3. Нахождение воды в горных породах

Типы подземных вод по условиям залегания и гидравлическому характеру

Вклассификации Ф. П. Саваренскоговыделяются следующие основные типы подземных вод:

А — воды безнапорные: а) верховодка,б)грунтовые воды,в)межпластовые; Б — воды напорные: г) артезианские;

Помимо перечисленных главных типов, существует ряд своеобразных видов подземных вод, приближающих­ся к тем или иным выделенным основным разностям. К ним относятся: а) трещинные и карстовые воды, б) ми­неральные воды и некоторые другие.

Верховодка

Этот вид безнапорной воды отличается незна­чительным распространением, малой мощностью и частосезонностью существования. Образуется верховодка нанебольшой глубине над случайными водоупорами. Примером верховодки служат образующиеся в апреле — июне на водоразделах степной полосы временные водоносные горизонты, залегаю­щие в почвах над уплотненным карбонатным горизонтом.

Эти горизонты в июле — августе исчеза­ют вследствие испа­рения и инфильтрации воды в более глубокие слои. Такие же

временные скопления воды появляется после дож­дей, снеготаяния.

Рис. 3. Схема залегания безнапорных подземных вод: 1-верховодка; 2-грунтовая вода; 3-межпластовые воды

Верховодка часто образуется на промышленных площадках и в пределах жилых кварталов городов вследствие течи различных водонесущих устройств (водопровода, канализации, бассей­нов и т. д.).

Грунтовые воды

Эти воды представляют собойconst во времени и значительный по площади распростр-ягоризонт подземн воды, залегающий на первом водо­упорном (считая от поверхности) слое (рис. 3). Глуби­на залегания грунтовых вод сравнительно невелика и обычно колеблется от 1—2 до 20—50 м. Главные харак­терные особенности грунтовых вод следующие:

а) поверхность их свободная, т. е. она не ограничена сверху водоупорным слоем. Это обусловлено отсутствием напорности в этих водах;б) территория, на которой происходит питание этого горизонта приближается к площади его распространения;в) питание грунтовых вод - за счет атмосферных осадков, поступления воды из поверхностных водоемов и рек, а также конденсации паров;г) грунтовые воды образуют потоки, которые направлены в сторону общего уклона водоупора.

Рис. 4. Грунтовый бассейн

В отдельных случаях могут образоваться грунтовые бас­сейны (рис. 4);

д)горизонт грунтовой воды открыт для проникнове­ ния в него поверхностных вод, что часто приводит к зна­ чительной загрязненности его различными вредными примесями;

е)грунтовые воды, как правило, связаны гидравличе­ ски с реками, озерами и другими поверхностными водами;

ж)этот тип подземных вод при выходе в стенках оврагов, балок и других депрессий образует нисходящие, свободно изливающиеся источники.

Грунтовые воды имеют особое значение для строите­лей. В практике чаще всего приходится бороться с прито­ком в котлованы, траншеи и карьеры именно этого типа подземных вод.

М е ж пластовые воды отличаются от грунтовых тем, что залегают между 2 водоупорных пластов, не заполняя при этом полностью всей мощности водовмещ-го пласта (рис. 140). Их харак-е черты в основ­ном сходны. Некоторое отличие имеется лишь в условиях питания, а также в степени загряз-ти межпласт-вых вод, закрытых от прямого попадания поверхн-х вод верхним водоупорным слоем.

Напорные (артезианские) воды

Артезианские воды имеют напоры. При вскрытии скв этого горизонта вода поднимается значи­тельно выше кровли водоносного пласта, а в некотор случаях даже фонтанирует. Линия, соединяющая отметки установ-ся напорного уровня в скв, обра­зует пьезометрический у р о в е н ь артезианских вод. Возникновение напора обусловл-ся особыми условиями расположения в пространстве этого типа под­земных вод.

Рис. 5. Схема артезианского бассейна:

1 — области питания, 2 — область распространения, 3 — пьезометрический уропень, 4 — водоупорные слои, 5 — водоносные слои

Наиболее часто оно определяется синклина-леобразной формой залегания пластов, среди которых чередуются прослои песка и глины (рис. 5).

Характерные черты артезианских вод — их спос-ть образ-ть восходящие источники, несовпадение области питания с областью распростр-я, малая за­грязн-ть и некот др.

На обширной территории, имеющей синклиналеобраз-ное строение, может образ-ся 1 или неск напорных горизонтов, распол-х в несколько эта­жей, разделенных водоупорными слоями. В этом случае говорят об артез-х бассейнах.

Прочие виды подземных вод

Втрещинах массивных пород также могутнакапливаться подземные воды, в одних случаях имею­щие единую гидравлическую систему, в других — образу­ющие группу разобщенных горизонтов. Подземные воды этого типа носят название трещинных. В зависимо­сти от характера системы трещин, разбивающих породы, эти воды могут иметь напор или свободную поверхность.

Приближаются к трещинным водам так называемые карстовые воды, циркулирующие по каналам, тре­щинам, пустотам, образовавшимся в известняках или гипсах в результате растворения их водой. В большей части случаев карстовые воды гидравлически связаны с трещинными.

Большое значение имеют м и н е р а л ь н ы е воды, отличающиеся высоким содержанием различных раство­ренных солей. Наибольшее значение имеют сульфаты, хлориды, бикарбонаты. Также минер-е воды могут содержать также газообр-е компоненты: углекислый газ, азот, сероводород и некот др. Источники мин-х вод могут быть холодными (до 20° С), теплыми (до 40°С), горячими. По условиям залегания и напорности мин-е воды могут относиться к различным типам. Встречаются как безнапорные, так и напорные воды.

Типы подземных вод зоны многолетней мерзлоты

По Н.И. Толстихину выделяют:

А) надмерзлотные, залегающие над зоной мерзлых пород;

Б) межмерзлотные воды, как жидкие, циркулирующие в массиве вечномерзлых пород, так и твердые, ископаемые льды;

В) подмерзлотные воды – это все подземные воды залегающие ниже слоя многолетней мерзлоты.