авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Условия образования подземных минеральных вод и их изучение на основе изотопно-гидрохимических методов (на примере чувашской минеральной провинции)

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ИВАНОВ Анатолий Федорович

УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД

И ИХ ИЗУЧЕНИЕ НА ОСНОВЕ ИЗОТОПНО-ГИДРОХИМИЧЕСКИХ

МЕТОДОВ (на примере Чувашской минеральной провинции)

Специальность 25.00.07 – «Гидрогеология»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Пермь 2010

Работа выполнена в Пермском государственном университете на

кафедре динамической геологии и гидрогеологии.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, профессор Катаев Валерий Николаевич
Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор Гаев Аркадий Яковлевич
кандидат геолого-минералогических наук, Столова Ольга Георгиевна
Ведущая организация: Институт экологии природных систем и недропользования Академии наук республики Татарстан, г. Казань

Защита диссертации состоится « 21 » января 2010 г. в 1315 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.189.01 при Пермском государственном университете по адресу: г. Пермь, ул. Букирева, 15, корп. 1, зал заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного университета.

Автореферат разослан « » декабря 2009 г.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью учреждения, просим отправлять по адресу: 614990, г. Пермь, ГСП, ул. Букирева, 15, ПГУ, ученому секретарю диссертационного совета.

Факс: (342) 237-16-11. Е-mail: geophysic@psu.ru

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.189.01,

доктор технических наук, профессор

________________В.А. Гершанок


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние годы Чувашия сформировалась в крупную минеральную провинцию России в результате выявления на её территории разнообразных типов минеральных вод и накопления большого количества фактического материала по результатам гидрогеологических исследований. В этой связи очевидна необходимость научного обоснования планирования нового и расширения существующего лечебного применения минеральных вод на всей территории республики, их планомерного изучения.

Указ Президента Чувашской Республики № 48 от 30.03.1995 года «О мерах по реализации федерального Закона «О природных лечебных ресурсах, лечебно-оздоровительных местностях и курортах» дал направление и определил активное развитие республики в организации исследований природных лечебных ресурсов. Употреблять в питьевых лечебных целях не только привозные, уже известные и популярные минеральные воды (Боржоми, Нарзан, Ессентуки и др.), но и свои - собственные чувашские минеральные воды.

Геолого-тектоническое строение и различные гидрогеологические условия правобережья р. Волги, обусловили разнообразие и неравномерное распространение минеральных вод в республике. Эти воды пока недостаточно изучены, хотя накопившийся фактический материал свидетельствует о том, что многие из них по своим физико-химическим показателям аналогичны известным, ставшим традиционными в России и ближнем зарубежье, типам минеральных лечебно-столовых вод. Сопоставление минеральных вод Чувашии и минеральных лечебно-столовых вод иных регионов России позволило выделить на территории республики не только 15 типов таких вод, но и выявить закономерности их формирования.

В работе изотопно-гидрохимический комплекс выбран за высокую информативность, экономичность и экспрессность. Оценку степени защищённости эксплуатируемых месторождений подземных пресных и минеральных вод от возможного природного загрязнения с глубины, и прогноз экологического состояния смешанных вод невозможно получить традиционными гидрогеологическими методами.

За разработку изотопно-гидрогеохимического метода выявления мест современного поступления в пределах древних разломов на Русской платформе глубинных вод с высоким содержанием тяжелых элементов и других токсичных химических элементов на выставке-конгрессе «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции», состоявшемся в 2003 году в г. Санкт-Петербург, научно-исследовательский институт геологических и геоэкологических проблем был награжден дипломом Министерства промышленности, науки и технологий Российской Федерации с вручением медали.

Основной целью работы явилось установление условий образования и пространственного размещения минеральных питьевых лечебно-столовых вод в гидрогеологических структурах северной части Токмовского свода и проведение типизации минеральных вод Чувашии сравнивая их с аналогами в России и за рубежом.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

  • провести анализ основных процессов формирования химического состава минеральных вод;
  • исследовать закономерности размещения минеральных вод;
  • осуществить процедуру типизации минеральных вод по их аналогам, используемым в России и СНГ;
  • изучить структурно-тектонические и геолого-гидрогеологические условия залегания вод в региональном плане и на отдельных перспективных участках;
  • разработать и обосновать прогнозные мероприятия по выявлению пространственного размещения минеральных вод;
  • изучить проблемы охраны минеральных вод от истощения и загрязнения и наметить пути решения этих проблем.

Объектами исследований явились гидрогеологические структуры северной части Токмовского свода и минеральные лечебно-столовые воды, содержащиеся в них (северная и центральная части Чувашской Республики).

Предмет исследований – закономерности и процессы формирования минеральных лечебно-столовых вод в зоне активного водообмена.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертационной работы обеспечивается углубленным анализом состояния решаемых проблем, применением обоснованного исследовательского комплекса методов, большим объемом первичного материала результатов лабораторного и натурного изучения минеральных вод, обобщенного автором в процессе 13-летних исследований. Теоретические обобщения, натурные наблюдения автора и результаты картографических построений характеризуются хорошей сходимостью с опубликованными материалами по сопредельным регионам.

Поставленные задачи решались путем обобщения и анализа гидрогеохимических и гидрогеологических материалов и сопоставлением результатов на 9 конкретных участках месторождений и проявлений минеральных вод Чувашской Республики, полученных автором в процессе полевых работ, а также заимствованных из фондовой и опубликованной литературы. В диссертационной работе использованы сведения по 420 скважинам. Использованы результаты испытаний более 400 химических анализов ионно-солевого, микрокомпонентного, уран-изотопного и газового состава подземных вод, включая 102 пробы, отобранные лично автором.

Современные химико-аналитические и уран-изотопные исследования выполнены в аттестованных лабораторно-испытательных центрах Российского научного центра восстановительной медицины и курортологии (РНЦ ВМиК) Росздрава России (г. Москва), в Институте проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов (ИПТМ) (г. Черноголовка) Российской академии наук (РАН), НИИГиГЭП (г. Чебоксары) и Чувашского республиканского радиологического центра (ЧРРЦ) Минприроды Чувашии (г. Чебоксары).

По исследованным территориям построены: карты-модели формирования и циркуляции подземных вод, отражающие процессы связей между различными водоносными горизонтами; гидрогеологические разрезы, отражающие пространственные изменения минерализации и элементного состава подземных вод.

Реализация работы. Исследования, положенные в основу диссертации, проводились в соответствии с рядом государственных и отраслевых программ. Нами были выполнены следующие исследования:

Тематическая работа: «Оценка современного состояния и перспектив использования минеральных вод на территории Чувашской Республики» была выполнена в 2002 году в соответствии с Программой геологоразведочных работ на территории Чувашской Республики на 2000 г., утвержденная постановлением Кабинета Министров Чувашской Республик от 17.04.2000 г. № 70, заказчик - Министерство природных ресурсов и экологии Чувашской Республики. Авторы - Николаев В.Н., Иванов А.Ф.

Научно-исследовательские работы по теме: «Определение процессов формирования подземных пресных и минеральных вод в районе ООО «Санаторий «Волжские Зори» и ОАО «Волжанка» и оценка защищенности их от загрязнения и истощения» были проведены в соответствии с постановлением Кабинета Министров Чувашской Республики от 18.07.2002 г. № 196 «Образование бальнеоклиматического курорта республиканского значения «Волжские Зори», 2007 г., заказчик – ООО «Санаторий «Волжские Зори». Авторы - Иванов А.Ф., Тихонов А.И., Миронова Н.Е.

В результате проведенных на территории Чувашской Республики комплексных уран-изотопных и многоэлементных гидрохимических исследований подземных минеральных вод:

выявлены шесть новых типов минеральных питьевых лечебно-столовых вод, что позволило значительно расширить гидроминеральную базу республики;

установлено, что известные месторождения и проявления минеральных вод на территории Чувашской Республики образованы в результате смешения пластовых вод уржумских отложений с глубинными водами, поступающими по трещинно-ослабленным зонам;

выданы рекомендации по выбору оптимального режима эксплуатации месторождений и проявлений минеральных вод.

уточнен их генезис, определены площади перспективные на выявление новых месторождений, выполнена оценка степени защищённости от возможного глубинного и поверхностного загрязнения.

По всем вышеперечисленным исследованиям результаты внедрены в производство.

Научная новизна работы заключается в следующем:

  • на уровне современных знаний обобщены и систематизированы обширные данные о состоянии и составе минеральных лечебно-столовых вод на территории Чувашской Республики;
  • представлена пространственная модель взаимодействия процессов формирования и циркуляции различных потоков подземных вод, динамики и особенностей взаимодействия вод различных горизонтов;
  • впервые выявлены участки поступления глубинных вод в пределы эксплуатируемых горизонтов пресных и минеральных вод;
  • разработана система прогноза процессов истощения минеральных вод, а также процессов техногенного и природного загрязнения подземных вод.

Предметом защиты являются следующие положения:

1. Способ выделения участка внедрения глубинных вод на основе изотопно-гидрохимических методов исследований для выявления подземных минеральных вод в северной части Токмовского свода.

2. Компановка проявлений и месторождений минеральных вод на исследованных территориях имеет локальный характер в связи с точечным внедрением глубинных вод и смешением их с пластовыми водами.

3. Материалом образования минеральных лечебно-столовых вод уржумского водоносного комплекса являются пластовые и глубинные воды, поступающие из активных участков Горьковско-Кильмезской линеаментной и Чувашской региональной неотектонической зон.

Практическая значимость работы определяется следующими результатами:

1. Создана единая база данных минеральных лечебно-столовых и столовых вод по Чувашской Республике с результатами химических анализов, полученных за последние 30 лет.

2. Выполнена типизация 15 минеральных лечебно-столовых вод Чувашской Республики по их аналогам в России и за рубежом.

3. Выявленные закономерности формирования минеральных лечебно-столовых вод обеспечат:

- возможность оптимизации поисков и разведки месторождений минеральных вод;

- обоснованное использование методов типизации и аналогии минеральных лечебно-столовых вод для прогнозирования условий их залегания;

- выдачу научно обоснованных рекомендаций по дальнейшему расширению санаторно-курортной отрасли в Чувашской Республике и сети предприятий промышленного розлива столовых и лечебно-столовых минеральных вод питьевого назначения.

4. Результаты исследований рекомендуются к использованию в учебном процессе на геологических факультетах высших учебных заведений при чтении курсов “Минеральные воды”, “Общая гидрогеология”, “Динамика подземных вод” и других, читаемых для студентов по направлению “Геология” и специальности “Гидрогеология и инженерная геология”.

Личный вклад автора. Автор диссертации в период своей производственной и научной деятельности, начиная с 1997 года и по настоящее время, являлся руководителем или ответственным исполнителем полевых экспедиционных и тематических научно-исследовательских работ.

Все материалы исследований, положенные в основу диссертации, обработаны автором лично. Все результаты и выводы получены им самостоятельно. В работах, написанных в соавторстве, выполнен сбор, обработка и обобщение материалов. Материалы, представленные в данной работе без библиографических ссылок, принадлежат автору.

В 2006 году за разработку проекта «Внедрение метода прогнозирования и процессов загрязнения подземных вод» коллективу НИИ (автор диссертации - один из соавторов внедрения этого метода) присуждено I-е место на Республиканском (Чувашском) конкурсе за лучший инновационный проект и научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы Министерством экономического развития и торговли Чувашской Республики и Торгово-промышленной палаты Чувашской Республики.

В 2007 году коллективу сотрудников НИИ, в т.ч. Иванову А.Ф., за отличное представление научных разработок в области использования и охраны водных ресурсов, технологий водосбережения и вклад в сохранение национального богатства России – водных ресурсов, оргкомитетом IX Международного симпозиума и выставки «Чистая вода России-2007» вручен диплом Лауреата премии рыцаря науки А.М. Черняева.

Четыре сотрудника института (в т.ч. автор диссертации.) награждены дипломами Министерства природных ресурсов Российской Федерации за участие в конкурсе «Рациональное природопользование и охрана окружающей среды – стратегия устойчивого развития России в XXI веке» за работу «Изотопно-гидрогеохимическая технология выявления участков глубинной опасности загрязнения пресных подземных вод на Русской платформе».

Публикации и апробация результатов исследований. По теме диссертационных исследований опубликовано 11 печатных работ, в том числе 4 статьи в изданиях, включенных в перечень ВАК.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 8 конференциях, симпозиумах и конгрессах различного ранга:

- республиканские научно-практические конференции Минприроды Чувашии (Чебоксары, 1998) и Минэкологии Чувашии (Чебоксары, 1998);

- межрегиональные научно-практические конференции “Санаторно-курортная система как важный фактор профилактики, реабилитации и оздоровления населения” (Чебоксары, 1999) и “Инновации в образовательном процессе” (Москва, 2006);

- Международная конференция “Устойчивое развитие: природа-общество-человек” (Москва, 2006);

- VII Международный конгресс “Вода: экология и технология” (Москва, 2006);

- IX Международный симпозиум и выставка “Чистая вода России-2007” (Екатеринбург, 2007);

- XII научной конференции “Памяти П.И. Чирвинского” (Пермь, 2009)

Полные тексты докладов опубликованы в материалах соответствующих научных форумов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения и библиографического списка, включающего 67 наименований. Объем диссертации 107 страниц машинописного текста, содержащего 27 рисунков и 10 таблиц.

Диссертационная работа написана под научным руководством профессора Пермского государственного университета, д.г.-м.н. В.Н. Катаева и научного консультанта, советника директора НИИГиГЭП, к.г.-м.н. А.И. Тихонова, которым автор выражает глубокую благодарность за ценные советы и рекомендации.

Автор благодарит докторов г.-м.н. В.Б. Адилова, А.И. Шевелева, О.Н. Грязнова, кандидатов г.-м.н. Н.Г. Петрову, О.К. Орфаниди, М.С. Голицина, Р.И. Плотникову за ценные советы и помощь на разных этапах работы.


СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследований, приведены сведения о методах и исходных материалах для их решения, дана оценка научной новизны и практической значимости результатов работы, приведен перечень положений выносимых на защиту.

Глава 1. Состояние изученности минеральных вод Чувашии

Данная глава отражена в опубликованных работах [3, 4, 6, 7]. В диссертации кратко характеризуются работы, посвященные исследованиям минеральных вод на территории Чувашской Республики. Начиная с пятидесятых годов прошлого столетия, в СССР широко развернулись исследования минеральных вод. В Чувашии они связаны с именами И.Н. Илларионова, С.С. Бондаренко, А.Л. Гордиевской, И.К. Зайцева, Н.И. Толстихина, Л.А. Яроцкого, В.В. Иванова и Г.С. Вартаняна. Благодаря этим работам получены важные результаты по оценке минерально-сырьевых ресурсов Чувашии. Позднее они изучались Н.А. Остроумовой, Г.С. Ждановым, И.Г. Бахметьевой, И.Л. Бери и другими. Благодаря этим работам достигнуты современные результаты по оценке минеральных вод Чувашской Республики. Сведения по питьевым минеральным водам Чувашской Республики впервые обобщены В.Н. Николаевым и А.Ф. Ивановым.

Высоко оценивая имеющиеся сведения по минеральным водам, следует, однако признать недостаточность изученности минеральных вод исследуемой республики с позиции формирования химического состава минеральных вод, условий их формирования и закономерностей размещения, проблемы охраны минеральных вод от истощения и загрязнения.

Эти вопросы являются предметом исследования данной работы.

Глава 2. Методика и техника изотопно-гидрохимических

исследований природных вод



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.