7. 2. Гідрогеологічні дослідження

Підземні води являють собою один з найпоширеніших видів корисних копалин, а тому дослідження їх становить великий практичний інтерес. Дослідження підземних вод проводять в місцях їх природних виходів на поверхню (джерела), а також у колодязях і свердловинах. Під час дослідження підземних вод у польових умовах здійснюють обстеження й опис джерела, колодязя чи свердловини у такому порядку.

1. Наносять на карту умовними позначками виходи підземних вод (джерела, колодязі, свердловини). Поряд із позначкою ставиться порядковий номер, під яким об'єкт дослідження буде описано в щоденнику.

2. Записують у щоденник такі відомості:

а) місцезнаходження обстеженого водного об'єкта — географічне і відносно рельєфу місцевості (в долині річки, в яру, балці, на схилі, вододілі);

б) водоносний горизонт, з якого підземна вода надходить на поверхню (джерело), в колодязь або свердловину;

в) назви водоносної і водотривкої порід;

г) місце втикання підземної води (з тріщинок мергелю, крейди або з проміжків між часточками породи по площинах напластування; з піску, що залягає під крейдою і мергелем; з пухких суглинків тощо);

д) спосіб витікання води: спокійно виливається, витікає швидко або б'є струменем у кількох місцях;

е) висота джерела над рівнем води в річці;

є) відстань джерела від урізу річки;

ж) наявність відслонень на досліджуваній ділянці;

з) тип води, яка живить водний об'єкт (ґрунтова чи артезіанська);

й) температура води і повітря на момент обстеження;

і) колір, прозорість, запах і смак води;

к) вихід з води газів (горючих, які спалахують при піднесенні запаленого сірника; азотних, які самі не загоряються і не гасять сірник).

3. Визначають витрати води водопунктами; відмічають характер її виходу (у вигляді одного чи кількох струмків), приуроченість до тріщин, площин нашарування, карстових каналів і т. п.; відбирають та описують зразки відкладів різних солей і мінеральних новоутворень з води (кременистих натеків, вапнякового туфу тощо).

4. По можливості роблять простий хімічний аналіз води джерела, якщо для цього є умови і необхідні хімікати. В польових умовах учитель разом з учнями може провести якісне хімічне дослідження води джерела шляхом встановлення реакції води, визначення наявності в ній хлору, сульфатів і карбонатів (твердість води). Реакцію води визначають за допомогою лакмусового папірця. Почервоніння змоченого водою синього паперу вказує на кислу реакцію води, а посиніння червоного паперу свідчить про лужну реакцію.

Для визначення наявності хлору в пробірку наливають 5 см3 води, доливають 2—3 краплини розчину нітрату срібла і збовтують. Якщо у воді міститься хлор, то вона стає каламутною або в ній утворюється білий пластоподібний осад.

Для визначення наявності солей сірчаної кислоти (сульфатів) у пробірку з 5—10 см3 води доливають 3— 5 краплин розчину хлориду барію. Утворення білого, осаду вказує на наявність у воді сульфатів.

Таблиця 1. Стан підземних вод

Твердість води визначають добавлянням у пробірку з 5—10 см3 води 3—4 краплин розчину амонійно-натрієвої солі фосфорної кислоти. Залежно від твердості води вона стає більш або менш каламутною.

Якщо у польових умовах не можна зробити простого хімічного аналізу води джерела, то з водопунктів відбирають у півлітрові пляшки проби для лабораторного хімічного аналізу. До шийки пляшки прив'язують етикетку, на якій вказують номер проби і водопункту на карті, найменування водопункту, дату взяття проби, температуру води і повітря на момент обстеження, прізвище та ініціали особи, що взяла пробу.

5. Простежують вплив підземних вод на розвиток рельєфу і грунтово-рослинного покриву (утворення зсувів, карстових порожнин, засолення грунтів, заболочення тощо).

6. З'ясовують використання підземних вод у народному господарстві та місцевим населенням для різних потреб.

Досліджуючи підземні води своєї місцевості, юні краєзнавці можуть провести їх реєстрацію і скласти водний кадастр, виготовити гідрографічну карту. Вони можуть також взяти участь у благоустрої місцевих джерел, колодязів, у боротьбі із заболоченням та зсувами.

Результати досліджень оформляють у вигляді звітів, доповідей, виставок, колекцій, наочного приладдя.

Методика вивчення шахтних (зрубових) колодязів і свердловин в основному аналогічна методиці вивчення водних джерел. Додатково в колодязях і свердловинах рулеткою або мірним шнуром з хлопавкою вимірюють глибини до водної поверхні і до дна, висоту колодязя; з'ясовують, чи пересихає він у засушливі періоди; обстежують його санітарний стан.

Після закінчення польових гідрологічних досліджень проводять загальну обробку одержаних даних. Після обробки і підсумку польових даних про водні джерела, колодязі й свердловини їх зводять у таблицю (табл. 1). На основі аналізу даних таблиці учні приходять до висновків про те, які гірські породи на даній території є водоносними (завдяки яким властивостям), а які — водотривкими, які коливання температури води в обстежених джерелах і колодязях, якими є хімізм і дебіт джерел, санітарний стан тощо.

Аналізуючи табличні дані, одержані при обстеженні колодязів, і порівнюючи їх з даними про джерела, учні встановлюють наявність на даній території суцільного горизонту підземних вод, приурочених до певних пластів гірських порід. Далі, порівнюючи висоти джерел і рівні стояння вод у колодязях з урізом води в річці, вони переконуються в нерівності горизонту підземних вод, у наявності її спаду до річки, тобто придолинної депресії.

Як висновок, у щоденнику дають коротку геолого-географічну характеристику підземних вод і рекомендації щодо їх раціонального використання та охорони.

Для дослідження підземних вод необхідне таке спорядження:

1. Хлопавка для вимірювання рівня води у колодязях та свердловинах. Виготовляють її з муфти або різка труби завдовжки 3—5 см і діаметром до 5 см. З одного кінця обрізок труби забивають пробкою з гачком або кільцем.

2. Термометр-праща в оправі або термометр для ванни в дерев'яній чи пластмасовій оправі для вимірювання температури повітря і води. Бажано мати джерельний термометр або інерційний термометр металевій оправі.

3. Півлітрова мірна алюмінієва чи емальована кварта для вимірювання витрат води джерела.

4. Секундомір для відліку часу при вимірюванні витрат води. Якщо секундоміра немає, замість нього можна користуватися годинником із секундною стрілкою.

5. Півлітрові пляшки з пробками для проб води