63. Подземные воды. Границы и горизонты подземной части гидросферы

Подземная воды рассматривается как часть гидросферы и как часть земной коры. Подземная часть гидросферы состоит из двух заметно различных частей: а) глубинной воды объемом около 60 млн. км³, не участвующей в современном влагообороте и б) капельно-жидкой воды в верхнем слое земной коры объемом в 4 млн. км³.

Верхняя толща платформ материков, сложенная осадочными породами, всюду содержит подземную воду. В вертикальном разрезе в ней выделяют три яруса, различающиеся по возрасту, химическому составу и интенсивности водообмена.

Верхний ярус содержит пресную воду современного атмосферного происхождения, и только в областях внутриконтинентального аридного климата она может быть засоленной. Нижняя граница этого слоя проводится на уровне местных базисов эрозии, на глубине врезания речных долин и оврагов. При низком уровне рек вода из грунтов стекает в русла, при высоком реки питают грунт. Эта та часть подземной гидросферы, которая обеспечивает постоянство течения рек и в формулу водного баланса входит как величина устойчивого стока. Водообмен в этом слое непрерывен.

В уравнение водного баланса территории входит еще одна величина W – водообмен с подземными водами ниже уровня дренажа реками.

Ниже сферы влияния рек находится средний ярус замедленного водообмена, в котором древняя вода постепенно вытесняется современной; внизу смена продолжается около 300 лет. Глубина среднего горизонта принимается равной примерно 1 км. В него входит верхняя артезианская вода, также преимущественно пресная, используемая для водоснабжения.

Нижний ярус – ярус весьма замедленного водообмена. Вода в нем очень древняя, нередко погребенная, сильно минерализованная, иногда до концентрации рассола. Используется для добычи солей, йода, брома и других элементов. Капельно-жидкая вода в соответствии с температурой и давлением в земной коре может находиться до глубин в 10 км.

Вода атмосферного происхождения, уже участвовавшая во влагообороте, называется вадозной; в земной коре она может быть совершенно древней и даже погребенной. Погребенной называется вода, которая пропитывала породы морского дна во время их отложения, а потом оказалась вместе с ними перекрытой новыми слоями горных пород.

Вадозной противопоставляется ювенильная вода, которая выделяется из мантии и поступает в литосферу впервые и только что входит во влагооборот.

Характеристика грунтов по их отношению к воде. По отношению к воде все грунты схематически делятся на три группы:

А. Водопроницаемые, способные пропускать воду: 1) невлагоемкие – крупнозернистые пески и галечники, трещиноватые известняки; 2) влагоемкие – торф, ил, лесс, мел, суглинок.

Если слой водопроницаемых пород содержит воду, он называется водоносным.

Б. Водонепроницаемые; они могут быть: 1) невлагоемкими – магматические и метаморфические породы, плотные песчаники, 2) влагоемкими, которые после насыщения водой дальше ее не пропускают – глины, мергели.

По отношению к водоносным слоям водонепроницаемые выступают как водоупорные – на них скапливается вода.

В. Растворимые; на них образуется соляной карст – система пустот, возникающая при растворении соли.

Особое положение в этой классификации горных пород занимают известняки и доломиты. Они водоупорны, но при взаимодействии с водой растворяются, образуя карстовые пустоты.

Водообилие и условия движения подземной воды в пластах горных пород зависят от их пористости.

Таблица 6 – Пористость горных пород

Порода	Пористость, %
Речной песок	14,00-25,00
Глина	45,00-60,00
Торф	80,00

Верхняя часть коры выветривания в пределах интенсивного водообмена делится на два слоя: а) аэрации и б) насыщения. Слой аэрации включает почву и верхние части грунта. Он находится между атмосферой и подземной гидросферой и четко реагирует на погоду; не всегда насыщен водой. В нем происходит вертикальное движение влаги: в дождливое время от почвы вниз к грунтовой воде, в сухое – вверх от грунтовой воды к почве. Встречаются временные скопления поверхностей воды. Вода, залегающая обычно линзообразно, на небольшой глубине выше уровня грунтовых вод в зоне аэрации и приурочены к верхним прослойкам грунта с малой водопроницаемостью, называется верховодкой. Она подвержена резким колебаниям в зависимости от погоды и исчезает в сухое время. Легко загрязняется.

В слое насыщения, расположенном глубже, все поры пород заполнены водой.