В результате освоение дисциплины обучающиеся получат теоретические знания и практические навыки в области гидрогеологического обеспечения геотехнологий (открытой, подземной и строительной), которые могут быть использованы в дальнейшей образовательной и практической деятельностях. Курс разработан НИТУ МИСИС.
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.
Присоединяйтесь к Telegram-каналу Онлайн-курсы НИТУ МИСИС или пишите на openedu@misis.ru. Мы ответим на все ваши вопросы.
Еженедельные занятия будут включать:
- просмотр тематических видео-лекций;
- изучение иллюстрированных текстовых материалов, включающих основные теоретические сведения о современных методах и средствах гидрогеологических работ, анализ мирового опыта гидрогеологического обеспечения горных и строительных работ, современную нормативно-правовую базу, а также 2-3 вопроса для самопроверки усвоения материала;
- выполнение многовариантных тестовых заданий с автоматизированной проверкой результатов;
- последовательное выполнение комплекса графических учебных заданий разного уровня сложности.
Важным элементом изучения дисциплины является выполнение индивидуальных заданий для самостоятельного выполнения, в рамках которых обучающийся должен осуществить анализ гидрогеологических условий осваиваемой территории. По каждому заданию предусмотрено промежуточное контрольное тестирование с автоматизированной проверкой результатов.
а) основная литература:
- «Наука о Земле. Часть II», Кириченко Ю.В., Щекина М.В. М.: Изд-во «Горная книга», 2009
- «Геология. Часть III. Гидрогеология.» Гальперин А.М., Зайцев В.С., Норватов Ю.А., Харитоненко Г.Н. «Мир горной книги», Изд-во МГГУ, Изд-во «Горная книга», 2009
- «Освоение техногенных массивов на горных предприятиях», Гальперин А.М., Кутепов Ю.И., Кириченко Ю.В. и др. М.: Изд-во «горная книга», 2012
- «Проектирование сетей инженерно-геологических исследований техногенных массивов на основе кластерного анализа», Ческидов В.В., Кириченко Ю.В., Щекина М.В. Изд-во МГГУ, 2011
- «Общая гидрогеология», Кирюхин В.А. СПб.: Санкт-Петербург. Государственный горный институт (технический университет), 2008
- «Гидрогеодинамическое моделирование взаимодействия подземных и поверхностных вод: Монография», Гриневский С.О. М.: Инфра-М, 2014
- «Надмерзлотные воды криолитозоны», Шепелев В.В. Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2011
- «Основы гидрогеологии: Учебник. – 2-е изд., перераб. и доп.», Всеволожский В.А. М.: Издательство МГУ, 2007
б) дополнительная литература:
- «Горнопромышленная гидрогеология», Мироненко В.А., Мольский Е.В., Румынин В.Г. М.: Недра, 1989
- «Общая и горнорудная гидрогеология», Троянский С.В. М.: Госгортехиздат, 1960
- «Общая и горнопромышленная гидрогеология. Часть I», Харитоненко Г.Н. М.: МГИ, 1992
- «Общая гидрогеология», Климентов П.П., Богданов Г.Я. М.: Недра, 1977
- «Экологический атлас Москвы», Рук. Проекта Ильина И.Н. М.: «АБФ/ABF», 2000
- «Москва: геология и город», Осипов В.И., Медведев О.П. М.: Московские учебники и Картолитография, 1997
в) электронный контент:
Для успешного освоения, обучающиеся должны владеть знаниями по математике (основы статистики, дифференциально-интегральное счисление, арифметику), геологии (основы минералогии и петрографии, общие закономерности строения земной коры, геохимия, залегание горных пород), физике (основы гидравлики и гидродинамики).
Разделы 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.
В результате освоения курса у обучающихся формируются следующие конечные результаты:
Знать:
- общие сведения о гидросфере;
- зональность подземных вод;
- общие сведения о режимах и свойствах подземных вод;
- гидрогеологические процессы, влияющие на разработку МПИ и строительные работы; общие сведения о дренируемости водоносных горизонтов.
Уметь:
- анализировать результаты гидрогеологических изысканий;
- строить гидрогеологические разрезы, планы и карты;
- оценивать инженерно-геологические и гидрогеологические условия разработки МПИ и освоения территорий;
- осуществлять оценку степени влияния обводненности осваиваемых территорий на горно-геологические явления
Владеть:
- методами определения фильтрационных и физико-механических свойств горных пород;
- понятийно-терминологическим аппаратом в области гидрогеологии;
- навыками составления гидрогеологической документации;
- способами численной оценки гидрогеологических условий территорий;
- навыками постановки целей и задач для выполнения гидрогеологических изысканий при освоении МПИ и территорий;
- способами численной оценки техногенного режима подземных и поверхностных вод.
Курс направлен на формирование профессиональных компетенций:
ПК 1.2. Выполняет гидрологические работы и наблюдения, первичную обработку и проверку полевых материалов наблюдений и измерений
ПК 1.3. Обрабатывает гидрологическую информацию с использованием компьютерных технологий
ПК 1.6. Выполняет гидрологические расчеты основных характеристик режима водных объектов
ПК 3.3. Проводит гидрологические исследования водных объектов
