Грунтовые воды

При характеристике горных пород в гидрогеологическом отноше­нии применяются следующие понятия и термины, характеризующие различные формы скопления подземных вод в породах.

Водоносные породы — пласты, линзы и другие, формы залегания водопроницаемых пород, в которых поры, трещины и дру­гие пустоты заполнены гравитационной водой.

Водоносный горизонт. Это подземные воды, приуро­ченные к одному или нескольким регионально выдержанным водо­носным пластам (или пачкам водоносных пород), гидродинамически связанным между собой и имеющим единую (общую) гидравлическую (при безнапорных водах) или пьезометрическую (при напорных водах) поверхность.

Водоносный комплекс. Это подземные воды, приуро­ченные к водоносным породам какого-либо стратиграфического под­разделения, среди которых вследствие изменчивости их веществен­ного состава, сложности тектонических условий или недостаточной изученности водовмещающих пород нельзя выделить отдельные гидравлически самостоятельные водоносные горизонты.

Площадь, в пределах которой распространен водоносный гори­зонт или водоносный комплекс, называется областью, или пло­щадью, их распространения, а площадь, где происходит питание водоносного горизонта, —областью питания. Площадь, где подземные воды вытекают из водоносного горизонта или водо­носного комплекса, называется областью разгрузки, или дренажа. Области питания и распространения водоносных горизонтов (комплексов) могут совпадать (в случае безнапор­ных вод) и не совпадать (в случае напорных вод).

Воды зоны аэрации, грунтовые воды и особенности их залегания

Воды зоны аэрации — это воды, залегающие выше зоны насыще­ния горных пород. К ним относятся почвенные воды и верховодка. Почвенные воды приурочены к почвенному слою; они имеют самое существенное значение для плодородия почв и в основном изучаются почвоведами, агрохимиками и агрономами.

Верховодка. Если в толще водопроницаемых пород залегает линза слабо- или водонепроницаемых пород, то инфильтрующиеся сверху в водопроницаемые породы осадки, достигая линзы ,задерживаются и скапливаются, располагаясь выше грунтовых вод. Подобная разновидность подземных вод называется верхо­водкой. Характерными ее признаками являются относительно неболь­шое площадное распространение, сезонность существования, сравни­тельно небольшая мощность водонасыщенной породы и небольшие запасы. При ведении работ по отрывке выемки или горных работ по вскрытию месторождений полезных ископаемых (гравия, песка и т. п.) наличие верховодки в откосах выемки может обусловить образование оплывин, сплывов и даже оползней. Поэтому выявле­ние верховодки и своевременное ее дренирование совершенно необхо­димо при устройстве карьеров и других сооружений.

Грунтовые воды — подземные воды первого от поверх­ности постоянно существующего водоносного горизонта, .располо­женного на первом водонепроницаемом слое . Грунто- вые воды распространены почти повсеместно. В жизни человека они играют большую роль. Почти все сельские населенные пункты, а также многие города обеспечивают свои потребности в воде путем использования грунтовых вод.

Грунтовые воды имеют свободную поверхность, т. е. являются безнапорными. Расстояние от водоупора до поверхности грунтовых под называется мощностью водоносного горизонта. Поверхность грунтовых вод называется уровнем, скатертью или зеркалом (чаще). Глубина залегания зеркала грунтовых вод различна; от долей метра и зонах избыточного увлажнения до нескольких десятков метров^ и степных районах Украины и Северного Кавказа. Выше зеркала грунтовых вод расположена зона аэрации. В поро­дах этой зоны (в порах, трещинах и других пустотах) находятся физически связанная и капиллярная вода, а часть пустот занята парообразной влагой и воздухом.

Областью разгрузки (дренирования) грунтовых вод являются близлежащие долины рек и оврагов, которые называются местным базисом подземного стока.

Для грунтовых вод характерны следующие признаки: неполное заполнение ими водопроницаемого пласта; совпадение области пита­ния с областью их распространения; отсутствие напора; постоянное колебание уровня, обусловливающее изменение мощности водонос­ного горизонта и тем самым запасов грунтовых вод во времени; изменение во времени физических свойств, химического, газового и бактериального состава; легкая загрязненность различными вещест­вами, вносимыми в грунтовые воды инфильтрующейся с поверхности водой. Грунтовые воды гидравли­чески связаны с поверхностными водотоками и водоемами. Питание грунтовых вод происходит в основ­ном путем инфильтрации атмо­сферных осадков и Частично за счет конденсации.

Грунтовые воды, у которых зеркало представляет собой гори­зонтальную поверхность, называ­ются бассейном грунтовых вод; последние образуются при наличии в водоупорном ложе котловин . Грунтовые воды с наклонным зеркалом называются пото­ком грунтовых вод . В природных условиях часто наблю­дается сочетание потоков грунтовых вод с бассейнами.

Понятие о режиме грунтовых вод. Условия залегания, питания и движения грунтовых вод во времени непо­стоянны, что обусловливает изменение их зеркала, физических свойств, химического состава, скорости движения, количества и т. п. Так как грунтовые воды в жизни человека имеют огромное значение, то указанные изменения .с давних пор изучаются для установления закономерностей, обусловливающих эти изменения. Раздел гидро­геологии, изучающий изменения подземных вод во времени, назы­вается «Учение о режиме подземных вод».

Под режимом под­земных вод понимают поведение их во времени под влиянием геологических и климатических факторов и производственной деятель­ности человека. На режим грунтовых вод влияют в основном усло­вия питания, зависящие в свою очередь от климата, рельефа, лито­логии пород, характера растительности и других факторов, а также взаимосвязь с поверхностными водотоками и водоемами, уровень воды в которых также подвержен изменениям во вре­мени.