специальные средства обработки дешифрирования данных зондирования Земли.

С помощью ГБЦГИ в масштабе 1:2 500 ООО построены кар­ты России разного содержания, в том числе геологическая карта (во­семь слоев), топографическая карта (восемь слоев), карта нефтегазо­носных провинций (три слоя) и карта месторождений полезных ис­копаемых (4500 объектов).

Гидрогеологическая информация накапливается в специали­зированном, информационном компьютерном центре (СпецИКЦ), который организован во ВСЕГИНГЕО. В его задачи входят обеспе­чение работы информационных систем по региональным гидрогео­логическим, инженерно-геологическим и эколого-гидрогеологичес- ким исследованиям, разработка методических документов по Госу­дарственному мониторингу геологической среды, анализ и обобще­ние результатов этого мониторинга, ведение Государственного водного кадастра. Объектно-ориентированные данные позволяют характеризовать бассейны подземных вод, основные эксплуатируе­мые водоносные горизонты и очаги загрязнения подземных вод. Предложена методика цифрового гидрогеологического картографи­рования различного масштаба. Во ВСЕГИНГЕО, также как и в ком­пании ГИДЭК, созданы системы специального математического обеспечения для оценки эксплуатационных запасов подземных вод и экологического состояния водоносных комплексов в районах на­пряженного водного баланса.

Технология, техника сбора и обработки результатов гидро­геологических исследований постоянно совершенствуется. Предела совершенства не бывает, также трудно найти и конечную границу в изучении подземной гидросферы. Сбор и анализ материала по изу­чаемому объекту дает гидрогеологу большую степень свободы для творчества и проявления инициативы. В сочетании с профессио­нальными знаниями и опытом они обеспечивают принятие необхо­димых решений.

8. Моделирование гидрогеологических процессов и прогнозирование

де построены дифференциальные уравнения в частных производ­ных, аналитическое решение которых возможно только для сильно упрощенных задач или при принятии целого ряда допущений. Ре­шаемое уравнение фильтрации в нестационарной постановке имеет вид (в стационарной - правая часть равна нулю):

где С - концентрация загрязнителя в растворе; t — время; Ху — рас­стояние вдоль соответствующей координатной оси; Dy — коэффици­ент гидродинамической дисперсии; q_s — плотность источников; C_s —

определение органолептических свойств воды;

изучение содержания неустойчивых компонентов;

оценка качества вод по комплексу санитарно-токсиколо­гических и органолептических показателей.

Полевая лаборатория оснащена портативным приборным оборудованием фирмы «HANNA Instruments», зарегистрированным в Государственном реестре РФ, и наборами реактивов фирмы «Merck», имеющими международный сертификат. С помощью лабо­ратории проводятся следующие определения:

• электропроводимость, водородный показатель pH, окисли­тельно-восстановительный потенциал

общая жесткость, щелочность;

содержание гидрокарбонатов HCOJ, карбонатов СО^2-, хлоридов СГ, сульфатов SOj“, нитратов NO3, нитритов NOj, каль­ция Са²⁺, аммония NH4, железа общего Fe, кремния Si, фторидов F;

органолептические свойства воды (запах, вкус, привкус, цветность, мутность), присутствие специфических химических со­единений, что может потребовать специального анализа на них;

наличие кислорода 0₂, углекислого газа С0₂, озона О_э, се­роводорода H₂S;

обобщенные органические показатели (содержание фено­лов, СПАВ, нефтепродуктов).

При проведении полевого анализа воды используют органо­лептический (по восприятию органами чувств человека физических свойств воды), химический (преимущественно титрометрический), электрометрический (кондуктометрический и потенциометриче­ский) и фотометрический (по поглощению или рассеянию света ве­ществом в области ультрафиолетовых и инфракрасных волн) мето­ды. В полевых методах анализа используют также колориметрию, фотоколориметрию, спектрофотометрию и флуориметрию. Приме­няемые методы обеспечивают чувствительность анализов воды, равную 0,50 ПДК (предельно допустимых концентраций) компонен­тов нормируемых СанПиНом [40].

9.7. Сбор, хранение и обработка информации

• программные продукты, обеспечивающие пользование ГИС первого класса;

• справочные картографические системы (СКС);

специализированные средства программного моделирования;

схематизация гидрогеологических условий участка;

выбор и обоснование значений фильтрационных и мигра­ционных параметров основных гидрогеологических подразделений;

анализ чувствительности модели к параметрам;

калибровка модели в стационарном режиме, анализ естест­венного режима подземных вод;

решение прогнозных задач.

Решение прогнозных задач обычно преследует следую­щие цели:

• расчет изменений уровней подземных вод при работе водо­заборных сооружений;

• прогноз изменения водопритоков в выработки по мере раз­вития горных работ при освоении месторождений полезных иско­паемых;

оценка ущерба поверхностному стоку в результате во­доотбора;

прогноз скорости миграции химических и радиоактивных загрязнителей с учетом взаимодействий в системе вода - порода;

оптимизация работ по ликвидации загрязнения и восста­новлению качества подземных вод;

оптимизация систем мониторинга подземных вод.

8. Научно-исследовательская работа

Научное познание изучаемого объекта ведется на всех этапах гидрогеологических исследований. Оно может происходить в про­стых формах (анализ, синтез) или представлять собой сложные со­четания разных видов научной работы по изучению крупной про­блемы. В такой многообразной и сложной области знаний, как гид­рогеология, теоретические разработки становятся плодом деятель­ности ученых разных направлений и специальностей. Масштабность объектов и диапазон изучаемой проблематики меняются весьма су­щественно: от глобальных (например, происхождение гидросферы) до частных, связанных с решением конкретных инженерных задач (например, проектирование скважины для водоснабжения). При дви­жении по такой лестнице познания от большего к меньшему, меня­ется содержание научных исследований. Поясним примерами, пред­ставив себе такую последовательность научных проблем:

1. Происхождение воды на Земле. Распределение вод в под­земных оболочках Земли. Водный баланс между Землей и космиче­ским пространством.

2. Закономерности распространения гидрогеологических структур на Земле. Особенности областей криогенеза, современного вулканизма, рифтогенеза, горных сооружений и дна Мирового океана.

3. Палеогидрогеология осадочных бассейнов, гидрогеологи­ческих массивов и вулканогенных бассейнов.

4. Гидрогеологические законы и закономерности.

Флуктуация климата и ее влияние на современную гидро­геологическую обстановку.

Региональная оценка баланса, режима, ресурсов под­земных вод.

Методика поисков и разведки месторождений подземных вод различного назначения (пресных, минеральных, термальных, промышленно ценных).

Совершенствование техники и технологии опробования водоносных горизонтов и улучшение качества подземных вод.

Совершенствование лабораторных методов исследования воды, газов и пород.

Ответим на вопрос, как развиваются исследования в этой цепочке и кто будет их выполнять, сохраняя указанную последова­тельность.

1. Работы по этому кругу проблем выполняют специалисты академических институтов и вузов. Поскольку изучаемая проблема комплексная, то для ее исполнения привлекаются ученые разных направлений: астрономы, тектонисты, физики, химики, метеорологи. Их разработки базируются на изучении глубинных процессов, пла­нетарных явлений и взаимодействия оболочек Земли. Эти исследо­вания весьма сложны, требуют глубоких и разносторонних знаний. Ими обычно занимается узкий круг энтузиастов, работа которых финансируется по остаточному принципу, часто практический вы­ход этих исследований не сразу виден, но, в конечном счете, они вносят большой вклад в прогресс науки, развивают представления о закономерностях распространения полезных ископаемых, решают глобальные проблемы экологии.

2. Разработки по гидрогеологической стратификации требу­ют глубокого осмысления материалов по геологическому строению нашей планеты. Каждая гидрогеологическая структура живет своей жизнью и это особенно хорошо видно при анализе специфики усло­вий формирования подземных вод на дне океана, проявлений вулка­низма, роли криогенных процессов территорий горно-складчатых

областей. Проникая вглубь этих проблем, ученые сталкиваются с новыми факторами, процессами и явлениями. Так, сравнительно не­давно на дне океана были обнаружены срединно-океанические хреб­ты и проявления гидротерм. В Антарктиде на границе каменного ложа ледяного панциря обнаружены подледные озера. В артезиан­ских бассейнах на глубине 2-4 км выявлены гидрохимические ин­версии, сопровождающиеся опреснением гидрохимического разреза, а на древних щитах установлено присутствие крепких рассолов.

3. Здесь важнейшей является проблема изучения эволюции подземной гидросферы. Каждый из основных типов гидрогеологи­ческих структур (артезианские бассейны, гидрогеологические мас­сивы, вулканогенные бассейны) претерпел свой путь развития (см. гл.8), что определило возможность образования в них разных типов месторождений, рудных, нефтяных, газовых, соляных, угольных и др. Самое же главное, что в современной гидрогеологической обста­новке можно найти черты влияния прежних эпох развития подзем­ной гидросферы.