Грунтовые и межпластовые безнапорные воды

Грунтовыми водами в узком понимании этого определе­ния называют свободные гравитационные воды водоносного гори­зонта, залегающего на первом водоупорном слое.

В зависимости от характера залегания горных пород различают грунтовой поток и грунтовой бассейн (Рис. 3).В природе наблюдаются различные сочетания этих разновидностей залегания.

Рис. 4. Схема залегания грунто­вых вод:

а — грунтовой поток, б — грунтовой бассейн.

Воды, залегающие в водопроницаемой толще пород, заключен­ной между двумя водоупорными слоями, называют межпластовыми водами. Верхний водоупорный слой в этом случае назы­вается водоупорной кровлей, а нижний — водоупорным ложем.

Скопления подземных вод отмечаются как в рыхлых обломоч­ных породах, так и в трещиноватых массивных изверженных породах. В первом случае воды относятся к типу пласто­вых вод. Они обычно равномер­но распределены по всему пласту и движение их осуществляется по мелким порам и пустотам между зернами, слагающими породу. Во втором случае воды называются трещинно-жильными. Рас­пространение их и движение при­урочено к трещинам и крупным пу­стотам. Не всегда можно четко раз­граничить пластовые воды и трещинные, поэтому различают трещинно-пластовые воды.

Площадь распространения грунтовых вод, за редким исключе­нием, совпадает с площадью их питания, т. е. с областью, в преде­лах которой воды атмосферных осадков проникают в почву и грунт и могут пополнять запасы грунтовых вод. Площадь распростране­ния межпластовых вод не совпадает с областью их питания. Основ­ные области питания этих вод приурочены к местам выходов водо­носной породы на земную поверхность. Дополнительное питание межпластовые воды получают за счет просачивания вод из вышерасположенных водоносных горизонтов через относительные водоупоры.

Грунтовые воды формируются:

- на междуречных массивах,

- в аллювиальных отложениях речных долин,

- в предгорных конусах вы­носа;

- в областях ледниковых отложений,

- в межгорных впадинах и котловинах,

- в местах накопле­ния песчано-галечных отложений горных рек,

- в областях распро­странения карста.

В естественных условиях зеркало грунтовых вод представляет собой обычно не горизонтальную поверхность, а волнистую и весьма часто в сглаженной форме повторяет наземный рельеф. Это объяс­няется различными причинами: неоднородностью пород в отноше­нии проницаемости как в зоне аэрации (верхняя зона земной коры между ее поверхностью и зеркалом грунтовых вод), так и в зоне насыщения (верхняя часть литосферы, в которой поры полностью заполнены гравитационной водой), различной скоростью просачивания и различными условиями пита­ния грунтовых вод и выхода их на поверхность в местах пересе­чения водоносного пласта долинами рек, оврагов и т. п. К месту вы­хода грунтовых вод на поверхность уровень их понижается. Такое понижение уровня наблюдается и у межпластовых безнапорных вод.

(Зеркало вод, водная поверхность рек, озёр и др. водоёмов или поверхность подземных ненапорных вод. В последнем случае за З. в. принимается верхняя граница (поверхность) безнапорных подземных вод в водоносном пласте. Зеркало подземных вод наклонено в направлении движения воды и в сглаженном виде отражает рельеф поверхности. В случае, если подземные воды заполняют замкнутые понижения водоупорного ложа, их поверхность принимает горизонтальное положение. Очертания зеркала подземных вод в плане изображаются на карте с помощью гидроизогипс)

Глубина залегания грунтовых вод может быть различной: от де­сятков метров до 1-2 м. В последнем случае они обычно в весен­ний период смыкаются с почвенными водами и образуют почвенно-грунтовые воды. Разновидностью последних являются болотные грунтовые воды, зеркало которых находится в пределах торфяной залежи.

Напорные воды (Рис. 5)

Напорные воды (артезианские под­земные воды) -воды, насыщающие водопроницаемый слой, заключенный между водоупорными породами, и обладающие гидростатическим напором.

Геологическая структура (впадина, мульда, синклиналь, моноклиналь и т. п.), содержащая один или несколько водоносных горизонтов и обеспечивающая на­пор в них, называется артезианским бассейном.

В арте­зианском бассейне обычно выделяют:

- область питания,

- область на­пора,

-в некоторых случаяхобласть стока (разгрузки) напорных вод.

Площади, занимаемые артезианскими бассейнами, колеб­лются в очень широких пределах.

При вскрытии кровли напорного водоносного горизонта буровой скважиной вода под гидростатическим давлением поднимается выше кровли водоносного пласта и иногда достигает поверхности земли или даже фонтанирует (Рис. 5).

В напорном водоносном го­ризонте, таким образом, выделяют геометрический уровень, совпа­дающий с нижней поверхностью водоупорной кровли водоносного слоя, и гидростатический, или пьезометрический уровень, совпа­дающий с уровнем подъема воды в скважинах. Напор в каждой точке водоносной породы измеряется высотой, на которую подни­мается вода в скважине над нижней поверхностью водоупорной кровли при вскрытии водоносного пласта. По мере погружения пла­ста напор обыкновенно увеличивается.

Рис. 5. Схема строения артезианского бассейна.

1 - водонепроницаемые породы; 2 - напорный водонос­ный слой; 3,4 -скважины; 5 - направление потока; ВС - пьезометрический уровень, BNC — нижняя поверхность водо­упорной кровли, Н₁, Н₂: — высота напора.