Гидрогеология
В результате освоение дисциплины обучающиеся получат теоретические знания и практические навыки в области гидрогеологического обеспечения геотехнологий.
Описание:
Цель дисциплины: изучение особенностей гидрогеологического обеспечения добычных и строительных работ на стадиях проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидации сооружений.
Задачи дисциплины:
- изучение возможности применения гидрогеологических методов для информационного обеспечения геотехнологий;
- анализ особенностей состава, методов и средств гидрогеологических работ при проектировании, строительстве, эксплуатации и ликвидации гражданских и промышленных сооружений, карьеров, шахт и других подземных сооружений;
- изучение особенностей круговорота воды в природе и его количественных и качественных показателей, влияющих на условия освоения геологической среды;
- изучение условий и закономерностей происхождения, состава, свойств залегания и движения подземных вод;
- изучение и анализ техногенных изменений режимов и свойств подземных вод при ведении горных работ и строительстве;
- формирование навыков владения методами оценки и минимизации рисков, связанных с горно-геологическими явлениями, вызванными подземными водами.
При реализации учебной работы в форме лекций используются различные формы визуализации наглядного материала (образцы из коллекций кафедры и геологического музея, аппаратуры и приборы, оцифрованный графический материал: карты, разрезы, иллюстрации и др.).
Особое значение в процессе обучения имеет самостоятельная работа студентов, при которой приобретаются навыки работы с геологической документацией, статистическими данными и другой информацией. Лучшему усвоению материала дисциплины способствуют практические работы. В процессе подготовки и выполнения практических работ студентам предлагаются следующие виды самостоятельной работы: работа с учебной литературой (изучение методов и средств получения, интерпретации и хранения геологической информации, освоение методов представления и обработки данных), выполнение тестовых заданий, самостоятельная проработка темы, описание встреченных обучающимися видов проявлений подземных вод и изменений поверхностных водотоков и водоемов.
Программа курса:
Раздел I. Цели и задачи науки «Гидрогеология»
- Общие сведения о гидросфере и ее роль в развитии цивилизации.
- Гидрогеология как современная наука геологического цикла.
- Связь гидрогеологии с другими естественнонаучными дисциплинами.
- Задачи и объекты гидрогеологических исследований.
Раздел II. Круговорот воды в природе и его элементы.
- Природные воды как вид минерального сырья.
- Круговорот воды в природе и его роль в общей геологической эволюции Земли.
- Составные элементы круговорота.
- Уравнение водного баланса.
- Роль вод в формировании месторождений полезных ископаемых.
Раздел III. Виды подземной гидросферы и методы их изучения.
- Основные направления гидрогеологии и классификация видов подземных вод.
- Теория происхождения подземных вод.
- Строение подземной гидросферы и схемы строения водоносных горизонтов.
- Виды гидрогеологических подразделений и зональность подземной гидросферы.
Раздел IV. Классификация подземных вод, их свойства и виды
- Схема залегания подземных вод.
- Воды зоны аэрации и грунтовые воды.
- Межпластовые и артезианские воды.
- Факторы формирования состава подземных вод и их физические свойства и химический состав
Раздел V. Условия питания подземных вод и их типы.
- Процессы пополнения и условия формирования подземных вод.
- Области распространения подземных вод.
- Области питания и разгрузки подземных вод.
- Влияние техногенеза на распространение подземных вод.
- Типы подземных вод.
Раздел VI. Элементы гидростатики и гидродинамики подземных вод.
- Безнапорный характер залегания и движения подземных вод, схема строения.
- Напорный характер залегания и движения подземных вод, схема строения.
- Гидростатический напор и гидростатическое давление, скоростная высота
- Понятие о пьезометрическом уровне напорных водоносных горизонтах и их напорность.
Раздел VII. Графическое отображение подземных вод.
- Гидрогеологические разведочные работы и их цели и задачи.
- Гидрогеологические планы.
- Гидрогеологические разрезы, уровни водоносных горизонтов и гидрогеологические таблицы.
- Использование графической документации для определения характера взаимодействия вод и разработки схем и способов дренирования.
Раздел VIII. Основные закономерности движения подземных вод.
- Принципы движения (фильтрации) подземных вод, режимы фильтрации.
- Количественная оценка процесса фильтрации.
- Расход потока.
- Понятие о единичном расходе и его практическое применение.
Раздел IX. Движение подземных вод к искусственным дренам.
- Понятие о дренах и их разновидности.
- Схема водопонижения и ее элементы.
- Принципы расчета водопонижения методом «большого колодца».
- Цели и задачи опытно-фильтрационных работ.
Раздел X. Особенности техногенного режима подземных и поверхностных вод при горных работах и в строительстве.
- Факторы, влияющие на формирование техногенного режима и особенности формирования водопритоков в горные выработки.
- Влияние подземных и поверхностных вод на условия разработки месторождений полезных ископаемых и строительные работы.
- Классификация разрабатываемых месторождений по дренируемости.
- Основные методы, средства и способы осушения карьерных и шахтных полей и строительных площадок.
- Баланс, режим и запасы подземных вод; загрязнение подземных и поверхностных вод.
- Проблема питьевой воды и перспективы разработки природоохранных технологий водопотребления.