2.2 Побудова карт гідроізогіпс і глибин залягання ґрунтових вод

2.2.1 Теоретичні відомості

У земній корі існують різноманітні за походженням, умовами залягання, поширенням і розвитком товщі гірських порід, які неоднаково насичені підземними водами та по-різному пропускають їх через себе і взаємодіють з ними. Шари добре проникних гірських порід утворюють водоносні комплекси і горизонти, а слабопроникні породи - водотривкі горизонти та відносно водотривкі товщі.

За здатністю горизонту пропускати і віддавати гравітаційну воду виділяють його стани: водоносний, водотривкий і відносно водотривкий. Водоносні породи добре пропускають і віддають вільну воду (їх коефіцієнти фільтрації k>=1м/добу і водовіддачі >=0,1). Це горизонти пісків, тріщинуватих вапняків тощо. Менш водоносні супіски, слаботріщинуваті піщаники тощо, для них нижньою межею є такі значення: k=10^-1 м/добу, >=0,01.

Водотривкі породи не пропускають вільну і не віддають фізично зв'язану воду. Ці породи характеризуються значеннями коефіцієнтів фільтрації k<10^-3 м/добу і водовіддачі >=0,001.

Відносно водотривкі породи пропускають і віддають невелику кількість вільної води. У залежності від термодинамічних умов кількість цієї води змінюється, що в основному пов'язано з переходом частини фізично зв'язаної води у вільну і навпаки. Шари породи відносно водотривкі, якщо коефіцієнт фільтрації k змінюється від 10^-1 до 10^-3 м/добу, а коефіцієнт водовіддачі  - від 0,01 до 0,001.

Водоносний горизонт - це один чи кілька водоносних шарів, які характеризуються спільністю формування і прояву в них руху води та мають унаслідок цього єдину п'єзометричну поверхню і залягають між водотривкими породами чи між зоною аерації і водотривом.

За гідравлічною ознакою водоносні горизонти поділяються на безнапірні і напірні. Нижче наведені характеристики цих водоносних горизонтів.

2.2.2 Грунтові води

Ґрунтові води - це підземні води першого від поверхні постійно існуючого безнапірного водоносного горизонту, який залягає на першому витриманому водотривкому горизонті (рис. 2.2.1).

а б в

Рис. 2.2.1 – Ґрунтові води:

а – потік ґрунтових вод; б – басейн ґрунтових вод; в – поєднання ґрунтових вод і басейна; 1 – дзеркала ґрунтових вод; 2 – водоносні горизонти; 3 – водотрим.

Ґрунтові води характеризуються такими особливостями:

1. Область їх живлення звичайно збігається з областю поширення.

2. Основні джерела живлення - атмосферні, поверхневі і конденсаційні води, а іноді й напірні, що знаходяться нижче.

3. У більшості випадків ці води безнапірні, тобто поверхня ґрунтових вод, що сполучається з атмосферою, зазнає тільки атмосферний тиск; вона зветься вільною поверхнею.

4. Ґрунтові води гідравлічно зв'язані з поверхневими водотоками і водоймами — ріками, озерами, заболоченими зниженнями.

5. Режим ґрунтових вод зазнає безпосередній вплив гідрометеорологічних факторів і характеризується сезонними коливаннями рівня, дебіту і хімічного складу.

При дослідженні ґрунтових вод для водопостачання, меліорації, будівництва різних споруд і інших цілей велика увага приділяється вивченню їх поверхні. Форма поверхні ґрунтових вод визначається водопроникністю порід, умовами живлення водоносного горизонту, конфігурацією берегів рік, в які стікають ґрунтові води, зниженням водотрима, потужністю водоносного шару тощо. Про форму їхньої поверхні можна судити по карті гідроізогіпс.

Гідроізогіпсами називають лінії, що з'єднують точки з однаковими позначками рівнів ґрунтових вод.

За картою гідроізогіпс вирішують важливі практичні завдання: проектування водопостачання на базі ґрунтових вод, розробка осушувальних заходів, вибір площадок під промислові чи цивільні споруди тощо