Происхождение и характеристика подземных вод

Происхождение и характеристика подземных вод

По происхождению подземные воды подразделяются на:

ü инфильтрационные

ü конденсационные

ü седиментационные

ü ювенильные

Инфильтрационные воды образуются за счет просачивания в горные породы атмосферных осадков и поверхностных вод, так формируется большая часть подземных вод. Кол-во инфильтрационной воды определяется многими факторами: климатом, рельефом, растительностью, составом пород и т.д.

Конденсационные воды образуются благодаря конденсации водяных паров, перемещающихся под влиянием разности упругости из атмосферы в земную кору, а горных породах из одних горизонтов в другие. Эти воды, как правило, составляют небольшую часть общих запасов воды.

 Седиментационные (или реликтовые) являются остаточными водами древних бассейнов, захороненных в осадочных породах и сохранивших первоначальный состав до настоящего времени. Эти погребенные воды сохранились в глубоких частях закрытых гидрогеологических структур. Эти воды отличаются высокой минерализацией и используются  как сырье для химической промышленности или как лечебные воды.

Рекомендуемые материалы

Ювенильные (или глубинного происхождения) образуются за счет конденсации поднимающихся паров воды из глубинных недр земли, как правило, располагаются глубоко от поверхности земли и имеют древне происхождение.

Подземные воды могут быть напорными и не напорными. В не напорных водах уровень их проявления совпадает с уровнем их установления, а в напорных эти уровни не совпадают.

По условиям залегания подземные воды подразделяются на следующие горизонты:

1. Верховодка и временный водоносный горизонт, который образуется на линзах глинистых пород в зоне аэрации. Верховодка встречается на плоских водоразделах, в степях и на речных террасах, где имеет ограниченное распространение. В засушливое время года верховодка может полностью исчезнуть. В городах верховодка может образовываться в результате утечки подземных вод из водоводов и промышленных стоков.

2. Грунтовые воды – это первый от поверхности постоянно действующий водоносный горизонт, который залегает на первом водоупоре. Это, обычно, не напорные подземные воды, которые по всей области распространения питаются путем инфильтрации атмосферных осадков, через зону аэрации или за счет поверхностных вод, рек и водоемов. Грунтовые воды характеризуются областью питания и областью разгрузки. Область питания имеет наибольшие абсолютные отметки рельефа, а область разгрузки – наименьшие. Грунтовые воды могут залегать на различной глубине, что определяется многими факторами, при близком залегании водоупора и обильном питании и небольшом уклоне грунтов, воды залегают близко от поверхности земли. В распространении грунтовых вод наблюдается общая закономерность, которая проявляется в том, что при движении с севера на юг возрастает глубина залегания грунтовых вод и степень минерализации. В Тундре грунтовые воды сливаются с поверхностными, в зоне смешанных лесов залегают неглубоко, а в зоне степей и полупустынь на глубине 30-40м.

Артезианские воды – напорные воды, залегающие между водоупорными пластами геологических структур. В зоне распространения артезианских вод выделяют 2 области: область питания и область разгрузки. Артезианские воды, обычно, питаются за счет инфильтрации грунтовых и речных вод. В артезианских водах уровень появления и установившийся уровень не совпадают. Область напора артезианских вод – та область, в пределах которой при вскрытии водоносного горизонта уровень воды устанавливается выше кровли водоносного горизонта. Установившийся уровень воды скважины называется пьезометрическим уровнем. Напор воды в скважине – расстояние между пьезометрическим уровнем и уровнем появления. Помимо артезианских вод выделяют трещинные, карстовые и воды многолетней мерзлоты. Трещинные и карстовые воды приурочены к трещинам и пустотам в скальных породах и питаются в основном за счет атмосферных осадков и таяния ледников в горах.

Гидрогеологические карты

Наличие грунтовых вод отражается на гидрогеологических картах. Гидрогеологические карты совмещают, обычно, с географическими и области грунтовых вод на этих картах выделяют, обычно, изолиниями и цветом. Помимо водоносных горизонтов на картах показывают водоупорные породы, минерализацию подземных вод, динамические запасы воды (это производительность водоносного горизонта, л/ч).

1. Карта гидроизогипс – карта поверхности грунтовых вод.  Гидроизогипсы – линии, соединяющие точку с одинаковыми абсолютными отметками поверхности грунтовых вод, т.е. гидроизоигипсы – это горизонтали поверхности. Для построения карты гидроизогипс пользуются данными замеров глубины залегания уровней грунтовых вод в колодцах и скважинах. Карта гидроизогипс датируется в зависимости от сезона. Направление движения получаем проводя перпендикуляр к гидроизогипсам.

Карта изогипс имеет большое практическое значение. По карте изогипс можно определить:

1) Направление движения грунтовых вод, путем проведения нормали к 2 горизонталям в строну меньших отметок. Направление движения показывается на всем изучаемом участке, особое внимание уделяется зонам, где оно изменяется

2) Величину уклона подземных вод: i= где i – градиент (перепад) напора, чем больше перепад напора, тем больше скорость движения вод

3) Глубину залегания грунтовых вод по разности отметок поверхности земли и гидроизогипс

4) Область питания и область разгрузки. Область питания выделяем  участками замкнутой  гидроизогипс с высокими отметками, а область разгрузки характеризуется превышением или равенством отметок гидроизогипс и поверхности

5) Связь грунтовых вод с поверхностными

6) Расход грунтового потока: Q=K·i·B·h, где К – коэффициент фильтрации,

 i – градиент напора, В – ширина потока, h – высота потока

Рекомендация для Вас - 2 История отечественной конфликтологии.

7) Скорость потока V=K·i, где К – коэффициент фильтрации,  i – градиент напора

Помимо карты гидроизогипс различают следующие виды карт:

2. Карта изопьез – карта поверхности напорных вод. Изопьезы – линии, соединяющие точки с одинаковыми абсолютными отметками пьезометрического уровня.

3. Карта гидроизобат – карта глубин залегания грунтовых вод. Гидроизобаты –линии равных глубин, нулевая гидроизобата совпадает с линией пересечения уровня грунтовых вод с дневной поверхностью.

4. Гидрохимические карты показывают изменения минерализации, химических типов подземных вод жесткости и агрессивности подземных вод.

Объем воды, расход воды, степень частоты данной воды, направление вод – эти показатели можно обнаружить в гидрогеологических картах.