Типы подземных вод. Определение горизонта подземных вод

По условиям залегания и по гидравлическим (гидродинамическим) признакам подземные воды подразделяются в верхней части земной коры на 2 типа:

1. Безнапорные, к ним относятся:

а) почвенные воды;

б) верховодка;

в) грунтовые воды;

г) пластовые (межпластовые).

2. Напорные или артезианские.

Почвенные воды распространены в почвенном слое. Они возникают в результате инфильтрации атмосферных осадков, талых вод и конденсации атмосферной влаги. На территориях, где зона аэрации (верхняя зона земной оболочки между дневной поверхностью и зеркалом грунтовых вод) большая, а грунтовые воды располагаются глубоко, в почвенном горизонте возникают капиллярные воды, которые заполняют пространства между зернами почвы. Толщина капиллярных зон зависит от мощности самого почвенного слоя.

Верховодка возникает в пределах зоны аэрации на сравнительно небольшой глубине от поверхности земли в результате инфильтрации атмосферных осадков. Вода временно накапливается в виде отдельных линз на толще водонепроницаемых пород, залегающих среди водопроницаемых. Водой насыщаются глины или суглинки, которые линзообразно распространены на небольшой глубине среди водопроницаемых пород. Мощность верховодки 0,5‑3,0 м (рис.14.2).

Рис. 14.2. Условия залегания верховодки: I – зона аэрации; II – зона полного насыщения;

1 – песчано-гравийные отложения; 2 – грунтовые воды; 3 – водонепроницаемые породы; 4 – капиллярные воды; 5 – уровень воды (а – верховодки, б – капиллярных, в – грунтовых); 6 – направление движения вод; 7 – родники (г – верховодки, д – грунтовых вод).

Грунтовые воды – это воды первого от земной поверхности постоянного водоносного горизонта, залегающего в зоне полного насыщения. Главное отличие грунтовых вод от верховодки в том, что первые залегают в зоне полного насыщения, вторые – в зоне аэрации. Грунтовые воды имеют широкое распространение. Они находятся в рыхлых отложениях или в верхней части трещиноватых коренных пород. Если такие воды залегают в порах и трещинах осадочных пород – они называются пластовыми. Если в трещинах скальных пород – трещинными или грунтово-трещинными.

Верхняя часть зоны насыщения называется уровнем или зеркалом грунтовых вод, иными словами это свободная поверхность грунтовых вод (рис.14.3).

Рис.14.3. Форма зеркала грунтовых вод на междуречье:

1 – песок, 2 – песок водоносный, 3 – глина, 4 – кривая депрессии,

5 – родник нисходящий.

Породы, насыщенные грунтовыми или другими подземными водами, носят название водоносного горизонта. Его мощность определяется расстоянием от зеркала грунтовых вод до поверхности водоупорного слоя. Ее величина изменяется в пространстве и во времени. Зеркало грунтовых вод определяется уровнем воды в колодцах и скважинах. Поверхность (зеркало) грунтовых вод приближенно повторяет поверхность рельефа. На водоразделах глубина залегания грунтовых вод значительно больше, чем в долинах. Особенно велико их различие в горных областях, оно достигает 500-700 м. В равнинных областях не превышает 100 м. Особенно большие изменения уровня грунтовых вод происходят во время половодья. Кривая подпора уровня распространяется в сторону междуречья на несколько сотен м, реже несколько км. Например, уровень подпора Камского водохранилища до 1-2 км. После спада воды в реке происходит довольно резкое снижение уровня грунтовых вод в прибрежной зоне.

В аридном климате, где количество атмосферных осадков крайне мало, уровень грунтовых вод часто понижается ниже речного. В таких условиях происходит инфильтрация воды из реки, которая пополняет запасы грунтовых вод. Например, в реках Амударья и Сыр-Дарья.

Вместе с колебаниями уровня грунтовых вод изменяется дебит источников (родников). Дебит (расход) – это объем воды стекающей из источника или откачиваемой из колодца, скважины и другого водозабора в единицу времени. Обычно измеряется в л/сек. При насыщении источники опресняются, при дефиците – засолоняются.

Источники (родники, ключи) – концентрированные естественные выходы подземных вод на земную поверхность или под водой (подводный, субмаринный, субаквальный). Большинство гидрогеологов делят источники на восходящие и нисходящие.

В зависимости от дебита, л/сек источники подразделяются на 8 классов (по О. Мейнцеру):

I. Гигантские > 10000

II. Исполинские 10000 – 1000

III. Очень большие 1000-100

IV. Большие 100-10

V. Значительные 10-1

VI. Малые 1-0,1

VII. Незначительные 0,1-0,01

VIII. Весьма незначительные < 0,01

При изучении режима грунтовых вод необходимо знать: высотное положение уровня грунтовых вод (глубину залегания), дебит источников, количество выпадающих осадков, изменение уровня воды в поверхностных водотоках – реках и других водоемах, с которыми связаны грунтовые воды.

Большое значение имеют также замеры уровня грунтовых вод в скважинах и колодцах. По результатам этих замеров строятся специальные карты, на которых отражается положение зеркала (уровня грунтовых вод).

Изучение режима грунтовых вод имеет огромное экологическое значение. Ведь они составляют основу питьевого и промышленного водоснабжения; используются для мелиорации. Их состояние и режим учитывается при строительстве. Важнейшее значение имеет прогноз возможных изменений режима грунтовых вод во времени и по площади.

Дата добавления: 2015-07-15