ГИДРОГЕОЛОГИЯ

ГИДРОГЕОЛОГИЯ (от
гидро... и геология), наука о подземных водах, изучающая
их состав и свойства, происхождение, закономерности распространения и движения,
а также взаимодействие с горными породами. Г. тесно связана с гидрологией,
геологией (в т. ч. инженерной геологией), метеорологией, геохимией, геофизикой
и др. науками о Земле; опирается на данные математики, физики, химии и
широко использует их методы исследования.

Историческая
справка. Накопление практич. знаний о подземных водах, начавшееся с древнейших
времён, ускорилось с появлением городов и поливного земледелия. Иск-во
сооружения копаных колодцев глубиной в неск. десятков м известно
за 2-3 тыс. лет до н. э. в Египте, Ср. Азии, Индии, Китае и др. странах.
Имеются сведения о лечении минеральными водами в этот же период. В 1-м
тыс. до н. э. появились зачатки науч. представлений о свойствах природных
вод, их происхождении, условиях накопления и круговороте воды на Земле
[в Др. Греции - Фалес (7-6 вв. до н. э.), Аристотель (4 в. до н. э.); в
Др. Риме - Лукреций, Витрувий (1 в. до н. э.) и др.]. Изучению подземных
вод способствовало расширение работ, связанных с водоснабжением, строительством
каптажных сооружений (напр., кяризов у народов Кавказа и Ср. Азии), добычей
солёных вод для выпаривания соли путём копания колодцев, а затем бурения
(терр. России, 12-17 вв.). Возникли понятия о водах ненапорных, напорных
(поднимающихся снизу вверх) и самоизливающихся. Последние получили в 12
в. название артезианских (от провинции Артуа во Франции). В эпоху Возрождения
и позднее подземным водам и их роли в природных процессах были посвящены
оаботы зап.-европ. учёных Агриколы, Палисси, Стено и др. В России первые
науч. представления о подземных водах как о природных растворах, их образовании
путём инфильтрации атм. осадков и геологич. деятельности подземных вод
были высказаны М. В. Ломоносовым в соч. <О слоях земных (1763). В конце
19 - нач. 20 вв. были выявлены закономерности распространения грунтовых
вод (В. В. Докучаев, П. В. Отоц-кий) и составлена карта зональности грунтовых
вод Европ. части России. До сер. 19 в. учение о подземных водах развивалось
как составная часть геологии. Затем оно обособляется в отдельную дисциплину,
к-рая в дальнейшем всё более дифференцируется. В формировании Г. большую
роль сыграли франц. инженеры Л. Дарси, Ж. Дкшюи, Шези, нем. учёные Э. Принц,
К.Кейльхак,X. Хёфер и др., учёные США А. Хазен, Ч. Слихтер, О. Мейн-цер,
А. Лейн и др., рус. геологи С. П. Никитин, И. В. Мушкетов и др. Большую
роль в развитии Г. в России сыграла си-стематич. геологич. съёмка, производившаяся
Геологическим комитетом. После Великой Октябрьской социалистич.
революции гидрогеологич. исследования получили широкий размах. Изучение
подземных вод приобрело систематич. характер, была создана сеть гидрогеологич.
учреждений, организована подготовка специалистов-гидрогеологов. Индустриализация
страны дала толчок к развитию гидрогеологич. исследований для целей централизованного
водоснабжения новых городов, крупных заводов, фабрик. За последующие годы
сов. Г. превратилась в многогранную область геологич. знаний, в к-рой начали
развиваться многочисл. отрасли: общая Г.; динамика подземных вод; учение
о режиме и балансе подземных вод; гидрогеохимия; учение о минеральных,
пром. и термальных водах; учение о поисках и разведке подземных вод; мелиоративная
Г.; гидрогеология месторождений полезных ископаемых; региональная Г.

Общая
Г. изучает происхождение подземных вод, их физич. и химич. свойства, взаимодействие
с вмещающими горными породами. Творч. вклад в эту область Г. внесли сов.
учёные А. Ф. Лебедев, А. Н. Бунеев, В. И. Вернадский и др., австр. геолог
Э. Зюсс, учёный США А. Лейн, нем. гидрогеолог X. Хёфер и др. Изучение подземных
вод в связи с историей тектонич. движений, процессов осадконакопления и
диагенеза позволило подойти к выяснению истории их формирования и содействовало
возникновению в 30-40-х гг. 20 в. новой отрасли общей Г. - палеогидрогеологии
(учение о подземных водах прошлых геологич. эпох).

Динамика
подземных вод изучает
движение подземных вод под влиянием естеств. и искусств, факторов, разрабатывает
методы количеств, оценки производительности эксплуатац. скважин и запасов
подземных вод. Большую роль в развитии теории динамики подземных вод сыграли
в СССР - Н. Е. Жуковский, Н. Н. Павловский, Г. Н. Каменский и др., за рубежом
- Ж. Дюпюи и Л. Дарси (Франция), А. Тилль (Германия), Ф. Форхгеймер (Австрия),
Ч. Слихтер, Ч. Хейс, М. Маскет, Р. де Уист (США).

Учение
о режиме и балансе подземных вод рассматривает те изменения в подземных
водах (их уровне, темп-ре, химич. составе, условиях питания и движения),
к-рые происходят под воздействием различных природных факторов (атм. осадков
и условий их инфильтрации, испарения, темп-ры и влажности воздуха и почвенного
слоя, влияния режима поверхностных водоёмов, рек) и деятельности человека
(строительство плотин, водохранилищ и водозаборов, осушения или орошения
и т. д.) (рус. учёные А. В. Лебедев, А. А. Коноплянцев, М. М. Крылов, американский
учёный О. Мейнцер и др.). Во 2-й пол. 20 в. начали разрабатываться методы
прогноза режима подземных вод, что имеет важное практич. значение при эксплуатации
подземных вод, гидротехнич. строительстве, орошаемом земледелии и решении
др. вопросов.

Гидрогеохимия
изучает процессы формирования химич. состава подземных вод и закономерности
миграции в них химич. элементов. Теоретич. предпосылки строятся на совр.
представлениях о структуре природных вод, о распространённости химич. элементов
в земной коре и горных породах, на понятии о клар-ках, факторах миграции,
накопления, осаждения и рассеивания различных элементов и их изотопов в
природных водах, о газовом составе подземных вод и др. Основы гидрогеохимии
заложены трудами В. И. Вернадского в 30-х гг. 20 в. Оформилась эта отрасль
Г. в 40-х гг. 20 в. Большой вклад в её развитие внесли сов. учёные А. Н.
Бунеев, О. А. Але-кин, В. А. Сулин и др.

В
50-х гг. 20 в. значение самостоятельного направления получила радиогидрогеология
- изучение миграции в подземных водах радиоактивных элементов (работы А.
П. Виноградова, А. Н. Токарева, А. В. Щербакова).

Учение
о минеральных, промышленных и термальных водах. Учение о минеральных водах
рассматривает вопросы химич. состава и происхождения минеральных вод, их
классификацию на основные гене-тич. типы, создаёт представление о месторождениях
и ресурсах минеральных вод и решает проблемы их практич. использования
(гл. обр. для курортно-са-наторного лечения). Вопросы изучения и использования
минеральных вод освещены в работах А. Н. Огильви, Н. Н. Сла-вянова, Н.
И. Толстихина, А. М. Овчинникова, В. В. Иванова и др. Воды с повыш. содержанием
разных элементов (иода, брома, бора, стронция, лития, радия и др.), получившие
назв. промышленных, исследуются для извлечения из них указанных элементов.
Изучение, поиски и разведка месторождений термальных и перегретых вод проводятся
в целях использования их для теплофикации городов и населённых пунктов.

Учение
о поисках и разведке подземных вод разрабатывает способы выявления месторождений
подземных вод, пригодных для организации водоснабжения, орошения и др.
практич. целей; даёт их количеств, и качеств, оценку; решает задачи, возникающие
при строительстве инженерных сооружений, при осушит, мероприятиях, ирригации.
Вопросам методики гидрогеологич. исследований в связи с поисками и разведкой
подземных вод посвящены работы А. И. Силина-Бекчу-рина, С. К. Абрамова,
М. Е. Альтовско-го, Н. А. Плотникова, Н. Н. Биндемана, Ф. М. Бочевера,
франц. учёного Ж. Кас-тани и др.

Мелиоративная
Г. разрабатывает методы улучшения гидрогеологич. условий орошаемых и осушаемых
территорий в целях их наиболее рационального с.-х. освоения. Вопросы мелиоративной
Г. (определение норм полива, обеспечение водой с.-х. культур, прогноз режима
подземных вод, борьба с засолением почв и др.) имеют важное значение для
обширной терр. аридной зоны земного шара (работы М. М. Крылова, Н. Н. Ходжи-баева
и др.).

Г.
месторождений полезных ископаемых занимается изучением подземных вод применительно
к задачам геологопром. оценки месторождений, их освоения и разработки.
Развиваются 2 направления: Г. месторождений твёрдых полезных ископаемых
и Г. нефтегазоносных месторождений, что объясняется спецификой разведки,
освоения и добычи этих полезных ископаемых (работы С. В. Троянского, М.
В. Сыроватко, Н. И. Плотникова, А. А. Саукова, П. П. Климентова и др.).
Выделяется рудничная Г., разрабатывающая мероприятия по борьбе с подземными
водами.

Региональная
Г. изучает закономерности распространения подземных вод в различных природных
условиях в связи с геологическими структурами. Она развивается на основе
гидрогеологического картирования различного масштаба-от 1:500 000 до 1:10000,
основанного на геологической съёмке. Наряду с картированием отд.
районов составляются сводные гидрогеологич. карты терр. СССР. Успехи в
изучении Г. на терр. СССР достигнуты в результате многолетней исследовательской
работы рус. и сов. учёных - С. Н. Никитина, Н. Ф. Погребова, Ф. П. Саваренского,
А. Н. Семихатова, О. К. Ланге, Н.И. Толстихина, И. К. Зайцева и др. В результате
региональных исследований создаются многочисленные общие и спец. карты;
так, в СССР изданы Гидрогеологические карты СССР> в масштабе 1:2500000
(1959, 1964) и Гидрохимическая карта СССР в масштабе 1:5 000 000. С 1966
выходит Гидрогеология СССР (в 45 тт.). На основе региональной Г. получило
развитие учение о горизонтальной и вертикальной зональности (П. В. Отоцкий,
В. С. Ильин, Б. Л. Личков, Н. К. Игнатович, Н. И. Толстихин и др.).

Большую
роль в развитии Г. в СССР сыграла Лаборатория гидрогеологич. проблем имени
акад. Ф. П. Саваренского АН СССР (1940-50); ныне ведущими гидрогеологич.
орг-циями являются Всесоюзный ин-т гидрогеологии и инж. геологии (ВСЕГИНГЕО),
Ин-т водных проблем АН СССР, Ин-т гидрогеологии и инж. геологии (г. Ташкент),
гидрогеологич. секция Всесоюзного геологич. ин-та (ВСЕГЕИ), кафедры гидрогеологии
вузов. За рубежом гидрогеологич. исследования производятся университетами,
а также н.-и. орг-циями, геологич. службой и крупными фирмами, специализирующимися
в области водоснабжения и ирригации.

Лит.: Саваренский
Ф. П., Гидрогеология, 2 изд., М.-Л., 1935; Лебедев А. Ф., Почвенные и грунтовые
воды, 4 изд., М. -Л., 1936; Овчинников А. М., Общая гидрогеология, 2 изд.,
М., 1954; Г о р д е е в Д. И., Основные этапы истории отечественной гидрогеологии,
М., 1954 (Труды лаборатории гидрогеологических проблем, т. 7); Токарев
А. Н., Щербаков А. В., Радиогидрогеология, М., 1956; Каменский Г. Н., Толстихина
М. М.,Толст и хин Н. И., Гидрогеология СССР, М., 1959; Л и ч-к о в Б. Л..
Природные воды Земли и литосфера, М. -Л., 1960; ОВЧИННИКОВА. М., Минеральные
воды. 2 изд., М., 1963; Гордеев Д. И., Учение В. И. Вернадского о природных
водах и его значение для гидрогеологии, Вести. МГУ. Серия 4. Геология,
1963, №1; Брусиловский С. А., Ланге О. К., Паш ко в с кий И. С., Развитие
гидрогеологии в СССР после 1917 года, чБюл. Московского общества испытателей
природы. Отдел геологический, 1967, т. 72, в. 5; Л а н г е О. К., Гидрогеология,
М., 1969. А. М. Овчинников.

А Б В Г Д Е Ё 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