Етап становлення гідрогеології як самостійної науки.

У другій половині XIX ст. настав перелом у пізнанні регіональних гідрогеологічних закономірностей та оформленні гідрогеологічних теорій. Бурхливий економічний розвиток держав Західної Європи та Північної Америки, а пізніше і Росії (відміна кріпацького права у 1861 г.) викликало широке використання підземних вод. На водопостачання підземними водами переходять міста: Париж, Відень, Берлін, Чикаго тощо. Вивчаються мінеральні води Західної Європи, Кавказу, Єлоустонського парку у США, гідрогеологія карсту на Балканах та у Альпах, артезіанські води США.

У 1856 р. А.Дарсі математично описав фільтрацію води у по­ристому середовищі. Так був встановлений основний закон фільтрації. Пізніше Ж.Дюпюї, зпираючись на закон Дарсі, вивів формулу для визначення водоприпливу у свердловину. Німецькі гідравлики А.Тімм і австрієць Ф.Форгеймер широко використовували матеиатичні методи для вивчення руху підземних вод.

1882 р. в Російській Академії Наук утворився геологічний комітет, у складі якого працювали геологи І.В.Мушкетов, Н.А.Соколов, С.Н..Нікітін, В.В.Докучаєв. Нікітін С.Н. у 1890 р. видав працю “Грунтові та артезіанські води на Руській рівнині”. Погребов Н.Ф. у системі Геологічного комітету заснував гідрогеологічну секцію. У 1886 р. Головкінський М.О.зайняв посаду головного гідргеолога. Він перший запропонував використовувати термін “гідрогеологія” у сучасному розумінні.

Продовжується боротьба ідей про походженння підземних вод. У 1877 р. О.Фольгер висунув гіпотезу кондиційного походження підземних вод, за якою підземні води утворюються внаслідок конденсації вологи із повітря. У 1902 р. Е.Зюсс запропонував ювенільну гіпотезу, за якою термальні та мінеральні води утворюються з пари води, що виділяються з магми. Австрієць Гьоффер (1902 р.), Андрусов (1908 р.) незалежно один від одного розробили гіпотезу реліктових вод, за якою сильно мінералізовані глибоко залягаючи підземні води – це залишкові води стародавніх морів та океанів. На межі XIX – XX ст. продовжується розробка теорії фільтрації підземних вод (Ч.Сліхтер, Ж.Бусінеск, Форгеймер). У 1912 р. А.А.Краснопольський вивів рівняння фільтрації в тріщинуватому середовищі.

Продовжуються розробка методичних та теоретичних питань гідрогеології. У 1900 р. Нікітін С.Н. запропонував методику регіонального вивчення підземних вод та гідрогеологічного районування. Лєбєдєв А.Ф. намітив механізм переміщення вологи у почвогрунтах, виділив види води у гірських породах. Львов А.В. у 1916 р. систематизував відомості про підземні води у мерзлій зоні. Курлов М.Г. запропонував зображати хімічний склад води у вигляді псевдодробу.

У 1910 р. Мушкетов І.В. випустив підручник під назвою “Фізична геологія”, де великий розділ був присв’ячений вченню про підземні води. Після Жовтневого превороту в межах бувшої Росії гідрогеологічні дослідження починають виконувати державні організації. Провідну роль у організації та проведенні цих досліджень відіграли гідрогеологи О.К.Ланге, В.С.Ільїн, Ф.П.Саваренський, О.М.Семіхатов та ін.

З 1923 р. гідрогеологічні роботи виконують Управління водного господарства, створені при наркомземах союзних республік. Підземні води України вивчала також Південна обласна меліоративна організація (ПОМО).

У 1923 – 1930 рр. велику роботу проводять гідрогеологи Українського відділу Геолокому, перетвореного пізніше в Український геологічний трест. У 1930 р. була створена перша гідрогеологічна карта УССР у масштабі 25 верст в 1 дюймі (автори карти Б.Л.Лічков і В.І.Лучицький). Накопичений на той час великий фактичний матеріал дав можливість перейти до широких гідрогеологічних узагальнень. У 1922 р. група гідрогеологів під керівництвом В.С.Ільїна склала “Схеметичну карту грунтових вод Європейської частини СРСР”. У 1925 р. виходить велика зведена праця О.М.Семіхатова “Артезіанські і глибокі грунтові води Європейської частини СРСР”.

У кінці 20-х – на початку 30-х років у деяких вузах країни організуэться підготовка кадрів гідрогеологів. Піонером у цій справі була Московська гірнича академія. Перший підручник з гідрогеології на російській мові написав у 1922 р. П.Н.Чирвинський. У 1932 р. в Московському геологорозвідувальному інституті засновано кафедру гідрогеології, першим керівником якої був академік Ф.П.Саваренський. У 30-х роках виділяється розділ гідрогеології “Динаміка підзенмних вод”. Його розробляють відчизняні вчені – Л.С.Лєйбензон, П.Я.Полубаринова-Кочина, Г.Н.Каменський, А.І,Силін-Бекчурін, а за кордоном – Ч.Тейс, М.Маскет, М.Хабберт. З’являється нова галузь гідрогеології – гідрогеохімія.

У 1931 р. в Ленінграді відбувся Перший Всесоюзний гідрогеологічний з’їзд, на якому було підбито підсумки розвитку гідрогеології і намічено шляхи подальших робіт. Як наслідок, поширюються масштаби гідрогеологічних досліджень. Розгортаються бурові роботи на воду, проводиться комплексні та гідрогеологічні зйомки різних районів. Відкриваються нові велики артезіанські басейни, встановлюються нові регіональні закономірності поширення підземних вод.

На цьому етапі регіональні гідрогеологічні дослідження широко проводятьс я і в Україні. В передвоєнні роки К.І.Маков виконує дослідження підземних вод окремих гідрогеологічних регіонів України. Результати цих досліджень зведено в опублікованих працях К.І.Макова “Підземні води Дніпровсько-Донецької западини” і “Підземні води Причорноморської западини”.

Великий фактичний матеріал з гідрогеології дав можливість почати велику узагальнюючу роботу, що вилилася у виданні томів “Гідрогеології СРСР”. До війни було видано 12 томів.

Таким чином, створюється теоретичні основи гідрогеології. Вона стає самостійною наукою, яка включає різні науково-методичні підрозділи.

С у ч а с н и й р о з в и т о к г і д р о г е о л о г і ї.

Цей етап розвитку гідрогеології починається у післявоенні роки і характеризується бурхливим розвитком гідрогеологічних досліджень. Відбудовувалось зруйноване війною господарство. Треба було осу­шити затоплені вугільні, соляні та інші шахти та кар’єри, відновити і розширити водопостачання міст, сіл та промислових підприємств, забезпечити зрошення сільськогосподарських земель.

У 1944 р. була створена кафедра гідрогеології та інженерної геології на геологічному факультеті Київського університету. Очолив кафедру професор Маков К.І., видатний вчений, відомий своїми узагальнюючими працями з гідрогеології України. У 1947 р. була опублікована його монографія “Підземі води Української УССР”. Кафедра забезпечувала підготовку спеціалістів в галузі гідрогеологі, інженерної геології, а пізніше – меліоративної гідрогеології. У 1952 р. завідувачем кафедри став професор Руденко Ф.А. Автор більш як 100 наукових праць, він вніс великий внесок в розробку теоретичних та практичних питань сучасної гідрогеології. Особливо важливі його праці з гідрогеології Українського щита.

По всій території Радянськогь союзу розгортаються роботи по вивченню глибоких горизонтів підземних вод артезіанських басейнів, чому значною мірою сприяло удосконалення техніки буріння свердловин. Відбувається подальший розвиток теорії фільтрації динаміки підземних вод. У цій галузі працюють В.І.Аравін, Ф.М.Бочевер, М.К.Гіринський, В.Д.Бабушкін, В.М.Щелкачов, В.М.Шестаков та ін. Наукові основи вчення про методи гідрогеологічних досліджень закладені в працях Каменського Г.М., Кліментова П.П., Альтовського М.Є., Біндемана М.М. та ін.

Перед гідрогеологами повстає принципово нова проблема раціонального використання та охорони ресурсів підземної гідросфери. Значний вклад у вирішенні цієї проблеми внесли вчені Інституту геологічних наук Акдемії Наук України. В межах СРСР проводиться планомірне гідрогеологічне картування м-бу 1:200000. На початку 80-х років майже по всій теріторії СРСР були складені гідрогеологічні та комплексні карти цього масштабу.

Проведені роботи дали можливість зробити широке узагальнення накопленного матеріалу у 45 томному виданні “Гідрогеологія СРСР”. У ньому конкретизовано загальні гідрогеологічні зако­номірності території, розширено уявлення про гідродинамічну, гідрогеохімічну і гідродинамічну зональність підземних вод великих артезіанських басейнів, обгрунтовано нові шляхи і методи розв’язання ряду прикладних завдань, вміщено гідроегологічні карти, карти мінеральних, термальних та промислових вод, зведені карти підземного стоку, карти експлуатаційних запасів підземних вод. За кордоном по ініциативі ЮНЕСКО у 50-ті роки проводилися всестороннє вивчення підземних вод в аридній зоні земного шару (Африка, Азія, Латинська Америка). У 70-тих роках вже детально вивчені гідрогеологічні умови Західної Європи та США, де ресурси підземних вод майже повністю враховані.

Таким чином, вже у 50-ті роки гідрогеологія становиться самостійною наукою, яка складається з різних науково-методичних розділів: загальна гідрогеологія, динаміка підземнгих вод, гідрогеохімія, методика гідрогеологічних досліджень, гідрогеологія родовищ корисних копалин, вчення про мінеральні води, радіогідрогеологія, регіональна гідрогеологія.

Історія вивчення підземних вод нашої країни також має багатовікову давність. Зі зростанням міст у Київській, а потім у Новгородській Русі виникла необхідність в організації централізованого водопостачання міст. Так, відомо, що в Новгороді Великому в XI сторіччі існував самопливний водопровід, який живився джерельними водами.

Відомості про практичне використання підземних вод зафіксовані в численних руських літописах XI – XIV сторіччях. Уже в XI – XII сторіччях були розроблені оригінальні методи “верченія”, тобто буріння артезіанських свердловин глибиною до ста метрів і більше, в основному для видобування розсолів і випарювання з них солей.

Проте до кінця XVII сторіччя гідрогеологія як наука не мала своєї історії і весь попередній період можна охарактеризувати як період нагромадження народного досвіду з практичного використання підземних вод, тобто це була передісторія гідрогеології (а, отже, і методики гідрогеологічних досліджень).

Історія розвитку методів гідрогеологічних досліджень, як і історія будь-якої вітчизняної науки, поділяється на три періоди:

- дореволюційний;

- радянський;

- сучасний.

Ці періоди, окрім сучасного, у свою чергу, можна поділити на етапи.

Дореволюційний період (межа XVII – XVIII сторіч та до 1917 року) поділяється на два етапи:

1-етап (межа XVII – XVIII сторіч та до 80-тих років XIX сторіччя) - у соціально-економічному розвитку суспільства це пізня стадія російського феодалізму, виникнення і початок зародження капіталізму.

У цілому, до 80-тих років XIX сторіччя було отримано матеріали про площинне розповсюдження не тільки ґрунтових, але й артезіанських вод, розроблено методику буріння свердловин на артезіанські води, розпочалося визначення якості води, її хімізму й “хвороботворних” властивостей.

перший етап характеризується виникненням вчення про підземні води, як складової частини геології.

2 етап (з 80-тих років XIX сторіччя до 1917 року) збігається із часом інтенсивного розвитку російського промислового капіталізму. У ці роки розвивається гірничорудна промисловість, залізничне будівництво, зростають міста, що у свою чергу викликає потребу в проведенні геолого-гідрогеологічних досліджень.

Другий етап характеризується виникненням самостійної галузі геологічної науки – гідрогеології.

У цілому, гідрогеологічні дослідження в дореволюційний період виконувались епізодично й непланомірно. Підземні води були порівняно добре вивчені лише на невеликих площах (центральні губернії Росії, Україна, Крим, а також околиці найбільших міст).

Радянський період ( з 1917 до 1991 рік ) поділяється на 4 етапи.

1 етап (з 1917 до 1929 року) - це період відбудови народного господарства, зруйнованого внаслідок Першої світової та громадянської воїн.

Цей етап характеризується широкими узагальненнями про підземні води окремих районів, встановленням основних закономірностей поширення підземних вод.

2 етап (з 1929 до 1941 року) характеризується детальним вивченням гідрогеологічних басейнів артезіанських вод.

В 1937 році вийшов перший підручник з методики гідрогеологічних досліджень О.І. Силіна-Бекчуріна “Курс специальной гидрогеологии для техникумов”.

В 1938 році, з метою розробки наукових проблем гідрогеологічних та інженерно-геологічних досліджень, був створений Всесоюзний науково-дослідний інститут гідрогеології та інженерної геології ( ВСЕГІНГЕО ).

3 етап (з 1941 до 1945 року) – це етап забезпечення технічних потреб у воді Радянської армії на фронтах та в тилу.

Не зважаючи на тяжкі умови воєнного часу територіальними управліннями Комітету в справах геології при РНК СРСР виконувалась робота по складанню оглядової гідрогеологічної карти СРСР масштабу 1:500000 і 1:1 000000 та створенню кадастру підземних вод.

В 1944 році в складі геологічного факультету Київського університету ім. Т.Г.Шевченка була організована кафедра гідрогеології та інженерної геології, яку очолив видатний вчений К.І.Маков.

4 етап (з 1946 до 1991 року) – етап інтенсивного розвитку гідрогеологічних досліджень. Проводяться комплексні дослідження для забезпечення будівництва гідроелектростанцій і великих іригаційних систем, розв’язуються питання водопостачання міст і нових промислових центрів.

Сучасний період (з 1991 року і до теперішнього часу). На сучасному етапі гідрогеологія із науки, що вивчає природні процеси, перетворюється в науку, що керує такими процесами і спрямовує їх на користь суспільства, що в свою чергу, потребує розвитку і вдосконалення методики гідрогеологічних досліджень. В останні роки розвиток методики гідрогеологічних досліджень відбувається в напрямку подальшої розробки наукових основ пошуків та розвідки родовищ підземних вод; прогнозування зміни гідрогеологічних умов; оцінки експлуатаційних запасів та прогнозних регіональних ресурсів; обґрунтування методів відновлення, охорони та раціонального використання підземних вод; розробки нових, удосконалення існуючих і широкого впровадження сучасних методів досліджень - математичних, гідрогеологічного моделювання, ядерно-фізичних, ізотопних, геофізичних, гідрологічних, гідрохімічних, космічних, мікробіологічних тощо.