12. Современные представления о происхождении подземных вод; их генетические типы.

Генетические типы подземных вод

Пути образования ПВ, их генезис • Понятие о ресурсах подземных вод прямо связано с их происхождением (генезисом). На основе современных теоретических представлений можно выделить следующие пути образования подземных вод (генетические типы): • Инфильтрационные воды • Конденсационные воды • Седиментационные воды • Эндогенные воды • Техногенные воды

Инфильтрационные воды • Инфильтрационные воды – образовались путем инфильтрации и инфлюации воды атмосферных осадков. • Инфильтрация -проникновение атмосферных осадков при неполном насыщении пор водой через зону аэрации. • Инфлюация — вливание потоков воды по трещинам и карстовым пустотам). • Эта теория всегда была господствующей, т. к. отвечала запросам практики водоснабжения и подтверждалась визуальными наблюдениями (автор Марк Витрувио Поллио).

Конденсационные воды • Конденсационные воды – проникающие главным образом из атмосферы в виде пара и конденсирующиеся в породах зоны аэрации. Явление конденсации имеет место и при миграции различных газов (в том числе углеводородных) из мест с высокими температурами и давлением в места с низкими их значениями

Седиментационные воды • Седиментационные воды – захороненные вместе с осадочным материалом в бассейнах осадконакопления, в процессах литогенеза и претерпевшие значительные изменения в ходе геологической истории. • Эти три генетических типа подземных вод входят в понятие экзогенные воды.

Генетическая классификация подземных вод (по Е. В. Пиннекеру)

Эндогенные воды • Эндогенные воды – образуются в горных породах в результате метаморфических процессов, в магматических очагах, а также при дегидратации минералов. • А. А. Карцев выделяет также “возрожденные воды” – продукт дегидратации глинистых минералов и метаморфизма пород. Они занимают промежуточное место между седиментационными и эндогенными водами.

Техногенные воды • Техногенные воды – продукт хозяйственной деятельности человека. Они образуются при различных технологических процессах, при бурении скважин, закачке чуждых вод в нефтяные пласты (система поддержания пластового давления), при захоронении промышленных стоков в глубокие горизонты. Могут содержать в своей основе все природные генетические типы подземных вод или их смесей, массу компонентов искусственного происхождения.

13. Основные виды и законы движения подземных вод.

1) Негравитационное движение воды – характерно для рыхлых глинистых пород. Играет большую роль в распределении влаги в зоне аэрации. Обусловлено действием капиллярных сил, разности температуры, различий в минеральном составе, разности концентрации порового раствора и др. Скорость миграции мала.

2) Гравитационное движение воды, подразделяется на:

- свободное просачивание под действием силы тяжести в зоне аэрации;

- фильтрация – ниже зеркала грунтовых вод и подземной воды.

Факторы фильтрации: напорный градиент, мощность водоносного горизонта, водопроницаемость пород.

Фильтрация бывает безнапорной и напорной.

· Безнапорная фильтрация присуща грунтовым водам, когда поверхность фильтрующейся воды всегда является свободной, давление на неё постоянно и равно атмосферному.

· Напорная фильтрация – свойственна артезианским водоносным горизонтам, в которых давление всегда выше атмосферного и равно высоте пьезометрического уровня данной точке.

Безнапорное движение происходит при наличии разности уровня её в двух сечениях. Разность уровня двух точек, отнесённая к расстоянию между ними, называется гидравлическим градиентом.

!!!

Подземные воды передвигаются в основном путем инфильтрации и фильтрации.

Под инфильтрацией понимают движение воды при частичном заполнении пор воздухом либо водяными парами.

При фильтрации движение воды происходит при полном заполнении пор(трещин) водой. Масса этой движущей воды создает фильтрационный поток.

Фильтрационные потоки различают по характеру движения (установившийся и неустановившийся), гидравлическому состоянию (безнапорные, напорные и напорно-безнапорные). Движение потоков в основном ламинарное (параллельным) , в крупных трещинах и пустотах может быть турбулентным (завихряющемся). В плане фильтрационные потоки можно рассматривать как плоские и радиальные (сходящиеся (например к колодцу) и расходящиеся).

Фильтрация в полностью водонасыщенных водах при ламинарном (параллельном, спокойном, без завихрений) движении воды подчиняется закону Дарси.

Основной закон фильтрации подземных вод - Закон фильтрации Дарси

Движение подземных вод происходит при наличии разности гидравлических уровней (напоров). Воды двигаются от мест с высокими уровнями к местам с низкими уровнями. 

Отношение разности напоров к длине пути фильтрации называется гидравлическим (напорным) градиентом. Чем градиент выше, тем больше скорость движения.

I = ΔH/L,