11 Трещинные и карстовые воды

Подземные воды в трещиноватых и закарстованных породах по

гидравлическому характеру могут быть как грунтовыми, так и напор-

ными.

Подземные воды, залегающие и циркулирующие в трещиноватых

магматических, и осадочных горных породах, называют трещинова-

тыми.

Условия залегания и распространения трещинных вод зависят от

происхождения и характера трещин. Трещины могут быть трех видов:

трещины выветривания, литогенетические и тектонические.

Трещины выветривания характерны для верхних слоев пород

(максимальная трещинноватость наблюдается на глубине первых 2-3

м, затем она уменьшается, хотя и на большой глубине встречаются

трещины значительных размеров).

Наиболее водообильны трещины в породах, подверженных вы-

щелачиванию - известняках, доломитах и др. Менее водообильны тре-

щины в метаморфических и изверженных породах.

Литогенетические трещины, возникающие в процессе образова-

ния горной породы, обычно пересекают всю ее толщу. Такие трещины

уходят на значительную глубину и способствуют формированию водо-

обильных и больших по площади водоносных горизонтов.

Тектонические трещины находятся в зонах разломов, сбросов,

надвигов и других тектонических нарушений. Они пересекают пласты

разного состава, обладают значительной водообильностью и просле-

живаются на глубину в сотни метров и более. Через тектонические

трещины и нарушения осуществляется гидравлическая связь различ-

ных водоносных горизонтов.

В большинстве случаев в горных породах одновременно наблю-

дается трещиноватость всех трёх типов.

Питание подземных вод трещиноватых пород осуществляется

главным образом путем инфильтрации атмосферных осадков и по-

верхностных вод. Поэтому по минерализации это преимущественно

пресные воды.

К тектоническим разломам могут быть приурочены минеральные

и термальные источники, поднимающиеся со значительных глубин и

выносящие на поверхность различные соединения.

86

Подземные воды, залегающие и циркулирующие в карстовых

пустотах, называются карстовыми. Районы, подверженные карсту,

характеризуются быстрым поглощением атмосферных осадков и по-

верхностных водотоков. При выпадении осадков, вследствие их интен-

сивного поглощения, уровень карстовых вод резко повышается, расхо-

ды могут достигать нескольких кубометров в секунду. В засушливые

периоды уровень вод резко падает, дебит источников резко сокращает-

ся. Такая значительная амплитуда колебаний дебита источников кар-

стовых вод характерна для зоны свободного водообмена, расположен-

ного выше вреза речной сети. Карстовые воды этой зоны легко загряз-

няются бытовыми и сточными водами. В более глубоких зонах, распо-

ложенных вне дренирующего влияния рек, карстовые воды имеют, как

правило, напорный характер и устойчивый режим.

12 Основные сведения о водозаборных сооружениях

Водозаборные сооружения (скважины, колодцы и др.) предна-

значены для отбора подземных вод на водоснабжение, орошение, для

понижения уровня подземных вод при осушении сельскохозяйствен-

ных земель, строительстве котлованов, шахт и др.

Водозаборы могут быть одиночными или групповыми.

Скважины и колодцы сооружают также для сброса поверхност-

ных или подземных вод в нижележащие пласты. Такие колодцы назы-

ваются поглощающими. Их строят для искусственного пополнения

запасов подземных вод, сброса сточных промышленных вод, осушения

местности и т.п.

Водозаборные колодцы или скважины, вскрывающие напорные

водоносные горизонты с пьезометрическим уровнем выше поверхно-

сти земли, фонтанируют. Из нефонтанирующих скважин воду откачи-

вают насосами. Количество воды, которое можно получить из скважи-

ны в единицу времени при откачке или самоизливе, называется расхо-

дом, или дебитом скважины.

По степени вскрытия пласта колодцы и скважины делятся на со-

вершенные и несовершенные. Первые вскрывают всю водоносную

толщу, вторые – лишь часть водоносного горизонта.

Водозаборные скважины в пределах водоносного горизонта обо-

рудуются фильтрами – для пропуска воды и предотвращения заиления

скважины частичками водоносной породы. Фильтры представляют

собой металлические или пластмассовые трубы с просверленными от-

87

верстиями или прорезями. Фильтры в мелкозернистых породах обма-

тывают металлической сеткой или стеклотканью, обсыпают гравием,

чтобы предупредить заиление, снижающее дебет скважины. В скаль-

ных породах скважины могут работать без фильтров.

Уровень подземных вод в скважине до откачки называется ста-

тическим. Под влиянием откачки происходит снижение уровня грун-

товых вод (или пьезометрического уровня напорных вод) как в самой

скважине, так и вокруг неё. Уровень воды в скважине в процессе от-

качки называется динамическим.

Влияние откачки распространяется на всё большее расстояние от

скважины, в результате чего образуется депрессионная воронка пара-

болического очертания (рис. 18). Наибольшее понижение уровня на-

блюдается вблизи скважины.

Рис. 18. Схема совершенной скважины в грунтовых водах

Радиус депрессионной воронки (R), то есть расстояние от центра

скважины до сечения, в котором практически уже не наблюдается

влияние откачки, называется радиусом влияния откачки. Значение

радиуса откачки зависит от условий питания водоносного пласта,

фильтрационных свойств отложений, продолжительности откачки и

других факторов.

При наливе или спуске воды в скважину, вскрывшую водоносный

слой, последний будет поглощать эту воду, если уровень воды в сква-

жине выше уровня водоносного горизонта. В результате вокруг сква-

жины образуется воронка поглощения, аналогичная по форме депрес-

сионной воронке, но в “перевёрнутом” виде.

88