Гидрогеология

Цель дисциплины: изучение особенностей гидрогеологического обеспечения добычных и строительных работ на стадиях проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидации сооружений.

Задачи дисциплины:

1. изучение возможности применения гидрогеологических методов для информационного обеспечения геотехнологий;
2. анализ особенностей состава, методов и средств гидрогеологических работ при проектировании, строительстве, эксплуатации и ликвидации гражданских и промышленных сооружений, карьеров, шахт и других подземных сооружений;
3. изучение особенностей круговорота воды в природе и его количественных и качественных показателей, влияющих на условия освоения геологической среды;
4. изучение условий и закономерностей происхождения, состава, свойств  залегания и движения подземных вод;
5. изучение и анализ техногенных изменений режимов и свойств подземных вод при ведении горных работ и строительстве;
6. 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:

• Официальный каталог стандартов и нормативно-правовых актов, действующих на территории РФ. http://www.gostbaza.ru/
• Горная энциклопедия Аа-лава – Яшма: http://www.mining-enc.ru/
• Геологическая энциклопедия: http://enc-dic.com/enc_geolog/
• Открытая энциклопедия «Википедия»: http://enc-dic.com/enc_geolog/
• Российский геологический портал: http://rosgeoportal.ru
• Портал геология. http://earth.jscc.ru/russia/

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»

1. Общие сведения о гидросфере и ее роль в развитии цивилизации.
2. Гидрогеология как современная наука геологического цикла.
3. Связь гидрогеологии с другими естественнонаучными дисциплинами.
4. Задачи и объекты гидрогеологических исследований.

Раздел II. Круговорот воды в природе и его элементы.

1. Природные воды как вид минерального сырья.
2. Круговорот воды в природе и его роль в общей геологической эволюции Земли.
3. Составные элементы круговорота.
4. Уравнение водного баланса.
5. Роль вод в формировании месторождений полезных ископаемых.

Раздел III. Виды подземной гидросферы и методы их изучения.

1. Основные направления гидрогеологии и классификация видов подземных вод.
2. Теория происхождения подземных вод.
3. Строение подземной гидросферы и схемы строения водоносных горизонтов.
4. Виды гидрогеологических подразделений и зональность подземной гидросферы.

Раздел IV. Классификация подземных вод, их свойства и виды

1. Схема залегания подземных вод.
2. Воды зоны аэрации и грунтовые воды.
3. Межпластовые и артезианские воды.
4. Факторы формирования состава подземных вод и их физические свойства и химический состав

Раздел V. Условия питания подземных вод и их типы.

1. Процессы пополнения и условия формирования подземных вод.
2. Области распространения подземных вод.
3. Области питания и разгрузки подземных вод.
4. Влияние техногенеза на распространение подземных вод.
5. Типы подземных вод.

Раздел VI. Элементы гидростатики и гидродинамики подземных вод.

1. Безнапорный характер залегания и движения подземных вод, схема строения.
2. Напорный характер залегания и движения подземных вод, схема строения.
3. Гидростатический напор и гидростатическое давление, скоростная высота
4. Понятие о пьезометрическом уровне напорных водоносных горизонтах и их напорность.

Раздел VII. Графическое отображение подземных вод.

1. Гидрогеологические разведочные работы и их цели и задачи.
2. Гидрогеологические планы.
3. Гидрогеологические разрезы, уровни водоносных горизонтов и гидрогеологические таблицы.
4. Использование графической документации для определения характера взаимодействия вод и разработки схем и способов дренирования.

Раздел VIII. Основные закономерности движения подземных вод.

1. Принципы движения (фильтрации) подземных вод, режимы фильтрации.
2. Количественная оценка процесса фильтрации.
3. Расход потока.
4. Понятие о единичном расходе и его практическое применение.

Раздел IX. Движение подземных вод к искусственным дренам.

1. Понятие о дренах и их разновидности.
2. Схема водопонижения и ее элементы.
3. Принципы расчета водопонижения методом «большого колодца».
4. Цели и задачи опытно-фильтрационных работ.

Раздел X. Особенности техногенного режима подземных и поверхностных вод при горных работах и в строительстве.

1. Факторы, влияющие на формирование техногенного режима и особенности формирования водопритоков в горные выработки.
2. Влияние подземных и поверхностных вод на условия разработки месторождений полезных ископаемых и строительные работы.
3. Классификация разрабатываемых месторождений по дренируемости.
4. Основные методы, средства и способы осушения карьерных и шахтных полей и строительных площадок.
5. Баланс, режим и запасы подземных вод; загрязнение подземных и поверхностных вод.
6. 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