Типы подземных вод по условиям их залегания

Подземные воды – это все природные воды под поверхностью земли в подвижном состоянии. Они входят в состав минералов, заполняют поры и трещины в горных породах. Подземные воды – воды водоносных горизонтов, комплексов и зон земной коры. Подземные воды – геологический объект и должны исследоваться совместно с породами, вмещающими или вмещавшими их с учетом геологического строения структур земной коры и истории ее развития.

Существует множество классификаций. Многие исследователи в качестве признака рассматривают принадлежность разных видов подземных вод к конкретным зонам: зоне аэрации и зоне насыщения.

Зона аэрации (зона неполного насыщения)- самая верхняя часть разреза земной коры, ограниченная сверху поверхностью Земли, а снизу – свободной поверхностью подземных вод первого водоносного горизонта. Мощность зоны аэрации от нулевых значений в заболоченной местности до 250 м на территории пустынь и горных областей с сильно расчлененным рельефом. Зона аэрации отсутствует в пределах акватории Мирового океана, а также под руслами рек и внутренних водоемов при наличии непосредственной гидравлической связи первого водоносного горизонта с поверхностными водами.

В зоне неполного насыщения свободное пространство в минеральном скелете пород заполнено частично водой (связанные воды, капиллярные, свободные гравитационные, вода в виде пара, лед) и частично газами.

Зона насыщения (полного насыщения)- охватывает верхнюю часть разреза земной коры от уровня первого водоносного горизонта (нижняя граница зоны аэрации) до глубин 8-20км.

В зоне полного насыщения свободное пространство в минеральном скелете пород (поры, трещины, пустоты) полностью заполнено свободной гравитационной водой и водой, физически связанной с поверхностью минеральных частиц горной породы.

В зоне аэрации выделяют:

а). Почвенные воды – они распространены в почвенном слое близ поверхности земли и заполняют пустоты в почве, мощность горизонта почвенных вод от первых десятков см до 1-1,5м. В почве формируются прочно- и рыхлосвязанные воды, а также капиллярные. Формируются они в связи с процессами инфильтрации атмосферных осадков, снеготалых вод и конденсации атмосферной влаги. Основной вид движения почвенных вод- вертикальный влагоперенос. Вид и состояние почвенных вод определяют 3 основных фактора: общая увлажненность почвы, мощность зоны аэрации и структурно-текстурные особенности почвы. Почвенные воды сильно подвержены сезонным колебаниям: в летнее время могут испаряться, а зимой замерзать. Они не имеют водоупора. Почвенные воды обеспечивают влагой растения.

б). Верховодка – тип подземной воды, которая образуется на линзах и выклинивающихся пластах водоупорных или слабопроницаемых пород (линзы глин среди песчаных отложений речных террас или суглинков в водонепроницаемых водно-ледниковых отложениях, водоупоры могут быть связаны с горизонтами погребенных почв, породами сезонномерзлого слоя) в зоне аэрации за счет инфильтрации атмосферных и поверхностных вод. Подземные воды верховодки обычно образуются на небольшой глубине и их распространение ограничено по площади. Мощность пород, насыщенных верховодкой – до 1м, редко до 2-5м. Продолжительность существования верховодки зависит от размеров и мощности водоупорного ложа, влагоемкости пород и условий питания. Чем больше размеры и мощность водоупорной линзы и интенсивность питания, тем больше сроки существования верховодки.

в). Воды слоя сезонного оттаивания – распространены в многолетнемерзлотных районах, мощность их 20-30см до 4-5м, появляются с началом сезонного протаивания, движутся только в соответствии с уклоном местности, находятся в жидкой фазе только часть года. Источник питания: атмосферные осадки, конденсация водяных паров.

г). Воды капиллярной каймы связаны непосредственно со свободной поверхностью первого водоносного горизонта. Мощность капиллярной каймы (высота подъема относительно уровня грунтовых вод) определяется гранулометрическим составом пород зоны аэрации.

Предельная высота капиллярного поднятия

Горные породы	Высота, см
Песок Крупнозернистый Среднезернистый Мелкозернистый	2-3,5 12-35 5-120
Супесь	120-350
Суглинок	350-650
Глина	650-1200

В зоне насыщения выделяют: 1. грунтовые воды; 2. межпластовые безнапорные воды; 3. межпластовые напорные или артезианские воды.

1. грунтовые воды – свободные подземные воды первого от поверхности земли, постоянно существующегорегионально распространенного водного горизонта, залегающего на первом от поверхности выдержанном водоупорном слое. Питание грунтовых вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, речных вод, а также за счет глубинных напорных вод и в результате конденсации водяных паров. По гидравлическим свойствам грунтовые воды безнапорные, но в отдельных случаях они приобретают местный напор. Глубина залегания от см до десятков м. (в горно-складчатых областях до 250м). Уровень грунтовых вод непостоянен, он зависит от климатических и погодных условий: в дождливые периоды повышается, а в засушливые понижается. Грунтовые воды используются для питьевых целей.

2. межпластовые ненапорные воды располагаются в водопроницаемых горных породах, которые сверху и снизу ограничиваются водонепроницаемыми пластами. Обычно они встречаются на приподнятых междуречных массивах в условиях расчлененного рельефа и выходят в виде нисходящих источников в береговых склонах оврагов, рек и др. Межпластовые воды заключены между двумя водоупорами, один из которых подстилает водоносный горизонт, другой перекрывает. Питание осуществляется за счет атмосферных осадков и воды из вышележащих горизонтов.

3. межпластовые напорные (артезианские) глубинные воды – подземные воды, находящиеся в водоносных горизонтах, перекрытых водоупорными слоями горных пород и обладающие гидростатическим напором. Напорные воды инфильтрационного происхождения называют артезианскими. Они залегают между двумя водоупорными слоями, при вскрытии вода поднимается выше водоупорной кровли, а при сильном напоре может самоизливаться. Залегают на большой глубине. Они залегают на больших глубинах вне сферы воздействия рек, оврагов и др. Питание артезианских вод происходит, когда пьезометрическая поверхность этих вод находится выше кровли водоупора грунтовых вод, питание осуществляется по гидрогеологическим окнам (пьезометрическая поверхность – это условная прямая, которая соединяет область питания и область разгрузки; при вскрытии артезианских вод скважинами их уровень поднимается до этой поверхности).

Помимо основных типов п/в выделяют также:

Трещинные воды – это подземные воды, циркулирующие в трещинах горных пород. Они заполняют трещины выветривания, литогенетические и тектонические трещины. Трещины могут отстоят далеко одна от другой, быть тесно скученными; зияющими либо закрытыми; могут пересекаться с образованием густой сети. Больше всего трещин находится в тектонически нарушенных районах. Вода в трещинах залегает в виде водных жил, а в связи с многообразием трещин ее зеркало имеет очень сложный характер. Трещинные воды бывают напорные и ненапорные. В зависимости от условий залегания трещинные воды могут быть грунтовыми, межпластовыми, жильными. Они непостоянны: размыв и растворение горных пород приводят к расширению трещин, а кристаллизация и осаждение коллоидов и суспензий – к их сужению.

Напр., глинистые отложения иногда прекращают доступ осадков в трещины, сокращают размеры области питания и производят подпор и повышение уровня воды в трещинах. Сглаживание рельефа и смыв коры выветривания приводят к уменьшению водоносности самой водообильной зоны. Обнажение участков трещиноватых пород увеличивает водообильность. Приток трещинных вод очень разнообразен и колеблется от 20 до 500 м³/час.

Карстовые воды – циркулируют по трещинам и пустотам карстового массива. Отличаются от трещинных вод более интенсивным движением, непостоянством химического состава. Карстовые воды всегда связаны с растворимыми водой породами: известняками, доломитами, гипсом, каменной солью.

Подземные воды районов распространения многолетнемерзлых пород - контактируют или содержатся в толще многолетнемерзлых пород. Они делятся на надмерзлотные, межмерзлотные, подмерзлотные.

Дата добавления: 2014-01-04