г. Санкт-Петербург,
Ленинский пр.,
114 лит. А, оф. 170 Н
Изучение общей гидрогеологической обстановки района — рельефа, слагающих местность пород, их водоносности и т. п.— носит название гидрогеологической съемки. В зависимости от заданий, гидрогеологическая съемка может быть различной: маршрутной, общей, детальной и специальной.
Каков бы ни был характер задания, прежде чем приступить к полевому гидрогеологическому исследованию, необходима подготовительная работа. Она сводится к учету и изучению уже имеющихся материалов различного характера, касающихся областей, в которых предполагается исследование. В первую очередь сюда относятся учет и изучение картографического материала. Даже для маршрутного исследования необходимо собирать возможно более полпый материал, который мог бы дать представление о рельефе исследуемой местности.
Для гидрогеологических работ могут использоваться карты масштаба 1 : 500 000 и крупнее. Чем крупнее масштаб карт, тем лучше они передают рельеф. Наиболее пригодны для исследования карты, выполненные при помощи линий равных высот, или изогипс. Эти карты дают не только общее представление о рельефе, но и об относительных превышениях одних пунктов над другими. Карты, выполненные штриховкой или растушевкой, дают по существу только общее представление о рельефе.
Кроме карт, необходимо собрать весь тот материал, который может дать представление о высотных условиях данной местности. Часто этот материал бывает выполнен на различной основе, поэтому прежде чем сопоставлять разрозненные данные, необходимо их увязать между собой. Нахождение общей основы, введение поправок, которые помогли бы весь разнородный высотный (гипсометрический) материал свести в одно целое, требуют иногда очень больших усилий.Далее необходимо изучить литературный материал, касающийся данной области. Изучается не только специальная геологическая и гидрогеологическая литература, но и литература географическая, геоботаническая, почвенная, статистическая, экономическая и т. д., потому что и в этих работах очень часто встречаются весьма ценные геологические и гидрогеологические данные, которые могут быть очень полезны для исследования.Если есть возможность ознакомиться с краеведческим материалом данной местности, необходимо его не только осмотреть, но по возможности и изучить, так как он даст более конкретное представление о литологическом составе пород изучаемой местности. Большую ценность представляют материалы бурения, шурфовки, раскопок и пр. Иногда и на месте работ у любителей естествознания можно встретить коллекцию горных пород и окаменелостей. Их также нужно внимательно просмотреть и учесть.Вторым моментом является подготовка к выполнению полевых работ. Эта подготовка заключается в рациональном снаряжении. Готовится снаряжение техническое, материальное и личное.
Под техническим снаряжением подразумевают всякого рода инструменты, буровые комплекты, горные компасы, анероиды, фотографические аппараты, походные химические лаборатории и пр. Кроме того, геологические и гидрогеологические экспедиции снабжаются автомобилями. Последние должны быть тщательно проверены с точки зрения их технического состояния. Автомобили могут быть также приспособлены к проведению некоторых буровых работ, геофизических и т. д.Под материальным снаряжением подразумевают всякого рода вспомогательные материалы: реактивы, фотографическая бумага, чертежные принадлежности, канцелярские принадлежности и пр. Под личным снаряжением подразумевают экипировку исследователя.
Если работы намечаются в мало доступной местности, необходимо подумать и о хозяйственном снаряжении, куда входят всякого рода провиант, посуда, палатки и другие походные принадлежности. Все снаряжение должно быть своевременно заготовлено, осмотрено и опробовано. Характер снаряжения в значительной мере зависит от особенностей района исследований. Снаряжение для работ в равнинном районе, более или менее равномерно заселенном, или в горном, мало доступном, или в полупустынных степях будет, конечно, различным. Полезно посоветоваться с людьми, которые уже работали в аналогичной обстановке.
Большое значение имеет также опрос местных жителей и краеведов перед работами и во время работы о всех сторонах природы исследуемого района. Путем расспросов можно получить часто очень интересные сведения о ключах, колодцах, каменоломнях, буровых скважинах и т. п. Без указания местных жителей такого рода сведения часто могут быть пропущены, особенно при работах маршрутного или общего съемочного характера.
Полевые маршрутные работы, называемые иногда также рекогносцировочными, проводятся для получения ориентировочного материала общего характера. Эти исследования охватывают обыкновенно довольно крупные площади. На период полевой работы в четыре-пять месяцев площадь рекогносцировки может достигать 10—15 тыс. км2.
Целью подобного рода исследования являются общий учет и регистрация геологических и гидрогеологических материалов. Маршрутные исследования сопровождаются в самой минимальной степени разведочными, буровыми и шурфовыми работами; в результате составляется только карта маршрута, а не сплошная карта всего исследованного района.
Съемочные исследования общие (обзорные) и детальные ведутся в различных масштабах. Для общих (обзорных) исследований обычны масштабы: 1 : 500 000 и 1 : 200 000, для детальных — 1 : 100 000, 1 : 50 000 и 1 : 25 000. В зависимости от масштаба работ определяется и площадь, которую исследователь может охватить в течение полевого периода. При гидрогеологической съемке масштаба 1 : 500 000, которая иногда называется обзорной, месячная норма может быть принята примерно от 600 до 800 км2. При съемке масштаба 1 :100 000 эта площадь должна быть не более 75 или 100 км2 в месяц. Чем детальнее съемка, тем полнее сопровождается она разведочными и опытными работами.
При работах в масштабе 5 или 2 км в 1 см обычно не ведут наблюдений над режимом грунтовых вод; эти исследования носят учетный характер. Более детальные исследования сопровожаются наблюдениями над режимом грунтовых вод. В состав последних исследований входят также и некоторые опыты над грунтами и грунтовыми водами, проводимые в поле.В результате всех работ должны быть даны сплошные карты района — геологическая и гидрогеологическая. Поэтому чрезвычайно важно при выполнении работ самым тщательным образом обдумывать направление маршрутов. Маршруты должны быть распределены таким образом, чтобы они дали возможность ознакомиться с наибольшим количеством пунктов района при наименьшей затрате времени. Изучаемые пункты должны быть в достаточной мере густо и равномерно рассеяны по всей площади.
Чтобы облегчить последующую обработку полевых записей при геологических и гидрогеологических работах, устанавливают обычно определенный порядок описания местности и по возможности придерживаются его в течение всей работы. Так, например, рекомендуется описывать обнажение всегда сверху вниз, овраги и балки — от вершины до устья. Если при работе в поле иногда и приходится обойти ряд балок, начиная от устья к вершине, то все же по окончании дневной работы желательно в дневнике дать описание в принятом порядке.Регистрацию и описание родников, колодцев, буровых скважин удобнее вести по готовым бланкам. Существуют разнообразные типы бланков.Все образцы горных пород, ископаемых и вод должны быть снабжены этикетками, причем бланки этикеток желательно заготавливать по определенному образцу и заносить в них только самое необходимое.
Первый этап — топографическое, геологическое и гидрогеологическое описание района. Исследователь самым тщательным образом сверяет карты, находящиеся в его распоряжении, с истинным рельефом местности, выясняет закономерность в распределении различных типов рельефов в районе в зависимости от геологических, физико-географических и гидрогеологических фактов. Далее следует изучение геологического строения района, для чего необходимо изучить и описать возможно подробнее существующие в районе выходы горных пород, как естественные — по берегам рек, балок и оврагов, так и искусственные — в канавах, карьерах, дорожных выемках, каменоломнях, рудниках, колодцах и пр.
Количество обнажений, которое исследователь в состоянии описать, зависит от детальности работы, от того, какую площадь геолог должен заснять за полевой период. Чем детальнее съемка, тем полнее должны быть регистрация и изучение имеющихся разрезов или обнажений. Следует по возможности полно собрать образцы, характеризующие литологический состав отложений данного района, и ископаемые организмы. Особенно тщательно следует отнестись к выбору образцов воды, которые должны быть проанализированы в поле или впоследствии в лаборатории. Образцы воды должны быть взяты в заранее заготовленные бутылки; их следует еще раз хорошенько ополоснуть в воде, которая будет взята для анализа. Бутылки должны быть закупорены хорошей, чистой пробкой; иногда рекомендуют заливать пробку сургучом. Удобны для использования также детские резиновые соски; последние обыкновенно втыкаются в горлышко бутылки острым концом, а нижний конец навертывается на горлышко бутылки.
В последнее время в аптекарском деле для заливки пробок пользуются особым составом, который можно рекомендовать к употреблению и в геологической практике. На бутылку должна быть наклеена этикетка, на которой указывается время и место взятия воды и подпись лица, взявшего пробу. К горлышку бутылки необходимо привязать дощечку или плоскую щепку, на которой проставляется номер, под каким эта проба записана в полевой книжке наблюдателя, и его инициалы.
При геологическом описании необходимо особенное внимание обратить на изучение физико-геологических явлений: поверхностный размыв (эрозия), подземный размыв (суффозия), оползни, провалы, воронки, явления развевания песков, аккумулятивные (наносные) процессы, совершающиеся как в пределах речных долин и русел, так и на междуречных пространствах — на водоразделах в междуречьях и склонах.
Гидрогеологическое описание заключается в регистрации естественных (родники, выпоты и пр.) и искусственных (колодцы, буровые скважины, шурфы и пр.) выходов подземных вод, описании условий, в которых наблюдаются эти выходы, и практического использования вод для тех или иных целей.
Второй этап гидрогеологических исследований заключается в исследованиях, носящих опытный характер: полевые химические испытания воды, наблюдения над направлением и скоростью подземного потока, опыты над гидрогеологическими свойствами слагающих местность пород, опытные откачки, опыты над просачиванием воды в породу, над оседанием породы, определение ее влагоемкости и пр.
В состав стационарных работ входят наблюдения над режимом грунтовых вод: наблюдения над колебаниями уровня воды (в колодцах и буровых скважинах), наблюдения над изменением расходов родников или источников, изменениями температуры воды, изменениями ее химического состава, выяснение влияния климатических условий на колебания грунтовых вод, выяснение источников питания подземных вод, выяснение влияния осушения или орошения, вызывающих либо понижение уровня грунтовых вод, либо, наоборот, его повышение за счет так называемых возвратных оросительных вод (под именем возвратных оросительных вод подразумевают воды, которые при орошении просачиваются в глубину, повышают уровень грунтовых вод и дают усиленное питание родникам, а в некоторых случаях являются причиной местных заболачиваний).