16. Грунтовые воды.

Грунтовые воды – подземные воды первого от поверхности постоянно существующего водоносного горизонта, расположенного на первом водонепроницаемом слое. Залегают в зоне полного насыщения. Грунтовые воды распространены почти повсеместно. Значительные запасы их распределены крайне неравномерно.

Значительные запасы или ресурсы формируются тогда, когда выполняются три главных фактора:

1) высокая пористость или трещиноватость водовмещающих пород;

2) пониженные участки рельефа или мульдообразная форма геологической структуры, способствующие сбору воды с больших площадей на относительно небольшой территории

3) хорошие климатические и геоморфологические условия питания водоносных горизонтов.

Благоприятное сочетание перечисленных факторов характерно для аллювиальных отложений, конусов выноса, предгорных равнин, трещинных пород и зон нарушений горных областей, песчаных дюн, песков морских побережий, закарстованных пород и т.д. Именно в этих отложениях и формируются наиболее крупные запасы и ресурсы высококачественных грунтовых вод, используемых в питьевых целях.

Если грунтовые воды залегают в порах осадочных пород, то они называются пластовыми, если в трещинах скальных пород — трещинными или грунтово-трещинными.

Грунтовые воды имеют свободную поверхность, т.е. являются безнапорными. Расстояние от водоупора до поверхности грунтовых вод называется мощностью водоносного горизонта. Поверхность грунтовых вод называется уровнем, скатертью или зеркалом (чаще) грунтовых вод. Поверхность грунтовых вод приближенно повторяет рельеф региона (рис. 6.16). На водоразделах глубина залегания грунтовых вод значительно больше, чем в долинах. Глубина залегания зеркала грунтовых вод различна – от долей метра до нескольких десятков метров.

Пр.: г. Пермь – глубина залегания четвертичного аллювиального в/н горизонта –

от менее 2 до 10-15 (чаще 1-5) метров.

Особенно большие изменения уровня грунтовых вод происходят во время половодий. При высоком стоянии горизонта речных вод происходит поднятие уровня грунтовых вод в прибрежной полосе. Кривая подпора распространяется в сторону междуречий на несколько сотен метров, реже несколько километров. После спада горизонта высоких вод в реке происходит довольно резкое снижение уровня грунтовых вод в прибрежной полосе.

Глубина залегания и форма поверхности грунтовых вод (т.е. зеркало грунтовых вод), зависят от глубины эрозионного расчленения рельефа. На карте она изображается гидроизогипсами – линиями одинаковой высоты зеркала.

Для грунтовых вод характерны следующие признаки:

неполное заполнение ими водопроницаемого пласта;

совпадение области питания с областью их распространения;

отсутствием напора;

постоянным колебанием уровней, обуславливающие изменение мощности водоносного горизонта и тем самым запасов грунтовых вод во времени;

изменение во времени физических свойств, химического, газового и бактериального состава;

легкая загрязненность различными веществами, вносимыми в грунтовые воды инфильтрующейся с поверхности водой.

Питание грунтовых вод происходит в основном путем инфильтрации атмосферных осадков и частично за счет конденсации. В каждом конкретном районе могут существовать и другие источники питания (речные воды, поступление воды из оросительных каналов, переток артезианских вод из более глубоких водоносных горизонтов и т.д.).

Грунтовые воды, у которых зеркало представляет собой горизонтальную поверхность, называется бассейном грунтовых вод, они образуются при наличии в водоупорном ложе котловин. Грунтовые воды с наклонным зеркалом называются потоком грунтовых вод. В природных условиях часто наблюдается сочетание потоков грунтовых вод с бассейнами.

Область разгрузки (дренирования) грунтовых вод являются ближайшие долины рек и оврагов, которые называются местным базисом подземного стока. По возрасту грунтовые воды являются современными, но в геологическом смысле, поэтому возраст их может достигать 20-50 тыс. лет.

Грунтовые воды тесно связаны с атмосферными осадками, поверхностными водами и верховодкой и поэтому зональны. Режим их находится под непосредственным влиянием естественных гидрометеорологических факторов (в основном это интенсивность водообмена) и характеризуется сезонными колебаниями уровня, мощности, дебита, химического состава, физических свойств, температуры.

Влияние естественных факторов наиболее интенсивно сказывается на неглубоко залегающие грунтовые воды. По мере увеличения их глубины влияние многих факторов ослабевает или полностью прекращается.

В наше время режим грунтовых вод часто определяется в основном искусственными факторами, обусловленными деятельностью человека. Этот фактор стал доминирующим и требует особо пристального изучения.

При геолого-разведочных работах и эксплуатации м/р наибольшее практическое значение имеет изучение режима уровней и расходов грунтовых вод.