Режим подземных вод

Типы подземных вод. Классификация подземных вод.

Подземные воды - полезное ископаемое, особенно ценное своей возобновляемостью в естественных условиях и в процессе эксплуатации. Самая общая схема классификации подземных вод выделяет три основные их типа по условиям залегания и характеру напора: верховодка, грунтовые безнапорные и напорные (артезианские) воды.

Верховодкой называют временные скопления вод в зоне аэрации, которые располагаются над горизонтом грунтовых вод, где часть пор грунта занята воздухом. Верховодка образуется над небольшими водоупорами типа линзы глин и суглинков в песке, над прослойками более плотных пород и т. д. (рис. 5.1.) при инфильтрации воды в период обильного снеготаяния, дождей. В остальное время вода верховодки испаряется и просачивается в нижеследующие грунтовые воды. В целом для верховодки характерны: временный, чаще сезонный характер, небольшая площадь распространения, малая мощность и безнапорность.

Грунтовыми называют постоянные во времени и значительные по площади распространения горизонты подземных вод, залегающие на первом от поверхности водоупоре. Грунтовые воды безнапорны, имеют свободную поверхность, которая называется зеркало (или уровень). Положение зеркала в какой-то мере отвечает рельефу данной местности. Глубина до уровня грунтовых вод от поверхности различна — от 1 до 50 м и более. Водоупор, на котором лежит водоносный слой, называют водоупорным ложем, а расстояние от него до уровня подземных вод — мощностью водоносного слоя (Н) (рис.5.2.). Грунтовые воды образуют потоки, которые направлены в сторону уклона водоупора или зеркала грунтовых вод.

Межпластовыми водами называют водоносные горизонты, располага­ющиеся между водоупорами. Они бывают ненапорными (безнапорными) и напорными. Межпластовые ненапорные воды встречаются сравнительно редко, их водоносные слои заполнены водой лишь частично. Напорные (артезианские)воды связаны с залеганием водоносных слоев на большой площади под наклоном к горизонту или в виде изгиба (складки).

Площадь распространения напорных водоносных горизонтов называют артезианским бассейном. Отдельные части водоносных слоев залегают на различных высотных отметках. Это и создает напор подземных вод. Область питания, как правило, не Рис. 5.1. Грунтовые воды и верховодка

совпадает с площадью распространения межпластовых вод (рис. 5.2.).

Напорность вод характеризует пьезометрический уровень. Он может быть выше поверхности земли или ниже ее. В первом случае, выходя через буровые скважины, вода фонтанирует, во втором — поднимается лишь до пьезометрического уровня. Многие артезианские бассейны занимают огромные площади, содержат ряд водоносных горизонтов и являются важным источником питьевой воды.

Рис. 5.2. Схема артезианского бассейна. А – пределы распространения артезианских вод; а –область питания (и частично- стока); б- область напора; в – область разгрузки; Б – пределы распространения грунтовых вод; Н₁ – напорный уровень выше поверхности Земли; Н₂ – напорный уровень ниже поверхности Земли; М – мощность артезианского горизонта; 1 – водоносный пласт; 2 – водоупорные породы; 3 – уровень воды.

Режим подземных вод — это изменение во времени их уровня, химического состава, температуры и расхода. Главными причинами колебания уровня подземных вод являются: 1) метеорологические факторы; 2) гидрогеологические условия; 3) колеба­ния земной коры; 4) антропогенное воздействие.

Метеорологические факторы, количество атмосферных осадков, интенсивность испарения воды вызывают сезонные и годовые (многолетние) колебания уровня. По сезонам года уровни могут испытывать колебания в 1—1,5 м и более в результате снеготаяния и затяжных дождей. Подъем уровня начинается лишь через некоторое время после этого: опоздание тем больше, чем меньше водопроницаемость пород и больше глубина залегания грунтовых вод. Многолетние колебания уровня связаны с изменениями количества годовых осадков. Средний уровень при этом повышается или понижается на длительное время.

Гидрогеологические условия проявляются в виде влияния на грунтовые воды

Рис. 5.3. Изменение уровней и режима питания грунтовых вод при временном паводковом поднятии воды в реке (а и а₁): АБА – поверхность грунтовых вод в межпаводковый период; ааА и а₁а₁А – то же в паводковый период).

рек и водохранилищ. Паводки на реках вызывают временный подъем уровней грунтовых вод. Ширина зоны влияния паводков в хорошо проницаемых песках может достигать 1—2 км. В это время речные воды фильтруются в водоносный горизонт. В межень, при низких уровнях воды в реке, наоборот, подземные воды разгружаются в борта и днище поймы реки. При этом уровни грунтовых вод уменьшаются (рис. 5.3.).

Колебания земной коры выражаются в опускании или поднятии отдельных участков суши. Процесс поднятия может приводить к сниже­нию уровней подземных вод, так как увеличивается их отток вследствие углубления эрозионных врезов (оврагов, долин и т. д.). При опускании территории происходит обратный процесс: отток грунтовых вод ослабева­ет, уровень их повышается.

Строительная деятельность человека в наше время существенно сказывается на положении уровней грунтовых вод. Водохранилища, пруды, системы орошения, судоходные каналы и многие другие сооружения интенсивно повышают уровни грунтовых вод, приводят к формированию горизонтов верховодок. В областях распространения слабоводопроницаемых грунтов на территории жилых районов и на участках промышленных сооружений уровень грунтовых вод с течением времени, как правило, повышается. Происходит так называемый процесс подтопления застраиваемых и застроенных территорий, который в настоящее время распространен и является одним из ведущих среди антропогенных процессов, оказывающих активное негативное воздействие на геологическую среду.

Дата добавления: 2015-04-30