3. Гидрология подземных вод

 

3.1. Вода в земной коре

3.2. Интенсивность водообмена подземных вод

3.3 Происхождение подземных вод

3.4. Водные свойства горных пород

3.1. Вода в земной коре

 

Воды, находящиеся в верхней части земной коры и залегающие ниже по- верхности земли, называют подземными. Подземные воды − один из важней- ших компонентов геологической среды. Исследованием подземных вод занима- ется гидрогеология.

Инженер-эколог должен иметь достаточно полное представление о под-

земных водах для того, чтобы в контакте с гидрогеологами рационально ис-

пользовать подземные воды различных целях в народном хозяйстве. В сравне- нии с поверхностными водами (реки, озера, водохранилища) подземные воды обладают, как правило, более высоким качеством, не требуют дорогостоящей очистки, лучше защищены от поверхностных загрязнений.

Не случайно, поэтому подземные воды преобладают в структуре водо-

обеспечения практически во всех европейских странах, а также в других регио-

нах мира и особенно в странах аридной зоны (до 100\%). В России доля подзем- ных вод в водоснабжении городов – 35-40\%; для сельских населенных пунктов − более 80\%.

Однако подземные воды не только ценнейший источник водоснабжения,

но и фактор, значительно осложняющий строительство. Особенно сложным яв- ляется производство земляных и горных работ в условиях притока подземных вод, затапливающих котлованы, карьеры, траншеи. Подземные воды ухудшают механические свойства рыхлых, особенно глинистых пород, могут быть агрес- сивной средой для металлических и бетонных сооружений, способствуют раз- витию неблагоприятных геологических процессов (подтопление, оползневые смещения, прорывы плывунных песков и др.). Поэтому в процессе инженерно- геологических исследований изучению подземных вод уделяют особое внимание.

3.2. Интенсивность водообмена подземных вод

 

В природе распространены атмосферные (дождь, облака, туман), поверх- ностные (океан, моря, реки) и подземные воды. Единство всех вод на Земле проявляется в процессе их круговорота.

Различают большой, малый и внутренний (местный) круговорот воды.

При большом круговороте испарившаяся с поверхности Мирового океана влага переносится на сушу, где выпадает в виде осадков, которые вновь возвращают-

ся в океан в виде поверхностного и подземного стока. Малый круговорот ха-

рактеризуется испарением влаги с поверхности океана и выпадением ее в виде осадков на ту же водную поверхность. В ходе внутреннего круговорота испа-

рившаяся с поверхности суши влага вновь попадает на сушу в виде атмосфер-

ных осадков.

Интенсивность водообмена подземных вод. В процессе круговорота воды в природе происходит постоянное возобновление природных вод, в том числе и подземных. Процесс смены первоначально накопившихся вод посту- пающими вновь называют водообменом . Подсчитано, что в круговороте воды на Земле ежегодно участвует более 500 тыс. км3 воды. Наиболее активно возоб- новляются речные воды.

Интенсивность водообмена подземных вод различна и зависит от глуби- ны их залегания. По Н. К. Игнатовичу, в верхней части земной коры выделяют следующие вертикальные зоны:

  зона интенсивного водообмена (воды преимущественно пресные) расположена в самой верхней части земной коры до глубины 300 − 400 м, реже более.

Подземные воды этой зоны дренируются реками; в масштабе геологическо-

го времени − это воды молодые; водообмен осуществляется за десятки и тысячи лет;

   зона замедленного водообмена (воды солоноватые и соленые), за- нимает промежуточное положение и располагается до глубины 600-2000 м. Об- новление вод в процессе круговорота происходит в течение сотен тысяч лет;

         зона весьма замедленного водообмена (воды типа рассолов) при-

урочена к глубоким зонам земной коры и полностью изолирована от поверхно-

стных вод и атмосферных осадков. Водообмен − в течение сотен миллионов лет.

Наибольшее значение для водоснабжения имеют подземные воды, цирку-

лирующие в зоне интенсивного водообмена. Постоянно пополняясь атмосфер-

ными осадками и водами поверхностных водоемов, они, как правило, отлича- ются значительными запасами и высоким качеством. Воды двух нижних зон, расположенных до глубины 10−15 км, практически в процессе круговорота не возобновляются, запасы их не пополняются.

Ниже глубины 10-15 км вода предположительно находится в парообразном состоянии.