Методические указания для выполнения лабораторных работ и практических заданий по предмету «Общая гидрогеология и инженерная геология»

Тема 6. Физические свойства и химический состав подземных вод.

Химический состав и физические свойства подземных вод. Основные процессы формирования химического состава вод. Микро- и макрокомпоненты. Формы выражения химического состава подземных вод. Нормы оценки воды для водоснабжения и технических целей. Агрессивность вод. Классификация подземных вод по химическому составу и минерализации.

Методические указания

Вода в природе не бывает химически чистой, (проведенные опыты в 1909 г. и 1910 г. в Лондоне). При изучении темы студент должен усвоить: какие вещества определяют химический состав подземных вод и что относится к физическим свойствам вод; основные процессы формирования химического состава подземных вод (выщелачивание и растворение, диффузия ионов, катионный обмен, концентрирование при испарении и др.); формы выражения химического состава воды применительно к практическим требованиям (питьевое и техническое водоснабжение и др.), а также при вредном её воздействии определять агрессивность подземных вод по отношению к бетону и кислотность шахтных вод по отношению к металлическому оборудованию. Агрессивность природных вод должна оцениваться количественно по следующим признакам:

а) временной жесткости - агрессивность выщелачивания;
б) содержанию водородных ионов (оцениваемым значениям рН) – агрессивность общекислотная;
в) содержанию свободной углекислоты - агрессивность углекислая;
г) содержанию сульфатов (ионов SO₄) – агрессивность сульфатная;
д) содержанию ионов магния – агрессивность магнезиальная.
Борьба с кислотными водами на некоторых угольных и рудных (сульфидных) месторождениях возрастает в серьезную проблему. Действие кислотных шахтных вод, вызывающих коррозию и преждевременное разрушение насосов, арматуры, трубопроводов, кабеля, армировки, рельсов и т. д., требует применения специальных защитных мер. При этом студент должен твердо понять, что кислотные воды формируются непосредственно в горных выработках из обычных притоков нейтральных или щелочных вод. Борьба с кислотными водами может проводиться по нескольким направлениям:

1. 
   предварительное осушение месторождений;
   
2. 
   применение рациональной системы разработки;
   
3. 
   нейтрализация кислотных вод;
   
4. 
   использование кислотоупорного оборудования.
   

Вопросы для самопроверки

1. 
   От присутствия, каких веществ изменяются прозрачность, цвет, вкус и запах воды?
   
2. 
   Что относится к макрокомпонентам и микрокомпонентам?
   
3. 
   Какие виды химических анализов вы знаете?
   
4. 
   Какие способы проверки правильности выполнения химических анализов вы знаете?
   
5. 
   Какие бывают виды жесткости воды, и в каких единицах они выражаются?
   
6. 
   Какие компоненты определяются при сокращенных и полевых химических анализах воды?
   
7. 
   Какие соли и соединения наиболее активно выщелачиваются водами?
   
8. 
   Для каких целей рассчитываются мг-экв формы выражения химического состава воды?
   
9. 
   Как пишется формула химического состава воды (формула М.Г. Курпова)?
   
10. 
    По каким показателям оценивается состав воды для целей водоснабжения?
    
11. 
    В чем сущность агрессивного воздействия воды на бетон?
    
12. 
    При каких величинах рН вода является агрессивной по отношению к металлам