Вопрос 32 Межпластовые подземные воды характеризуются тем, что они приурочены к водоносному горизонту (пески или известняк подстилаемому и перекрываемому водоупорными породами (глины).

Нередко в толще осадочных пород имеется несколько водоносных пластов с напорной водой. В таком случае получается поэтажное расположение водоносных пластов.

Межпластовые подземные воды залегают между двумя водоупорными слоями, из которых один — нижний — является водонепроницаемым ложем, а другой — верхний — водонепроницаемой кровлей. Глубина залегания межпластовых вод колеблется от десятков и сотен до тысячи метров и более. Наличие водонепроницаемой кровли препятствует попаданию воды в межпластовые слои из расположенных выше горизонтов. Пополнение межпластовых вод может происходить лишь в местах выклинивания водоносного горизонта на поверхность. Обычно зоны питания залегают на значительном (сотни километров) расстоянии от места водозабора. Чем больше это расстояние, тем надежнее защита межпластовых вод от поступления загрязнений с поверхности. Добыча межпластовых вод производится через буровые скважины.

В зависимости от условий залегания межпластовые воды могут быть напорными или ненапорными. Чаще всего межпластовая вода заполняет всю толщу водосодержащей породы (песчаной, гравелистой или трещиноватой) между водоупорными слоями. При этом давление, под которым находится вода в водоносном слое, становится выше атмосферного. Если прорезать водонепроницаемую кровлю скважиной, то благодаря чрезмерному давлению вода в ней поднимается, а иногда даже выливается на поверхность в виде фонтана. Такая межпластовая вода называется напорной, или артезианской1, а уровень, на который она поднимается в скважине самотеком, называется статическим. Ненапорные межпластовые воды не способны подниматься самостоятельно, их статический уровень в скважине соответствует глубине залегания.

Вопрос 33 Классификация подземных вод по литологии и состоянию водовмещающих пород:

Поровые воды, поровые растворы, подземные воды, находящиеся в порах горных пород, почв и донных осадков океанов, морей и озёр. Среди П. в. различают два вида в зависимости от размера вмещающих пор: макро- и микрокапиллярные. П. в. находятся под действием поверхностных сил минеральных частиц и обладают свойствами связанной воды, выделение которой проводится отпрессовыванием, центрифугированием или отсасыванием под вакуумом.

Трещинные воды — подземные воды, содержащиеся в трещиноватой зоне скальных пород разного состава и возраста. Это разные кристаллические породы магматического происхождения (граниты, базальты и др.), и метаморфические, главным образом различные сланцы. Довольно многочисленной является группа скальных пород осадочного происхождения (кварциты, плотные песчаники, некоторые категории перекристаллизованных известняков).

Карстовые воды - подземные воды, формирующиеся, залегающие или движущиеся в карстующихся породах. Карстующиеся породы - горные породы, растворимые природными поверхностными и подземными водами: известняки, доломиты, гипсы, ангидриты, каменные и калийные соли.

воды многолетнемерзлых пород

Многолетнемерзлые породы развиты почти повсеместно к северу от Полярного круга за исключением значительной части Северной Скандинавии.Главная причина возникновения многолетней мерзлоты очевидна: это исключительно холодный климат, в условиях которого породы имеют температуры ниже точки их замерзания. Однако в деталях различные физические факторы, от которых зависит температура породы, сложны и в большинстве случаев пока не поддаются количественной оценке.

Вопрос 34. По характеру использования подземные воды подразделяются на хозяйственно-питьевые, технические, промышленные, минеральные воды и термальные воды. К водам хозяйственно-питьевого типа, используемым для водоснабжения, относят пресные воды, отвечающие кондициям (с определёнными вкусовыми качествами, не содержащие вредных для здоровья человека веществ и микроорганизмов). Промышленные воды с повышенным содержанием отдельных химических элементов (I, Br, В и др.) представляют интерес в качестве источника этих элементов, а также используются в некоторых областях промышленности.

Особую группу составляют минеральные воды. Эти воды обладают повышенным содержанием биологически активных минеральных (реже органических) компонентов или специфическими свойствами (температура, радиоактивность и др.), благодаря которым оказывают на организм человека лечебное действие.

К особой категории относятся также месторождения гипертермальных вод (с температурой до 1000С и выше), связанные с областями современного вулканизма (Камчатка, Курильские острова и др.). Горячие воды таких месторождений используются геотермальными электростанциями и для теплоснабжения близлежащих населенных пунктов. При этом проблемой эксплуатации этих вод является их высокая минерализация и газонасыщенность, определяющие высокую химическую активность вод и интенсивное выпадение солей при охлаждении.

Для эксплуатации естественных источников и вод из глубоко залегающих водоносных горизонтов проводится каптаж. Каптаж (франц. captage, от лат. capto — ловлю, хватаю) - комплекс инженерно-технических мероприятий, обеспечивающий вскрытие подземных вод (а также нефти и газа), вывод их на поверхность и возможность эксплуатации. Простейшим типом каптажных сооружений является колодец, вскрывающий подземные воды неглубоко залегающих водоносных горизонтов.

Вопрос 35. динамика подземных вод - учение о движении воды в горных породах земной коры, совершающемся под влиянием как природных, так и искусственных факторов. В сферу изучения входит движение вод не только в водоносных, насыщенных водой породах, но и различные виды передвижения воды в ненасыщенных пористых образованиях.

Типы потоков жидкости. Совокупность элементарных струек жидкости представляет собой поток жидкости. Различают следующие типы потоков (или типы движений жидкости).

Напорные потоки (напорные движения) - это такие, когда поток ограничен твердыми стенками со всех сторон, при этом в любой точке потока давление отличается от атмосферного обычно в большую сторону, но может быть и меньше атмосферного. Движение в этом случае происходит за счёт напора, создаваемого, например, насосом или водонапорной башней. Давление вдоль напорного потока обычно переменное. Такое движение имеет место во всех гидроприводах технологического оборудования, водопроводах, отопительных системах и т.п.

Безнапорные потоки (безнапорные движения) отличаются тем, что поток имеет свободную поверхность, находящуюся под атмосферным давлением. Безнапорное движение происходит под действием сил тяжести самого потока жидкости. Давление в таких потоках примерно одинаково и отличается от атмосферного только за счет глубины потока. Примером такого движения может быть течение воды в реке, канале, ручье.

Свободная струя не имеет твёрдых стенок. Движение происходит под действием сил инерции и веса жидкости. Давление в таком потоке практически равно атмосферному. Пример свободной струи – вытекание жидкости из шланга, крана и т.п.

Вопрос 36 движение грунтовых вод направлено в сторону понижений или по уклону водоупора, причем скорость движения зависит от фильтрующих свойств грунта и уклона потока. Уровень грунтовых вод вблизи водоемов (рек, озер, каналов и др.) обычно связан с колебаниями в них уровня воды, и движение этих грунтовых вод происходит обычно в сторону водоема; в некоторых случаях, в зависимости от времен года, движение грунтовой воды может иметь обратное направление — от водоема. Следует иметь при этом в виду, что при высоких скоростях движения грунтовые воды захватывают и уносят с собой мелкие частицы водоносного слоя, уменьшая этим его плотность и сопротивление сжатию.

Бывают случаи, когда водоносный слой перекрыт водоупорным пластом. Такие межпластовые воды при определенных условиях создают давление на верхний водоупорный слой и возможность его прорыва. Проверка может быть произведена по приближенной формуле:H0 <=2h0

Закон Дарси (Анри Дарси, 1856) — закон фильтрации жидкостей и газов в пористой среде. Получен экспериментально. Выражает зависимость скорости фильтрации флюида от градиента напора:

u=KI где: u — скорость фильтрации, K— коэффициент фильтрации, I— градиент напора.

40). В результате надвига молодые отложения могут быть сверху перекрыты породами бо­лее древнего возраста.

Залегание пластов. При изучении инженерно-геологических условий строительных площадок необходимо устанавливать про­странственное положение пластов. Определение положения слоев (пластов) в пространстве позволяет решать вопросы глубины, мощности и характера их залегания, дает возможность выбирать слои в качестве оснований сооружений, оценивать запасы под­земных вод и т. д.

Значение дислокаций для инженерной геологии. Для строитель­ных целей наиболее благоприятными условиями являются горизонтальное залегание слоев, большая их мощность, однородность состава. В этом случае здания и сооружения располагаются в од­нородной грунтовой среде, создается предпосылка для равномер­ной сжимаемости пластов под весом сооружения. В таких усло­виях сооружения получают наибольшую устойчивость.