Гідрогеологія
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Гідрогеологія

Гідрогеологія (від гидро... і геологія ), наука про підземні води, що вивчає їх склад і властивості, походження, закономірності поширення і руху, а також взаємодію з гірськими породами. Р. тісно пов'язана з гідрологією, геологією (в т.ч. інженерною геологією), метеорологією, геохімією, геофізикою і ін. науками про Землі; спирається на даних математиків, фізики, хімії і широко використовує їх методи дослідження.

  Історична довідка. Накопичення практичних знань про підземні води, що почалося з прадавніх часів, прискорилося з появою міст і поливного землеробства. Мистецтво спорудження копаних колодязів глибиною в декілька десятков м-кодом відомо за 2—3 тис. років до н.е.(наша ера) в Єгипті, Середній Азії, Індії, Китаї і ін. країнах. Є відомості про лікування мінеральними водами в цей же період. У 1-м-коді тис. до н.е.(наша ера) з'явилися зачатки наукових уявлень про властивості природних вод, їх походження, умови накопичення і круговорот води на Землі [у Древній Греції — Фалес (7—6 вв.(століття) до н.е.(наша ера)), Арістотель (4 ст до н.е.(наша ера)); у Древньому Римі — Лукреций, Вітрувій (1 ст до н.е.(наша ера)) і ін.]. Вивченню підземних вод сприяло розширення робіт, пов'язаних з водопостачанням будівництвом каптажних споруд (наприклад, кярізов у народів Кавказу і Середньої Азії), видобутком солоних вод для випаровування солі шляхом копання колодязів, а потім буріння (територія Росії, 12—17 вв.(століття)). Виникли поняття про води ненапірні, напірні (що піднімаються від низу до верху) і такі, що самоізлівающихся. Останні отримали в 12 ст назву артезіанських (від провінції Артуа у Франції). У епоху Відродження і пізніше підземним водам і їх ролі в природних процесах були присвячені роботи західноєвропейських учених Агріколи, Палісси, Стено і ін. У Росії перші наукові уявлення про підземні води як про природні розчини, їх освіті шляхом інфільтрації атмосферних опадів і геологічної діяльності підземних вод були висловлені М. В. Ломоносовим в соч.(вигадування) «Про шари земних» (1763). В кінці 19 — початку 20 вв.(століття) були виявлені закономірності поширення грунтових вод (Ст Ст Докучаєв, П. Ст Отоцкий) і складена карта зональності грунтових вод Європейської частини Росії. До середини 19 ст вчення про підземні води розвивалося як складова частина геології. Потім воно відособляється в окрему дисципліну, яка надалі усе більш диференціюється. У формуванні Р. велику роль зіграли французькі інженери Л. Дарсі, Же. Дюпюї, Шезі, німецькі учені Е. Принц, До. Кейльхак, Х. Хефер і ін., вчені США А. Хазен, Ч. Сліхтер, Про, Мейнцер, А. Лейн і ін., російські геологи С. П. Никітін, І. В. Мушкетов і ін. Велику роль в розвитку Р. в Росії зіграла систематична геологічна зйомка, що вироблялася Геологічним комітетом . Після Великої Жовтневої соціалістичної революції гидрогеологичеськие дослідження отримали широкий розмах. Вивчення підземних вод набуло систематичного характеру, була створена мережа гидрогеологичеських установ, організована підготовка фахівців-гидрогеологов. Індустріалізація країни дала поштовх до розвитку гидрогеологичеських досліджень для цілей централізованого водопостачання нових міст, крупних заводів, фабрик. За подальші роки сов.(радянський) Р. перетворилася на багатогранну галузь геологічних знань, в якій почали розвиватися багаточисельні галузі: загальна Г.; динаміка підземних вод; вчення про режим і баланс підземних вод; гидрогеохимія; вчення про мінеральні, промислові і термальні води; вчення про пошуки і розвідці підземних вод; меліоративна Г.; гідрогеологія родовищ корисних копалини; регіональна Р.

  Загальна Р. вивчає походження підземних вод, їх фізичні і хімічні властивості, взаємодію з вміщаючими гірськими породами. Творчий вклад до цієї області Р. внесли радянські учені А. Ф. Лебедев, А. Н. Бунєєв, В. І. Вернадський і ін., австрійський геолог Е. Зюсс, учений США А. Лейн, німецький гидрогеолог X. Хефер і ін. Вивчення підземних вод у зв'язку з історією тектонічних рухів, процесів осадконакопленія і діагенеза дозволило підійти до з'ясування історії їх формування і сприяло виникненню в 30—40-х рр. 20 ст нової галузі загальної палеогідрогеології Г.— (вчення про підземні води минулих геологічних епох).

   Динаміка підземних вод вивчає рух підземних вод під впливом природних і штучних чинників, розробляє методи кількісної оцінки продуктивності експлуатаційних свердловин і запасів підземних вод. Велику роль в розвитку теорії динаміки підземних вод зіграли в СРСР — Н. Е. Жуковський, Н. Н. Павлівський, Г. Н. Каменський і ін., за кордоном — Ж. Дюпюї і Л. Дарсі (Франція), А. Тілль (Німеччина), Ф. Форхгеймер (Австрія), Ч. Сліхтер, Ч. Хейс, М. Маськет, Р. де Уїст (США).

  Вчення про режим і баланс підземних вод розглядає ті зміни в підземних водах (їх рівні, температурі, хімічному складі, умовах живлення і руху), які відбуваються під впливом різних природних чинників (атмосферних опадів і умов їх інфільтрації, випару, температури і вологості повітря і грунтового шару, впливу режиму поверхневих водоймищ, річок) і діяльності людини (будівництво гребель, водосховищ і водозаборів, осушення або зрошування і т.д.) (росіяни учені А. Ст Лебедев, А. А. Коноплянцев, М. М. Крилов, американський учений О. Мейнцер і ін.). У 2-ій половині 20 ст почали розроблятися методи прогнозу режиму підземних вод, що має важливе практичне значення при експлуатації підземних вод, гідротехнічному будівництві, зрошуваному землеробстві і вирішенні ін. питань.

  Гидрогеохимія вивчає процеси формування хімічного складу підземних вод і закономірності міграції в них хімічних елементів. Теоретичні передумови будуються на сучасних уявленнях про структуру природних вод, про поширеність хімічних елементів в земній корі і гірських породах, на понятті про кларки, чинники міграції, накопичення, осадження і розсіювання різних елементів і їх ізотопів в природних водах, про газовий склад підземних вод і ін. Основи гидрогеохимії закладені працями В. І. Вернадського в 30-х рр. 20 ст Оформилася ця галузь Р. в 40-х рр. 20 ст Великий внесок у її розвиток внесли радянські учені А. Н. Бунєєв, О. А. Алекин, В. А. Сулін і ін.

  В 50-х рр. 20 ст значення самостійного напряму набула радіогідрогеологія — вивчення міграції в підземних водах радіоактивних елементів (роботи А. П. Віноградова, А. Н. Токарева, А. Ст Щербакова).

  Вчення про мінеральні, промислові і термальні води. Вчення про мінеральні води розглядає питання хімічного складу і походження мінеральних вод, їх класифікацію на основних генетичних типів, створює уявлення про родовища і ресурси мінеральних вод і вирішує проблеми їх практичного використання (головним чином для курортно-санаторного лікування). Питання вивчення і використання мінеральних вод висвітлені в роботах А. Н. Огильві, Н. Н. Славянова, Н. І. Толстіхина, А. М. Овчинникова, В. В. Іванова і ін. Води з підвищеним вмістом різних елементів (йоду, брому, бору, стронцію, літію, радію і ін.), що отримали назву промислових, досліджуються для витягання з них вказаних елементів. Вивчення, пошуки і розвідка родовищ термальних і перегрітих вод проводяться в цілях використання їх для теплофікації міст і населених пунктів.

  Вчення про пошуки і розвідку підземних вод розробляє способи виявлення родовищ підземних вод, придатних для організації водопостачання, зрошування і ін. практичних цілей; дає їх кількісну і якісну оцінку; вирішує завдання, що виникають при будівництві інженерних споруд, при осушних заходах, іригації. Питанням методики гидрогеологичеських досліджень у зв'язку з пошуками і розвідкою підземних вод присвячені роботи А. І. Силіна-Бекчуріна, С. До. Абрамова, М. Е. Альтовського, Н. А. Плотникова, Н. Н. Біндемана, Ф. М. Бочевера, французького ученого Ж. Кастані і ін.

  Меліоративна Р. розробляє методи поліпшення гидрогеологичеських умов зрошуваних і осушуваних територій в цілях їх найбільш раціонального з.-х.(сільськогосподарський) освоєння. Питання меліоративною Р. (визначення норм поливу, забезпечення водою з.-х.(сільськогосподарський) культур, прогноз режиму підземних вод, боротьба із засоленням грунтів і ін.) мають важливе значення для обширної територій арідной зони земної кулі (роботи М. М. Крилова, Н. Н. Ходжібаєва і ін.).

  Р. родовищ корисних копалини займається вивченням підземних вод стосовно завдань геологопромишленной оцінки родовищ, їх освоєння і розробки. Розвиваються 2 напрями: Р. родовищ твердих корисних копалини і Г. нафтогазоносних родовищ, що пояснюється специфікою розвідки, освоєння і видобутку цих корисних копалини (роботи С. Ст Троянського, М. Ст Сироватко, Н. І. Плотникова, А. А. Саукова, П. П. Кліментова і ін.). Виділяється копальнева Р., розробляюча заходи щодо боротьби з підземними водами.

  Регіональна Р. вивчає закономірності поширення підземних вод в різних природних умовах у зв'язку з геологічними структурами. Вона розвивається на основі гидрогеологичеського картірованія різного масштаба—от 1:500000 до 1:10000, заснованого на геологічній зйомці . Поряд з картірованієм окремих районів складаються звідні гидрогеологичеськие карти території СРСР. Успіхи у вивченні Р. на території СРСР досягнуті в результаті багатолітньої дослідницької роботи російських і радянських учених — С. Н. Никітіна, Н. Ф. Погребова, Ф. П. Саваренського, А. Н. Семіхатова, О. До. Ланге, Н. І. Толстіхина, І. К. Зайцева і ін. В результаті регіональних досліджень створюються багаточисельні загальні і спеціальні карти; так, в СРСР видані «Гидрогеологичеськие карти СРСР» в масштабі 1:2500000 (1959, 1964) і «Гидрохимічеськая карта СРСР» в масштабі 1:5000000. З 1966 виходить «Гідрогеологія СРСР» (у 45 тт.). На основі регіональної Р. отримало розвиток вчення про горизонтальну і вертикальну зональність (П. Ст Отоцкий, Ст С. Ільін, Би. Л. Лічков, Н. До. Ігнатовіч, Н. І. Толстіхин і ін.).

  Велику роль в розвитку Р. в СРСР зіграла Лабораторія гидрогеологичеських проблем імені академіка Ф. П. Саваренського АН(Академія наук) СРСР (1940—50); що нині ведуть гидрогеологичеськимі організаціями є Всесоюзний інститут гідрогеології і інженерної геології (ВСЕГИНГЕО), інститут водних проблем АН(Академія наук) СРСР, інститут гідрогеології і інженерної геології (м. Ташкент), гидрогеологичеськая секція Всесоюзного геологічного інституту (ВСЕГЄЇ), кафедри гідрогеології вузів. За кордоном гидрогеологичеськимі дослідження виробляються університетами, а також науково-дослідними організаціями, геологічною службою і великими фірмами, що спеціалізуються в області водопостачання і іригації.

  Літ.: Саваренський Ф, П., Гідрогеологія, 2 видавництва, М. — Л., 1935; Лебедев А. Ф., Грунтові і грунтові води, 4 видавництва, М. — Л., 1936; Овчинників А. М., Загальна гідрогеологія, 2 видавництва, М., 1954; Гордєєв Д. І., Основні етапи історії вітчизняної гідрогеології, М., 1954 (Праці лабораторії гидрогеологичеських проблем, т. 7); Токарев А. Н., Щербаков А. Ст, Радіогідрогеологія, М. 1956; Каменський Р. Н., Толстіхина М. М., Толстіхин Н. І., Гідрогеологія СРСР, М., 1959: Лічков Би. Л.. Природні води Землі і літосфера, М. — Л., 1960; Овчинникова. М., Мінеральні води, 2 видавництва, М., 1963; Гордєєв Д. І., Вчення В. І. Вернадського про природні води і його значення для гідрогеології, «Вести. МГУ(Московський державний університет імені М. Ст Ломоносова). Серія 4. Геологія», 1963 №1; Брусиловський С. А., Ланге О. До., Пашковський І. С., Розвиток гідрогеології в СРСР після 1917 року, «Бюл. Московського суспільства випробувачів природи. Відділ геологічний», 1967, т. 72, ст 5; Ланге O. До., Гідрогеологія, М., 1969.

  А. М. Овчинників.