25.01.07 – гидрогеология

Специальность
Приказ Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь от 14 июля 2010 г. № 167
 

Программа-минимум – это тот минимум по основным разделам гидрогеологии, которыми должен овладеть специалист, готовящийся к научной работе по изучению подземных вод и подземной гидросферы Земли.

Цель программы-минимум – помочь специалисту в овладении современными знаниями о подземных водах, их генезисе и роли в формировании Земли, земных оболочек и биосферы; дать общее представление о месте и роли гидрогеологии в геологических науках; о роли подземных вод в решении проблем жизнеобеспечения и экологии; о дефиците водных ресурсов в отдельных регионах мира и задачах гидрогеологии в решении этой проблемы.

Задачи программы-минимум – обеспечить получение современных знаний о ресурсах и геохимии подземных вод, их динамике, формировании рескрсов, ионно-солевом, газовом и изотопном составе, о роли подземных вод в формировании гидрогенных полезных ископаемых; эволюции состава подземных вод в техногенезе.

Требования к уровню знаний аспиранта – владение современными знаниями по основным разделам учения о подземных водах (гидрогеологии) вообще (теория) и Республиик Беларусь, в частности.

В основу программы-минимум положены следующие вузовские дисциплины: общая гидрогеология, динамика подземных вод, гидрогеохимия, поиски и разведка подземных вод, региональная гидрогеология.

1. Предмет и история развития гидрогеологии

Определение гидрогеологи как науки. Место гидрогеологии в системе геологических наук и в современном естествознании. Методология гидрогеологии. Теория и прикладные аспекты гидрогеологии. Труды Ф.П. Саваренского, Г.Н. Каменского, Н.И. Толстихина, В.И. Сулина, А.М. Овчинникова, М.А. Гатальского, Г.В. Богомолова, Е.В. Пиннекера и др.

2. Общие представления о подземных водах

Представления о происхождении гидросферы планеты. Единство природных вод Земли. Водный баланс суши, подземная ветвь общего круговорота воды на Земле.

Инфильтрационная и конденсационная теория происхождения подземных вод; современные представления о формировании ювенильных (магматогенных) и седиментационных (седиментогенных) подземных вод.

Вода в горных породах, ее свойства и взаимодействие с породами. Классификация и основные типы подземных вод по условиям залегания и характеру водовмещающих пород.

Принципы гидрогеологической стратификации. Основные элементы гидрогеологического разреза. Типы гидрогеологических структур: критерии их выделения, закономерности строения и развития.

Вода и геологические процессы.

3. Основы динамики подземных вод

Основной закон фильтрации и условия его применения. Фильтрационная неоднородность горных пород. Гравитационная и упругая емкость пластов, динамичность емкостных свойств горных пород.

Типы потоков подземных вод, их структура и гидродинамические особенности. Принципы геофильтрационной схематизации (по режиму, пространственной структуре, границам и параметрам потока).

Фильтрация потоков воды переменной плотности и вязкости.

Взаимосвязь и взаимодействие водоносных горизонтов, предпосылки и показатели межгоризонтных (межпластовых) перетоков. Особенности фильтрации подземных вод в зонах влияния поверхностных водотоков и водоемов.

Влагоперенос в зоне аэрации, основные водно-физические свойства пород.

Основы моделирования геофильтрации: типы моделей, принципы аналогий и корректность схематизации. Применение моделирования для решения прямых и обратных задач.

Гидродинамические основы миграции подземных вод: конвективный массо- и теплоперенос в фильтрационном потоке с учетом сорбционных процессов, гетерогенности пород и пластов. Определение миграционных параметров в лабораторных и полевых условиях.

Водонапорные системы земной коры. Природа пластовых давлений, температурные режимы. Основные принципы гидрогеологического районирования территорий.

Гидро- и геофлюидодинамика земной коры. Гидродинамическая зональность, понятие о динамике грунтовых и артезианских вод. Особенности гидродинамики в разрезе квазиэлизионных и термогидродинамических зон.

4. Основы геохимии подземных вод

Химический состав и минерализация подземных вод. Макро- и микроэлементы в подземных водах. Классификация подземных вод по химическому составу и степени минерализации.

Радиохимия подземных вод.

Изотопный состав подземных вод.

Газовый состав подземных вод. Основные генетические группы газов, их распространение в различных типах подземных вод.

Органические вещества и их источники в подземных водах, геохимическая интерпретация.

Методы изучения химического состава подземных вод.

Процессы формирования химического состава подземных вод.

Гидрогеохимическая зональность гидрогеологических бассейнов разного типа.

Геохимия подземных вод хозяйственно-питьевого назначения. Нормы качества и международные стандарты.

Основные типы лечебных (минеральных), промышленных и термальных вод: особенности формирования, закономерности распространения и месторождения.

Геохимия подземных вод месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых.

Геохимия подземных вод нефтегазоносных бассейнов, нефтяных и газовых месторождений.

Промышленные воды (рассолы), их геохимический облик и основания для эксплуатации.

Миграция элементов в подземных водах. Процессы массопереноса с подземным стоком и их геохимическое значение.

Роль подземных вод в формировании и разрушении месторождений полезных ископаемых.

5. Основы гидрогеотермии

Источники тепла и их влияние на тепловой режим подземных вод. Виды теплопередачи. Роль подземных вод в переносе тепла. Формирование геотермических аномалий. Тепловой режим верхних частей земной коры. Типы геотермических режимов подземных вод.

Геотермическая зональность подземных вод (гелиотермозона, геотермозона). Методы изучения тепловых режимов подземных вод. Классификация подземных вод по температуре.

Решение прикладных задач гидрогеологии по данным изучения температуры подземных вод.

6. Закономерности распространения и формирования подземных вод

Общие и региональные закономерности распределения и формирования различных типов и ресурсов подземных вод.

Формирование подземных вод в гидрогеологических бассейнах платформенного и межгорного типа, в кристаллических массивах, складчатых сооружениях.

Высотная гидрогеологическая поясность (зональность) горных стран.

Особенности формирования подземных вод в областях вечной мерзлоты.

7. Режим, баланс и ресурсы подземных вод

Общий баланс речного бассейна, способы определения основных элементов баланса. Закономерности формирования и распределения величин подземного стока в регионе. Роль подземных вод в формировании речного стока и водного баланса регионов.

Понятие о режиме подземных вод и основных стокообразующих факторах. Изучение баланса подземных вод на основе наблюдений за их режимом. Естественный и нарушенный режим подземных вод.

Принципы размещения региональной и специальной сети наблюдений за режимом подземных вод (оборудование, состав и режим наблюдений, обработка результатов).

Классификация ресурсов и запасов подземных вод. Гидрогеологические основы поисков и разведки подземных вод для различных целей (водоснабжение, гидротехническая мелиорация; строительство и др.). Методы оценки разведанных запасов подземных вод. Категоризация эксплуатационных запасов подземных вод. Способы искусственного восполнения запасов подземных вод.

Подземные воды как элемент природной среды. Виды и источники загрязнения подземных вод. Основные принципы охраны подземных вод от истощения и (или) загрязнения при различных видах инженерно-хозяйственной деятельности.

8. Методы полевых гидрогеологических исследований

Виды и назначение гидрогеологических исследований и изысканий. Основные принципы сбора, получения, хранения и обработки гидрогеологической информации.

Основы гидрогеологического картирования и принципы составления гидрогеологических карт различного содержания и масштаба.

Виды гидрогеологических скважин, технология бурения и оборудование, фильтры водозаборных и наблюдательных скважин, водоподъемные устройства.

Виды опытно-фильтрационных работ (откачки, наливы, нагнетания, экспресс-опробования), области их применения и основные требования к проведению. Постановка и методика интерпретации опытных откачек в напорных и безнапорных пластах.

Методы определения геофильтрационных параметров по данным режимных наблюдений при стационарном и нестационарном режиме.

Гидрогеохимическое опробование скважин, постановка и методика интерпретации.

Геофизические исследования в скважинах (расходометрия, резистивиметрия), теоретические основы и рациональные условия использования.

Изотопные методы изучения генезиса, возраста, динамики и режима подземных вод.

9. Экология подземной гидросферы

Техногенное загрязнение и истощение ресурсов подземных вод. Источники, интенсивность и прогноз. Основные виды загрязнения (промышленное, сельскохозяйственное и коммунально-бытовое) и методы его предотвращения.

Крупномасштабные техногенные воздействия на подземную гидросферу (мелиоративное и гидротехническое строительство, шахтные и водноэкстракционные технологии добычи полезных ископаемых и др.): экологический и социальный ущерб.

Понятие об экологоприемлемых технологиях.

Радионуклидное загрязнение подземных вод: источники, уровни и мероприятия по организации безопасного водопользования.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Богомолов Г.В., Кудельский А.В., Колодий В.В. Гидрогеологическая зональность земной коры. Докл. АН СССР, 1973, 212, №4, с. 938-941.
  2. Геология Беларуси / А.С. Махнач, Р.Г. Гарецкий, А.В. Матвеев и др. Мн.: ИГН НАН Беларуси, 2001. 815 с.
  3. Гидрогеология СССР. Т.2. Белорусская ССР.М., Недра, 1970.
  4. Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. Л., Гидрометеоиздат, 1987, 248 с.
  5. Кирюхин В.А., Коротков А.И., Павлов А.Н. Общая гидрогеология: Учебник для вузов. Л., Недра, 1988, 359 с.
  6. Кирюхин В.А., Коротков А.И., Шварцев С.Л. Гидрогеохимия: Учебник для вузов. М, Недра, 1993, 384 с.
  7. Крайнов С.Р., Швец В.М. Гидрогеохимия: Учебник для вузов. М., Недра, 1992, 463 с.
  8. Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод. Теоретически, прикладные и экологические аспекты. М., Наука, 2004. 677 с.
  9. Кудельский А.В., Гарецкий Р.Г., Айзберг Р.Е. Геофлюидодинамика и нефтегазообразование. Мн., Институт геологических наук АН Беларуси, 1997, 148 с.
  10. Кудельский А.В., Гречко A.M., Кривецкая Т.Д., Пашкевич В.И. Гидрогеологическая экспертиза широкомасштабных осушительных мелиорации Белорусского Полесья. Мн., Навука i тэхніка, 1993, 112 с.
  11. Кудельский А.В., Ясовеев М.Г. Минеральные воды Беларуси. Мн., Институт геологических наук НАН Беларуси, 1994, 280 с.
  12. Кудельский А.В., Пашкевич В.И., Ясовеев М.Г. Подземные воды Беларуси. Мн., Институт геологических наук АН Беларуси, 1998, 235 с.
  13. Кудельский А.В., Шиманович В.М., Махнач А.А. Гидрогеология и рассолы Припятского нефтегазоносного бассейна. Мн., Наука и техника, 1985, 223 с.
  14. Кудельский А.В. Современные проблемы гидрогеологии и геоэкологии. Избранные труды. Мн., УП «Технопринт», 2005. 536 с.
  15. Кульский Л.А. Гороновский И.Т., Когановский А.М., Шевченко М.А. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. В двух частях. Часть 1. Киев, Навукова думка, 1980, 680 с.
  16. Кульский Л.А., Гороновский И.Т., Когановский A.M., Шевченко М.А. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. В двух частях. Часть 2. Киев, Навукова думка, 1980, 1206 с.
  17. Логинов В.Ф. (гл. редактор). Природная среда Беларуси. Мн., НОООО «БИП-С», 2002. 424 с.
  18. Методы охраны подземных вод от загрязнения и истощения / Под ред. Гавич И.К. М., Недра, 1985, 320 с.
  19. Мироненко В.А. Динамика подземных вод. М., Недра, 1983. 358 с.
  20. Овчинников A.M. Минеральные воды (учение о месторождениях минеральных вод с основами гидрогеохимии и радиогидрогеологии). — 2-е изд., испр. и доп. М., ГОСГЕОЛТЕХИЗДАТ, 1963, 375 с.
  21. Основы гидрогеологии. Общая гидрогеология // Под ред Е.В. Пиннекера. Новосибирск, Наука. 1980, 225 с.
  22. Пиннекер Е.В., Писарский Б.И., Шварцев С.Л. и др. Основы гидрогеологии. Геологическая деятельность и история воды в земных недрах. Новосибирск, Наука, 1982, 239 с.
  23. Основы гидрогеологии. Гидрогеодинамика. // Гавич И.К., Ковалевский B.C., Язвин Л.С. и др. Новосибирск, Наука, 1983, 241 с.
  24. Основы гидрогеологии. Гидрогеохимия. Под ред Е.В. Пиннекера. Новосибирск, Наука, 1982, 286 с.
  25. Маринов Н.А., Орадовская А.Е., Пиннекер Е.В. и др. Основы гидрогеологии. Использование и охрана подземных вод. Новосибирск, Наука, 1983, 241 с.
  26. Перельман А.И. Геохимия: Учеб. для геол. спец. вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. М., Высш. шк., 1989, 528 с.
  27. Плотников Н.И., Вартанян Г.С., Бондаренко С.С. и др. Основы гидрогеологии. Методы гидрогеологических исследований. Новосибирск, Наука, 1984, 213 с.
  28. Посохов Е.В., Толстихин Н.И. Минеральные воды. Л., Недра, 1977, 240 с.
  29. Посохов Е.В. Химическая эволюция гидросферы. Л., Гидрометеоиздат, 1981, 286с.
  30. Посохов Е.В. Формирование хлоридных вод гидросферы. Л., Гидрометеоиздат, 1977, 235 с.
  31. Максимов В.М., Бабушкин В.Д., Веригин Н.Н. и др. Справочное руководство гидрогеолога. 3-е изд., перераб. и доп. Т.1. / Под ред. Максимова В.М. Л., Недра, 1979, 512 с.
  32. Максимов В.М., Кирюхин В.А., Боревский Б.В. и др. Справочное руководство гидрогеолога. 3-е изд., перераб. и доп. Т.2. / Под ред. Максимова В.М. Л., Недра, 1979, 295 с.
  33. Тютюнова Ф.И. Гидрогеохимия техногенеза. М., Наука, 1987, 335 с.
  34. Ферронский В.И., Поляков В.А. Изотопия гидросферы. М., Наука, 1983, 277 с.
  35. Фор Г. Основы изотопной геологии: Пер. с англ. М., Мир, 1989, 590 с.
  36. Фрид Ж. Загрязнение подземных вод : Пер. с анг. М., Недра, 1981, 304 с.
  37. Clark I.D., Fritz P. Environmental isotopes in Hydrogeology. Boca Raton, New York, Lewis Publishers, 1977, 328 p.
  38. Jim T. Smith, Nicholas A. Beresford. Chernobyl — Catastrophe and Consequences. Praxis Publishing, Chichester, UK, 2005. 310 p.