Глава 5. Гидрогеология.

5.1. Происхождение подземных вод.

Вопрос о происхождении подземных вод имеет большое научное и практическое значение и решить его пытались еще с глубокой древности; это один из интереснейших и очень сложных вопросов гидрогеологии.

Древнейший философ Платон (5-6 вв. до н. э.) предполагал, что подземные воды образуются за счет морской воды, которая проникла через «отверстия» в земле в «подземную область», каким-то образом очищалась от солей и выходила на поверхность земли в виде родников пресной воды, которые питают реки , стекающие в моря и океаны. Платон впервые высказал правильную идею о круговороте воды на Земле.

Русский ученый А. Ф. Лебедев в результате многочисленных опытов, проведенных на Одесской опытной станции в 1907-1919 гг., доказал возможность конденсации водяных паров в порах горных пород.

В настоящее время, после большого изучения характера подземных вод можно считать, что основным видом питания подземных вод является инфильтрация (просачивание) атмосферных осадков, хотя часть их образуется несомненно путем конденсации.

К подземным водам относятся воды, которые находятся в порах, трещинах или пустотах горных пород, обладающих водоотдачей. Следовательно, содержащаяся в них вода является свободной, способной перемещаться под действием силы тяжести.

В любой части территории Российской Федерации начиная с некоторой глубины неизбежно присутствие подземных вод. В инженерной геологии они рассматриваются прежде всего как фактор, влияющий на свойства пород, определяющий водный и солевой режим почв и имеющий исключительное значение в развитии оползневых явлений.

Подземная вода снижает прочностные свойства грунтов, что при определенных условиях приводит к развитию геодинамических процессов, которые во многих районах нашей страны создают большую угрозу населенным пунктам (Черноморское побережье, Поволжье и др.)

5.2. Классификация подземных вод.

Существует большое число классификаций подземных вод, предложенных разными авторам, до настоящего времени нет единой общепринятой классификации. Это объясняется тем, что подземные воды циркулируют в земной коре в самых различных геологических условиях; их физические свойства и химический состав чрезвычайно разнообразны; постоянно передвигаясь, они взаимодействуют с горными породами (растворяют их, выщелачивают, отлагают соли, цементируют и т. д.) и в процессе этого взаимодействия изменяют химический состав и свойства; требования к подземным водам самые различные в зависимости от их использования.

В основу классификации подземных вод могут быть положены различные признаки: способ образования, условия залегания, гидравлические свойства, литологический состав водоносных пород, их возраст, физические свойства подземных вод, их химический состав. Каждый из этих признаков имеет существенное значение при характеристике и оценке подземных вод, но не один из них, взятый в отдельности, не является достаточным для общей классификации подземных вод.

По условиям образования подземные воды подразделяются на различные группы, из которых практически наиболее важное значение имеют воды инфильтрационные, и частично конденсационные.

По условиям залегания подземные воды делятся на следующие типы:

грунтовые, образующие самую верхнюю гидрогеологическую зону в

поверхностных слоях земли; пластовые, приуроченные к водопроницаемому пласту, перекрываемому и подстилаемому водоупорными породами; трещинные, приуроченные к трещинам в скальных горных породах, независимо от генезиса трещин; карстовые, находящиеся в пустотах и пещерах закарстованных пород (известняках, гипсах и т. д.).

По гидравлическим свойствам подземные воды делятся на безнапорные, или воды со свободной поверхностью, и напорные, когда водоносный горизонт перекрыт сверху водоупорной породой и находящейся в нем подземная вода испытывает гидростатическое давление, обуславливающее напор.

В зависимости от возраста водовмещающих пород подземным водам присваивается соответствующее наименование: воды юрских, меловых, третичных отложений и т. д.

По степени минерализации, В. И. Вернадский предложил делить подземные воды на:

1). Пресные (содержащие до 1 г/л растворенных веществ)

2). Солоноватые (от 1 до 10 г/л растворенных веществ)

3). Соленые ( от 10 до 50 г/л растворенных веществ)

4). Рассолы ( более 50 г/л растворенных веществ)

По температуре воды разделяются на:

1). Холодные, с температурой ниже 20 С

2). Теплые, с температурой от 20 до 40 С

3). Горячие, с температурой более 40 С.

В практике при характеристике и оценке подземных вод существенное значение имеет не только общее содержание растворенных солей, но и состав этих солей. В зависимости от преобладания растворенных солей различают воды по анионам – гидрокарбонатные, сульфатные и хлоридные, а по катионам – кальциевые, магниевые и натриевые. Воды, в которых нет преобладания того или иного аниона или катиона, называются смешанными.

Кроме солей, в подземных водах всегда содержатся различные газы – углекислота, азот, сероводород и другие, часто имеющие большое практическое значение. В зависимости от этого различают: углекислые, сероводородные, радоновые и другие виды подземных вод.