4.2. Водопроницаемость горных пород и грунтов

Распространение вод в толще земной коры в очень большой мере зависит от водопроницаемости горных пород и грунтов. Этим термином обозначается способность их пропускать воду. Горные породы и грунты делятся на водопроницаемые (например, пески, галечники, сильно трещиноватые и кавернозные горные породы), полупроницаемые (глинистые пески, лёссы) и водонепроницаемые (глины, кристаллические породы вне зон дробления и трещиноватости).

Водопроницаемость зависит от наличия, характера и размеров пустот. Эти характеристики с течением времени могут изменяться, что оказывает влияние на ход гидрологических процессов.

4.3. Химизм подземных вод.

Химический состав подземных вод зависит от сочетания различных факторов:

-химических процессов в почвах, через которые просачиваются метеорные воды (в т.ч. от взаимодействия их с органическими веществами);

-растворения минеральных веществ грунтов игорных пород;

-химического осаждения растворённых веществ;

-жизнедеятельности микроорганизмов;

-хозяйственной деятельности человека (загрязнение промышленными

отходами, в результате внесения удобрений и т.д.).

Важнейшее значение для химизма подземных вод имеют растворённые газы (кислород, углекислый газ, сероводород, метан и др.) и ведущие ионы (Cl-, SO₄²⁺, HCO₃^-, CO₃^2-, Na⁺, K⁺, Mg²⁺, H⁺). Содержание ионов водорода определяет их кислотность. Подземные воды с высокими содержаниями растворённых минеральных веществ называются минерализованными, а в случае возможности их использования в качестве питьевых или лечебных – минеральными. Основные типы минеральных вод выделяются по ведущей роли растворённых в них компонентов: углекислые, сероводородные и радиоактивные (радоновые и радиевые). При температуре выше 20° воды называются термальными.

4.3. Происхождение подземных вод.

Источники поступления вод в толщу земной коры бывают различны. В

зависимости от конкретной природной ситуации ведущая роль может принадлежать одному из следующих процессов:

1. Инфильтрация (просачивание на глубину) атмосферных осадков и

поверхностных вод.

2. Конденсация водяных паров.

3. Накопление воды в донных осадках поверхностных водоёмов. Если

водоём заполняется осадками и прекращает своё существование, а потом перекрывается более молодыми отложениями, содержащиеся в его донных осадках воды становятся подземными.

4. Поступление глубинных (ювенильных) вод, происхождение которых связано с магматическими и метаморфическими процессами.

4. Режим подземных вод

Режим подземных вод весьма разнообразен в зависимости от источников питания и условий их залегания. По основным особенностям режима выделяется 5 типов подземных вод:

1. Воды зоны аэрации (почвенные и болотные воды, а также верховодка – скопления воды на поверхности неглубоко залегающих линз водоупоров). Питание их осуществляется в основном за счёт атмосферных осадков, а режим, как правило, весьма непостоянен.

2. Грунтовые воды – залегают на первом от поверхности водоупорном

горизонте. Эти воды безнапорны, т.е. имеют свободный уровень (зеркало грунтовых вод), который может подниматься или опускаться в зависимости от количества поступающей воды. Питание их смешанное (атмосферные осадки, конденсация водяных паров, речные и озёрные воды). Режим неустойчив:

-возможны значительные колебания уровня, температуры, химического состава, скоростей течения и дебита. Зависят эти колебания от количества атмосферных осадков, температуры и влажности атмосферного воздуха, дренажа или искусственного подтопления, колебания уровня вод в сопряжённых открытых водоёмах.

3. Артезианские воды залегают ниже грунтовых, между двумя водоупорными слоями. Они всегда имеют область питания, область напора и область разгрузки. Важной характеристикой режима артезианских вод является пьезометрический уровень – высота, на которую может подниматься артезианская вода за счёт напора. Этот уровень называется положительным, если расположен выше земной поверхности (вода в этом случае будет самопроизвольно изливаться из скважины или фонтанировать), или отрицательным. Режим артезианских вод всегда стабилен при условии грамотной их эксплуатации (ограниченное число скважин и контроль за расходом воды, недопущение прорывов больших масс воды и разрушения водоупорных слоёв). Поэтому артезианские воды имеют особую ценность для питьевого или хозяйственного водоснабжения.

4. Трещинные воды заполняют трещины в горных породах. Они могут

быть как напорными, так и ненапорными. Режим их непостоянен. Размыв и разрушение горных пород приводят к расширению трещин и увеличению притока воды. Отложение коллоидов и замывание в трещины глинистого материала – напротив, к сужению вплоть до закупорки трещин и полного прекращения поступления воды.

5. Карстовые воды – развиты в пустотах, которые образуются в растворимых горных породах (соли, гипсы, карбонатные породы). Перемещения подземных вод при карстовых процессах наиболее масштабны, сложны и изменчивы в зависимости от комплекса факторов. Отсюда – наибольшее непостоянство режима, присущее данному типу вод. В процессе своей миграции подземные воды могут изливаться на поверхность Земли. Естественные выходы подземных вод на поверхность называются источниками. Располагаются они в местах выхода к поверхности водоносных горизонтов. Источники подразделяются на нисходящие (безнапорные) и восходящие (по которым на поверхность изливаются напорные воды). Первый тип пользуется преобладающим распространением. Источники также подразделяются по температуре воды, химизму и источнику питания (в соответствии с типами вод).