Грунтовые воды: их образование и классификация. Подземные воды и ледники Как же образуются подземные воды

К подземным относятся все воды, находящиеся в земной коре, независимо от их агрегатного состояния.

Подземные воды формируются главным образом в результате просачивания атмосферных осадков, а также путем конденсации водяного пара, проникающего с воздухом в трещиноватые и пористые горные породы. Кроме того, существуют погребенные, или реликтовые (отлат.relictus -- оставленный), воды, сохранившиеся от древних морских бассейнов и захороненные при накоплении мощных толщ осадков, а также термальные воды, образующиеся на последних стадиях магматических процессов.

Вода в горных породах находится в разных формах: в виде свободных и сорбированных молекул водяного пара, слабо сорбированных полимолекулярных пленок, капиллярной воды и, наконец, воды, способной перемещаться под влиянием собственного веса --гравитационной воды. Перечисленные формы воды тесно связаны с разными типами пор и трещин.

Все горные породы обладают пористостью, которая измеряется отношением суммарного объема всех типов пор к общему объему породы, выраженным в процентах. Пористость горных пород колеблется от 20 до 30%.

Важным свойством горных пород является их водопроницаемость-- способность пропускать через себя воду. В горных породах наиболее активно может двигаться гравитационная вода, которая перемещается по наиболее крупным порам и трещинам. С учетом возможности ее движения выделяют водопроницаемые и водонепроницаемые породы. К первым относятся пески, галечники, трещиноватые известняки и другие породы, к водонепроницаемым -- глины и массивные кристаллические породы.

Водопроницаемая порода, содержащая воду, называется водоносным горизонтом, или коллектором, водонепроницаемая порода -- водоупорным горизонтом. Водоупорная порода, перекрывающая водоупорный горизонт сверху, называется кровлей, а подстилающая снизу -- его подошвой.

Гравитационная вода, заполняющая поры коллектора, может находиться под давлением, и тогда говорят о напорных водах, или напорных водоносных горизонтах. Если давление отсутствует, то водоносные горизонты называются не напорными. В этом случае вода может двигаться только под действием собственной тяжести. Вода, находящаяся под давлением, способна подниматься на высоту, уравновешивающую это давление (эффект сообщающихся сосудов).

Абсолютная высота подъема напорной воды называется пьезометрическим уровнем. Как правило, величина давления в водоносном горизонте обусловлена относительно высоким положением области питания горизонта. Если вскрыть такой горизонт с помощью бурения, то вода в буровой скважине поднимется до уровня, на котором расположена область питания. Такие воды получили название артезианских (по названию провинции Артуа на северо-западе Франции, где такая скважина была впервые пробурена).

Тектонический прогиб, в геологической структуре которого находится один или обычно несколько напорных водоносных горизонтов, называется артезианским бассейном.

Примером может служить Подмосковный артезианский бассейн, в кавернозных известняках каменноугольного возраста которого имеются три напорных водоносных горизонта пресной воды высокого качества, разделенных водоупорными глинами.

Верхний горизонт подземных вод называется горизонтом грунтовых вод. Этот горизонт имеет только подстилающий водоупорный слой и формируется за счет инфильтрации атмосферных осадков, которые задерживаются на водоупоре. Поэтому зеркало (верхний уровень)грунтовых вод располагается на разной глубине в зависимости от рельефа местности и количества выпадающих атмосферных осадков.

Над горизонтом грунтовых вод в период дождей или таяния снега из-за медленной фильтрации дождевых или весенних талых вод может возникнуть «висячий» (без водоупора) маломощный горизонт так называемой верховодки. Этот горизонт существует непродолжительное время в определенные сезоны года.

Подземные воды, приуроченные к системе водоносных горизонтов, разделенных слоями водоупорных пород, называются межпластовыми, или просто пластовыми. Как отмечалось ранее, они могут быть напорными и безнапорными.

В горных странах существуют трещинные воды, приуроченные к трещиноватым участкам кристаллических массивов, а также ювенильные воды, связанные с поствулканическими процессами. Источники этих вод, обогащенных разнообразными минеральными соединениями и часто обладающих повышенной радиоактивностью, как, например, источники района Минеральных Вод на Северном Кавказе, используются в лечебно-бельнеологических целях.

В тех местах, где водоносные горизонты выходят на поверхность, образуются источники. Среди них различают источники грунтовых и безнапорных межпластовых вод, которые называются нисходящими, и источники напорных вод, называющиеся восходящими.

На материках они образуют сплошную оболочку, которая не прерывается даже в областях сухих степей и пустынь. Как и поверхностные воды, они находятся в постоянном движении и участвуют в общем круговороте воды в природе.

Строительство и эксплуатация большинства наземных сооружений и всех подземных связаны с необходимостью учета движения подземных вод, их состава и состояния. От подземных вод зависят физикомеханические свойства и состояние многих горных пород. Они часто затопляют строительные котлованы, канавы, траншеи и тоннели, а, выходя на поверхность, способствуют заболачиванию территории. Подземные воды могут являться агрессивной средой по отношению к горным породам. Они выступают основной причиной многих физикогеологических процессов, возникающих в естественных условиях, в процессе строительства и эксплуатации инженерных сооружений.

Различают:

Питьевые воды - воды, по своему качеству в естественном состоянии или после обработки отвечающие нормативным требованиям и предназначенные для питьевых и бытовых нужд человека, либо для производства пищевой продукции. Этот тип вод включает также минеральные природные столовые воды, к которым относятся подземные воды с общей минерализацией не более 1 г/дм3, не требующие водоподготовки или не изменяющие после водоподготовки своего естественного состава.

Технические подземные воды - воды различного химического состава (от пресных до рассолов), предназначенные для использования в производственно-технических и технологических целях, требования к качеству которых устанавливаются государственными или отраслевыми стандартами, техническими условиями или потребителями.

Подземные воды так же подразделяют:

Подземные воды в основном образуются в результате просачивания (инфильтрации) атмосферных осадков и поверхностных вод в толщу земной коры. Вода проходит через водопроницаемые породы до водоупорного слоя и накапливается на нем, образуя подземный бассейн или поток. Такая подземная вода называется инфильтрационной . Количество инфильтрационной воды зависит от климатических условий местности, рельефа, растительности, состава пород верхней толщи, их структуры и текстуры, а также тектонического строения района. Инфильтрационные подземные воды являются самыми распространенными.

Подземная вода может образовываться также путем конденсации парообразной воды, постоянно циркулирующей в порах горных пород. Конденсационная подземная вода образуется только летом и частично весной и осенью, а зимой не образуется совсем. Конденсацией водяных паров А. Ф. Лебедев объяснял образование значительных запасов подземной воды в зонах пустынь и полупустынь, где количество выпадающих атмосферных осадков ничтожно. Конденсироваться могут не только водяные пары атмосферы, но и водяные пары, выделяющиеся из магматических очагов и других высокотемпературных зон земной коры. Такие подземные воды называются ювенильными.

Ювенильные подземные воды обычно сильно минерализованы. В ходе геологического развития в толще земной коры могут сохраняться погребенные водные бассейны. Вода, содержащаяся в осадочных толщах этих бассейнов, называется реликтовой .

Образование подземных вод представляет собой сложный процесс, начинающийся с накопления осадков и тесно связанный с геологической историей района. Очень часто подземные воды различного происхождения перемешиваются между собой, образуя смешанные по происхождению воды.

Верхнюю часть земной коры с точки зрения распространения подземных вод принято делить на две зоны: зону аэрации и зону насыщения. В зоне аэрации не всегда все поры горных пород заполнены водой. Все воды зоны аэрации питаются за счет атмосферных осадков, интенсивно испаряются и поглощаются растениями. Количество воды в этой зоне определяется климатическими условиями. В зоне насыщения, независимо от климатических условий, всегда все поры горных пород заполнены водой. Над зоной насыщения находится подзона капиллярного увлажнения. В этой подзоне тонкие поры заполнены водой, а крупные воздухом.

В зоне аэрации образуются почвенная вода и верховодка. Почвенная вода залегает непосредственно у поверхности земли. Это единственная вода, которая не имеет под собой водоупора и представлена, в основном, связанной и капиллярной водой. Почвенная вода находится в сложной взаимосвязи с животными и растительными организмами. Она отличается резкими колебаниями температуры, наличием микроорганизмов и гумуса. С почвенной водой строители сталкиваются только на заболоченных участках.

Верховодка образуется в зоне аэрации на водонепроницаемых линзах. Верховодкой также называют любые временные скопления воды в зоне аэрации. Атмосферные осадки, проникающие в эту зону, могут временно задерживаться на слабопроницаемых или уплотненных слоях. Чаще всего это происходит весной в период снеготаяния или в период обильных дождей. В засушливые периоды верховодка может исчезать.

Характерными особенностями верховодки является непостоянство существования, ограниченность распространения, малая мощность. Верховодка нередко создает затруднения для строителей, так как наличие или возможность ее образования не всегда устанавливается при инженерно геологических изысканиях. Образовавшаяся верховодка может вызывать подтопление инженерных сооружений, заболачивание территорий.

Грунтовой называется вода, залегающая на первом от поверхности земли постоянном водоупорном слое. Грунтовые воды существуют постоянно. Они имеют свободную водную поверхность, называемую зеркалом грунтовых вод, и водоупорное ложе. Проекция зеркала грунтовых вод на вертикальную плоскость называется уровнем грунтовых вод (У Г В). Расстояние от водоупора до уровня грунтовых вод называется мощностью водоносного горизонта.

Уровень грунтовых вод, а, следовательно, и мощность водоносного горизонта -- величины непостоянные и могут меняться в течение года в зависимости от климатических условий. Питание грунтовых вод происходит в основном за счет атмосферных и поверхностных вод, но они могут быть и смешанными, инфильтрационно-конденсационными. Участок поверхности земли, с которого поверхностная и атмосферная вода поступает в водоносный горизонт, называется областью питания грунтовых вод. Область питания грунтовых вод всегда совпадает с областью их распространения. Грунтовые воды в силу наличия свободной водной поверхности являются безнапорными, т. е. уровень воды в скважине устанавливается на той же отметке, на которой встречена вода.

В зависимости от условий залегания грунтовых вод различают грунтовые потоки и бассейны. Грунтовые потоки имеют наклонное зеркало и находятся в непрерывном движении в сторону уклона водоупора. Грунтовые бассейны имеют горизонтальное зеркало и встречаются гораздо реже.

Грунтовые воды, находясь в постоянном движении, имеют тесную связь с поверхностными водотоками и водоемами. В районах, где атмосферные осадки преобладают над испарением, грунтовые воды обычно питают реки. подземный питьевой водоносный артезианский

В засушливых районах очень часто вода из рек поступает в грунтовые воды, пополняя подземные потоки. Может существовать и смешанный тип связи, когда с одного берега грунтовые воды питают реку, а с другого -- вода из реки поступает в грунтовый поток. Характер связи может меняться в зависимости от климатических и некоторых других условий.

При проектировании и строительстве инженерных сооружений необходимо учитывать режим грунтовых вод , т. е. изменение во времени таких показателей, как колебания уровня грунтовых вод, температуры и химического состава. Наибольшим изменениям подвержены уровень и температура грунтовых вод. Причины этих изменений очень разнообразны и нередко непосредственно связаны со строительной деятельностью человека. Климатические факторы вызывают как сезонные, так и многолетние изменения уровня грунтовых вод. Паводки на реках, а также водохранилища, пруды, системы орошения, каналы, дренажные сооружения ведут к изменению режима грунтовых вод.

Положение зеркала грунтовых вод на картах изображается с помощью гидроизогипс и гидроизобат. Гидроизогипсы -- линии, соединяющие точки с одинаковыми абсолютными отметками уровня грунтовых вод. Эти линии аналогичны горизонталям рельефа и подобно им отражают рельеф зеркала грунтовых вод. Карта гидроизогипс используется для определения направления движения грунтовых вод и для определения значения гидравлического градиента.

Направление движения грунтовых вод всегда перпендикулярно гидроизогипсам от более высоких отметок к более низким. Направления, по которым передвигаются грунтовые воды при установившемся неизменяющемся во времени движении, называются линиями тока. Если линии тока параллельны между собой, то такой поток называется плоским. Поток также может быть сходящимся и расходящимся. Чем меньше расстояние между гидроизогипсами, тем больше гидравлический градиент грунтового потока. Гидроизобаты -- линии, соединяющие точки с одинаковой глубиной залегания грунтовых вод.

Межпластовыми подземными водами называются водоносные горизонты, залегающие между двумя водоупорами. Они могут быть не напорными и напорными.

Межпластовые не напорные воды встречаются редко. По характеру движения они аналогичны грунтовым водам. Межпластовые напорные воды называются артезианскими. Залегание артезианских вод весьма разнообразно, но наиболее часто встречаются синклинальное.

Артезианская вода всегда заполняет весь водоносный горизонт от подошвы до кровли и не имеет свободной водной поверхности. Область распространения одного или нескольких уровней артезианских водоносных горизонтов называют артезианским бассейном. Площади артезианских бассейнов огромны и измеряются десятками, сотнями, а иногда и тысячами квадратных километров.

В каждом артезианском бассейне различают области питания, распространения и разгрузки. Область питания артезианских бассейнов обычно располагается на больших расстояниях от центра бассейна и на более высоких отметках.

Она никогда не совпадает с областью их распространения, которую иногда называют областью напоров. Артезианские воды испытывают гидростатическое давление, обусловленное разностью отметок области питания и области разгрузки, по закону сообщающихся сосудов. Уровень, на котором устанавливается артезианская вода в скважине, называется пьезометрическим.

Положение его определяется пьезометрической линией , или линией напоров, условной прямой линией, которая соединяет область питания с областью разгрузки. Если пьезометрическая линия проходит выше поверхности земли, то при вскрытии водоносного горизонта скважинами будет происходить фонтанирование, а напор называется положительным.

Когда пьезометрический уровень расположен ниже поверхности земли, то напор называется отрицательным, а вода из скважины не выливается. Артезианские воды, как правило, более минерализованы и меньше связаны с поверхностными водотоками и водоемами, чем грунтовые воды.

Трещинными водами называются подземные воды, приуроченные к трещиноватым магматическим, метаморфическим и осадочным породам. Характер их движения определяется размером и формой трещин. Трещинные воды могут быть не напорными и напорными. Они непостоянны и могут менять характер движения. Размыв и растворение горных пород приводят к расширению трещин, а кристаллизация солей и накопление осадков -- к их сужению. Расход трещинных вод может достигать 500 м3/ч. Трещинные воды создают значительные трудности при строительстве подземных сооружений.

Грунтовые воды образуются фильтрацией в почву атмосферных осадков и воды, проникающей из открытых водоемов. А также конденсата водяного пара, образующегося в почве из атмосферы. При фильтрации происходит медленное разрушение почвы – вымывание мелких ее частиц (суффозия). В гидрогеологии различается 2 ее вида:

Негативное влияние грунтовых вод.

1. Механическая суффозия – отрыв мелких частиц породы потоком воды и вынос их, во взвешенном состоянии, в поры другого слоя породы.
2. Химическая суффозия – растворение солей и карбонатов, находящихся в почве. В связи с этим повышается минерализация подземных вод.

В результате длительной фильтрации почва оседает, образуя провалы.

Водоносным считается грунт, который при вскрытии его шахтой способен отдавать воду. Водоупорный – грунт, через который вода не фильтруется.

Водоупорных грунтов практически нет, так как каждый слой содержит пустоты, которые постепенно заполняются фильтрующейся из атмосферных осадков водой.

Так образуются грунтовые воды. Особенно это происходит в период таяния снега и затяжных дождей.

Такие грунты, как гравийные, известняки, галечники, песчаные и выветриваемые скальные породы, имеют высокую водопроницаемость. Пласты глины и не выветриваемые скальные породы считаются водоупорными. К полупроницаемым породам относят суглинки, лесс, глинистые пески, мергели.

Независимо от водопроницаемости каждый верхний пласт породы является кровлей для пласта, расположенного ниже. Снижение запасов грунтовой воды происходит в отсутствие атмосферных осадков в виде дождя или малоснежной зимы и наличия растительного покрова. Если на местности есть уклон, то растительный покров задерживает ее сток и она, фильтруясь в землю, пополняет запасы воды.

Классификация

Классификация ведется:

• по способу залегания,
• по минерализации,
• по химическому составу.

Вернуться к оглавлению

Способ залегания

Схема верховодки.

Верховодка – это почвенная влага. Образуются и пополняются грунтовые воды за счет атмосферных осадков и подпиткой из рядом расположенных водоемов. В засушливые годы, из-за отсутствия осадков, она практически исчезает. Обычно она располагается над первым водоупорным слоем грунта. Использовать ее для водоснабжения населения питьевой водой нельзя, так как она загрязнена органическими взвесями. В местах, где заканчивается первый водоупорный слой, верховодка исчезает, стекая в нижние горизонты. Если водоупорный слой выходит на поверхность, то возникает вероятность образования болот. Необходима мелиорация этого участка.

При полном насыщении водой пустот в грунте создаются слои почвенной воды:

1. Грунтовые воды – частично загрязнены, занимают 1-ый от поверхности земли водоносный пласт.
2. Межпластовые воды. Залегают в водоносном грунте, между 2-мя водонепроницаемыми пластами: подстилающим и кровлей.
3. Артезианские грунтовые воды.
4. Почвенные воды, полностью заполняют все пустоты в водоносном пласте и при вскрытии его шахтой поднимаются в ней выше отметки вскрытия. Такой уровень, установившийся в скважине, называется пьезометрическим. Если создается высокое давление, то грунтовые воды фонтаном выбрасываются из шахты.

При проведении поисковых работ определяется весной, когда он наиболее высокий и таяние снега происходит интенсивно. В основном он определяется замером расстояния от поверхности грунта до зеркала воды в ближайших колодцах, скважинах.

Вернуться к оглавлению

Определение минерализации

Для определения физико-химических свойств грунтовых вод исследуется цвет, запах, вкус, температура и примеси.

Прежде чем отнести исследуемые грунтовые воды к какому-либо классу, проводится исследование на наличие в ней анионов гидрокарбоната, сульфата, хлорида и катионов кальция, магния, натрия и калия.

Образование подземных вод

Как известно, вода содержится не только в Мировом океане, реках, озерах, ледниках, болотах. Она может находиться и в толще земной коры. Для накопления в земной коре воды необходимы два главных условия: достаточное количество атмосферных осадков и наличие в земной коре водопроницаенмых и водоупорных слоев горных пород.

Из Библии мы узнаем, как Моисей напоил свой народ. Для этого он ударил посохом о скалу у подножья горы. И из этого места сразу же забил родник. В этом примере отражены знания кочевых народов о подземных водах. Потому что у поднодья горы под хрупким покровом песка и извести обычно собирается дождевая вода. Достаточно разбить эту песчаную "скорлупу", чтобы добыть воду и утолить жажду. Так что же такое подземные воды?

Определение 1

Вода, которая содержащаяся в пустотах, трещинах, порах горных пород в верхних слоях земной коры, называется подземной .

Она образуется естественным путем, в результате проникновения в почву вод атмосферных осадков. Горные породы имеют различные свойства. Главное их свойство – способность пропускать сквозь себя воду. Легко пропускают воду такие породы, как:

• песок,
• гравий,
• галька.

Это– водопроницаемые (водовмещающие ) породы. Задерживают воду такие породы, как:

• глина,
• песчаник,
• глинистый сланец,
• гранит.

Эти породы – водоупорные .

Вода заполняет промежутки в водопроницаемых породах и образует водоносный слой. Водоносных слоев может быть несколько на разных глубинах. Слои горных пород могут залегать под разными углами или прогибами. Поэтому и может меняться и уровень залегания подземных вод.

Виды подземных вод

По условиям залегания подземные воды разделяют на

• верховодку,
• грунтовые воды,
• межпластовые.

Определение 2

Верховодка – сезонная вода, залегающая отдельными линзами на первом от поверхности слое водоупорных пород.

Она не имеет течения, мутная, в засушливый период – испаряется.

Определение 3

Грунтовые воды – лежат сплошным слоем недалеко от поверхности и могут двигаться по водоупорному слою.

Их уровень колеблется в зависимости от количества осадков. После ливней вода становится мутной.

Определение 4

Межпластовые воды лежат в водоносных горизонтах между двумя водоупорными слоями.

Их уровень постоянный, вода чистая, пребывает в движении по наклону водоупорного слоя.

Определение 5

Межпластовые воды, залегающие в вогнутых слоях пород под постоянным давлением, называются артезианскими .

Замечание 1

Если в таком месте пробурить скважину, то вода будет сама выливаться на поверхность или даже фонтанировать.

Пример 1

Название "артезианский" происходит от названия французской проинции Артуа , где эту воду издревле использовали в хозяйстве. Самый мощный в мире артезианский колодец находится на севере Африки, в одном из оазисов Алжира. Он подает из глубины $63$ м более $4000$ ведер воды в сутки.

В местах выхода подземных вод на поверхность образуются родники .

Состав подземных вод

По составу подземные воды делятся на пресные и минеральные .

Определение 6

На больших глубинах подземные воды часто содержат в себе растворенные соли и газы. Такие воды называются минеральными и используются с лечебными целями.

Пример 2

В Японии очень много целебных минеральных источников. Первыми обратили на них внимание животные. Они находили такие источники для скорейшего заживления ран. Наблюдая за животными, минеральные и горячие источники научились использовать и люди.

Отличаются подземные воды по температуре. Они считаются холодными до температуры$ +20°С$. Теплыми называют воды с температурой $+20°С…+37°С$, а термальными – воды с еще большей температурой.

Теплые и термальные воды находятся на больших глубинах или в районах вулканической деятельности. Они выходят на поверхность в виде горячих источников и гейзеров.

Подземные воды выполняют в природе огромную работу. Они растворяют горные породы, разрушают отдельные участки земной коры, переносят растворенные и вымытые вещества, создают под землей огромные пустоты (пщеры), могут вызывать оползни.

Ледники

Лед - это вода в твердом агегатном состоянии. Причина перехода воды из одного состояния в другое - в "перестройке" строения воды. Если жидкая вода - это просто аморфное скопление молекулводы, то "твердая" вода имеет кристалическое строение, где положение молекул строго упорядоченое.

Образование и виды ледников

Определение 7

Ледник – это скопление пресного льда на суше.

Ныне ледники занимают $11$ % площади суши. Высоко в горах температура воздуха намного ниже, чем у подножья. На определенной высоте она редко поднимается выше $ 0°С$. Там выпадает снег, накапливается и превращается в лед. Поэтому вершины высоких гор покрыты снегом и льдом. Высота, на которой они образуются, на разных широтах неодинаковая.

Определение 8

Линия, выше которой снега выпадает больше, чем может растаять, называется снеговой линией .

Она является нижней границей образования ледников.

В строении ледников выделяют две области: питания и движения .

Область питания находится выше снеговой линии. Здесь происходит накопление снега, его уплотнение и превращения в лед. Область движения расположена ниже снеговой линии. Под воздействием силы тяжести ледник сползает и разрушает поверхность. Различают два вида ледников – горные (покрывающие вершины и склоны гор) и покровные (ледники большой толщины – до $4$ км, покрывающие Антарктиду и Гренландию.

В дание геологические эпохи климат бывал более холодным. Поэтому покровные ледники занимали значительные площади на территории Евразии и Северной Америки. Эпохи оледенения сменялись оттепелями. Ледники уменьшали свои размеры или таяли. Самым мощным оледенением было Днепровское оеденение.

Толща мерзлоты различная – от нескольких метров до километра. Особенно распространена она в Северном полушарии, на территории Евразии и Северной Америки. Лед и смерзшиеся частицы горных пород образуют твердый, прочный конгломерат. Такую землю сложно раскапывать (вскрывать), долбить. Но при повышении температуры воздуха и прогревании почвы, лед тает, вода впитывается горными породами. Их объем увеличивается, происзодит деформация пластов. Это усложняет работы в районах многолетней мерзлоты.

Значение ледников и многолетней мерзлоты

1. Ледники – это сосредоточение многолетнего пресного льда.
2. Двигаясь, ледники вызывают разрушения поверхности, перемещение горных пород.
3. Ледники питают горные реки.
4. Ледники и мерзлота являются потенциальным запасом пресной воды на планете.

Замечание 3

Но в тоже время они значительно усложняют хозяйственную деятельность человека.

Подземными являются воды, располагающиеся под поверхностью земли. Их физическое состояние может быть любым, но для хозяйственных целей интерес представляют именно жидкие водные запасы. Чтобы оптимально использовать данный ресурс, требуется ответ, как образуются подземные воды и каких видов они бывают.

Распределяются подземные воды неравномерно. В самых глубоких слоях, которые состоят из пород высокой плотности, образованных магматическими и метаморфическими процессами, влаги немного. Основная ее часть располагается в поверхностных слоях, состоящих из пород осадочного происхождения.

Водные запасы верхней части разделяются еще на три слоя. Влага верхнего слоя чаще всего является пресной и применяется для разнообразных нужд. В среднем слое встречаются минерализованные воды. Ниже располагаются рассолы с высокой минерализацией и значительным содержанием йода, брома и некоторых других минералов.

Разновидности подземных вод верхнего слоя

Воды поверхностного слоя разделяются на разновидности.

1. Первый вид – это верховодка. Она расположена наиболее близко к поверхности грунта и привязана к самому верхнему водоупорному слою. Верховодка непостоянна: в сухой период, при недостатке осадков может исчезать. Чаще всего это воды со слабой минерализацией, но нередко имеющие органические загрязнения и растворенные соли. В качестве источника водоснабжения верховодка является не лучшим вариантом.
2. Грунтовые воды находятся сразу над верхним водоупорным горизонтов. Они обладают относительно стабильным соотношением прихода и расхода. Накапливаются эти воды в рыхлых грунтах и разнообразных трещинах. На изменения уровня влияют осадки, деятельность человека, рельеф, климат и прочие факторы.
3. Артезианские воды имеют другое название — напорные. Они располагаются между двумя слоями из водоупорных пород. На них действует гидростатическое давление из-за различия уровня питания и выхода на поверхность. У артезианских вод области питания могут быть удалены на весьма значительные расстояния, а их площадь нередко огромна.

Способы формирования подземных вод

Создание запасов подземных вод осуществляется несколькими способами. Одним из главных является просачивание поверхностной влаги и осадков с поверхности в глубину. Этот способ называется инфильтрацией. Помимо осадков в данном процессе участвуют воды всех поверхностных источников. Количество проникающей влаги существенно зависит от характеристик грунта. Если рассматривать осадки, то вглубь уходит около двадцати процентов влаги. Все это входит в глобальный процесс круговорота воды.

Проникающая вода опускается вглубь до слоя из водонепроницаемой породы. Там она задерживается и начинает пропитывать окружающие породы, имеющие поры и трещины. Итогом становится водоносный горизонт.

Процесс просачивания зависит от характеристик поверхностного грунта, который может быть водопроницаемым, полупроницаемым и водоупорным. Проницаемыми для воды являются песчаные, гравийные слои, галечники и крупнообломочные породы. Водонепроницаемыми являются породы созданные магмой или метаморфическими процессами, например, гранитные и глинистые. Относительно проницаемыми являются глинистые пески, песчаники с рыхлой структурой и некоторые другие.

Объемы проникающей влаги зависят не только от характеристик грунта. На этот показатель влияют также рельеф (чем больше наклон, тем больше осадков стекает, не проникая в грунт), количество и особенности растительности и некоторые другие.

На многих территориях именно инфильтрация обеспечивает формирование подземных вод. Однако не стоит забывать и про другие способы, несмотря на их малую долю. Подземная вода образуется путем осаждения водяного пара в пустотах горных пород. Еще один способ – образование ювенильных, т.е. первичных вод. Они возникают при разделении и застывании магмы. Однако чистых ювенильных вод практически не существует, т.к. они сразу же смешиваются с прочими.

Формирование подземных вод происходит постоянно, поэтому их можно считать неисчерпаемым водным ресурсом. Однако при использовании следует соблюдать осторожность. При проникновении в водоупорный горизонт загрязнений исправить ситуацию оказывается очень сложно.

На днях я купил обычную бутылку с минеральной водой. Решив почитать о её происхождении на этикетке, я обнаружил надпись, которая гласила, что эта вода была разлита из подземного источника. Меня весьма заинтересовала тема о подземных водах и их происхождении. Итак.

Начать стоит с того, что такое подземные воды. По своей сути, это те воды, которые находятся в толщах горных пород. При этом они могут пребывать как в жидком, так и твёрдом и газообразном состояниях.

Но говоря о подземных водах, мы подразумеваем их жидкий тип. Распределяются они весьма неравномерно. В наиболее глубоких слоях, которые образуются из особо плотных пород (создающихся благодаря магматическим и метаморфическим процессам), практически нет влаги.

Основная часть воды залегает именно в поверхностных слоях, породы которых отличаются осадочным происхождением.

Но вернусь к теме образования подземных вод. Оно может происходить несколькими путями.

Главным таким способом считается просачивание влаги с поверхности. Такой процесс зовётся «инфильтрацией». Здесь подземные воды обогащаются не только благодаря осадкам, но и всем поверхностным водным резервуарам. При этом количество влаги напрямую зависит от типа грунта.

Вторым способом можно назвать осаждение водяного пара, которое происходит в пустотах горных пород. Это довольно долгий процесс.

Формирование подземных вод можно назвать постоянным и бесконечным процессом. Именно поэтому такие воды принято считать неисчерпаемым ресурсом.

Но отдельного упоминания заслуживают виды подземных вод. Выделяют три основных:

• верховодка. Она ближе всех лежит к грунтовой поверхности. Этот вид воды непостоянен, при засухе может запросто испариться;
• грунтовые. Отличаются стабильностью своего пополнения, это «основной тип» подземных вод. На объём которых влияет множество факторов;
• и артезианские. Они же «напорные». Находятся под давлением и нередко занимают большие площади.

Стоит отметить, что именно артезианские воды причисляют к полезным ископаемым. Все мы должны помнить о важности их сохранения.

У нашей семьи есть традиция: зимний отпуск мы проводим в украинских Карпатах. Помимо лыжных развлечений в самих горах, мы преследуем еще одну цель – оздоровиться. В предгорье Львовской области расположился уютный Трускавец. Западноукраинский лечебный курорт популярен благодаря уникальным минеральным водам, имеющим целебные свойства. Легендарную «Нафтусю», залегающую глубоко под землей, можно выпить в одном из бюветов минеральных вод.

Для того, чтобы понять, как образуются минеральные воды, необходимо знать процессы круговорота воды в природе. Осадки в виде дождей и тающего снега просачиваются через грунт глубоко под покров земли, на глубину нескольких сотен метров. Грунт выступает естественным фильтром, очищая воду. Попутно с просачиванием вода насыщается химическими элементами, которые содержит земля и накапливается в водоносных пластах.

«Нафтуся» (название связано с украинским словом «нефть») залегает недалеко от месторождений нефти. Земля Трускавца отдает воде химические элементы, благотворно влияющие на состояние желудочно-кишечного тракта:

• битуминозные вещества;
• медь;
• никель;
• гумусовые вещества;
• молибден.

Честно говоря, вода имеет мерзкий привкус бензина (хотя моей жене он почему-то нравится) и плохо влияет на эмаль зубов (для предотвращения проблем, необходимо пить воду из специальной чашки с узким носиком), но ради здоровья стоит потерпеть.

Всю воду, залегающую под землей, классифицируют в зависимости от условий ее накопления. Помимо минеральных, принято выделять грунтовые, почвенные, артезианские и межпластовые воды.

Особенно популярны артезианские воды. Это ценнейшие полезные ископаемые. На этикетке продающихся в магазине бутылок с «минералкой» любят писать, из скважины какой глубины была добыта их водичка. Особенность этой воды состоит в том, что она накапливается между водоупорными слоями геологических структур. При бурении вода вырывается из скважины под напором, возможно даже фонтанирование.