9.Классификация подземных вод по условиям залегания
По условиям залегания в земной коре подземные воды делят на воды зоны аэрации: почвенные и верховодка – и воды зоны насыщения: грунтовые и межпластовые.
Почвенные воды заключены в почве и не имеют водоупора.
Верховодка образуется на линзе водоупорных пород, распространена локально, залегает неглубоко, существует временно, малообильна. В условиях континентального климата умеренного пояса она появляется весной после снеготаяния, иногда осенью.
Грунтовые воды – воды первого от поверхности постоянного водоносного горизонта, на первом водоупорном слое. Поверхность грунтовых вод называется зеркалом грунтовых вод. Мощность водоносного горизонта – это расстояние по вертикали от зеркала грунтовых вод до водоупора. В водоносных слоях грунтовые воды передвигаются от мест с более высоким уровнем к местам с более низким уровнем, т. е. в соответствии с уклоном водоносного пласта. Скорость их движения (v) прямо пропорциональна коэффициенту фильтрации водоносной породы (k), который зависит от водопроницаемости и определяется по таблице, и уклону подземного потока (i), и вычисляется по формуле Дарси: v=k*i (см/с или м/сут.).
Схема соотношения различных типов подземных вод (по О.К. Ланге).
Области распространения и питания грунтовых вод совпадают, поэтому мощность и во-дообилие их подвержены колебаниям, зависящим от изменений климатических и метеорологических условий, а их режиму и свойствам присуши зональные черты. Зональность грунтовых вод проявляется в глубине их залегания от поверхности и соответственно в их чистоте и температуре, а также химическом составе и степени их минерализации. В зонах избыточного и достаточного увлажнения – тундре и лесах (Kув≥1) – грунтовые воды залегают неглубоко, они ультрапресные и пресные, гидрокарбонатно-кальциевые. В зонах умеренно-недостаточного (неустойчивого) увлажнения – лесостепях и степях (Kув=1,0-0,3) – залегание вод глубже, они пресные или слабо минерализованные, постепенно становятся сульфатными. В зонах недостаточного увлажнения – полупустынях (Kув=0,3-0,1) и крайне недостаточного увлажнения – пустынях (Kув<0,1) – воды глубоко залегающие, минерализованные, обычно хлоридные.
Температура грунтовых вод в сглаженном виде повторяет годовой ход температуры воздуха, но максимумы и минимумы температуры запаздывают, и тем больше, чем глубже залегают грунтовые воды. Чистота грунтовых вод определяется глубиной их залегания от поверхности – чем глубже, тем чище.
Геолого-геоморфологические условия и вещественный состав пород вносят разнообразие и обусловливают специфику грунтовых вод в пределах природных зон. Например, при глубоком и густом долинно-балочном расчленении земной поверхности воды залегают глубже. В целом же грунтовые воды относительно чистые, обычно пресные, постоянные и широко используются для хозяйственно-бытовых нужд в сельской местности.
Схема залегания и движения грунтовых вод в междуречном массиве (по Л.К. Давыдову и др.)
Межпластовые воды – это воды, заключенные между двумя водоупорными пластами, из которых нижний называется водоупорным ложем, а верхний – водоупорной кровлей. Они залегают глубже и поэтому чище, чем грунтовые. Области распространения и питания их не совпадают, в связи с чем режим вод меньше зависит от метеоусловий и у них более постоянный уровень. Атмосферное питание эти воды получают лишь в местах выхода водоносного пласта на поверхность. Они могут быть напорные и ненапорные. Ненапорные воды не полностью насыщают водоносный пласт, имеют свободную поверхность и стекают как грунтовые по уклону ложа. Напорные воды залегают в вогнутых тектонических структурах, насыщают весь водоносный слой и обладают гидростатическим напором. Вскрытые скважинами, они могут изливаться на поверхность или даже фонтанировать. Такие воды называют артезианскими. Как и грунтовые воды, межпластовые могут иметь разный химический состав и степень минерализации, которая увеличивается с глубиной.
Схема строения артезианского бассейна (по Л.К. Давыдову и др.)
10. Пролювиальный глинистые образования.
Пролювиальные и делювиальные глинистые отложения плохо отсортированы, часто массивной текстуры, разнообразны по минеральному составу, большей частью буроцветные, красноцветные. Залегают в виде изменчивых по мощности и по простиранию линз, пластов, прослоек. Текстуры массивные, муаровые, гнездовидные.
Эти образования располагаются непосредственно за конусами выноса. Формирование их происходит при оседании частиц в мелких озерках, временно образующихся на равнинах при заливании их водой горных рек. По своему гранулометрическому составу пролювий чаще всего представлен лёссовидными суглинками, инженерно-геологические особенности которых рассмотрены несколько ниже.
В настоящее время содержание понятия «пролювий» несколько расширилось. В него также включены отложения временных потоков в пределах долин и конусов выноса. Среди слагающих их толщ пород также встречаются глинистые образования. Они обычно слагают маломощные (1—5 м) прослои и линзы в толще грубообломочных пород, которые имеют протяженность в десятки и сотни метров. Для таких глинистых образований характерна плохая сортировка материала и наличие включений обломков размываемых пород различной величины. Обычно глинистые породы песчанистые или сильно пылеватые, полиминеральные.