6.6. Класифікація підземних вод.
Підземні води класифікують за рядом ознак і властивостей. В інженерно - геологічних цілях підземні води доцільно класифікувати за гідравлічними ознаками (напірні і безнапірні) та умовами залягання в земній корі (верховодка, ґрунтові, міжшарові, артезіанські) (див. рис. 6.6). Окремо вирізняють тріщинні, карстові води, а також води багаторічної мерзлоти.
Верховодка - це тимчасове накопичення підземних вод в зоні аерації на випадкових локальних водотривах. Зона аерації розташована вище рівня підземних вод, де переважна частина пор заповнена тільки повітрям. Тимчасовими водотривами можуть бути лінзи супісків і суглинків у шарах пісків, прошарки трохи щільніших порід і т. ін. Під час інфільтрації через зону аерації вода тимчасово затримується і накопичується там, утворюючи своєрідні тимчасові водоносні горизонти. Найчастіше це буває в періоди сніготанення чи сильних злив. У засушливу пору року верховодка зникає: вода випаровується чи проникає в нижні водоносні горизонти. Верховодка може утворюватися в ґрунтах промислових майданчиків і в межах житлових масивів міст внаслідок витоків із водонесучих комунікацій, а також при конденсації водяної пари у затінених спорудами місцях.
Основні прикмети верховодки: тимчасовий, часто сезонний характер, незначна площа розповсюдження, невелика потужність, безнапірність та забрудненість.
Верховодка небезпечна для будівництва та експлуатації будівель і споруд. Ця вода може заливати їх підземні частини, підтоплювати, знижувати міцність та збільшувати деформативність ґрунтів основи, якщо не були передбачені заходи захисту від верховодки (рис.9). В лесових породах поява верховодки призводить до виникнення просадкових явищ, а отже, до нерівномірних деформацій споруд.
Ґрунтові води - це перший від поверхні Землі водоносний горизонт, розміщений на постійному водотриві. Ґрунтові води характеризуються рядом ознак.
Ґрунтові води мають вільну поверхню оскільки зверху водоносний горизонт не перекритий водотривкими шарами. Ця поверхня називається дзеркалом (у профілі - рівень). Положення дзеркала ґрунтових вод відповідає рельєфу місцевості. Глибина залягання змінюється від 1...2 до 20...50 м. Відстань від рівня підземних вод (РПВ) до водотривкого ложа називають потужністю водоносного горизонту. Ґрунтові води завжди безнапірні.
Живлення ґрунтових вод відбувається головним чином за рахунок інфільтрації атмосферних опадів, надходження води із поверхневих водоймищ та рік, конденсації водяної пари. Площа живлення горизонту практично відповідає площі його розповсюдження. Ґрунтові води часто бувають забруднені шкідливими речовинами, що вільно проникають з поверхні Землі.
Ґрунтові води безперервно рухаються і найчастіше утворюють потоки, які течуть у напрямку ухилу водотрива.
Кількість, якість і глибина залягання ґрунтових вод залежить від геологічної будови місцевості і кліматичних умов.
За розподілом по площі визначають певну зональність ґрунтових вод. Найчастіше виділяють чотири зони.
Ґрунтові води річкових долин, що пов'язані з алювіальними наносами, мають невисоку мінералізацію, залягають на глибині від 0 до 10...15 м, використовуються для водопостачання.
Води льодовикових відкладів, розповсюджені на півночі Європейської території, містяться в уламкових льодовикових породах; горизонти багатоводні, вода слабко мінералізована, широко використовується для водопостачання.
Ґрунтові води пустель та напівпустель. Горизонти маловодні, залягають на значних глибинах, вода високомінералізована.
Води гірських областей. Водоносні горизонти передгірних похилих рівнин багатоводні, широко використовується для водопостачання.
Крім названих існують також ґрунтові води боліт, карстових пустот та ін.
У будівельній практиці найчастіше зустрічаються з перешкодами, що їх чинять ґрунтові води, коли вони знаходяться в зоні інженерної діяльності людини.
Міжшарові підземні води залягають між двома водотривкими шарами. За гідравлічними ознаками вони можуть бути як безнапірними, так і напірними.
Міжшарові безнапірні води зустрічаються відносно рідко. Вони властиві горизонтальним шарам, що бувають частково або повністю заповнені водою. За своїми властивостями ці води схожі з ґрунтовими, але умови живлення дещо інші: вони живляться в місцях виходу водоносного горизонту на поверхню Землі, а також за рахунок гідравлічного зв'язку з іншими горизонтами. Води мають вищу якість і менше забруднені, ніж ґрунтові.
Рис 9 Схема залягання безнапірних підземних вод: а – верховодка; б – ґрунтові води; в – міжшарові води; 1 – зона аерації; 2 – водоносний шар; 3 – водотривкий шар
Рис. 10. Схема виникнення напірних вод.
Міжшарові напірні води (артезіанські) пов'язані із заляганням водоносних горизонтів у синклінальних чи моноклінальних структурах (рис.10). Площа розповсюдження напірних водоносних горизонтів називається артезіанським басейном. Міжшарові води перекриті водотривкими шарами, які відділяють область живлення від області їх поширення. Пряму лінію, яка з’єднує область живлення напірних вод із місцем їх часткового розвантаження, називають п’єзометричним рівнем
Характерні риси артезіанських вод - це здатність утворювати висхідні джерела, неспівпадіння області живлення із площею розповсюдження, невелика забрудненість, великі запаси води та ін.
Багато артезіанських басейнів, наприклад Дніпро-Донецький, займають величезні площі, містять декілька водоносних горизонтів і використовуються як важливе джерело питного та технічного водопостачання.