Краткая характеристика основных типов вод

Почвенные воды и верховодка относятся к водам зоны аэрации, т.е. располагаются между земной поверхностью и грунтовыми водами. Почвенные воды образуются в результате смачивания поверхности атмосферными осадками. Для них характерны суточные и сезонные колебания температуры. Верховодка образуется за счет инфильтрации поверхностных и атмосферных вод. Это временные сезонные скопления воды на небольших и неглубоко залегающих линзах водоупоров. Ограниченные запасы воды могут быть использованы для местного водоснабжения.

Грунтовые воды образуются инфильтрационными водами. По условиям залегания, минерализации, питанию и режиму выделяют основные типы грунтовых вод: речных долин, ледниковых отложений, степей, морских побережий, горных областей. Грунтовые воды речных долин широко используются для водоснабжения населенных пунктов неглубокими колодцами, скважинами, грунтовыми водозаборами промышленных предприятий и городов. Глубина залегания – от долей метра до 15м и более. Воды большей частью пресные. Наибольшей водообильностью обладает нижняя часть аллювиальных отложений (средний и крупнозернистый песок, гравий и галька). Грунтовые воды ледниковых отложений широко распространены в северной европейской части России. Горизонты крайне не выдержаны по площади и по глубине, обычно слабо минерализованы, но пригодны для водоснабжения. Мощные потоки воды приурочены к неотсортированным валунным глинам и суглинкам, пескам и галечникам. Грунтовые воды степей, полупустынь и пустынь обычно минерализованы и весьма неоднородны по условиям залегания из-за наличия на поверхности суглинков слабо пропускающих атмосферные осадки. Грунтовые воды горных областей образуются в песчано-галечниковых отложениях конусов выноса или в зонах трещиноватости и выветрелости горных пород.

Артезианский бассейн – это тектоническая структура значительной площади, синклинального строения, вмещающая комплекс пластов с артезианскими водами (рис. 6).

Артезианские воды широко используются для питьевого водоснабжения. Они приурочены в основном к крупным тектоническим понижениям (платформенного типа: Московский и т.д.) и прогибам (бассейны складчатых областей), содержащим несколько водоносных горизонтов преимущественно в осадочных отложениях.

Трещинные воды. Трещины возникают чаще всего в результате процессов выветривания, процессов формирования пород (литогенетические трещины) и тектонических процессов. Трещины выветривания (до нескольких сантиметров в поперечнике) содержащие воду распространяются на глубину до нескольких десятков метров. Тектонические трещины служат путями циркуляции жильных подземных вод.

Карстовые воды. Карстовыми явлениями, или карстом, называются явления, связанные с образованием подземных пустот в результате выщелачивания подземными водами из горных пород растворимых составных частей. Наиболее подвержены карстовым процессам такие породы, как известняк, доломит, ангидрит, гипс. Вода, циркулируя по трещинам, преобразует их в различного рода пустоты и пещеры.

Струи дождевых и талых вод, устремляясь с поверхности в трещины, превращают их в карстовые колодцы, называемые понорами. Воды, стекая по поверхности карстующихся пород, образуют рытвины, называемые каррами. Поверхности, покрытые каррами, называются карровыми полями. Если кровля подземных пустот обрушивается, на поверхности образуются карстовые воронки. В кастовых районах поглощение атмосферных осадков происходит очень быстро через трещины и воронки.

Создание выработок в закарстованных и трещиноватых породах связано с большими трудностями, а иногда и невозможностью ведения горных работ. В практике строительства и эксплуатации карьеров известны случаи прорыва карстовых вод даже в тех случаях, когда пустоты не вскрывались выработками. В условиях Кузбасса прослеживается большое количество трещин и зон дробления, которые содержат подземные воды или являются их проводниками.

Поэтому при ведении горных работ (подземным или открытым способами) в районах трещиноватых особенно закарстованных пород, необходим детальный анализ гидрогеологических условий месторождения с целью учета их при проектировании горных работ и разработке полезных ископаемых.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие типы грунтовых вод выделяются по условиям залегания, питания и минерализации?

2. Чем отличаются условия залегания грунтовых вод речных долин и ледниковых отложений?

3. В чем заключаются особенности грунтовых вод морских побережий?

4. Какими показателями характеризуются трещинные и карстовые воды?

5. Какое влияние оказывают подземные воды на ведение горных работ?

Тема 5.3. Движение подземных вод, режимы фильтрации, законы фильтрации; водопроницаемость горных пород, методы оценки водопроницаемости; описание движения подземных вод к вертикальным и горизонтальным дренам, радиус влияния и область питания дрен [5, 13, 16, 24].