Різновиди підземних вод за характером залягання - блог про самостійне туризмі
У літературі приблизно з 1860 р в зв'язку з практикою отримання самовиливаються підземної води укорінився французький термін «артезіанська вода». На противагу цьому терміну, що характеризує напірну воду, стали використовувати термін «грунтова вода», що характеризує «ненапорние води».
За характером залягання розрізняють:
· Води зони аерації;
· Елізіон (глибинні) води.
Підземні води зони аерації. Порожнечі грунту і гірських порід вище рівня грунтових вод містять повітря, водяна пара, гигроскопическую і капілярну вологу. В період під час дощів і сніготанення в зоні аерації з'являються підземні води. Просочуючись під дією сили тяжіння, вони можуть накопичуватися в грунті.
У широкому сенсі всі вільні води зони аерації називають верховодка. У більш стром розумінні до верховодка відносять воду в зоні аерації, що утворилася на лінзах відносних водоупоров. Тоді підземні води зони аерації це:
Грунтові води. У грунті знаходиться грунтова волога. На відміну від терміна «грунтова вода» він ширше і включає не тільки вільну воду. Наявність надлишкової грунтової води призводить до заболочування.
Інфільтруються води. Нижче грунтового шару (зазвичай до 5 м) між капілярно-підвішеними і капілярно-піднятими водами знаходиться проміжний шар або «мертвий горизонт». У ньому періодично з'являється своюодную (гравітаційна) вода, яка переміщається вглиб.
Верховодка утворюється якщо інфільтруються вода зустрічає на своєму шляху відносний бар'єр (непроникні породи). Такий шар води відрізняється сезонним характером. Він не є суцільного водоносного горизонту. Потужність верховодки зазвичай становить 0,4 - 1.0 м і формується в супесчано-суглинистих грунтах. Характер рельєфу істотно впливає на формування верховодки. Вона частіше створюється на плоских вододілах і в степах. Іноді її виявляють в розрізі річкових терас. Режим верховодки визначається кількістю інфільтруються опадів. Води верховодки легко схильні до забруднення, в обжитих місцях, де має місце витік побутових і промислових стоків
При невеликих розмірах і малій потужності відносного водоупора верховодка існує порівняно недовго: за короткий термін вода проходить через напівпроникні породи, або стікає за межі лінзи в її крайових частинах.
Грунтові води. Цей термін використовується С.Н. Нікітіним в 1900 р Під грунтовими водами розуміють вільні (гравітаційні води першого від земної поверхні водоносного горизонту. Зверху їх не перекривають водонепроникні породи і вони через зону аерації связавни з атмосферою. Термін «грунтовий» горизонт фактично став синонімом терміна «безнапірний». Поверхня ґрунтових вод іменується також дзеркалом грунтових вод.
Залежно від геоморфологічних і геолого-гідрогеологічних умов виділяють ґрунтовий потік, грунтовий басейн і поєднання грунтового потоку з грунтовим басейном.
Ґрунтовим потоком називають водоносний горизонт грунтових вод (або його частина), рух води в якому відбувається під впливом сили тяжіння в напрямку ухилу їх дзеркала.
Басейн грунтових вод (грунтовий басейн) зазвичай приурочений до зниження в водотривкому ложе, яке виконано водопроникними породами, насиченими водою; дзеркало його знаходиться в горизонтальному положенні.
Особливості ґрунтових вод
· Це безнапірні води і переміщаються під дією сили тяжіння
· Харчування їх здійснюється переважно за рахунок інфільтрації атмосферних опадів і конденсації вологи в зоні аерації
· Розвантаження відбувається біля основи схилів в поверхневі водойми і водотоки, з якими грунтові води мають гідравлічну зв'язок
· Внаслідок впливу приповерхневих чинників рівень, дебіт, температура та інші параметри грунтових вод не завжди стабільні в часі
· Неглибоке залягання і інтенсивний підземний стік викликають формування переважно прісних грунтових вод, але при недостатньому зволоженні території вони стають мінералізованими і солоними.
Умови харчування і поширення грунтових вод. Харчування грунтових вод здійснюється через зону аерації за рахунок інфільтрації атмосферних опадів (дощових, талих і повеневих вод) і вологи, що конденсується в зоні аерації.
Величина інфільтрації залежить від тривалості випадання опадів. Найбільше значення дають тривалі буря дощі. Зимові опади можуть служити джерелом живлення грунтових вод навесні після відтавання промерзлих порід.
У місцях порушення водотривкому перекриття (гідрогеологічні вікна) грунтові води можуть поповнюватися за рахунок подтока напірних вод з розташованих нижче пластів якщо напірний рівень перевищує позначки грунтових вод.
Розвантаження грунтових вод відбувається через розсіяні і зосереджені виходи, пластові висачіванія або в заболочені місця. Іноді такі ділянки простягаються вздовж схилу пагорбів у вигляді заболоченій смуги.
Характер залягання грунтових вод залежить від багатьох факторів (умов харчування, водопроникності порід, конфігурації берегів водойм і водотоків, з якими грунтові води мають гідравлічну зв'язок, положення водотривкому пласта і т.п.). Поверхня ґрунтових вод відображають на карті гідроізогіпс.
Гідроізогіпс називають лінії, що з'єднують точки з однаковими абсолютними, або відносними відмітками рівня грунтових вод.
Глибина рівня грунтових вод часто залежить від рельєфу місцевості. Тому поверхню грунтових водоносних горизонтів нерідко повторює в згладженому вигляді рельєф. У річкових долинах, балках ярах та інших пониженнях рельєфу грунтові води знаходяться на порівняно невеликій глибині, а на вододілах глибина залягання може досягати декількох десятків метрів.
Режим ґрунтових вод, тобто процес зміни їх кількості та якості в часі, вкрай непостійний і залежить від впливу на них природних або штучних факторів. Режим, який визначається тільки природними факторами називають природним або непорушеним, тоді як при впливі на його формування штучних чинників - його називають порушеним.
Напірні підземні води. Напірними називають підземні води в підземних горизонтах, перекритих і підстилаються водотривкими або відносно водотривкими пластами і володіють гідростатичним напором. Останній викликає підйом рівня води над покрівлею при розтині свердловинами. При сприятливих умовах свердловини дають фонтануючу воду. Однак не скрізь водоносний горизонт з напірними водами дає самоізлів.
Для напірних вод характерні наступні особливості:
· Це міжпластові води, горизонти і комплекси яких ізольовані зверху і знизу водоупорами
· Область харчування і створення напору вод і область їх поширення не збігаються і часто видалені одна від одної на великі відстані
· При розтині напірного водоносного горизонту поява води в свердловині завжди відзначається глибше в порівнянні зі сталим рівнем, якщо рівень встановлюється вище земної поверхні, то свердловина фонтанує
· Режим цих вод стабільніший в порівнянні з режимом грунтових вод. Поверхневі фактори роблять на нього набагато менший вплив
· У верхній частині розрізу напірні води прісні, а з глибиною їх мінералізація зростає.
Умови харчування і поширення. Серед природних ємностей напірних вод основними є басейни пластових вод і моноклінальние басейни пластових вод.
Під басейном пластових вод розуміють сукупність напірних водоносних горизонтів або комплексів, що залягають в синклінальних структурах, де рух підземних вод відбувається під впливом гідростатичного напору.
Водоносні комплекси напірного типу відрізняються відносно невеликим розміром області харчування (створення напору) в порівнянні з площаль стоку (розвитку напору). Іноді харчування напірних вод здійснюється шляхом підтікання з нижчого горизонту. Підтік зазвичай відбувається по тектонічно ослабленим зонам або через відносні водоупором. Іноді ці води гідравлічно пов'язані з грунтовими на ділянках, де розмиті перекривають водонепроникні пласти.
Область поширення напору знаходиться всередині основної площі напірного басейну; в її межах водоносних горизонтів (комплексів) властиві напірні рівні, які прийнято називати пьезометрические. Відстань по вертикалі від покрівлі водоносного горизонту до п'єзометричного рівня називають напором підземних вод. Напір характеризує запас потенційної енергії води.
П'єзометричний рівень визначають за вимірюваннями в свердловинах, що розкрила водоносний горизонт. Характер поверхні, складений пьезометрические рівнями на картах зображують гідроізопьезамі. Гідроізопьези - це лінії, що з'єднують точки з однаковими абсолютними відмітками п'єзометричного рівня.
Елізіон води. Крім напірних вод, що знаходяться під гідростатичним напором, існують води з іншим джерелом напору і харчування. Їх виділяють в самостійну групу. Відмінності в геологічну будову районів поширення і факторів напірні глибинних вод обумовлюють їх поділ на води:
· Басейнів пластових вод
· Кристалічного фундаменту, в тому числі - древніх щитів
· Різного роду розломів глибокого закладення в тектонічно активних областях.
У першому випадку і частково в второмпреобладают пасивні причини (гравітація, пластичність порід, присутність вуглеводнів і т.д.), в третьому - колосальні ендогенні сили. Відповідно на протилежних полюсах знаходитимуться води з Елізіон і ендогенних харчуванням.
Найбільш типові випадки поширення Елізіон вод характерні для басейнів пластових вод. Напрмер, основна маса вод гідрогеодінаміческого зони вельми утрудненого водообміну, води нафтових і газових покладів. Пластичні осадові породи мають найкращі властивості з одного боку, для ізоляції підземних вод від впливу гідростатичного напору, а з іншого - для виникнення і збереження гідрогеодінаміческіх аномалій.
Як правило, для свердловин, що розкривають елізінние води, характерний пульсуючий режим виливу. Їх дебіт швидко, рідше поступово знижується внаслідок релаксації пластового тиску. Такий режим притаманний і розсолу Прип'ятського прогину. Загальним для глибинних розсолів є швидке виснаження дебіту. Глибина залягання таких вод змінюється істотно. Іноді «запечатані» галактика поклади розсолів з аномально високим пластовим тиском (АВПД) зустрічаються лише на 0,4 - 0,5 км нижче земної поверхні.
У формуванні ресурсів Елізіон вод беруть участь води різного походження, але частіше за все вони є полігенетичним освітою. Займаючи самі нижні горизонти, Елізіон води відповідно до нормальної гідрогеохімічній зональностью зазвичай мінералізовані. Більш того, вони можуть бути гранично насиченими з мінералізацією понад 500 г / дм 3. Дуже часто глибинні води містять в підвищених кількостях ряд макро- і мікрокомпонентів (рідкісні лугу, бром, фтор, стронцій, літій, важкі метали і т.п.) .