ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Примерный тематический план предмета

2. Литература

3. Содержание предмета Введение

Раздел 1 Основы гидрогеологии

Тема 1.1 Круговорот воды в природе

Тема 1.2. Физические свойства и химический состав

подземных вод

Тема 1.3. Верховодка и грунтовые воды

Тема 1.4. Артезианские воды

Тема 1.5. Трещинные и карстовые воды

Тема 1.6 Подземные воды в районах вечной

мерзлоты

Тема 1.7. Минеральные, промышленные и

термальные воды

Тема 1.8. Основы динамики подземных вод Тема 1.9. Условия обводненных месторождений полезных ископаемых Раздел 2. Основы инженерной геологии Тема 2.1. Горные породы как грунты и их физико-технические свойства Тема 2.2. Геологические и инженерно-геологические процессы и явления Раздел 3. Гидрогеологические и инженерно-геологические исследования для различных целей Тема 3.1. Гидрогеологические исследования Тема 3.2. Инженерно-геологические исследования Тема 3.3. Охрана окружающей среды Контрольная работа Важнейшие задачи по расширению минерально-сырьевой базы, комплексному использованию и охране минеральных ресурсов страны, не могут быть решены баз высококвалифицированных инженерно-технических кадров, владеющих высокими теоретическими знаниями и практическими навыками работы с высокопроизводительным оборудованием с электронно-вычислительной техникой индивидуального пользования.

Данные методические указания и контрольные задания составлены на основе новой программы по курсу "Основы гидрогеологии и инженерной геологии", утвержденной в 2001 г. СГРК.

Программой предмета предусматривается изучение основных положений теоретической и практической гидрогеологии - понятий о происхождении, формировании, условиях залегания, распространения и законах движения подземных вод; методов и способов поисков и разведки различных типов подземных вод; лабораторных и полевых методов определения основных гидрогеологических характеристик и параметров; их применения для оценки подземных вод как полезного ископаемого (их запасов и ресурсов) и их влияния на добычу других полезных ископаемых. Наряду с гидрогеологическими вопросами учащиеся должны получить четкие представления о сути и задачах инженерной геологии, методах инженерно-геологических исследований, уметь выявить и оценить влияние различных геологических и инженерно-геологических процессов при разведке полезных ископаемых, изысканиях для различных народнохозяйственных целей.

При изучении предмета учащимся-геофизикам следует обратить главное внимание на геофизические методы определения направления и скорости движения подземных вод, на характеристику приборов, применяемых для измерения уровней, дебита, температуры вод, на интерпретацию геофизических наблюдений и роль геофизических методов при гидрогеологических и инженерно-геологических исследованиях карста и криолитозоны, трещиноватости пород, сейсмических явлений и др.

Будущие специалисты по технике разведки месторождений полезных ископаемых должны получить представление о системе размещения разведочных выработок для установления закономерностей пространственной изменчивости горных пород, об основных требованиях, предъявляемых к бурению и оборудованию гидрогеологических и инженерно-геологических скважин, о свойствах грунтов, методах опробования скважин и др.

В период лабораторно-экзаменационной сессии для учащихся заочного обучения проводятся установочные и обзорные лекции, консультации и лабораторно-практических занятия. Однако основная форма обучения -самостоятельная работа с учебной литературой и пособиями.

Начинать изучение курса следует с ознакомления с его программой и предлагаемыми методическими указаниями. По мере изучения отдельных раздела и тем необходимо вести конспект с тем, чтобы в нем были ответы на все вопросы самопроверки, предлагаемые в каждой теме. Причем основные формулировки следует выделять в конспекте, отдельные темы иллюстрировать схемами, рисунками, таблицами из учебников.

Вопросы, вызвавшие трудности при изучении, рекомендуется выделить особо и незамедлительно специалистам-гидрогеологам как по месту работы, так и непосредственно на заочное отделение колледжа лично или письменно.

Для закрепления изученного материала учащийся выполняет контрольную домашнюю работу по одному из 10 вариантов.

Ответы на вопросы контрольной работы, приведенной в конце данных указаний, должны быть краткими и четкими, изложенными своими словами.

иллюстрированы рисунками, схемами, выполняемыми тушью, и по возможности примерами из собственной производственной практики.

последовательно в школьной тетради (ограничиваясь ее объемом) с нумерацией страниц. В конце работы обязательно приводится список использованных источников /автор, наименование, места нахождения издательства, издательство, год издания/, ставится дата выполнения работы и личная подпись Оценка знаний учащегося по предмету определяется по результатам собеседования /зачета/ с учетом качества представленного конспекта и контрольной работы, которую студент отсылает на заочное отделение колледжа согласно графику выполнения контрольных заданий. При отсутствии контрольной работы учащийся к зачету не допускается.

Примерный тематический план предмета.

Наименование разделов Количество часов(заочное Количество часов(очное Раздел 1. Основы гидрогеологии природе свойства и химический состав подземных вод грунтовые воды карстовые воды зоне многолетней мерзлоты термальные воды подземных вод обводненности месторождений подземных вод Итого по разделу:

инженерной геологии.

физико-технические свойства инженерно-геологическ ие процессы и явления Гидрогеологические и инженерно-геологическ ие исследования для различных целей.

исследования еские исследования среды Итого по разделу:

Всего по предмету:

СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДМЕТА

Содержание предмета. Связь его с другими предметами геологического цикла. Краткая история развития гидрогеологии и инженерной геологии.

инженерно-геологических изысканий о расширении минерально-сырьевой базы, дальнейшего развития мелиорации, осуществления продовольственной и энергетической программы, охраны природы и окружающей среды.

Методические указания Предмет "Основы гидрогеологии и инженерной геологии", изучаемый на последнем курсе, углубляет представление о подземных водах и динамике верхних горизонтов земной коры в связи с инженерной деятельностью человека и тесно связан со всеми ранее изученными предметами - общей и исторической геологией, геофизическими методами исследований, структурной геологией, геокартированием и др.

С каждым годом возрастает роль и значение гидрогеологии и инженерной геологии в решении различных народнохозяйственных задач. В соответствии с директивными радениями партии и правительства им наряду с другими науками геологического цикла отводится весьма минерально-сырьевой базы страны и ускорении научно-технического прогресса, в широком развитии гидротехнического, гражданского и промышленного строительства, в сфере рационального ведения водного хозяйства страны, широкого развития оросительных и осушительных мелиорации и неуклонного роста сельскохозяйственного Производства.

Одна из актуальных проблем человечества в настоящее время -охрана окружающей среды. В Основном ЗаконеРК - Конституции -сказано, что в интересах настоящего и будущих поколений в РК принимаются существенные меры для охраны и научно обоснованного рационального использования природных богатств и особенно подземных вод.

Вопросы для самопроверки 1. Основные задачи гидрогеологии на современном этапе.

2. Чем занимается инженерная геология?

3. В чем суть рационального использования минеральных ресурсов земных недр?

4. В чем заслуга М.В.Ломоносова перед гидрогеологией?

5. Назовите основные этапы развития гидрогеологии и инженернои геологии и имена ученых, внесших огромный вклад в развитие этих наук.

6. Как решается в нашей стране проблема пресной воды.

7. Известны ли вам участки с мелиорацией земель и считаете ли вы работы на этих участках целесообразными и почему?

Раздел I. ОСНОВЫ ГИДРОГЕОЛОГИИ Тема 1.1. Круговорот воды в природе Вода в атмосфере, на поверхности земли и в земной коре. Большой и малый круговороты воды в природе.

Атмосферные осадки и их распределение на территории РК. Приборы, применяемые для определения количества атмосферных осадков.

Характер выпадения и роль атмосферных осадков в питании подземных вод. Испарение, испаряемость, транспирация и зависимость их от различных естественных факторов.

Поверхностный и подземный стоки. Их значение в питании рек и пополнении запасов подземных вод. Бассейны поверхностного и подземного стоков и их соотношение в зависимости от рельефа и геологического строения региона.

Виды воды в горных породах. Происхождение подземных вод и их классификация.

[1, с.9-21; 3. с.29-58, 79-85] Начиная изучение данной темы, разберитесь, где и в каком виде встречается вода, каковы ее ресурсы, что такое круговорот воды и чем был вызван, как влияет на формирование подземных вод.

Необходимо получить четкое представление о большом, малом и внутреннем круговоротах, выяснить их составляющие /испарение, атмосферные осадки, сток/, способы их изучения и применяемые для этого приборы. Особое внимание следует уделить вопросам соотношения бассейнов поверхностного и подземного стоков.

В горных породах вода присутствует в разном физическом состоянии, в той или иной мере влияя на их свойства, поэтому необходимо иметь четкое представление об особенностях этой воды.

Особый интерес представляет свободная или гравитационная вода, т.е. вода, о которой мы говорим "подземная вода". Существует в основном четыре теории происхождения подземных вод, в которых следует хорошо разобраться.

Важный вопрос любой науки - классификация предметов, явлений и т.п. Единой классификации подземных вод нет, так как их происхождение, условия нахождения, движения, свойства очень сложны и разнообразны. Поэтому подземные воды классифицируют по отдельным признакам /происхождению, гидравлическим свойствам, условиям залегания, минерализации, составу и др./.

Следует ознакомиться с этими классификациями и разобраться в них.

Вопросы для самопроверки 1. Водные ресурсы Земли и их распределение.

2. Факторы, вызывающие круговорот воды в природе.

3. Приведите примеры влияния человека на круговорот.

4. Что понимают под собственно испарением, испаряемостью и транспирацией?

5. Какова роль подземного стока в питании рек и как ее выявить?

6. Как классифицируются воды по характеру вмещающих пород, условиям залегания, их составу и свойствам?

Тема 1.2. Физические свойства и химический состав подземных вод Физические свойства подземных вод и методы их определения. Химический состав подземных вод.

Методы изучения химического состава подземных вод. Формы выражения химического состава.

Классификация подземных вод по химическому составу.

Оценка качества воды для питьевых целей.

Требование СаНПиН. Оценка качества воды для промышленно-технических целей. Улучшение водоснабжения.

Вопросы для самопроверки 1. Физические свойства воды и их определение.

2. что такое рН и как он определяется?

3. По какому показателю судят о бактериальной загрязненности воды?

4. Жесткость воды, её виды и значение при оценке пригодности воды для практических целей.

5. Сульфатная и углекислая агрессивности воды.

агрессивность выщелачивания.

7. Кислородная агрессивность воды.

8. Как оценивают качество питьевых вод?

Тема 1.3. Верховодка и грунтовые воды Понятие о водоносных породах, водоносных горизонтах и комплексах. Вода в почвенном слое.

Верховодка и ее образование. Влияние верховодки на обводнение месторождений полезных ископаемых.

Грунтовые воды и особенности их залегания.

Основные типы грунтовых вод. Элементы грунтовых вод. Области распространения, питания и разгрузки грунтовых вод. Признаки грунтовых вод. Грунтовый бассейн. Грунтовый поток. Режим грунтовых вод и зависимость его от различных факторов.

Гидрогеологические карты. Зональность грунтовых вод.

Практическое занятие № Построение карт гидроизогипс. Определение направления движения подземных вод, уклона грунтового потока и глубины залегания зеркала грунтовых вод. Установление связи подземных вод с поверхностными.

[1, с.89-96, 3, с,185-220] Методические указания Начинать изучение этой темы следует с гидрогеологической стратификации, выяснив, что собой представляют водоносные и водоупорные породы, водоносный горизонт, водоносный комплекс и др.

В подземной гидросфере выделяют несколько гидрофизических зон -аэрации, насыщения, мерзлая и др.

Условия нахождения воды, ее количество и качество в этих зонах различны, как и ее влияние на проходку горных выработок.

Главное место в жизни человека занимают воды гидравлическим свойствам на грунтовые и артезианские.

Грунтовые воды обладают рядом только им присущих признаков: отсутствием напора, непостоянством режима, совпадением области питания с областью их распространения и др. Они тесно связаны с природными факторами, что сказывается на их зональности с севера на юг.

Следует внимательно ознакомиться с основными типами грунтовых вод.

Среди гидрогеологических карт немаловажное значение имеют карты гидроизогипс, которые показывают положение зеркала грунтовых вод в изолиниях на какой-то период времени (рис. 1).

Построение карты гидроизогипс аналогично построению топооснов и при ее анализе можно определить:

I) направление движения грунтовых вод, как показано на участке А-В;

2). Гидравлический уклон на том же участке 3). Глубину залегания зеркала грунтовых вод в точке D 124-123,1=0.9 м;

4). Установить гидравлическую связь между грунтовыми и поверхностными водами - в данном примере поток грунтовых вод направлен к реке (река -область разгрузки).

Вопросы для самопроверки 1.Что такое водоупор? Приведите примеры водоупорных пород.

2. Чем отличается водоносный комплекс от водоносного горизонта?

3. Верховодка и её влияние на ведение горных работ.

4. Основные признаки грунтовых вод.

5. Поток и бассейн грунтовых вод. Схемы.

6. Режим грунтовых вод и его особенности.

7. Что можно определить, анализируя карту гидроизогипс?

8. Охарактеризуйте грунтовые воды речных долин и ледниковых отложений.

9.Условия грунтовых вод степей, полупустынь и пустынь.

Тема 1.4. Артезианские воды.

Условия залегания артезианских вод. Факторы, обусловливающие напор артезианских вод.

Главнейшие элементы артезианских бассейнов.

Пьезометрический уровень. Карта гидроизопьез.

Режим напорных вод. Связь напорных вод с поверхностными водотоками и водоемами. Примеры артезианских бассейнов. Межпластовые безнапорные воды. Условия их залегания и распространения.

Нисходящие и восходящие источники. Режим источников. [1, с.96-101;2, с.44-45] Методические указания Артезианские воды по гидравлическим свойствам, условиям залегания и распространения отличаются от грунтовых и имеют большое значение для человека. Изучая примеры артезианских бассейнов, ознакомьтесь с особенностями того из них, в пределах которого ведет работы ваша организация.

В этой же теме рассматриваются межпластовые безнапорные воды, чаще всего встречающиеся в районах буроугольных месторождений, и источники.

Источники как естественные выходы подземных вод на поверхность Земли отличаются большим разнообразием и их изучение придается большое значение.

Вопросы для самопроверки 1. Что наблюдается при вскрытии буровыми скважинами артезианских вод и почему?

2. Что такое пьезометрический уровень и напор?

3. Что можно определить по карте пьезогипс?

4. Как влияет хозяйственная деятельность человека на режим артезианских вод? Приведите примеры из вашей практики.

5. В чем выражается вертикальная зональность артезианских вод?

артезианских вод.

7. Источники нисходящие и восходящие.

Тема 1.5. Трещинные и карстовые воды Трещинные воды и условия их залегания.

Распространение и значение трещинных вод.

Зависимость водообильности трещиноватых пород от условий питания, состава пород, тектоники.

Карстовые воды. Условия движения и питания карстовых вод. Значение карстовых вод при разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых. Роль карстовых вод в водоснабжении.

[1, с. 101-103, 2. с.45-48; 3, 244-262] Методические указания Подземные воды могут содержаться на только в рыхлых пористых породах /песках, галечниках и др./, но и в трея(инах скальных пород. При изучении трещинных вод ознакомьтесь с различными трещинами по происхождению, так как это влияет на условия залегания, питания, движения в них подземных вод, позволяет ориентироваться при выборе мест заложения скважин, вызывает необходимость широкого применения геофизических методов исследований.

Вопросы для самопроверки происхождению? Чем они отличаются?

2. Что такое гейзеры и где они развиты в СНГ?

3. Карст и причины его возникновения.

4. В чем трудности проводки скважин в условиях карста?

5. Какие методы скважинной геофизики применяют для исследования карста и трещиноватых пород?

6. Есть ли карст в районе работ вашей организации и как это учитывается?

7. Использование трещинных и карстовых вод в народном хозяйстве.

Тема 1.6. Подземные воды в районах многолетней мерзлоты Многолетняя мерзлота и ее распространение на территории СНГ и РК. Зоны многолетней мерзлоты.

Основные типы подземных вод. Надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные воды и их особенности.

[l.c.103-109,3, с.263-282] Методические указания Изучение многолетней мерзлоты и условий строительства в районах ее распространения народнохозяйственное значение, так как мерзлота занимает около 49,756 всей территории страны.

Знакомясь с данной темой, уделите внимание типам мерзлоты и подземных вод в этой зоне, особенностям проходки горных выработок, специфическим условиям выходов подземных вод на поверхность, значению в тих вод при добыче полезных ископаемых.

Выясните, какие геофизические методы эффективнее применять в этих условиях.

Вопросы для самопроверки 1. Что такое криолитозона и где она развита?

2. Охарактеризуйте сплошную, таликовую и островную мерзлоту.

3. Чем интересен деятельный слой?

4. Кратко охарактеризуйте над-, меж- и подмерзлотные воды.

криолитозоне?

6. Каковы особенности проходки горных выработок в зоне мерзлоты?

7. Как с помощью геофизических методов выявить талики?

Тема 1.7. Минеральные, промышленные и термальные воды Минеральные воды и их распространение на территории СНГ и РК. Главнейшие типы минеральных вод. Связь минеральных вод с геологическими структурами. Особенности изучения и разведки минеральных вод.

Промышленные воды. Их распространение и практическое значение. Термальные воды и их использование. (1,с.112-114;3, с.283-298) Методические указания При изучении данной темы обратите внимание на характеристику и распространение минеральных вод в нашей стране, их использование.

выясните, что понимают под этим термином, какие полезные ископаемые из этих вод добывают.

территории нашей страны. Их целесообразно использовать не только как источник теплоты и энергии, но и в качестве лечебных и для извлечения химических элементов.

Вопросы для самопроверки 1. Критерии отнесения подземных вод к минеральным.

минеральных вод.

3. Что такое йодобромные воды и как они используются?

4. Где и на каких глубинах чаще всего встречаются промышленные 5. Какие воды относят к термальным?

6. Какие геофизические методы наиболее эффективны при поисках промышленных и термальных вод?

Тема 1.8. Основы динамики подземных вод Виды передвижения воды в горных породах.

Основные законы движения подземных вод.

Линейный закон фильтрации,нелинейный закон фильтрации, неустановившееся движение подземных вод. Понятия о коэффициенте проницаемости, фильтрационном потоке. Способы определения коэффициента фильтрации, направления, скорости движения и расхода подземных вод. Типы водозаборов. Определение притока воды к горизонтальным и вертикальным водозаборам.

Взаимодействие водозаборов. Понятие о радиусе влияния и удельном дебите водозаборов. Понятие о режиме и балансе подземных вод. Понятие о ресурсах и запасах подземных вод.

Практическое занятие № Определение притока воды к различным водозаборным сооружениям. (1, с.50-66; 6).

Методические указания Передвижение подземных вод подразделяют на негравитационное /миграцию/ и гравитационное /фильтрацию/, оно зависит от водных свойств пород и степени насыщения их водой.

В гидрогеологии изучается главным образом фильтрация подземных вод в зоне насыщения. При неустановившуюся, равномерную и неравномерную, напорную и безнапорную фильтрации.

фильтрация подземных вод подчиняется при ламинарном характере движения линейному закону /закон:/Дарси/, а при турбулентном -нелинейному /закону Краснопольского - Шези/.

Знакомясь с этими законами, разберитесь в таких понятиях, как гидравлический уклон, действительная и кажущаяся скорости движения подземных вод, коэффициент фильтрации и с их определениями. Обратите внимание на то, что при определении основных характеристик часто применяют геофизические методы исследований, не обойтись при этом и без проходки специальных гидрогеологических скважин.

При оценке запасов подземных вод пользуются расчетными формулами, выведенными на основании законов фильтрации. Разберитесь, как можно определить расход естественного потока /напорного и безнапорного/ и величину притока воды к любому водозаборному сооружению в нарушенных условиях.

Для закрепления полученных знаний следует решить приведенные задачи и дать к ним схемы.

Вопросы для самопроверки негравитационного движения воды.

2. Фильтрация и ее виды.

3. Что такое гидравлический уклон и как он обозначается?

4. Какой формулой выражается закон Дарен?

5. Что такое действительная скорость и как ее определить с помощью геофизических методов?

6. Типы грунтовых колодцев.

совершенной скважины?

8. Как рассчитать удельный дебит артезианской скважины?

9. В чем выражается взаимодействие водозаборов?

10. Какие виды запасов и ресурсов подземных вод вы знаете?

Задача № 1 Определить расход напорного потока шириной 0,5 км в пласте постоянной мощности /10 м/. Пласт вскрыт двумя скважинами, расположенными по направлению потока на расстоянии 200 м. Пьезометрический уровень в скважине I установился на отметке 64,22 м, а в скважине 2 на отметке 63,44 м. Пласт сложен песками с коэффициентом фильтрации 45 м/сут.

Задача № 2. Водоносный горизонт приурочен к пескам с коэффициентом фильтрации 3,8 м/сут, подстилаемым горизонтальным водоупором. В скважине I отметка уровня воды 125,18 м, в скважине 2, расположенной в 250 м ниже скважины I,- 121, м. Определить единичный расход грунтового потока.

Задача № 3. Буровой скважиной диаметром 25, см вскрыты напорные вода, залегающие в песчаном пласте мощностью 15 м. Коэффициент фильтрации песков 6 м/сут.

Определить приток вода в скважину при понижении уровня на 5 м к радиусе влияния откачки 125 м.

Задача № 4. В песках проектируется дренажная канава длиной I кы, доведенная до водоупора.

Мощность водоносного слоя 2,8 м, коэффициент фильтрации 3,5 м/сут, радиус влияния 50 м, уровень воды в канаве 0,5 м.

Определить приток воды в канаву с двух сторон.

Определить дебит и удельный дебит скважины диаметром 305 мм, вскрывшей грунтовые воды в песках мощностью 8 м и с коэффициентом фильтрации 9,5 м/сут. При откачке достигнуто понижение уровня на 2 м и радиус влияния 300 м.

Н = 8 м; К = 9,5 м/сут ; S = 2м; R = 300 м грунтовой скважине Тема 1.9. Условия обводненности месторождений полезных ископаемых Понятие о рудничных /шахтных/ водах и задачи рудничной геологии. Особенности обводненности месторождений полезных ископаемых и основные факторы обводнения. Классификация месторождений по степени обводненности и гидрогеологическим условиям. Гидрогеологические особенности некоторых типов месторождений полезных ископаемых. Методы определения притока воды в горные выработки. Использование рудничных вод для водоснабжения и хозяйственно-технических целей. Основные способы борьбы с обводнением месторождений.

Методические указания При изучении данной темы нужно разобраться в задачах, стоящих перед рудничной геологией в текущей пятилетка, когда осваиваются месторождения полезных ископаемых на больших глубинах и в условиях мерзлоты.

На степень обводненности месторождений твердых полезных ископаемых влияют как естественные, так и искусственные факторы.

Необходимо разобраться в их влиянии.

Прогнозирование притоков воды в горные выработки на всех этапах разведки и эксплуатации месторождений - одна из важнейших задач руднической гидрогеологии. Рассмотрите методы определения водопритоков и борьбы с рудничными водами, а также их использование.

Вопросы для самопроверки 1. Задачи рудничной геологии.

месторождений.

обводнения.

4. Какие методы определения водопритоков в систему горных выработок используются чаще?

6. В чем суть комбинированного способа осушения?

7. Каковы особенности бурения для целей осушения месторождений?

8. Использование рудничных вод.

ГЕОЛОГИИ

Тема 2.1. Горные породы как грунты и их физико-технические свойства геолого-генетические типы горных пород. Понятие о номенклатуре грунтов оснований сооружений.

Классификация грунтов по характеру внутренних связей. Процесс формирования физико-технических свойств осадочных грунтов. Влияние генезиса и структурно-текстурных особенностей на физико-технические свойства грунтов. Основные составные части и фазовые состояния дисперсных грунтов. Минеральный состав. Гранулометрический Физико-технические свойства и их показатели.

Физические, водные и механические свойства дисперсных грунтов. Свойства твердых пород.

Методы лабораторных исследований физико-технических свойств грунтов. Методы искусственного улучшения свойств грунтов.

Определение естественной влажности грунта.

Определение плотности грунта. Определение Определение коэффициента фильтрации песчаных грунтов в трубке "Спец-гео". (1,.21-50; 2, с.72-102; 5, с.6-23, 31-62, 89-130) В инженерной геологии все горные породы называют грунтами. Для строительства наиболее благоприятны скальные грунты, однако на поверхности Земли наиболее распространены рыхлые осадочные образования, которые и являются предметом изучения инженерной геологии.

Основные физико-технические свойства горных пород формируются в результате генезиса и диагенез". При инженерно-геологической оценке горных пород следует учитывать также их структурные и текстурные особенности.

взаимодействия с сооружениями производится с помощью количественных характеристик или показателей их свойств: какие это показатели, как используются для характеристики грунтов.как определяются в лабораториях и в поле и как могут быть изменены человеком для устранения неблагоприятного воздействия природных факторов на условия строительства и эксплуатации. Обратите внимание также на использование результатов анализа гранулометрического состава для определения водопроницаемости горных пород.

В период лабораторно-экзаменационной сессии учащиеся знакомятся с оборудованием геотехнической лаборатории и самостоятельно выполняют некоторые определения.

1. Влияние генезиса на строительные свойства пород.

2. Классификация грунтов по грансоставу.

3. Охарактеризуйте три основных типа структурных связей.

4. Пористость пород и геофизические методы ее определения.

5. Пластичность грунтов и подразделение их по пластичности.

6. Липкость грунтов и ее влияние на ведение горных работ.

7. Для чего и как определяют сопротивление пород сжатию?

8. Как определяют показатели сопротивления пород сдвигу?

9. Охарактеризуйте основные водные свойства горных пород.

10. Инженерно-геологическая классификация пород.

мелиорацией грунтов?

мелиорации вы знакомы?

инженерно-геологические процессы и явления инженерно-геологических процессах и явлениях.

Категории геологических процессов и явлений.

Процессы, связанные с действием климатических факторов. Геологическая деятельность ветра.

Процессы, связанные с деятельностью поверхностных вод. Процессы, связанные с деятельностью подземных вод. Процессы, связанные с совместной деятельностью поверхностных и подземных вод. Процессы, связанные с совместным действием воды и силы тяжести на склонах. Явления, связанные с сейсмичностью.

Инженерно-геологические процессы и явления:

деформация грунтов в основании сооружений;

сдвижение горных пород при подземных работах;

оседание земной поверхности при эксплуатации жидких и газообразных полезных ископаемых;

усиление сейсмической активности в связи с устройством водохранилищ. (1, C.I09-111, 126-150;2, с.106-118; 5, с.164-245) На строительство и эксплуатацию инженерных сооружений нередко оказывают отрицательное влияние как природные геологические факторы, так и те, что возникают в результате хозяйственной деятельности человека. Изучение и оценка этих процессов и явлений -одна из основных задач инженерной геологии.

При изучении материала данной темы внимательно ознакомьтесь со всеми видами явлений и основными процессами, их вызывающими. Особое внимание уделите оползням, плывунам истинным и ложным и вопросам борьбы с этими негативными явлениями.

Оврагообразование и эрозия почв приводят к большим потерям земель. Необходимо разобраться в этих вопросах, чтобы своей производственной деятельностью не способствовать активизации названных явлений.

Особое внимание необходимо обратить на явления, вызываемые производственной деятельностью при добыче полезных ископаемых /оседание земной поверхности/, строительстве водохранилищ /усиление сейсмической активности/ и другие, которые вызывают нежелательное, а порой и не восстанавливаемое влияние на окружающую среду.

1. Что понимают под геологическими и инженерно-геологическими процессами?

разрушения берегов при морской и озерной 3. Когда и как наиболее интенсивно проявляется 4. Где и как проявляются криогенные процессы?

5. Причины образования, приуроченность и деятельность селей.

6. Причины образования и значение осыпей и 7. Оползни и их морфология.

8. Противооползневые мероприятия. ' 10.Карст и его картирование.

9. Истинные плывуны и меры борьбы с ними.

Принципы антисейсмического строительства.

процесс сдвижения горных пород при подземных работах?

сейсмичность и ее причины?

лессовых грунтах.

Раздел 3. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ

ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЦЕЛЕЙ

Тема 3.1. Гидрогеологические исследования поисково-разведочных работ. Комплексная геолого-гидрогеологическая и гидрогеологическая съемки. Гидрогеологические наблюдения при проведении поисково-разведочных работ. Понятие о гидрохимических методах поисков полезных ископаемых.

Гидрогеологические исследования на месторождениях полезных ископаемых.

Гидрогеологические исследования для водоснабжения. Гидрогеологические исследования минеральных и промышленных вод. Методы подсчета полезных ископаемых.

Методы определения водопроницаемости горных пород. Требования ГОСТов. Установление видов и объемов опытных гидрогеологических работ.

Выбор места положения опытных выработок.

Опытные откачки. Рекомендуемые методы бурения и оборудование скважин для проведения опытных работ. Типы водоподъемного оборудования при проведении опытных откачек. Опытные наливы и нагнетания в скважины и шурфы. Документация при опытных работах. Применение геофизических методов при гидрогеологических исследованиях.

Дистанционные методы исследований.

Методические указания Рассматриваемая тема весьма объемна и включает в себя разнообразные вопросы.

Стадийность гидрогеологических исследований - один из них. Причем от стадии к стадии уменьшается исследуемая площадь, но увеличиваются и становятся более детальными объемы и виды работ.

Гидрогеологическая съемка, проводимая в разных масштабах для различных целей и сопровождаемая большим объемом буровых, горных, геофизических и специальных гидрогеологических работ, - один из основных видов гидрогеологических исследований. При рассмотрении этих материалов специалистам техники разведки следует особое внимание уделить особенностям бурения гидрогеологических скважин, их оборудованию /обсадке, цементации, вибору и установке фильтров/, откачечным и измерительным средствам /насосам, эрлифту, водосчетчикам, уровнемерам, пробоотборникам/. Специалистам-геофизикам необходимо обратить внимание на те геофизические методы, которые более рационально и эффективно применять при исследованиях отдельных территорий с целью поисков подземных вод и изучения гидрогеологических разрезов скважин.

Кроме изучения материалов учебников, в производственной деятельности подробнее ознакомьтесь с методикой работ, оборудованием, применяемым в вашей организации.

Вопросы для самопроверки 1. Последовательность гидрогеологических исследований.

гидрогеологические карты на каждой стадии исследований.

3. Как опробуется качество подземных вод?

4. Какие методы бурения используются для проводки гидрогеологических скважин? Их преимущества и недостатки.

5. Оборудование скважин для откачки.

6. Наблюдения и опытно-исследовательские работы, проводимые при бурении скважин.

7. Чем измеряют уровни и температуру воды в скважинах?

9. Требования, предъявляемые при выборе источника водоснабжения. 10.Категории эксплуатационных запасов подземных вод.

10. Назначение и подразделение откачек.

11. Какие гидрогеологические параметры рассчитывают по данным опытных откачек?

12. Как и с какой целью проводят наливы в шурфы?

методов можно определить направление и скорость движения подземных вод?

14. Какие геофизические методы следует применять для уточнения мест заложения гидрогеологических скважин?

Цели и задачи инженерно-геологических исследований. Стадии проектирования и этапы инженерно-геологической информации.

Принципиальные основы проведения исследований.

Инженерно-геологические изыскания для отдельных видов строительства. Изыскания для промышленного строительства. Изыскания для гидротехнического строительства. Изыскания для мелиорации земель. Изыскания для линейного строительства. Полевые опытные испытания грунтов.

Методы опробования и обработки результатов.

Требования ГОСТов, Применение геофизических методов при инженерно-геологических исследованиях. Дистанционные методы исследований.

(1, с.76-82, 173-186, 187-194;2, с.102-106, 190-200; 5, с 131-163 248-280,287-313) Методические указания Строительство в нашей стране развивается интенсивно и по всей ее обширной территории, характеризующейся большим разнообразием климатических, геолого-гидрогеологических условий, а значит и условий строительства.

Для улучшения технологии изыскательских работ выделяется высокопроизводительное оборудование, разрабатываются рациональные требования по обеспечению проектов строительства качественной инженерно-геологической информацией, которая должна отвечать требованиям нормативных документов; основной из них СНиП П-9-78 "Инженерные изыскания для строительства.

Основные положения".

С учетом изложенного к различным видам изыскательских работ /бурению и горным работам, геофизическим и специальным исследованиям/, проводимым на разных этапах для всех видов строительства, начиная с гражданского и кончая гидротехническим, предъявляются очень высокие требования.

Конечная цель изыскания - инженерно геологическое заключение, которое ложится в основу выбора инженерно - геологической модели основания сооружения или среды.

Вопросы для самопроверки 1. Задачи инженерно - геологических изысканий и их последовательность.

2. Инженерно - геологическая съемка и инженерно - геологические карты на различных стадиях изысканий.

3. Виды геологоразведочных работ при инженерно - геологических изысканиях.

4. Применение методов для целей инженерной геологии.

5. Особенности изысканий для строительства гражданских и промышленных сооружений.

6. Особенности изысканий для линейного строительства.

7. Как в полевых условиях определяют сопротивление пород сжатию?

8. Полевые методы определения сопротивления пород сдвигу. В чем суть инженерно геологического заключения?

Тема 3.3. Охрана окружающей среды Промышленные стоки и методы очистки сточных вод. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. (1, с. 171-173;3, с.13-18).

Методические указания «Вода - это самое драгоценное ископаемое». Вода - это не просто минеральное сырье, это не только средство для развития промышленности и сельского хозяйства.

Вода - это действенный проводник культуры, это живая кровь, которая создает жизнь там, где её не было» -писал А.П. Карпинский.

Общие запасы воды на Земле составляют около 1,5 млрд км ; пресной воды - всего лишь 28, млн.км, причем доступны для использования только 826 тыс. км, потребляет свыше 8 млрд м воды, из них около 1, млрд м приходится на подземные воды, а потребление воды растет ежечасно. Поэтому ЕНЕСКО рассматривает проблему обеспечения человечества пресной водой наравне с важнейшей проблемой борьбы с голодом.

У нас в стране для бытовых и технических нуясд используется около 100 млн м воды в сутки.

Растет потребление, растет загрязненность вод, истощается их запасы.

В настоящее время ужа многие промышленно развитые страны мира испытывает дефицит в чистой пресной воде. Вот почему борьба с загрязнением и истощением водных запасов, неукоснительное выполнение по всей стране мероприятий по охране природы и, в первую очередь, водных ресурсов приобретают первостепенную важность.

Выделение зон санитарной охраны /ЗСО/ - одна из важных мер защиты источников водоснабжения от загрязнения. Следует четко представлять себе назначение всех трех зон, принципы выделения и их размеры, помнить, что при проведении буровых работ, связанных с вскрытием подземных вод, необходимо тщательно производить изоляцию водоносных горизонтов, а после окончания работ ликвидационный тампонаж скважин.

предусматривают комплексное и рациональное использование водных ресурсов страны.

Вопросы для самопроверки 1 Как проведение геологоразведочных работ может повлиять на качество вскрываемых подземных вод? Приведите примеры из вашей практики.

использованием водных ресурсов?

3. Назначение зон санитарной охраны.

4. К чему ведет неправильный сброс промышленных стоков?

5.Методы очистки сточных вод.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

1. Предмет, связь с другими науками геологического цикла и задачи гидрогеологии.

2. Физико-технические свойства осадочных грунтов и факторы их формирования.

3. Охарактеризуйте грунтовые воды речных долин и ледниковых отложений.

4. Процессы, связанные с деятельностью подземных вод.

5. Определить дебит и удельный дебит совершенного грунтового колодца диаметром 203 мм, вскрывшего обводненный галечник мощностью 8 м, с коэффициентом фильтрации 45 м/сут. Понижение уровня при откачке составило 2 м; радиус влияния 300 и /составить схему/.

1. Предмет, связь с другими науками геологического цикла и задачи инженерной геологии.

2. Грунтовые воды /полная характеристика, схемы залегания/.

3. Пластичность грунтов и их классификация по числу пластичности.

4. Применение методов скважинной геофизики для инженерно-геологических целей /для учащихся специальности 0704000/.

инженерно-геологических изысканиях /для учащихся специальности 0702000/.

5. Определить дебит артезианской скважины диаметром 152 мм, вскрывшей пласт обводненных песков мощностью 14,2 м, с коэффициентом фильтрации 6,4 м/сут. При откачке достигнуто понижение уровня на 4 м; радиус влияния откачки 150 и/составить схему/.

Долговременной программы мелиорации земель.

2. Что такое гранулометрический состав грунтов? Как обрабатываются и используются результаты его анализа?

3. Определение водопроницаемости пород зоны аэрации.

4. Гидрогеологическая съемка и картьг 5. Определить приток воды в дренажную канаву, заложенную вдоль карьера, по следующим данным: длина канавы 0,5 км, мощность водоносных песков 2.8 м; высота воды в канаве 0,5 м;

коэффициент фильтрации песков 3,5 м/сут; радиус влияния - 100 м /составить схему/.

1 Суть комплексного и рационального использования водных ресурсов.

2. С помощью каких геофизических методов можно определить направление и скорость потока подземных вод? /Дня учащихся специальности 0704000/.

скважин./Для учащихся специальности 0702000/.

3. Охарактеризуйте естественную влажность, пористость и липкость грунтов.

4. Поиски и разведка подземных вод для водоснабжения.

5. Определить коэффициент фильтрации песков по следующим данным: мощность грунтового горизонта 14 м; при откачке из скважины диаметром 305 мм достигнуто понижение уровня на 3 м и дебит 397,5 м/сут, радиус влияния 300 м.

1. Водные ресурсы, их использование и охрана.

2. Артезианские воды /схема артезианского бассейна, его элементы, особенности залегания, режим/.

3. Инженерно-геологическая классификация грунтов.

4. Эксплуатационные запасы подземных вод и их категории.

5. Абсолютные отметки уровня грунтовых вод в скважинах, расположенных на расстоянии 100 м друг треугольника, равны 131,5; 133,0 и 134,5 м.

Определить направление движения подземных вод и их действительную скорость, если кажущаяся скорость в песках с пористостью 25 % составила 2,5м/сут. /Приведите схему в масштабе 1:1000/.

1. Причины, виды, значение и пути преобразования круговорота воды в природе.

2. Трещинные и карстовые воды.

3. Что понимают под технической мелиорацией грунтов? Назовите основные методы.

4. Зоны санитарной охраны и их назначение.

5. Определить расход подземного потока шириной I км и мощностью 15 м, вскрытого двумя скважинами, расположенными на расстоянии 250 м.

Коэффициент фильтрации водовмещающих песков м/сут. Н1=144,4 м; Н2=140,9 м 1. Вклад в развитие гидрогеологии русских и советских ученых.

2. Минеральные, промышленные и термальные воды.

3. Чем обусловлено сопротивление пород сжатию и как его определяют в лаборатории и в поле?

4. Какие методы геофизических исследований применяют при проходке гидрогеологических скважин? /Для учащихся специальности 0704000/.

Какие методы бурения используются для проводки гидрогеологических скважин? Их преимущество и недостатки. /Для учащихся специальности 0702000/.

5. По данным опытной откачки определить правильность ее проведения к характер водоносного горизонта, если дебиты скважины при понижении на 2,5; 3 и 5 м составили соответственно 2; 4 и 6,5 л/с.

1. Теории происхождения и классификации подземных вод.

2. Подземные воды криолит зоны.

3. Чем обусловлено сопротивление пород сдвигу и как его определяют в лаборатории и в поле?

гидрогеологических скважин. /Для учащихся специальности 0103/.

4. Наблюдения и опытно-исследовательские работы, проводимые при бурении скважин./Для учащихся специальности О106/.

5. Определить единичный расход грунтового расположенными на расстоянии 200 м одна от другой. Коэффициент фильтрации водовмещающих пород 7,8 м/сут. Остальные данные указаны на рис.4.

1. Главные меры по охране природных богатств нашей страны.

2. Охарактеризовать лабораторные и полевые методы определения водопроницаемости горных пород.

3. Как оценивается качество питьевых и технических вод?

4. Инженерно-геологические процессы и явления.

5. Определить расход грунтового потока шириной 500 м, вскрытого двумя скважинами, расположенными на расстоянии 200 м одна от другой. Мощность горизонта в скважине I /верхней по потоку/ 15,4 м, в скважине 2 -14,6 м; водоупор горизонтальный; коэффициент фильтрации обводненных песков 6,3 м/сут. /Составить схему/.

1. Краткая история развития инженерной геологии.

2. Назначение и методика проведения откачен.

3. Методы очистки сточных вод от примесей.

4. Оползни, их морфология, меры борьбы с ними. /Схемы/.

5. Определить коэффициент фильтрации по следующим данным одиночной опытной откачки из артезианской скважины; дебит скважины -598, м/сут; диаметр скважины 254 мм; понижение уровня воды -5м; радиус влияния - 100 м; мощность горизонта - 15,9 м.

ЛИТЕРАТУРА

L Седенко У.В. Основы гидрогеологии и инженерной гаологии. -М.: Недра, 197л.

2. Скабалланович И.А., Седенко М.В.

Гидрогеология, инженерная геология и окушение месторождений. - И.: Недра, 1980.

3. Климентов П.П. Общая гидрогеология. - П.:

Высш. шк., 1980. л. Климентов П.П. Методика гидрогеологических исследований. -М. Высш.шк., 1978.

5т Фролов А.Фе Коротких И.В. Инженерная геология. - U.: Нвдра, 19)83.

6. Гордеев П.В., ШемелинаВ.А, Полякова O.K.

Руководство к практическим занятиям по гидрогеологии. - М.: Недра, 1984.

7. ГОСТ 2874-Х2. Вода питъевая.