1. Трещинные воды.

Трещинные подземные воды являются основным типом свободных (гравитационных) вод в изверженных, метаморфических, сильно литифицированных осадочных и вулканогенных породах, фильтрационные и емкостные свойства которых определяются развитием трещиноватости (трещин) различных генетических типов.

В зависимости от интенсивности трещиноватости, раскрытия трещин, наличия и отсутствия заполнителя (вторичные минералы, или рыхлый материал) проницаемость трещиноватых пород (даже одного сотсава) может изменяться практически от 0 до n*10² м/сут. Гравитационная емкость трещиноватых пород в отличие от поровых сред всегда является более низкой и не превышает, как правило 1-5 %.

В качестве подтипов трещинных вод (выделенных по генезису и характеру распространения трещиноватости) обычно рассматриваются:

• Регионально распространенные трещинные преимущественно грунтовые воды верхней зоны выветривания массивов скальных пород.

• Линейно-локальные потоки трещинно-жильных вод зон тектонических нарушений

• Напорные трещинные воды локальных зон глубинной трещиноватости горных пород.

• Пластовые трещинные воды, связанные со слоистыми сильно литифицированными или метаморфизованными породами осадочного чехла платформ и горно-складчатых областей.

• Трещинные и порово-трещинные подземные воды вулканогенно-осадочных пород областей молодого вулканизма.

Основными типами, наиболее широко распространенными и относительно хорошо изученными,собственно трещинными являются подземные воды верхней зоны выветривания и трещинно-жильные воды зон тектонических нарушений.

Трещинные подземные воды зоны экзогенной трещиноватости.

Распространены повсеместно в верхней части массивов скальных пород различного состава. Мощность верхней зоны с интенсивной экзогенной трещиноватостью в зависимости от состава и возраста горных пород,степени их дислоцирванности,рельефа, климатических факторов значительно изменяется. Интенсивность трещиноватости, трещинная скважность и проницаемость горных пород в верхней зоне меняются в широких пределах(см рис № 1)

Рис № 1.

Несмотря на несколько условный характер кривых они позволяют сделать три принципиально важных вывода.

• В зоне экзогенной трещиноватости собственно водоносный горизонт может быть связан только с ее верхней частью, причем фильтрационные свойства и в определенной мере емкостные свойтсва даже пород одного состава во всех случаях могут резко изменяться на коротких расстояниях в связи с различной глубиной залегания уровня грунтовых вод.

• В однородных разрезах относительно слабопроницаемой подошвой водоносного горизонта зоны экзогенной трещиноватости могут являться породы того же состава и возраста.

• При резко расчлененном рельефе относительно возвышенные участи междуречий с глубоким залеганием уровня грунтовых вод оказываются практически сдренированными(в периоды отсутствия инфильтрационного питания), поскольку собственно водоносной является только нижняя часть зоны экзогенной трещиноватости, сложенные слабопроницаемыми породами.

Условия залегания,питание и рагрузка определяются строением гидрогеологического разреза. (см. рис № 2)

В разрезах первого типа трещинные воды верхней зоны по условиям залегания всегда являются грунтовыми со свободной поверхностью. В разрезах второго типа при неглубоком залегании уровня трещинные воды образуют единый водоносный горизонт с водами рыхлых отложений. В разрезах третьего типа при неглубоком залегании уровня слабопроницаемые породы играют роль относительно водоупорной кровли горизонта трещинных вод, в связи с чем последние приобретают местный напор.

Питание трещинных грунтовых вод осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков практически на всей площади массива. Однако даже в единых климатических условиях величины фильтрационного питания грунтовых трещинных вод, и как правило, резко меняются на коротких расстояниях в зависимости от рельефа и типа строения зоны аэрации.

Разгрузка грунтовых вод зоны экзогенной трещиноватости формируется как в виде открытых выходов, так и скрыто в гидрографическую сеть. Характерными видами разгрузки являются рассредоточенные высачивания и субфлювиальные выходы, формирующиеся в нижних частях склонов и в верховьях современной гидрографической сети.

Дебиты скважин обычно изменяются от 0.1-0.5 до 2-3 л/с. На пониженных участках территории при наличии в верхней части разреза слабопроницаемых пород (3-й тип разреза) скважины нередко вскрывают напорные самоизливающиеся трещинные воды, разгрузка которых осуществляется путем затрудненной вертикальной фильтрации. (см рис № 3)

Рис № 3.

Притоки в горные выработки в зависимости от климата территории, типа горных пород и мощности верхней зоны трещиноватости изменяются в широких пределах: от 3-5 до 1000 м³/ч.

Формирование химического состава грунтовых вод зоны экзогенной трещиноватости определяется основными факторами:

• Короткими путями фильтрации и в целом высокими скоростями движения грунтовых вод.

• Отсутсвием, как правило, в верхней зоне массивов скальных пород легкорастворимых минеральных соединений.

В этих условиях формируются преимущественно ультрапресные и маломинерализованные (до 150-200 мг/л) грунтовые воды гидрокарбонатно кальциевого состава. Воды сульфатного и хлоридного состава с минерализацией до 2-3 г/л и более могут формироваться в зоне экзогенной трещиноватости гипс-ангидритовых и загипсованных пород.

Режим грунтовых вод зоны экзогенной трещиноватости формируется под воздействием климатических факторов и в целом характеризуется значительной изменивостью, особенно на участках, где непосредственно с поверхности распространены интенсивно трещиноватые породы.В периоды весеннего снеготаяния или обильного выпадения жидких атмосферных осадков формируется быстрое инфлюационное питание, которое приводит при низких значениях гравитационной емкости к резкому подъему уровня ГВ.В периоды отсутствия питания происходит достаточно быстрое снижение уровня.

Основные изменения химического состава и температуры трещинных вод связаны главным образом с периодами формирования интенсивного атмосферного питания.

Использование этих вод связано главным образом с организацией индивидуального и мелкого централизованного водоснабжения.

Трещинно-жильные воды зон тектонических нарушений.

Зоны тектонических нарушений при определенных условиях характеризуются значительно более интенсивной трещиноватостью в сравнении с горными породами массива. В большинстве случаев породы в зонах нарушений характеризуются относительно высокой проницаемостью главным образом в верхней части разреза в пределах зоны развития экзогенной трещиноватости.

Трещинно-жильные подземные воды по условиям залегания не формируют единого водоносного горизонта, а образуют локальные субвертикальные потоки подземных вод, огрниченные собственно зоной тектонического нарушения. Гидравлическая связь таких потоков между собой может практически отсутствовать или осуществляться достаточно сложно при пересечении зон тектонических нарушений, наличии глубинных зон трещиноватости.

Питание трещинно-жильных вод формируется за счет инфильтрации атмосферных осадков и за счет притока грунтовых вод из водоносного горизонта зоны экзогенной трещиноватости. Характерным является также наличие участков интенсивного сосредоточения питания за счет поглощения поверхностных вод.

Разгрузка трещинно-жильных вод осуществляется в виде родников, субаквальных выходов непосредственно с руслах рек или в аллювиальные, озерные и другие отложения на участках, где эрозионные врезы вскрывают в рельефе зоны тектонических нарушений.

При гидрогеологических съемках и маршрутных наблюдениях картирование обводненных зон тектонических нарушений чаще всего связано с выявлением участков разгрузки трещинно-жильных вод.

Химический состав и минерализация трещинно-жильных вод определяются в основном глубинами, на которых формируются их потоки. В верхней части разреза воды преимущественно пресные гидрокарбонатно кальциевые. Состав вод примерно соответствует составу грунтовых вод зоны экзогенной трещиноватости.

Температура трещинно-жильных вод формирующейся в верхней зоне может превышать общий фон.

Режим определяется глубиной залегания. С увеличением глубины залегания режим становится стабильным, в верхней зоне схож с режим ГВ зоны экзогенной трещиноватости.

Пластово-трещинные ПВ.

Связаны со слоистыми сильно литифицированными или частично метаморфизованными осадочными породами. Фильтрационные и емкостные свойства наряду с трещинной скважностью, определяются наличием первичной седиментогенной пористостью.

2. Трещинно-карстовые воды.

Этим типом вод,называются свободные (гравитационные) подземные воды, связанные с горными породами, скважность которых наряду с трещиноватостью определяется наличием карстовых пустот, оразующихся в результате растворения мин. Скелета горной породы.

Формирование подземных карстовых пустот и их распределение в разрезе массива горных пород определяются наличием:

• Растворимых горных пород

• Путей движения подземных вод в минеральном скелете горной породы.

• Фильтрацией подземных вод, недонасыщенных по отношению к растворимому минеральному соединению.

Условия залегания трещинно-карстовых вод определяются характером закарстованности массива и режимом уровней грунтовых вод.В связи с эти выделяют несколько зон (см. рис № 4)

Рис № 4

• Зона аэрации(1)

• Зона переменного насыщения (2)

• Зона постоянного насыщения(3)

• Зона регионального стока трещинно-карстовых вод (4)

Питание осуществляется за счет инфильтрациии поглощения поверхностных вод.

Разгрузка в виде многочисленных родников и субаквальных выходов.

К вопросы о взаимодействии с поверхностными водами(см.рис № 5).

Рис № 5

Хим.состав определяется составом карстующихся пород.

Гидродинамический режим зависит от характера закарстованности массива.