ТИПЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ДИНАМИКА. Межпластовые воды могут обладать свободной поверхностью, или зеркалом, подобно грунтовым водам, если слой водопроницаемой породы не полностью насыщен водой. В таком случае в колодце, вскрывающем водоносный горизонт, уровень воды устанавливается на той же высоте, что и поверхность воды в водоносном горизонте. Когда весь водопроницаемый слой насыщен водой, поверхность водоносного горизонта не является свободным зеркалом воды, а совпадает с подошвой кроющего водоупора. Обычно вода при этом обладает гидростатическим напором. В колодце, вскрывающем подобный горизонт напорных вод, вода поднимается выше его кровли до высоты, определяемой так называемым пьезометрическим уровнем водоносного горизонта, соответствующим величине напора. Свободное зеркало подземных вод можно рассматривать как частный случай пьезометрического уровня, когда он располагается ниже водоупорной кровли и напор равен нулю.
Эти различия в характере водоносных горизонтов определяются условиями их питания, формой залегания водопроницаемых пластов под землей, условиями движения в них подземных вод и условиями дренажа (осушения) или разгрузки водоносного горизонта.
Разгрузка водоносного горизонта заключается в следующем. Если водоносный горизонт выходит на поверхность земли, например, в овраге, на берегу реки, то происходит истечение воды из него, возникают родники, ключи. Это приводит к тому, что массив водоносной толщи, прилегающий к стенке берега (оврага, реки), обезвоживается, осушается (дренируется), и зеркало подземной воды испытывает искривление с наклоном в сторону берега.
Явление это получило название депрессии зеркала грунтовых вод, или пьезометрического уровня. Депрессия может иметь различную форму в зависимости от величины пор в породе. В мелкопористых породах, в которых подземный сток затруднен, поверхность депрессии наклонена круто и обращена выпуклостью вверх; в крупнопористых породах, таких, как галечник, гравий, поверхность депрессии полого наклонена и прогнута.
В тех местах, где водоносный горизонт усиленно дренируется поступающей в него воды обычно не хватает для полного насыщения водопроницаемого слоя и возникает свободное зеркало подземных вод, не имеющих напора. Но и в таких случаях иногда может возникнуть местный напор, связанный с неровностями водоупорной кровли. Там, где постель водоупорной кровли опускается ниже уровня зеркала подземных вод, в колодце вода обязательно поднимается до этого уровня, подчиняясь закону сообщающихся сосудов. Если и устье колодца располагается ниже зеркала подземных вод, то происходит даже самоизлив воды из колодца.
Однако напор межпластовых вод может иметь региональное распространение и проявляться на обширной площади. В области питания водоносного горизонта, содержащиеся в нем воды носят характер грунтовых вод. Реки и овраги дренируют в этой области лишь часть воды, а основная её масса, располагающаяся ниже дна долин, медленно оттекает под землей в сторону уклона водоупорного ложа. По мере погружения водоносного горизонта на глубину он перекрывается водоупорными слоями сверху и превращается в межпластовый. На большом удалении от области питания, там, где гипсометрически поверхность земли лежит ниже, реки и овраги вновь могут начать дренировать этот межпластовый горизонт. Но здесь он уже не будет получать новой воды из атмосферы, а будет только терять ее. Это область разгрузки водоносного горизонта, где он, так же как в области питания, может иметь свободное зеркало воды. В той части площади, где межпластовый водоносный горизонт лежит глубоко и не дренируется долинами и оврагами, он обычно насыщен водой полностью, а воды в нем могут приобрести гидростатический напор, тем больший, чем больше разность высот между областью питания и данным участком водоносного горизонта и чем менее интенсивен его дренаж в области разгрузки. На всем пространстве в колодцах и буровых скважинах, вскрывающих этот горизонт, вода будет подниматься под напором до поверхности пьезометрического уровня. В случае же, если поверхность земли окажется лежащей ниже пьезометрического уровня, вода из скважин будет сама изливаться на поверхность или даже фонтанировать иногда с очень большой силой.
Межпластовые воды, обладающие значительным региональным напором, носят название артезианских вод, а содержащие их водоносные горизонты – артезианских водоносных горизонтов. Большие скопления артезианских вод приурочены к так называемым артезианским бассейнам, а в большинстве случаев представляющим собой огромные мульды или прогибы пластов земной коры, имеющие сотни и первые тысячи километров в поперечнике и глубину во многие сотни и тысячи метров.
Водопроницаемые пласты, выходящие на поверхность по окраинам артезианского бассейна, собирают там воды атмосферных осадков. Последние, уходя по уклону пластов к центру бассейна, пополняют запасы подземных напорных вод, добываемых здесь буровыми скважинами. Крупные артезианские бассейны служат важнейшими источниками водоснабжения больших промышленных и сельскохозяйственных районов на многих континентах земного шара.
Особенно большое значение имеют пресные артезианские воды для засушливых областей земли. Получая питание вне их пределов, в районах с влажным климатом, они доставляют подземную воду иногда в самую глубь безводных пустынь, где только артезианские буровые скважины нередко дают жизнь отдельным оазисам.
Характер движения и условия добычи подземных вод зависят в немалой степени от типа проницаемости водоносных горных пород. С этой точки зрения все подземные воды можно разделить на две основные группы — поровые и трещинные. Назад Далее...
|
