Би.П бинф а,.

В ряде случаев инфильтрационная теория не в состоянии объяснить появление подземных вод. Например, в сухих пусты­нях, где количество осадков незначительно, вблизи поверхности возникают водоносные горизонты. Было доказано, что в образо­вании подземных вод принимает участие также конденсация водя­ных паров, которые проникают в поры пород из атмосферы. Этот путь образования подземных вод хорошо прослеживается в рыхлых породах, которые служат основанием сооружений. Вслед­ствие того что эти породы имеют температуру ниже окружающих пород, в них и происходит конденсация паров под фундаментом зданий.

Воды земной коры постоянно в течение длительного геологи­ческого времени пополняются ювенильными водами, которые воз­никают в глубине земли за счет кислорода и водорода, выделяе­мых магмой. Прямой выход на поверхность земли ювенильные воды в виде паров и горячих источников имеют при вулканиче­ской деятельности.

В зонах замедленного и весьма замедленного водообмена об­разуются минерализованные (соленые) воды так называемого се- диментационного происхождения. Эти воды возникли после обра­зования (седиментации) древних морских осадков в начале геологической истории земной коры.

Глава 13

ВОДНЫЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД

Горные породы по отношению к воде характеризуются следу­ющими показателями: влагоемкостью, водоотдачей и водопрони­цаемостью. Показатели этих свойств используются при различ­ных гидрогеологических расчетах.

Влагоемкость — способность породы вмещать и удерживать в себе воду. В том случае, когда все поры заполнены водой, порода будет находиться в состоянии полного насыщения. Влажность, от­вечающая этому состоянию, называют полной влагоемкостью W„ _в:

^П.В Я/Рск>

где п — пористость; р_ск — плотность скелета породы.

Наибольшее значение fV_nB совпадает с величиной пористости породы. По степени влагоемкости породы подразделяют на весь­ма влагоемкие (торф, суглинки, глины), слабовлагоемкие (мергель, мел, рыхлые песчаники, мелкие пески, лёсс) и невлагоемкие, не удерживающие в себе воду (галечник, гравий, песок).

Водоотдача W_B — способность пород, насыщенных водой, от­давать гравитационную воду в виде свободного стока. При этом считают, что физически связанная вода из пор породы не выте­кает, поэтому принимают W_B = W_UB — fV_MMB.

Величина водоотдачи может быть выражена процентным от­ношением объема свободно вытекающей из породы воды к объе­му породы или количеством воды, вытекающей из 1 м³ породы (удельная водоотдача). Наибольшей водоотдачей обладают круп­нообломочные породы, а также пески и супеси, в которых вели­чина W_B колеблется от 25 до 43 %. Эти породы под влиянием гравитации способны отдавать почти всю имеющуюся в их порах воду. В глинах водоотдача близка к нулю.

Водопроницаемость — способность пород пропускать гравита­ционную воду через поры (рыхлые породы) и трещины (плотные породы). Чем больше размер пор или чем крупнее трещины, тем

281

выше водопроницаемость пород. Не всякая порода, которой при­суща пористость, способна пропускать воду, например, глина с пористостью 50—60 % воду практически не пропускает.

Водопроницаемость пород (или их фильтрационные свойства) характеризуется коэффициентом фильтрации к_ф (см/с, м/ч или м/сут), представляющим собой скорость движения подземной во­ды при гидравлическом градиенте, равном 1.

По величине к_ф породы разделяют на три группы: 1) водопро­ницаемые — к_ф > 1 м/сут (галечники, гравий, песок, трещиноватые породы); 2) полупроницаемые — кф = 1...0,001 м/сут (глинистые пески, лесс, торф, рыхлые разности песчаников, реже пористые известняки, мергели); 3) непроницаемые — к_ф < 0,001 м/сут (мас­сивные породы, глины). Непроницаемые породы принято назы­вать водоупорами, а полупроницаемые и водопроницаемые — еди­ным термином водопроницаемые, или водоносными, горизонтами.

В фильтрации может принимать участие вода в связанном со­стоянии. Так, в глинах ее приводят в состояние движения увели­чением разности напоров (градиента фильтрации), действием электро- и термоосмотических сил.