- •Введение
- •Часть 1 Общая гидрогеология
- •1. Гидрогеология как наука, научные методы и задачи гидрогеологии. История развития науки
- •1.1. Гидрогеология как наука, научные методы и задачи гидрогеологии
- •1.2. История развития науки
- •1.3. История гидрогеологических исследований в Беларуси
- •2. Место и роль подземных вод в гидросфере Земли
- •2.1. Общие сведения о гидросфере Земли
- •Наиболее важные физические аномалии воды и их географическое значение
- •2.2. Вода как вещество, ее молекулярная структура и изотопный состав
- •2.3. Виды воды в горных породах
- •2.4. Строение подземной гидросферы
- •2.5. Круговорот воды в недрах земли
- •3. Физические и водно-физические свойства горных пород
- •3.1.Физические свойства горных пород
- •Виды скважности (пустотности) горных пород в зависимости от размеров
- •Значения коэффициента пористости горных пород
- •3.2. Водно-физические свойства горных пород
- •Характерные значения влагоемкости и влажности горных пород
- •Классификация грунтов по степени проницаемости
- •Высота капиллярного поднятия в некоторых грунтах
- •4. Гидрогеологические классификации
- •Классификация подземных вод по условиям залегания
- •5. Происхождение подземных вод и формирование их химического состава
- •5.1. Происхождение подземных вод
- •5.2. Свойства, химический состав подземных вод и процессы его формирования
- •6. Залегание и распространение вод в подземной гидросфере
- •6.1. Грунтовые воды и воды зоны аэрации
- •6.1.1. Воды зоны аэрации
- •6.1.2. Грунтовые воды
- •6.2. Межпластовые воды
- •6.3. Глубинные воды
- •6.4. Основные типы подземных вод области распространения многолетнемерзлых пород (ммп)
- •7. Формы питания и разгрузки подземных вод
- •7.1. Условия питания и распространения грунтовых вод
- •7.2. Разгрузка грунтовых вод
- •По постоянству существования:
- •По химизму воды:
- •По температуре:
- •8. Основы динамики подземных вод
- •8.1. Движение подземных вод
- •8.2. Линейный закон фильтрации Дарси
- •9. Гидрогеохимия
- •9.1. Физические свойства и химический состав подземных вод
- •9.1.1. Физические свойства подземных вод
- •9.1.2. Химический состав подземных вод
- •Содержание микрокомпонентов в минеральных водах
- •9.2. Формы выражения химического состава подземных вод
- •9.2.1. Анализ воды и формы его выражения
- •9.2.2. Формы выражения химического состава подземных вод
- •9.3. Классификации подземных вод по химическому составу
- •Коэффициенты, характерные для генетических типов подземных вод
- •9.4. Гидрохимическая зональность подземных вод
- •9.4.1. Особенности химического состава подземных вод
- •9.4.2. Гидрохимическая зональность подземных вод
- •10. Режим и баланс подземных вод
- •10.1. Режимообразующие факторы. Классификация режима подземных вод
- •Факторы формирования режима подземных вод
- •10.2. Баланс подземных вод
- •10.2.1. Режим и баланс уровня грунтовых вод
- •10.2.2. Режим температуры грунтовых вод
- •10.2.3. Гидрохимический режим грунтовых вод
- •10.2.4. Режим межпластовых вод
- •11. Подземный сток и методы его определения
- •11.1. Понятие о подземном стоке и его основные параметры
- •11.2. Потоки подземных вод
- •11.3. Взаимодействие поверхностных и подземных вод. Роль подземных вод в питании рек.
- •12. Гидрогеологические структуры и гидрогеологическое районирование
- •12.1. Принципы гидрогеологического районирования
- •Классификация скоплений подземных вод
- •12.2. Гидрогеологические массивы
- •12.3. Артезианские бассейны платформенного типа
- •12.4. Гидрогеология складчатых областей
- •12.4.1. Артезианские бассейны межгорного типа
- •12.4.2. Вулканогенные массивы
- •12.5. Гидрогеологические структуры дна морей и Мирового океана
- •13. Ресурсы подземных вод
- •13.1. Понятие о запасах и ресурсах подземных вод
- •13.1.1. Ресурсы подземных вод по частям света и странам мира
- •Современная обеспеченность водными ресурсами частей света
- •Водные ресурсы шести крупнейших по территории стран мира
- •13.1.2. Ресурсы подземных вод в Беларуси
- •13.2. Основные типы подземных вод
- •13.2.1. Подземные воды хозяйственно-питьевого назначения
- •Объем тела пресных подземных вод на территории Беларуси
- •13.2.2. Минеральные подземные воды
- •13.2.3. Промышленные воды
- •13.2.4. Теплоэнергетические воды
- •Часть 2 Гидрогеология беларуси
- •14. Гидрогеологическое районирование территории Беларуси
- •14.1. Основные водоносные горизонты и комплексы
- •Основные гидрогеологические параметры межморенных водоносных горизонтов
- •14.2. Закономерности распространения подземных вод
- •14.2.1. Гидродинамическая зональность
- •Гидродинамическая зональность осадочного чехла Беларуси
- •14.2.2. Гидрогеохимическая зональность
- •Гидрогеохимическая зональность осадочного чехла территории Беларуси
- •Белорусский гидрогеологический массив
- •Припятский гидрогеологический бассейн
- •Оршанский гидрогеологический бассейн
- •Брестский гидрогеологический бассейн
- •14.3. Разновидности подземных вод по практическому использованию
- •14.3.1. Распространение и использование минеральных вод
- •Минеральные воды и рассолы без специфических активных компонентов химического состава и физико-химических свойств (с общим солесодержанием более 1 г/дм3)
- •Бромные и йодо-бромные воды и рассолы
- •Радоновые воды
- •Минеральные воды с высоким содержанием органического вещества
- •Борные воды
- •Железистые воды
- •Сульфидные и сероводородные (гидросульфидные) воды и рассолы
- •Новые типы минеральных вод
- •Кремнистые минеральные воды
- •Ультрагипотонические минеральные воды
- •Фторсодержащие воды
- •Селенсодержащие воды
- •14.3.2. Перспективы использования минеральных вод Брестская область
- •Витебская область
- •Гомельская область
- •Гродненская область
- •Минская область
- •Могилевская область
- •14.4. Промышленные рассолы и термальные воды
- •Часть 3 Экология подземной гидросферы
- •15. Охрана подземных вод
- •15.1. Охрана запасов подземных вод от истощения
- •15.2. Виды и источники загрязнения подземных вод
- •15.3. Понятие о защищенности подземных вод
- •15.4. Охрана и защита подземных вод от загрязнения
- •К физико-химическим методам очистки относятся:
- •15.5. Гидрогеоэкологическое районирование территории Беларуси и рекомендации рационального и экологобезопасного использования подземной гидросферы
- •Состав гидрогеоэкологических областей и соотношение геологических, гидрогеологических и гидрогеоэкологических таксонов Беларуси
- •Северо-Западная (Гродненско-Браславская) гидрогеоэкологическая область
- •Витебско-Могилевская гидрогеоэкологическая область
- •Припятская гидрогеоэкологическая область
- •Брестская гидрогеоэкологическая область
- •Пинская гидрогеоэкологическая область
- •Гомельско-Костюковичская гидрогеоэкологическая область
- •5.6. Загрязнение подземных и поверхностных вод и здоровье населения
- •Причины заболеваний человека, связанные с использованием воды
- •15.7. Стандартизация качества поверхностных и подземных вод
- •15.8. Мониторинг подземной гидросферы
- •Распределение пунктов наблюдений оптимизированной сети мониторинга подземных вод по речным бассейнам
- •Параметры мониторинга подземных вод в Беларуси
- •16. Водообеспечение. Типы водозаборных сооружений
- •16.1. Понятие о водообеспечении
- •16.1.1. Горизонтальные водозаборы
- •16.1.2. Шахтные колодцы
- •16.1.2. Трубчатые колодцы
- •16.1.3. Лучевые водозаборы
- •16.1.4. Водозаборные скважины
- •16.1.5. Каптажные водозаборные сооружения
- •16.2. Искусственное пополнение запасов подземных вод
- •16.3. Особенности водопотребления
- •Использование ресурсов подземных вод мира по секторам экономики
- •16.3.1. Особенности водопотребления в Беларуси
- •Основные показатели водопользования в Республике Беларусь
- •16.3.2. Совершенствование технологий водопользования
- •Литература Основная
- •Дополнительная
Объем тела пресных подземных вод на территории Беларуси
(А.В. Кудельский, 1998)
|
Площадь распространения |
Объем, км3 |
||
Мощность |
|
относительно |
|
пресных вод |
слоя, м |
км2 |
территории |
водовмещающих |
(коэффициент водоотдачи |
|
|
Беларуси, % |
пород |
0,15–0,20) |
>400 |
36 544,00 |
17,60 |
14 617,60 |
2192,64–2923,52 |
350–400 |
16 865,92 |
8,12 |
5903,07 |
835,46–1180,61 |
300–350 |
35 316,48 |
17,02 |
10 594,90 |
1589,23–2118,98 |
250–300 |
31 980,96 |
15,40 |
7995,24 |
1199,28–1599,05 |
200–250 |
30 883,52 |
14,88 |
6176,24 |
926,50–1235,34 |
150–200 |
30 786,08 |
14,83 |
4617,91 |
692,69–923,58 |
100–150 |
23 721,28 |
11,43 |
2372,13 |
355,82–474,43 |
<100 |
1501,76 |
0,72 |
75,09 |
11,26–15,02 |
Итого |
207 590,00 |
100,00 |
52 352,64 |
7852,90–10 470,53 |
13.2.2. Минеральные подземные воды
Минеральными, в отличие от хозяйственно-питьевых, называются природные воды, особенности состава и свойств которых (радиоактивность, повышенные концентрации обычных и (или) наличие специфических компонентов и др.) позволяют использовать их в качестве лечебных или промышленных. Общее солесодержание (минерализация) вод составляет от 1 до 35 г водорастворенных веществ в 1 дм3. Природные водные растворы с солесодержанием свыше 35 г/дм3 называются рассолами и практически все их химические разновидности применяются или могут применяться в бальнеотерапии. Максимальное солесодержание природных рассолов могут достигать 350-600 г/дм3 и более (Мойнакский лиман в Крыму, 180 г/дм3; русло Узбоя в районе санатория «Мола-кара» в Туркмении, более 300 г/дм3: Мертвое море, до 350-400 г/дм3, подземные рассолы Припятского прогиба, до 400-500 г/дм3 и более). Основной особенностью химического состава минеральных вод является присутствие обычных или специфических компонентов (СО2, H2S, N2, Br, I, В, H4SiО4, Rn, Fe, As, органических веществ и многих других) в концентрациях, превышающих специально разработанные критерии. Содержащие минеральные воды элементы гидрогеологического разреза (водоносные комплексы, горизонты, зоны, участки и др.), по аналогии с твердыми полезными ископаемыми, называют продуктивными. Продуктивными могут быть элементы как горно-складчатых, так и пластовых гидрогеологических систем различного возраста и строения, в связи с чем, минеральные воды характеризуются широким разнообразием минерализации, ионного, газового состава и свойств.
Лечебными минеральными называются воды, обладающие бальнеологическими свойствами благодаря наличию в их составе различных минеральных, органических или радиоактивных веществ, в том числе газов, в терапевтически активных концентрациях. К числу основных компонентов состава подземных вод, представляющих интерес для бальнеологии, относятся СО2св, H2S, Fe, As, Br, I, H4SiО4, Rn, органические вещества. Имеют существенное значение щелочно-кислотное состояние, температура, общее содержание растворенных компонентов, а также в связи с токсичностью – повышенные концентрации некоторых ионов, в частности ряда металлов.
Существуют нормы и критерии отнесения подземных вод к категории лечебных, т.е. нижние пределы концентраций компонентов, при которых вода начинает оказывать на организм человека бальнеологическое воздействие, отличающееся от действия обычной питьевой воды (табл. 18). Одни критерии обоснованы физиологическими признаками (реакция покраснения кожи, тепловые ощущения и т.д.), другие – клиническими оценками. В разных странах нормы и критерии могут различаться. На токсичные ионы, как и для питьевых вод, существуют нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК), которые с учетом длительности потребления несколько различаются для лечебных и лечебно-столовых вод (табл. 19). Учитывается и колититр, который должен превышать 100 для купальных и 300 для лечебных питьевых вод.
В основе воздействия на организм человека вод с различными минерализацией и составом лежат, в частности, осмотические и диффузионные явления, поскольку плазма крови представляет собой хлоридный натриевый раствор, содержащий белки и другие органические вещества, с формулой ионного состава:
Общая концентрация этих ионов в крови составляет около 300 ммоль/дм3, поэтому каждая вода в зависимости от ее состава может быть «гипо-», «изо»- или «гипертонической» по отношению к плазме крови, что и определяет направление осмотических и диффузионных процессов.
Таблица 18 Основные показатели и нормы оценки минеральных лечебных вод (по В.В. Иванову и Г.А. Невраеву, 1967)
|
Таблица 19 Предельно допустимые концентрации (ПДК) некоторых токсичных и вредных веществ для питьевых минеральных вод
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В зависимости от состава изотоническими могут быть воды с минерализацией от 8,4 до 13,0 г/дм3. Воды с такой минерализацией и меньшей применяют на курортах для питья, с минерализацией 2–8 г/дм3 – в качестве лечебно-столовых, с минерализацией 10–140 г/дм3 – как купальные. При превышении этих норм вода подлежит разведению с условием сохранения кондиционности по терапевтически активным компонентам.
Температура, не являясь сама по себе бальнеологическим фактором, служит важным показателем. Наиболее рентабельны воды с температурой 35–42°С, более холодные требуют подогрева, более горячие – охлаждения.
В зависимости от состава фармакологически активных компонентов и газов минеральные воды разделены на восемь основных бальнеологических групп с подгруппами по газовому составу:
1) углекислые;
2) сульфидные (СН4, N2 или СО2);
3) железистые, мышьяковистые и др. (N2, СО2);
4) бромные, йодобромные и йодные (N2, CH4)2-;
5) с повышенным содержанием органических веществ (N2, CH4);
6) радоновые (N2, СО2);
7) кремнистые термальные (N2, CH4, СО2);
8) без специфических компонентов и свойств – включает лечебные минеральные воды, бальнеологическое действие которых определяется составом макрокомпонентов и величиной минерализации.
Характеристика вышеуказанных групп минеральных лечебных вод Беларуси дана в разделе. 14.4.
