3. Гидрогеологическая характеристика района.

Гидрогеология – наука, изучающая происхождение, условия залегания, состав и закономерности движений подземных вод.

В районе геологической практики подземные воды распространены в верхней трещиноватой зоне палеозойских пород. Эти воды питаются за счет инфильтрации атмосферных осадков, поэтому режим их непостоянен.

Подземные трещинные воды выходят на поверхность в долине реки Ини и ее притоков в виде нисходящих источников ( точки наблюдения 4,5,8).

В некоторых местах в основании высоких выходов палеозойских пород, наблюдаются восходящие источники. Напор вод обусловлен содержанием воды в вышерасположенных трещинах. Дебит нисходящих источников, расположенных по левому берегу реки Ини, составляет 17.28 /сутки (точка наблюдения 5).

Типы подземных вод

- Верховодка

- Грунтовые воды

- Артезианские воды

- Трещинные воды

Верховодка – временное скопление подземных вод в зоне аэрации,  залегающие вблизи поверхности земли и отличающиеся непостоянством распространения, временем существования и дебита. Верховодка, как правило, образуется на первом от поверхности земли водоупорном пласте или прослойках водоупорных отложений в водоносноной толще, имеет локальное распространение и сезонный характер существования. Верховодка существует в период достаточного увлажнения, а в засушливое время исчезает. В тех случаях, когда водоупорный пласт залегает вблизи поверхности или выходит на поверхность, развивается заболачивание. К верховодке также нередко относят почвенные воды, или воды почвенного слоя, представленные почти связанной водой, где капельно-жидкая вода присутствует только в период избыточного увлажнения.

Воды верховодки обычно пресные, слабоминерализованные, но часто бывают загрязнены органическими веществами и содержат повышенные количества железа и кремнекислоты. Как правило, верховодка не может служить хорошим источником водоснабжения. Однако при необходимости принимаются меры для искусственного сохранения этого типа вод: устраивают пруды, отводы из рек, обеспечивающие постоянным питанием эксплуатируемые колодцы, насаждения растительности или задерживающие снеготаяние. Верховодка представляет значительную опасность для строительства. Залегая в пределах подземных частей зданий и сооружений, она может вызвать их подтопление, если заранее не были предусмотрены меры дренирования или гидроизоляции.

Грунтовые воды – воды первого от поверхности земли постоянного водоносного горизонта, выдержанного по площади и расположенного на первом водоупорном слое.

Они, как правило безнапорные, в редких случаях имеют локальный напор, характеризуются более или менее постоянным дебитом. Грунтовые воды могут залегать как в рыхлых пористых породах, так и в твердых трещиноватых коллекторах. Уровень грунтовых вод подвержен сезонным колебаниям, на него влияют количество выпадающих осадков, климат, рельеф, наличие растительного покрова и хозяйственная деятельность человека. Грунтовые воды являются одним из источников водоснабжения (преимущественно колодцы), выходы подземных вод на поверхность называются родниками, или ключами.

В разрезе высокой левобережной поймы на территории полигона грунтовые воды залегают на глубине 3,5 м. Источник питания – атмосферные осадки и трещинные воды.

Напорные (артезианские) воды — воды, которые находятся в водоносном слое, заключенном между водоупорными слоями, и испытывают гидростатическое давление, обусловленное разностью уровней в месте питания и выхода воды на поверхность. Характеризуются постоянством дебита. Область питания у артезианских вод, размеры бассейнов которых достигают иногда тысячи километров, лежит обычно выше области стока воды и выше выхода напорных вод на поверхность Земли. Области питания артезианских бассейнов иногда значительно удалены от мест извлечения воды. 

Трещинные воды – подземные воды, циркулирующие в трещинах скальных грунтов. Они перемещаются по трещинам разного происхождения: тектоническим разломам, трещинам отдельности магматических массивов, трещинам выветривания и образуют единую гидравлическую систему. Питание данного типа вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков. Трещинные воды в лагере используются для целей водоснабжения. Это стало возможным в результате бурения скважины с поверхности второй надпойменной террасы. Глубина данной скважины составляет порядка 70 м, при этом она пересекает многочисленные трещины, заполненные водой. Вода в скважины залегает на глубине 15 м, с помощью насоса вода пополняет водонапорную емкость и из нее подается в водопроводную сеть. Дебит скважины составляет около 10 /сут.

Химический состав трещинных вод определяется химическим составом вмещающих их горных пород. В частности в исследуемом районе трещинные воды слабоминерализованные пресные гидрокарбонатные кальциево-магниевые, минерализация составляет порядка 0,5 – 0,9 г/л. Содержание кальция и магния определяет повышенную жесткость воды. Подземные трещинные воды выходят на поверхность в виде нисходящих источников в долине реки  Иня из глинистых сланцев в основании второй надпойменной террасы.

В районе геологической практики мы наблюдали несколько нисходящих источников:

Источник №1 – терщино-грунтовые подземные воды, базис эрозии – р. Иня (точка наблюдения 4).

Источник №2 –трещинные жесткие пресные воды, вода без вкуса, без запаха, прозрачная чистая, температура 10 градусов Цельсия (точка наблюдения5).

Источник №3 – трещинные подземные воды, базис эрозии – р. Иня (точка наблюдения 8).

Во время практики мы провели откачку подземных вод. Откачка воды из водозаборных сооружений производится при помощи различных насосов. Целью нашей откачки было определения коэффициента фильтрации грунтов и вычисления дебита скважин. Метод откачки считается самым точным. Откачку производили из одиночной скважины (центральная скважина) при двух степенях понижения (скважины 1,2). Продолжительность нашей откачки составляла два часа. В результате непрерывной откачки уровень воды в скважине понижается и устанавливается на определенной глубине.

Уровень водоносного горизонта, не нарушенного откачкой, называют статическим. Уровень, создающийся после понижения воды откачкой, назы­вают динамическим.

В зависимости от режима фильтрации различают откачки при установившемся (стационарном) режиме, когда все гид­родинамические характеристики потока (напор, понижение уровня, скорость и т. д.) не изменяются со временем, и при неустановившемся (нестационарном) режиме, когда все ука­занные параметры со временем изменяются.

В зависимости от режима откачки различают откачки при постоянном дебите (Q=cons t) и при постоянном понижении уровня воды (S=const).

При установившемся движении воды эти параметры пере­менны.

Перед началом опытных работ мы провели ниве­лировку устьев скважин и рулеткой определить расстояние между ними.

В ходе проведения откачки, используя рулетку-хлопушку, определяли положение ста­тического уровня воды во всех скважинах каждые 15 минут, заносили данные в бланк лабораторных работ. После откачки определили время восстановления исходного уровня подземных вод.

В результате проведенной откачки рассчитали коэффициент фильтрации (к= 0.258) и дебит скважины (=36 м3/сутки).

Также коэффициент фильтрации можно определить с помощью прибора Нестерова, с устройством которого мы были ознакомлены на полигоне.