Подземные воды. Основные типы подземных вод

Подземные воды

Основные типы подземных вод.

Вода в недрах Земли находится в жидком, твердом и газообразном состоянии. Она или свободно циркулирует по трещинам и порам гонных пород, подчиняясь силе тяжести, или находится в физически и химически связанном состоянии с минеральными частицами грунтов и горных пород. Таким образом, подземные воды - это воды, находящиеся в толще земной коры во всех трех физических состояниях (жидком, твердом и газообразном).

            К настоящему времени установлено, что основным источником питания подземных вод зоны активного водообмена являются атмосферные осадки, которые инфильтруются (просачиваются) в толщу грунтов. Часть подземных вод образуется путем конденсации и сорбции.

Сорбция- процесс поглощения одного вещества другим, как на границе их раздела (адсорбция), так и всей массой (абсорбция) в результате сил молекулярного притяжения.

           По условиям залегания подземные воды делятся на:

-верховодка, временное скопление грунтовых вод в зоне аэрации;

-грунтовые воды, образующие самую верхнюю гидрогеологическую зону в поверхностных слоях земли;

- пластовые воды (артезианские), приуроченные к  водопроницаемому пласту, перекрываемому и подстилаемому водоупорными породами;

-трещинные воды, приуроченные к трещинам в скальных горных породах, независимо от генезиса трещин;

-карстовые воды, находящиеся в пустотах и пещерах закарстованных пород (известняки, гипсы, соли, доломиты).

          По гидравлическим свойствам подземные воды делятся на безнапорные или воды со свободной поверхностью, и напорные, когда водоносный горизонт перекрыт сверху водоупорной породой и находящиеся в нем подземные воды испытывают гидростатическое давление, обусловливающее напор.

    По степени минерализации подземные воды подразделяются на четыре группы: пресные (до 1 г/л), солоноватые (1-10 г/л), соленые (10-50 г/л) и рассолы (свыше 50 г/л).

        Кроме солей, в подземных водах всегда содержатся различные газы- углекислый газ, азот, сероводород и др. В зависимости от этого различают: углекислые, сероводородные, радоновые и другие виды подземных вод. В большинстве случаев подобные воды имеют лечебное значение: углекислые воды кисловодского нарзана, сероводородные воды Мацесты, радоновые воды Цхалтубо и др.

       Все гонные породы, слагающие земную кору, включают связанную воду. Но горные породы, в порах и трещинах которых содержится свободно передвигающаяся гравитационная вода, называются водоносными. По степени распределения подземных вод верхнюю часть земной коры принято делить на зону аэрации и зону насыщения. Граница между зоной аэрации и зоной насыщения определяется базисом эрозии.

         Базис эрозии представляет собой поверхность, на уровне которой водный поток теряет живую силу (кинетическую энергию) и ниже которого он не может углубить свое ложе. В зоне тундры граница базиса эрозии почти совпадает с поверхностью земли, углубляясь к югу до нескольких метров и достигая нескольких десятков метров на юге Украины.

         Нижняя граница распространения подземных вод не установлена. Бурение показывает, что водоносные горизонты встречаются на глубине 4 км.

       В вертикальном разрезе в верхней части земной коры выделяют следующие гидрогеологические зоны:

-зону интенсивного водообмена;

-зону замедленного водообмена;

-зону  весьма замедленного водообмена.

        Первая зона расположена в самой верхней части земной коры. Воды этой зоны имеют атмосферное происхождение, по составу гидрокарбонатно-кальциевые, пресные, широко используются для питьевого, хозяйственного и технического водоснабжения. Только в условиях засушливого климата, где испарение преобладает над инфильтрацией, воды в этой зоне являются минерализованными.

     Воды второй зоны приурочены к более глубоким горизонтам. Здесь инфильтрационные воды вступают в темное взаимодействие с породами (происходят процессы растворения и обменная адсорбция) с высоко минерализованными древними погребенными водами. В результате такого взаимодействия формируются воды повышенной минерализации и нередко они являются минеральными водами лечебного значения.