные на картах. Наблюдения за линейными участками расположения растительных сообществ неоднократно помогали ему обнаруживать линии тектонических нарушений и контактов.

В районе СырДарьи в пределах намеченных геоботанических границ были заложены шурфы и скважины, подтвердившие правильность сделанных ранее прогнозов относительно положения уровня грунтовых вод.

Таким образом, геоботанический метод может применяться при гидрогеологических съемках для составления схематических карт глубин залегания грунтовых вод и карт их химического состава.

C. В. Викторов настоятельно подчеркивает тот факт, что геоботанические исследования являются комплексными, основанными на взаимоотношении всего растительного покрова данной местности с ее диалогическими и гидрогеологическими особенностями.

Список использованной литературы

1. Климентов П.П., Кононов В.М. "Методика гидрогеологических исследований", М.: Высш. школа, 1978, 408 е., ил.

2. http://geohydrology.ru/gidrologicheskie-i-gidrogeologicheskie-metodyi.html

3. http://byrim.com/presvod/49.html

4. http://worldofscience.ru/biologija/6514-gidroindikatsiya.html

5. http://geohydro.ru/archives/86