МЕТОДОЛОГІЯ ГІДРОГЕОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
3.1 Загальні принципи гідрогеологічних досліджень
Види і структура гідрогеологічних досліджень визначаються характером, масштабом і специфікою конкретних задач, що вирішуються, складом і якістю необхідної гідрогеологічної інформації, складністю і ступенем вивченості природних умов території, що вивчається, а також стадією та конкретними техніко-економічними показниками здійснення досліджень, що проектуються.
Основними видами гідрогеологічних досліджень є :
· збір, узагальнення та аналіз матеріалів попередніх досліджень;
· рекогносцирувальні гідрогеологічні дослідження;
· гідрогеологічна зйомки та картування;
· бурові і гірничі роботи;
· польові дослідно-фільтраційні роботи;
· моделювання фільтрації підземних вод;
· лабораторні роботи;
· спостереження за режимом підземних вод.
Перераховані види гідрогеологічних досліджень дозволяють вирішити основні задачі з вивченні родовищ підземних вод. Але для забезпечення більш ефективного дослідження об’єктів та у зв’язку з економічною доцільністю часом використовуються також додаткові різноманітні види геофізичних досліджень як регіональних (гравірозвідка, магніторозвідка, сейсморозвідка, електророзвідка), так і локальних (комплекс різноманітних каротажних досліджень в свердловинах).
При вирішенні окремих гідрогеологічних завдань (виявлення та оцінка взаємозв’язку підземних та поверхневих вод, обґрунтування заходів з охорони підземних вод від забруднення тощо) виникає необхідність в балансово-гідрометричних та гідрогеологічних роботах, а також в спеціальних методах досліджень (гідрогеохімічних, ізотопних, індикаторних, палеогідрогеологічних тощо).
Обґрунтування видів та обсягів необхідних досліджень, визначення найбільш раціонального їх поєднання (структури), послідовності їх проведення та раціональних форм організації їх проведення з урахуванням конкретних особливостей досліджуваного району, специфіки вимог до дослідження - все це входить до задач методики гідрогеологічного дослідження.
Відповідні методичні рекомендації з застосування різноманітних видів досліджень, їх оптимальної структури, методики та послідовності виконання викладені в різних інструкціях, методичних посібниках, довідниках, нормах тощо.
Загальні принципи проведення гідрогеологічних досліджень визначаються основними завданнями пошуково-розвідувальних робіт, вимогами, що до них пред’являються та об’єктивними закономірностями процесу пізнання. До числа загальних принципів відносять :
1) принцип повноти досліджень - він потребує вивчення з більшим або меншим ступенем детальності всього родовища підземних вод у цілому, а не тільки його окремих ділянок, хоч би й найперспективніших.
2) принцип послідовних наближень - він полягає в поступовому нарощуванні знань про родовище підземних вод по мірі його вивчення, оскільки отримати за короткий строк усі необхідні та достовірні відомості про родовище практично неможливо.
3) принцип рівномірності вивчення родовищ - він випливає з необхідності більш або менш рівномірного вивчення родовища, що розвідується, без чого неможливо отримати правильної уяви про його особливості, умови експлуатації, характер області фільтрації, умови живлення та інші фактори, які обумовлюють геолого-промислову цінність родовища та умови його освоєння.
4) принцип найменших матеріальних і трудових витрат - він потребує, щоб на кожній із стадій вивчення родовища підземних вод або його ділянки, об’єми виконаних робіт і трудових витрат були мінімальними і разом з тим, вони мають забезпечувати вирішення поставлених завдань з необхідним ступенем достовірності;
5) принцип найменших витрат часу - він звичайно, розглядається разом з попереднім принципом, тому що спільне їх застосування обумовлює високу економічну ефективність пошуково-розвідувальних робіт, тобто забезпечення ефективного вирішення отриманих завдань при мінімальних витратах праці, часу та коштів;
6) принцип раціонального і комплексного використання природних ресурсів - він передбачає всебічне та науково обґрунтоване використання водних ресурсів у народному господарстві з найбільшим економічним ефектом і користю, а також економічно виправдане застосування всіх їх корисних властивостей для задоволення різноманітних потреб водокористувачів.
У відповідності з цими принципами будь-яке родовище підземних вод має бути вивчено як можна повніше і всебічно, послідовно, більш менш рівномірно, при мінімально можливих витратах праці, часу та коштів, у повній відповідності з принципом комплексного і раціонального використання природних ресурсів.
Планування гідрогеологічних досліджень здійснюється за єдиною системою, що передбачає по стадійне послідовне їх проведення.
Стадія (підстадія) геологорозвідувальних робіт - це частина геологорозвідувального процесу, що визначається притаманними їй об'єктами геологічного вивчення, метою та методами геологорозвідувальних робіт, вимогами до їх кінцевих результатів.
Геологорозвідувальні роботи на підземні води проводяться за такими стадіями:
Стадія I. Регіональне гідрогеологічне вивчення території України.
Підстадія I-1. Регіональні гідрогеологічні роботи масштабу 1:1 000000- 1: 500000.
Підстадія I-2. Регіональні гідрогеологічні роботи масштабу 1: 200000 (1: 100000).
Підстадія I-3. Спеціалізовані гідрогеологічні роботи масштабу 1: 50000 (1: 25000).
Стадія II. Пошук та пошукова оцінка родовищ підземних вод.
Підстадія II-1. Пошукові роботи.
Підстадія II-2. Пошуково-оцінювальні роботи.
Стадія IIІ. Розвідка родовищ підземних вод.
Геологорозвідувальні роботи на підземні води починаються з будь-якої стадії (підстадії), якщо стан гідрогеологічного вивчення об'єкта робіт достатній для їх гідрогеологічного та техніко-економічного обґрунтування.
Види й обсяги геологорозвідувальних робіт на підземні води та методи досліджень, що застосовуються на окремих стадіях (підстадіях) геологорозвідувального процесу, визначаються у відповідності до типового раціонального їх комплексу для конкретних геологічних, гідрогеологічних, еколого-геологічних, географічних, гідрологічних і економічних умов.
Для раціонального послідовного виконання гідрогеологічних досліджень та посилення оперативного контролю за їх проведенням і результатами, складаються поетапні плани проведення робіт. Етап - це частина геологічного завдання, у результаті завершення якої повністю вирішується одна або декілька конкретних гідрогеологічних задач. Це може бути проектування; гідрогеологічна зйомка і дослідно-фільтраційні роботи, спостереження за режимом підземних вод, камеральна обробка матеріалів, складання звіту та деякі інші види робіт.
Важливою ланкою в плануванні гідрогеологічних дослідження є складання проектно-кошторисної документації, яка містить в собі проект або програму пошуково-розвідувальних робіт і кошторис. Проект складається єдиним на кожній об’єкт, на термін, якій забезпечує повне виконання геологічного завдання з урахуванням передбаченої в ньому черговості виконання робіт. Види і об’єми робіт, які передбачаються проектом, послідовність і методика їх проведення визначаються з урахуванням геолого-гідрогеологічних особливостей об’єкту, ступеня його вивченості, характеру і специфіки завдань, що вирішуються, інформативності і ефективності досліджень в умовах досліджуваного об’єкта та забезпечення виконання всіх вимог основних принципів геологорозвідувального процесу.
3.2 Гіпотези та теорії в гідрогеології
Однією з головних особливостей науки є наявність термінологічного апарату, методології, наявності теорій та гіпотез. Такі ознаки має і гідрогеологія.
Підземні води, які розглядаються в гідрогеології в нерозривному зв’язку та взаємодії з іншими видами природних вод та гірськими породами, є одним з найбільш важливих та активних видів геологічної матерії, що істотно впливає на хід геологічних процесів земної кори та умови ї формування.
Одним з найсуперечливіших є питання походження підземних вод, яке не одне тисячоліття розглядається різними вченими.
З цього приводу постійно ведуться суперечки і з найглибшої стародавності існують досить різні погляди.
Серед вчених «класичної» стародавності (наприклад Платона), а частково й у часи християнського Середньовіччя, переважав той погляд, що води океану через «тартар» - великий отвір у глибинах океану - проникають у надра Землі а потім, після більш-менш тривалого підземного водообігу, знову виходять на поверхню у вигляді джерел. Відомий гідрогеолог Кейльгак справедливо відзначав, що на погляди Платона вірогідно вплинули його спостереження за карстовими потоками, що зникали в підземній порожнечах.
Аристотель і Сенека Молодший думали, що повітря, що проникає в підземні порожнини й печери, конденсується там у воду під дією холоду й темряви, аналогічно тому, як це відбувається у верхніх холодних шарах атмосфери або па поверхні землі в темних і холодних місцях. З вчених стародавності лише в Марка Вітрувія Полія ми знаходимо теорію походження ґрунтових вод, подібну до існуючої нині інфільтрогенної теорії. Але погляди Полія були забуті, і до кінця XVI сторіччя не можна констатувати ніякого прогресу в питанні про походження підземних вод.
В XVII в. Декарт думав, що морська вода по підземних каналах попадає в порожнини, що перебувають у глибині землі, і там перетворюється на пару під впливом теплоти земного ядра; пара, що піднімається, охолоджується в поверхневих частинах земної кори, конденсується й витікає у вигляді джерел. Кеплер висловив думку, що земля, на зразок звіра, вдихає воду морів, «перетравлює» й асимілює її у своєму тілі, при цьому підземні води я джерела - не що інше, як побічні продукти, що виділяються після обміну речовин. Цікаво відзначити, що погляди, що збігаються з кеплеровскими, були висловлені в 1821 р. вченим Крістіаном Кеферштейном. Подібно до Декарта, і Панаса Кирхера він вказує на море як на першоджерело всіх підземних вод. З поглядів Кирхера випливає, що ядро землі є вогнянорідкою масою, оточеною твердою корою, у якій розсіяні вогнища магми – пірофіляції,що сполучаються між собою за допомогою каналів, що доходять до земної поверхні і обумовлюють вулканічну діяльність землі. Між пірофіляціями у твердій земній корі розсіяна безліч наповнених водою порожнин - гідрофіляцій. З гідрофіляцій вода піднімається нагору двома шляхами: або під впливом нагрівання пірофіляціями вона перетворюється на пару й витікає на поверхню у вигляді гарячих джерел, або ж вона всотується капілярами гірських порід, піднімається в поверхневі горизонти земної кори, де накопичується в порожнинах.
На противагу цим поглядам, що підтримують ідею зв'язку підземних вод з морською водою, в 1650 р. Верпаром Паліссі була сформульована інфільтраційна теорія. Остаточно вона оформилася завдяки працям французького фізика Маріотта в 1717 р. Основні положення Маріотта, що випливали зі спостережень, зводилися до наступного:на рівнинах підземні води походять із атмосферних опадів, які по дрібним канальцям гірських порід проникають у землю, де й накопичуються. В свою чергу в гірській місцевості та особливо в сильно-тріщинуватих породах вода, проникаючи вглиб і зустрічаючи водонепроникні шари, накопичується й, місцями витікаючи на поверхню, дає початок джерелам.
При обґрунтуванні цієї теорії Маріотт стверджував, що атмосферних опадів цілком достатньо для живлення джерел і що джерела в дощовий період мають більше води, а в засушливий можуть висихати.
Ця теорія помалу стала панівною в науці.
Противником інфільтраційної теорії в 1877 році став Отто Фольгер, який стверджував, що просочування атмосферних опадів неможливе на значних глибинах.
Ним була висунута конденсаційна теорія, згідно з якою підземні води утворюються завдяки згущенню в ґрунті на деякій глибині від поверхні водяної пари атмосфери. Надалі ця теорія зіткнулася з великими запереченнями з боку ряду дослідників. Наприклад, російський агрофізик О. Ф. Лебедєв у результаті ретельно проведених досвідів у період 1907 - 1917 р. спростував теорію Фольгера. Він довів, що конденсація водяної пари атмосферного походження в ґрунті може відбуватися внаслідок переміщення пароподібної вологи від місць із більш високою температурою та більш високим тиском пари в місця з нижчою температурою й нижчим тиском пари. Це явище можливо протягом усього року. А. Ф. Лебедєв виділив також різні види води в ґрунтах і гірських породах. Надалі ідеї А. Ф. Лебедєва піддавалися розробці й уточненню. В них були внесені деякі виправлення, але запропонована А. Ф. Лебедєвим схема різних видів води в гірських породах принципової зміни не мала.
Ювенільна теорія була запропонована в 1902 р. віденським геологом Э. Зюссом, який привів низку доказів щодо зв'язку між деякими мінеральними водами та розплавленою магмою багатою на летючі компоненти. З розплавленої магми ці продукти починають виділятися, і потрапляючи в області з нижчими температурами, конденсуються, утворюючи ювенільні (тобто незаймані) води, які у вигляді джерел виходять на земну поверхню. На відміну від них води атмосферного походження Э. Зюсс назвав вадозными (від латинського слова Vadere - блукати), тобто, що беруть участь у загальному кругообізі вологи на землі.
Також в гідрогеології має місце теорія седиментогенного походження підземних вод, яка стверджує, що підземні води є продуктами викопних (реліктових ) вод морського генезису. Ця теорія була розроблена протягом 1902-1908 рр. Г.Гефером, М.І.Андрусовим та А.Ч. Лейном.
Що стосується солоних вод та розсолів, які зустрічаються у зонах глибинних розломів та при бурінні глибоких нафтогазових свердловин, то більшість дослідників вважають їх викопними водами морського походження. Гіпотези ювенільних і викопних розсолів «зіштовхнулися», маючи своїх прихильників і противників. Але зараз, на підставі вивчення великого фактичного матеріалу обидві концепції зазнали значних змін, залишившись в основі наших знань про походження підземних вод. Компромісний погляд на суперечливу проблему виказав свого часу відомий український гідрогеолог член-кореспондент АН України А.Є Бабінець: «у кожній краплі води є частка ювенільної».
Крім того, має місце вчення про «відроджені» води, запропоноване А.М. Овчинніковим. «Відроджені» або літогенні води утворюються при метаморфізмі осадових або магматичних гірських порід, коли зв'язана вода, в умовах перекристалізації переходить у вільний стан та включаються в геологічний кругообіг. Джерелом літогенних вод є води конституційні, кристалізаційні, цеолітні, гігроскопічні, плівкові, капиллярні й частково вільні тонких каверн і капілярів.
Між різними гідрогеологами і досі продовжується суперечка щодо походження підземної гідросфери. Кожна точка зору має як ґрунтовні підтвердження, так і приводи для критики.
За своєю природою гідрогеологія ґрунтується найчастіше саме на припущеннях, гіпотезах та теоріях, оскільки майже неможливо наживо відобразити природні гідрогеологічні процеси. Саме тому гідрогеологія широко використовує моделювання та схематизацію природних явищ, намагаючись звести природні процеси до математичних рівнянь, які матимуть вирішення. Так, наприклад, фільтраційний потік можна представити розбитим на безліч тонких трубок току, бічні межі яких утворені лініями току, спрямованими уздовж вектора швидкості фільтрації. Якщо потік сталий, тобто не змінюється з часом, то через кожний перетин трубки току протікає в одиницю часу та сама маса рідини. Найчастіше для полегшення уявлення гідрогеологічних процесів використовують апроксимацію. Апроксимація поверхонь - це спрощення (наближення) реальних складних конфігурацій більш простими, опис реальних поверхонь (наприклад, поверхні ґрунтових вод) за допомогою відомих функцій. Оскільки гідрогеологія є природничою наукою, більшість її теорій співіснують на межі з фізикою,хімією, математикою тощо.
Теоретичні уявлення в динаміці підземних вод в гідрогеології спираються по-перше на геологічні закономірності та особливості порід, що вміщають водоносний горизонт або слугують водотримом. По-друге, вони спираються на фізико-математичні фундаментальні закони, що встановлюють загальні закони руху газів та рідин в різноманітних середовищах.
Наприклад, для визначення гідродинамічного напору в потоці підземних вод використовують формулу Бернуллі для ідеальної рідини. Згідно з нею гідродинамічний градієнт є величною сталою і характеризує повну енергію рідини, що рухається.
Рух підземних вод в земній корі на даний момент розглядається з точки зору системного підходу. Тобто будь-який гідрогеологічний процес або явище розглядається як деяка система, що має свою ієрархію та різноманітні в’язки між її компонентами. Цей підхід дозволяє виявити всі властивості системи незалежно від її складу.
Також вивчення гідрогеологічних законів базується на теорії подібності. Подібність явищ передбачає протікання всіх або найбільш суттєвих процесів у двох або декількох явищах, коли дані, що отримані при вивченні одного явища, можна розповсюдити (поширити) на всі явища, що подібні до даного.
Варто згадати кілька найбільш важливих теорій в гідрогеології.
Однією з таких є теорія фільтрації підземних вод, запропонована французьким вченим Анрі Дарсі в 1856 році. Якщо повторити експеримент Дарсі з рідинами різної щільності r і в'язкості m, то можна переконатися, що об’ємна витрата рідини Q, м3/c крізь пористе середовище прямо пропорційна втраті напору ΔН, м на довжині Δl, м і площі фільтрації F, м2.
Ж.Дюпюі використав закон Дарсі при визначенні витрат природних потоків підземних вод та водопритоку до свердловин.
В 1912 р. російський вчений А.А.Краснопольський вивів рівняння фільтрації води в тріщинуватих породах, таким чином охарактеризувавши турбулентний рух. В 1922 р. М.М.Павловський запропонував сувору гідромеханічну теорію руху підземних вод під гідротехнічними будівлями. Цим самим він відкрив теорію нерівномірного руху підземних вод, а також заклав сучасні методи вирішення фільтраційних задач.
В 1935 р. Ч. Тейс розробив теорію неусталеного руху підземного потоку.
Таким чином, в гідрогеології існує низка теорій та гіпотез, яка постійно піддаються критиці з метою виявлення істинного знання. Всі закономірності та рівняння мають фізичне, хімічне та математичне підґрунтя.
3.3 Картування в гідрогеології
З метою забезпечення наукової основи для перспективного планування геологорозвідувальних, гідрогеологічних, інженерно-геологічних та інших видів робіт, для обґрунтування генеральних схем комплексного використання та охорони водних ресурсів, для виконання різноманітних прогнозних регіональних оцінок та вирішення багатьох інших важливих задач виконується систематичне гідрогеологічне вивчення території шляхом проведення регіональних гідрогеологічних зйомочних робіт.
Гідрогеологічна зйомка - це вид науково-виробничих досліджень, які включають комплекс польових і камеральних робіт, що виконуються з метою вивчення і картування підземних вод, їх природних колекторів і басейнів, а також порід зони аерації.
У наслідок виконання зйомочних робіт має бути з’ясовано та встановлено:
1) водоносність різноманітних геологічних утворень і структур;
2) розповсюдження й умови залягання підземних вод ;
3) умови живлення, руху і розвантаження підземних вод ;
4) витриманість по площі і в розрізі водомістких та водотривких порід ;
5) якість, кількість і умови використання різноманітних типів підземних вод;
6) основні природні та штучні фактори, які визначають гідрогеологічні особливості досліджуваної території;
7) умови охорони підземних вод;
8) перспективи проведення подальших робіт.
Гідрогеологічне картування – основний метод досліджень підземних вод, який має складний, комплексний характер. Вона є кінцевим результатом будь-яких робіт.
Гідрогеологічну зйомку проводять або на готовій геологічній основі, або одночасно з геологічною зйомкою, що більш ефективно й доцільно - у цьому випадку вона носить назву комплексна геолого-гідрогеологічна зйомка.
Зміст гідрогеологічної зйомки залежить від її масштабу і призначення.
За масштабом (або детальністю) гідрогеологічні зйомки поділяються на:
- дрібномасштабні ( 1: 1 000000 - 1: 500000 );
- середньомасштабні ( 1: 200000 - 1: 100000 );
- великомасштабні ( 1: 50000 - 25000 );
- детальні ( крупніше 1: 25000 ).
За цільовим призначенням виділяють :
- загальні (або державні) гідрогеологічні зйомки;
- спеціальні (або спеціалізовані) гідрогеологічні зйомки.
Гідрогеологічні карти поділяють:
за масштабом - на оглядові (1:1000 000 і дрібніше), дрібномасштабні (1:1 000 0000 - 1:500 000), середньомасштабні (1:200 000 - 1:100 000), великомасштабні (1:50 000 - 1:25 000) та детальні (1:25 000 і крупніше);
за призначенням і змістом – на загальні гідрогеологічні карти, на яких з максимальною для даного масштабу повнотою зображено головні елементи гідрогеологічних умов (площі розповсюдження водоносних горизонтів, комплексів і водотривів; мінералізація і хімічний склад підземних вод; температура вод у покрівлі складчастого фундаменту; глибина залягання ґрунтових вод, підошви прісних і солоних вод; модулі підземного стоку; опорні пункти (свердловини, колодязі, джерела та ін.); напрямок руху вод та ін. і спеціальні, які складають для конкретних практичних цілей (водопостачання, меліорації, осушення родовищ твердих корисних копалин та ін.) й на яких зображують окремі елементи або сторони гідрогеологічних умов;
за способом графічного оформлення - на поєднані, на яких показують до 9-10 гідрогеологічних елементів за допомогою кольорового забарвлення, крапу, ізоліній різного кольору і товщини, кольорової штриховки, окремих позначок різної форми, розміру і кольору, цифр, літер і індексів та розчленовані - де показують один з яких-небудь гідрогеологічних елементів;
за обґрунтованістю фактичних матеріалів - на кондиційні та некондиційні (норми і вимоги до кондиційності карт наведені в спеціальних інструкціях).
Таким чином, гідрогеологічне картування - це метод узагальнення і графічного відображення результатів гідрогеологічних досліджень.
В свою чергу, гідрогеологічні карти відображають зв’язок геологічної структури, рельєфу та підземних вод.
Практично гідрогеологічну карту розуміють, в першу чергу, як емпіричний засіб. Це синтез наших знань про гідрогеологію району, своєрідний протокол спостережень.
З точки зору теоретичного знання карта повинна мати у своїй основі певну ідею, систему чи гіпотезу. З іі допомогою відбувається не лише фіксація і систематизація спостережень, встановлення певних емпіричних залежностей, а й проникнення у сутність об’єктів вивчення.
При інтерпретації матеріалу гідрогеологічної карти часто доводиться формувати різні гіпотези відносно гідрогеологічних закономірностей, що є характерним для даної сукупності гідрогеологічних об’єктів. Тобто не лише побудова карти є наслідком існування певної гіпотези. Навіть інтерпретація цієї карти може викликати зародження різних гіпотез.
Гіпотези можна розділити на два види: пояснювальні та описові. При побудові та інтерпретації гідрогеологічної карти переважно використовуються описові гіпотези, що є прямим узагальненням фактів. Підтвердження гіпотези веде до встановлення емпіричного закону. Так, на основі польових спостережень створюється певна гіпотеза про гідро геохімічну зональність даного району. А подальший відбір проб та хімічний аналіз може підтвердити дану гіпотезу.
Крім того, гідрогеологічна карта слугує повноцінною моделлю при вивченні сучасності. В цьому випадку гідрогеологічна карта є одночасно і протоколом спостережень, що ведеться в даній місцевості.
Карта має особливі функції:
1. вимірювальна – дає знання про розміри гідрогеологічних об’єктів чи про значення інших важливих параметрів (розміри вододілів, рівень гуртових вод, глибини залягання водотривів);
2. наочна – дає можливість за її допомогою скласти почуттєвий образ оригіналу. Така наочність є синтезом між мови та розумової діяльності.
3. критеріальна – дає змогу перевірити істинність даних про оригінальний об’єкт дослідження.
Таким чином, картування в гідрогеології має велике пізнавальне значення. Воно дає змогу графічно зобразити об’єкт дослідження для полегшення і спрощення роботи з ним за рахунок певної візуалізації.
3.4 Класифікації і термінологія в гідрогеології
Для правильного розуміння наукових теорій, для правильного використання методологічного апарату, а головне – для однозначного осмислення результатів дослідження має наукова термінологія.
Термін – слово або словосполучення, що означає певне поняття якоїсь галузі науки. За її межами він втрачає своє значення і переходить у загальновживану лексику. При умові однозначності термін перетворюється на поняття. Термін повинен мати лише одне значення і смисл. Він має відповідати поняттю, бути коротким та зручним для зберігання і обробки інформації. Терміни можуть означати матеріальні на нематеріальні предмети. Кожен термін повинен мати значення та смисл, а кожне поняття – об’єм і зміст. Значення терміну – це названі ним предмети певного класу, а а смисл – вкладна засобами мови інформація про них.
Багатозначність терміну не завжди недопустима. Вона є прийнятною у тих випадках, коли з контексту зрозуміло, яке саме значення мається на увазі. Синонімія теж є принципово допустимою, але встановлюється не завжди вірно і має важливе значення в термінології.
Об’єм поняття – це число предметів, що мають ознаки, які складають зміст поняття, а зміст поняття – це перелік існуючих ознак. За якими предмети даного класу виділено з маси інших предметів і узагальнено у даному понятті.
Від термінів вимагається, щоб вони:
1. Відповідали нормам даної мови і були однаковими в межах відповідної гідрогеологічної теорії;
2. Були максимально короткими;
3. Супроводжувалися чітким визначенням.
Існує певний перелік вимог до кожного визначення:
1. Правило предметності;
2. Правило однозначності;
3. Правило однозмістовності;
4. Правило якості;
5. Правило реалістичності;
6. Правило природності мови;
7. Правило наукового стилю.
Порушення хоча б одного з цих правил робить визначення логічно помилковим.
Кожний предмет має певні ознаки – наявність конкретного прояву будь-якого з наступних факторів:
· Властивості предмету;
· Якості предмету;
· Відношення предмету до інших предметів;
· Кількості будь-чого, пов’язаної з тією чи іншою властивістю, якістю, відношенням предмету;
· Стану предмету.
Існує також перелік свідомо логічно помилкових гідрогеологічних визначень.
Сумбурні – такі, у яких немає ніякого, навіть хибного смислу. Хоча окрему кожне слово може бути осмисленим. Наприклад: «Горизонтальна і вертикальна гідрохімічна зональність – напрямок зміни компонентного складу мінеральних вод або їхніх родовищ».
Абсурдні – такі, що мають хибний смисл. У них завжди закладено протиріччя. Наприклад: «Цілком можливо, але маловірогідно, що на даній площі буде знайдене родовище».
Невласні – визначення, у яких предмет характеризується лише негативними ознаками. Тобто з цього визначення ми знаємо. Чим предмет не є, але не знаємо, чим він є. Наприклад: «Базис ерозії – поверхня, на рівні якої водний потік губить свою силу і нижче якої він не може поглибити своє ложе.» Тобто вочевидь, на уявній поверхні потік щось губить і щось не може зробити, а що він набуває і що у нього залишається ми не знаємо.
Тавтологічні – в них визначення слугує простим повторенням іншими словами того, що мислиться у самому терміні. Наприклад: «Родовища мінеральних вод – це родовища, у яких спостерігається наявність мінеральних вод.»
Метаморфічні – визначення, у яких суть предмету виражена через метафори. Антропоморфічні терміни – старість і молодість рельєфу, хвіст пласту, тощо, що грають роль метафор, можуть використовуватися у визначальному значенні лише в тому випадку, коли вони мають спеціально обумовлене значення. Наприклад: «фація – це виявлена на основі петрографічних, літологічних структурних, геохімічних та інших ознак картина, що вказує на фізико-хімічне накопичення осадків». Тобто, це картина, яка на щось вказує, але невідомо, що показує.
Таким чином, гідрогеологічну термінологію необхідно розробляти з урахуванням двох основних правил логіки:
1. В гідрогеології поруч з правильними визначеннями зустрічаються сумбурні, абсурдні, неістотні та інші неправильні визначення термінів.
2. Гідрогеолог при вживанні тих чи інших термінів повинен проаналізувати їх предметну та логічну досконалість.
Як зазначалося раніше, в науці існує емпіричний та теоретичний рівні знання, які ґрунтуються на різних методах пізнання світу.
Одним із засобів емпіричного рівня є класифікація, яка дуже широко використовується у різних гідрогеологічних галузях як один з основних засобів упорядкування та систематизації фактичного матеріалу. Класифікація – це система розподілу об'єктів (процесів, явищ) за класами (групами тощо) відповідно до визначених ознак.
Майже всі класифікації, включно з генетичними, виконують функцію опису (класифікації підземних вод, гідрогеохімічних аномалій тощо).
Основою класифікації є отриманий фактичний матеріал та його поступова систематизація.
При побудові нових класифікацій є сенс проаналізувати вже існуючі класифікації, особливо ті, що відносяться до однієї спільноти об’єктів. Вони можуть відрізнятися між собою:
1. Визначенням спільності об’єктів;
2. Системами ознак;
3. Концепціями про зв'язок між ознаками;
4. Експериментальним матеріалом;
5. Формальними помилками, що допущені при побудові.
Подальший розвиток класифікаційних побудов повинен йти як через удосконалення класифікацій у формальному відношенні, так і через удосконалення їхньої змістовної частини.
Розмаїття фактичного матеріалу та можливість побудови різноманітних матеріальних та математичних моделей досліджуваного об’єкта дозволяє ускладнювати існуючі класифікації, шляхом зведення кількох класифікацій в одну на підставі однопредметності або створювати більш розгалужену класифікаційну систему.
Питання до першого модуля
Загальнонаукові поняття
1. Визначення та еволюція поняття «наука».
2. Суб’єкт, об’єкт та предмет науки.
3. Діалектика і наука: наукове та ненаукове знання.
4. Методи емпіричного дослідження.
5. Індукція та дедукція як найважливіші методи процесу наукового пізнання світу.
6. Переваги або недоліки моделювання як наукового метода.
7. Методи, що застосовуються на емпіричному та теоретичному рівнях досліджень.
8. Методи теоретичних досліджень.
9. Історичний та системний підхід в методології.
10. Характеристика наукових принципів дослідження.
11. Категорії наукового знання: аксіома, гіпотеза, теорія.
12. Закон та закономірність.
13. Структура наукової діяльності.
14. Рівні знання в науці: емпіричне та теоретичне.
15. Прикладні та фундаментальні науки.
16. Етапи наукової діяльності.
17. Поняття проблеми в науковому дослідженні.
18. Етапи формулювання проблеми.
19. Вимоги до науковців.
20. Сутність дисертаційної роботи.
Питання до другого модуля
Історія гідрогеологічних досліджень
1. Вкажіть взаємозв’язок існування цивілізацій та гідрогеологічних умов в місцевості, де вони розташовані.
2. Назвати причини поетапного розвитку гідрогеології.
3. Коротка характеристика основних досягнень всіх етапів розвитку гідрогеології.
4. Практично-пізнавальний етап в гідрогеології – розгорнута характеристика.
5. Етап закладання теоретичних основ - розгорнута характеристика.
6. Етап планомірного вивчення підземних вод - розгорнута характеристика.
7. Сучасний етап розвитку гідрогеології - розгорнута характеристика.
8. Причини «екологізації» гідрогеологічного дослідження.
9. Історія кафедри гідрогеології ХНУ. ім. В.Н.Каразіна.
10. Внесок кафедри в розвиток науки.
Питання до третього модуля
Методологія гідрогеологічних досліджень
1. Задачі методики гідрогеологічних досліджень.
2. Дати характеристику видів гідрогеологічних досліджень.
3. Загальні принципи проведення гідрогеологічних досліджень.
4. Планування гідрогеологічних досліджень.
5. Стадійність в гідрогеологічних дослідженнях.
6. Складання проектно-кошторисної документації.
7. Розвиток гіпотез про походження підземних вод.
8. Перерахувати та дати стислу характеристику пануючим на даний момент теоріям походження підземних вод.
9. Фізико-математичні гіпотези в гідрогеології.
10. Поняття про гідрогеологічну зйомку.
11. Критерії виділення видів гідрогеологічної зйомки.
12. Дати стислу характеристику кожному виду гідрогеологічної зйомки.
13. Карта – кінцевий продукт гідрогеологічної зйомки.
14. Особливості інтерпретації картографічного матеріалу.
15. Функції карти.
16. Поняття «термін» в гідрогеології.
17. Зміст і смисл термінів.
18. Термінологічний апарат: вимоги до нього.
19. Різновиди помилкових гідрогеологічних визначень.
20. Класифікації в гідрогеології.