Геологическая деятельность подземных вод

Подземные воды представляют собой часть гидросферы Земли и являют­ся предметом изучения особой отрасли геологических знаний, получившей название гидрогеологии.

Гидрогеология имеет свои задачи и только ей свойственные методы ис­следований. В задачи гидрогеологии входит выяснение условий образования и залегания подземных вод, установление законов их движения, изучение химических и физических свойств подземных вод, условий их использования и регулирования. Химизм подводных вод является критерием при поисках некоторых видов полезных ископаемых. Теплые и горячие воды используют­ся в целях теплофикации и энергетики.

Понятие о подземных водах, их происхождении и типах. Подземными водами называются воды, находящиеся в толщах горных пород в твердом, жидком и газообразном состоянии.

Основным источником подземных вод является инфильтрация (просачи­вание) атмосферных осадков, вод поверхностных водоемов и водотоков. Кроме того, подземные воды образуются за счет конденсации водяных паров, проникающих в породы из атмосферы (конденсационные воды) и подни­мающихся из недр Земли (ювенильные воды). Часть подземных вод образу­ется за счет захоронения озерных и морских вод в порах осадочных горных пород при отложении осадков на дне водоемов (остаточные воды).

Таким образом, в зависимости от происхождения подземные воды под­разделяются на инфилътрационные, конденсационные, остаточные и юве-нилъные.

По отношению к воде, горные породы подразделяются на водопроницае­мые, способные пропускать воду (рыхлые, пористые, трещиноватые породы), и водонепроницаемые, или водоупорные, не пропускающие воду (массивные скальные породы, глины). Горные породы, содержащие подземные воды, на­зываются водоносными. Водоносными могут являться только водопроницае­мые породы. Водоносные породы всегда залегают на водонепроницаемых породах, образующих водоупорное ложе или водоупор подземных вод (водо­упорный горизонт).

По условиям залегания подземные воды подразделяются на почвенные, верховодки, грунтовые, межиластовые, трещинные и карстовые.

Почвенные воды залегают в почвенной толще (в пределах почвенного профиля), заполняя поры, в которых они удерживаются молекулярными си­лами.

Верховодки залегают вблизи поверхности Земли на линзах водонепрони­цаемых (водоупорных) или слабо проницаемых пород или в пределах поч­венного профиля на водоупорном (глинистом) горизонте. Верховодка зани­мает ограниченные территории, это явление временное, и происходит оно в период достаточного увлажнения. В засушливое время верховодка исчезает за счет постепенной инфильтрации в нижележащие горизонты и за счет по­требления воды растениями. Водоупором для образования верховодки в Ев­ропейской части России являются моренные суглинки и глины, в Сибири -водонепроницаемые глины и многолетняя и длительная сезонная мерзлота.

Грунтовые воды залегают на первом водоупорном горизонте ниже верхо­водки. В отличие от верховодки грунтовые воды обычно приурочены к выдержанному водонепроницаемому (водоупорному) пласту и характеризуются более или менее постоянным дебитом.

Грунтовые воды могут накапливаться как в рыхлых пористых породах, так и в твердых трещиноватых породах. У грунтовых вод различают верх­нюю поверхность, или уровень грунтовых вод (зеркалом фунтовых вод). Не­посредственно к зеркалу грунтовых вод примыкает капиллярная кайма. Здесь поры водоносной толщи лишь частично заполнены водой, поднимающейся по капиллярам. Выше уровня грунтовых вод залегает зона аэрации. Это по­верхностный горизонт Земли, где поры и пустоты пород заполнены воздухом и частично влагой. Мощность зоны аэрации увеличивается с севера на юг.

Выход подземных вод на поверхность Земли получил название родника, или ключа. Родники чаще всего наблюдаются в долинах рек, балках, оврагах, пересекающих водоносные горизонты.

Уровень грунтовых вод представляет собой неровную поверхность, по­вторяющую, как правило, неровности рельефа: на возвышенностях он выше, в пониженных местах - ниже.

Межпластовые воды залегают в водоносных породах и в отличие от грунтовых характеризуются наличием перекрывающего водоупорного пла­ста. Воды, залегающие между двумя водоупорными пластами горных пород и обладающие напором, называются напорными, или артезианскими водами. Артезианские воды обычно приурочены к вогнутым пластам горных пород.