Характеристика грунтовых вод кратко

Обновлено: 05.07.2024

Для проведения гидроизоляционных работ важно хотя бы приблизительно знать условия залегания подземных вод и различать их виды. Подземными принято называть все воды, находящиеся ниже земной поверхности. В зависимости от рода образования и характера движения различают следующие виды вод:

верховодку;
грунтовые (со свободной поверхностью и межпластовые);
грунтовые безнапорные;
жиловые;
артезианские (напорные);
ключи (нисходящие и восходящие).

Верховодкой называются воды, образующиеся от таяния снега или длительных дождей, которые задерживаются на водоупорных породах (глинах, суглинках). При отсутствии дождя и снега запасы такой воды быстро иссякают. Верховодку иногда называют водою сезонной или временной, она имеет ограниченные пределы распространения, залегает иногда в виде отдельных линз и обычно не имеет постоянного питания. В большинстве случаев верховодка не связана с грунтовым потоком, но иногда она может иметь гидравлическую связь с нижележащими токами воды.

Грунтовые воды образуются фильтрующимися через почву атмосферными осадками, водами других водоносных горизонтов и фильтрацией речных и озерных вод. В отличие от верховодки они имеют постоянное питание. Грунтовые воды могут быть со свободной поверхностью и межпластовыми. На рисунке представлена схема образования грунтовых вод.

Безнапорные грунтовые воды, будучи вскрытыми при бурении скважины или откопке котлована, устанавливаются на том уровне, на котором они находились в момент вскрытия водоносного пласта. При наклонном положении водоупорного ложа (пласта) возможно движение грунтовых вод, иногда выход их на поверхность в виде источников.

Схема образования грунтовых вод: 1 — уровень местности; 2 — атмосферные осадки; 3 — фильтрационная вода; 4 — верховодка; 5, 6, 7 — водонепроницаемый грунт

Жиловая вода, образующаяся вследствие сложности отдельных напластований, встречается в глинах и суглинках с прослойками песка, обладающего фильтрационными свойствами. Жиловая вода, собирающаяся в отдельные бассейны и подземные озера, проникает в грунт через водопроницаемые прослойки.

Артезианские воды являются водами напорными, которые, как правило, циркулируют в водоносной породе, заключенной между двумя водоупорными пластами. Величина напора этих вод зависит главным образом от высоты стояния зеркала в области питания. Артезианские воды дают питьевую воду самого высокого качества, так как они закрыты сверху водонепроницаемыми пластами и не подвержены загрязнению с поверхности.

Ключи. При наклонном положении водоносного пласта возможно движение грунтовых вод, иногда выходящих на поверхность в виде источников, родников или ключей. По условиям выхода родники делят на восходящие и нисходящие. Родники часто встречаются в местах выхода на земную поверхность безнапорных подземных вод, у подножия склонов, в балках и оврагах. Для получения сведений о глубине их залегания можно использовать опрос местных жителей о нахождении подземных вод и родников, разведочное бурение, откапывать шурфы или обследовать шахтные колодцы (в том числе заброшенные).

Для определения уровня грунтовых вод используются как научные методы, так и народные приметы. Например, в местах, где грунтовые воды залегают неглубоко, как правило, растительность бывает ярче и сочнее, чем на сухих участках. Здесь встречаются болотные и влаголюбивые растения — незабудка, хвощ, конский щавель, мать-и-мачеха, камыш, осока. Здесь же обычно роятся комары и мошки.

Существует очень интересный народный способ определения уровня залегания грунтовых вод. В старину крестьяне брали комок обезжиренной, промытой в мыльной воде, а затем высушенной овечьей шерсти и на ночь укладывали его на расчищенную от дерна землю. Сверху клали свежее куриное яйцо. Все это накрывалось глиняным горшком, а поверх него — пластами дерна. Утром, после восхода солнца, дерн и горшок снимали и осматривали содержимое. Если шерсть и яйцо покрывались росой, значит, вода близко; если яйцо оказывалось сухим, а шерсть влажной — вода глубоко; если же и шерсть, и яйцо оставались сухими — воды нет, или она очень глубоко. Однако есть одна особенность этого метода: его следует применять только в устойчиво сухую погоду.

Это вода, образующаяся на первом от поверхности Земли водоупорном пласте в толще геологических пород, гравитационная вода.

Инфильтрация (просачивание) поверхностных вод и атмосферных осадков обеспечивает формирование грунтовых вод. Область распространения водоносного горизонта зачастую совпадает с областью их питания. Непостоянство наполнения горизонта напрямую зависит от расстояния до области разгрузки, свойств водосодержащих пород, насыщенности питания и многих других факторов.

Основной чертой, характерной для грунтовых вод, но отличающей их от залегающих гораздо глубже артезианских вод, является отсутствие напора. К тому же они отличаются повышенной чувствительностью ко всем атмосферным изменениям, что не типично для глубинных артезианских вод.

Как правило, глубина залегания грунтовых вод располагается довольно близко к поверхности и варьируется в пределах от 2-3 м до 20-25 м.

Характеристики

Естественные природные условия способствуют образованию не загрязненных грунтовых вод, пригодных для питьевого водоснабжения. Уровень загрязненности обуславливается близким расположением населенных пунктов и неглубоким залеганием водного пласта к поверхности.

По степени минерализации грунтовых вод различают следующие типы:

пресные – гидрокарбонатные кальциевые воды – это доминирующий вид воды по химическому типу. Абсолютный сухой остаток – до 1 г/л;
слабосолоноватые – сульфатные, иногда хлоридные. Сухой остаток – 1-3 г/л;
солоноватые – сульфатные, иногда хлоридные. Сухой остаток – 3-10 г/л;
соленые – сульфатные либо хлоридные. Сухой остаток – 10-15 г/л;
рассолы – хлоридно-натриевые. Сухой остаток – свыше 50 г/л.

По жесткости, которая обусловлена наличием в воде ионов магния и кальция, различают:

жесткость общую, рассчитанную по сумме миллиграммов эквивалента ионов магния и кальция в воде;
жесткость карбонатную, вычисленную по количеству карбонатных и гидрокарбонатных ионов в воде;
жесткость некарбонатную, основанную на вычете из жесткости общей жесткости карбонатной.

В свою очередь, общая жесткость воды подразделяется на пять следующих типов:

очень мягкую – менее 1,5 мг экв./л;
мягкую – от 1,5 до 3 мг экв./л;
умеренно-жесткую – от 3 до 6 мг экв./л;
жесткую – от 6 до 9 мг экв./л;
очень жесткую – свыше 9 мг экв./л.

Бывают заражены грунтовые воды неподалеку от разнообразных радиоактивных, химических захоронений, скотомогильников, свалок. По показателю грунтовых вод можно определить общую загрязненность или чистоту местности и почв.

Недостатки грунтовых вод

Поэтому, возможность достичь высокого качества питьевой воды заключается в ее исключительно надежной обработке и кондиционировании. К примеру, избавиться от:

В верхней части земной коры находятся подземные воды. Их физическое состояние может быть самым разнообразным: жидким, твердым, газообразным. Причем под землей вода переходит из одной фазы в другую. Исследованием и изучением таких превращений и деятельности жидкости занимается специальная наука — гидрогеология.

Разновидности подземных вод

Вода под землей с разной интенсивностью принимает участие в общем круговороте. Специалисты отмечают три зоны: верхнюю или свободного обмена, среднюю или замедленного водообмена, нижнюю, которая трудно поддается превращению. Виды подземных вод:

Свободная — находится в трещинах, полостях почв и горных пород. Их большая концентрация и потоки распространяют гидростатическое давление по закону сообщающихся сосудов.
Капиллярная — вода, которая перемещается по расщелинам и каналам под действием капиллярных сил. Она может быть: стыковой, подвешенной, поднятой. Поднятая вода расположена выше свободной и образует капиллярную зону, что приводит к засолению почв.
Пленочная — обладает очень тонкой пленкой, которой обволакивает минеральные частицы. Вода перемещается в те места, где пленка тоньше.
Гигроскопическая — покрывает частицы минералов более толстой пленкой, а перемещаться жидкость начинает, когда переходит в газообразную форму.
Лед — твердое состояние воды при низких температурах. Представляет собой кристаллические частицы, из которых образуются большие скопления.
Кристаллизационная — жидкость, молекулы которой входят в минералы, а при дегидратации удаляются или переходят в другое состояние.

Кроме того, в состав подземной атмосферы вода может входить в газообразном состоянии и диссоциированном виде, из которого состоит структура минералов.

Систематизация по условиям расположения

Водные ресурсы, которые находятся под землей, составляют запасы общим объемом около 60 млн км³. Специалисты учитывают их как полезное ископаемое. Классификация подземных вод:

почвенные;
верховодка;
грунтовые;
артезианские;
минеральные.

Почвенные и верховодка

Под верхним слоем земной коры располагаются почвенные воды. Они заполняют поры и трещины, а перемещаются под действием силы тяжести. По определению эта жидкость отличается небольшой глубиной залегания, она пропитывает собой природный массив, занимая очень большие площади.

Ее пополнение происходит в результате инфильтрационного просачивания дождевых вод через грунт и песок. Происходит это в течение длительного периода, за который вода насыщается органическими веществами. Некоторый объем жидкости протекает вглубь по участку, который обладает хорошей водопроницаемостью, а часть задерживается ближе к поверхности.

Верховодка представляет собой временную концентрацию гравитационных вод в областях аэрации почв и пород. В этом случае происхождение подземных вод случается после атмосферных осадков, паводков и таяния снегов. Кроме того, она может образовываться в результате внутрипочвенного испарения из искусственных водоемов. Верховодка обладает свойствами:

сезонной неустойчивостью;
ограниченным объемом расширения;
резкими изменениями уровня.

В основном человек не использует ее для водоснабжения. При проведении открытых горных работ следует укрепить откосы для входа и выхода из траншей, соорудить дренажные скважины с применением водоотвода.

Грунтовые и артезианские

К грунтовым относятся воды первого от поверхности земли водоносного горизонта. Они образуются в основном просачиванием через почву после атмосферных осадков, из рек, озер и других водоемов. Ученые заметили, что даже вечная мерзлота за полярным кругом не мешает грунтовым водам подпитывать моря.

Обычно это свободная и безнапорная жидкость, которая всегда остается на уровне вскрытия. Грунтовая вода подпитывается и распространяется в одной области. В течение сезона уровни сильно различаются в зависимости от атмосферных осадков и температуры грунта.

Когда отсутствуют дожди, а почва постоянно находится под солнечными лучами, то вода сильно подогревается, и уровень ее падает. Она имеет важное значение для народного хозяйства в России как источник водоснабжения промышленных предприятий и населенных пунктов.

Межпластовые или артезианские залежи расположены между нижними и верхними водоупорными слоями. Основное их отличие — это отсутствие источников подпитки. Жидкость, находящаяся под давлением плотных слоев грунта, достигает поверхности в качестве родников.

Если пробурить пласты, то эта вода из-под земли забьет фонтаном, поэтому ее добыча осуществляется буровой установкой на автомобильном шасси. В буровую скважину вставляется труба, устанавливается фильтр и опускается погружная помпа.

Во время разработки месторождений случаются прорывы, которые мешают при прохождении горных пород и требуют специальной охраны выработок от воды. Подземные месторождения глубокого залегания хорошо подходят для обеспечения населения, промышленных и сельскохозяйственных объектов.

Минеральные месторождения

В этих месторождениях находится тип подземной воды с неизменным химическим составом и биоактивными минеральными или органическими элементами. Жидкость с такими характеристиками обладает лечебными свойствами для внутреннего и наружного использования. Ее разделяют:

по химическому составу;
уровню минерализации;
способу применения.

В состав практически любой жидкости из-под земли входят минеральные соли и другие полезные элементы. Она отличается от пресной тем, что ее состав формируется в течение нескольких лет под воздействием некоторых факторов. Ее структура никогда не изменяется и напрямую зависит от источника.

В промышленных целях минеральную воду добывают с помощью каптажей, которые представляют собой комплекс инженерных сооружений. Очень часто источники сами выходят наружу в виде родников и ключей. Обычно в таких местах строятся бальнеологические лечебницы и курорты.

Методы поиска источников

Подземные залежи существуют практически в любых районах, но только проблема добраться до них заключается в глубине залегания. Поиск месторождений проводится как примитивными подручными материалами, так и с применением современной техники.

Разведка залежей иногда осуществляется способом пробного бурения. Правда, такой способ несет большие финансовые затраты, поэтому он подходит при строительстве крупного водозабора для нескольких домов. Способ бурения делится на несколько методов:

роторный;
ударно-канатный;
шнековый.

Чаще всего применяется шнековое бурение, а выбор способа зависит от сложности породы, финансовых возможностей и других факторов. При залежах источника не глубже 50 м используется шнек, который, вращаясь, выводит грунт наружу. Зачастую трубы для укрепления скважины не нужны, что гораздо ускоряет процесс и экономит средства. При поисках месторождений используются:

ивовая рамка;
лоза;
проволока.

Процедуру необходимо проводить в строго определенное время: утром с 5:00 до 6:00 часов, днем с 14:00 до 15:00, вечером с 20:00 до 21:00. При поиске способ биолокации может выполнить не каждый человек, а только подготовленный и обученный. Но этот метод не всегда приносит хорошие результаты. Наиболее точными считаются специализированные способы обнаружения источников.

Один из них — применение электрического сопротивления. Обычно им пользуются при строительстве крупных водозаборов, а в его основе лежит зондирование почвенного покрова. Электрическое сопротивление жидкости и почвы различаются, поэтому по отличию показателей можно определить, где находится источник.

Правда, железная дорога, находящаяся недалеко, металлический забор или месторождение железной руды могут вызвать неточности в измерениях. Определить нахождение подземных залежей можно визуально и без оборудования. Присутствие некоторых растений на участке укажет на наличие подземных источников. К ним относятся:

наперстянка;
верба;
лапчатка;
болиголова.

Существуют некоторые косвенные признаки: утром густой туман над участком, наличие множества насекомых, густая зеленая трава. Кроме того, часто животные роют ямы в местах расположения источников. Таким образом, для обнаружения месторождения подземной воды можно использовать разные методы.

Подзе́мные во́ды — воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии.

Содержание

Классификация

По условиям залегания подземные воды подразделяются на:

почвенные;
грунтовые;
межпластовые.

Почвенные воды заполняют часть промежутков между частицами почвы; они могут быть свободными (гравитационными), перемещающимися под влиянием силы тяжести, или связанными, удерживаемыми молекулярными силами.

Грунтовые воды образуют водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое. В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года: он то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время. В суровые зимы грунтовые воды могут промерзать. Эти воды в большей мере подвержены загрязнению.

Межпластовые воды - нижележащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых, уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые. Напорные межпластовые воды полностью заполняют водоносный горизонт и находятся под давлением. Напором обладают все воды, заключенные в слоях, залегающих в вогнутых тектонических структурах.

По условиям движения в водоносных слоях различают подземные воды, циркулирующие в рыхлых (песчаных, гравийных и галечниковых) слоях и в трещиноватых скальных породах.

В зависимости от характера пустот водовмещающих пород подземные воды делятся на:

поровые — в песках, галечниках и др. обломочных породах;
трещинные (жильные) — в скальных породах (гранитах, песчаниках);
карстовые (трещинно-карстовые) — в растворимых породах (известняках, доломитах, гипсах и др.).

Запасы подземных вод

Подземные воды — часть водных ресурсов Земли; общие запасы подземных вод составляют свыше 60 млн км³. Подземные воды рассматриваются как полезное ископаемое. В отличие от других видов полезных ископаемых, запасы подземных вод возобновимы в процессе эксплуатации.

Исследование подземных вод

Исследованием подземных вод занимается гидрогеология. Для описания движения подземных вод используется уравнение Буссинеска.

Разведка подземных вод

Для определения наличие подземной воды проводятся разведка:

бурятся опорные скважины с отбором керна,
изучается керн и определяется относительный геологический возраст пород их мощность (толщина),
проводятся опытные откачки, определяются характеристики водоносного горизонта, оформляется инженерно-геологический отчет;
но нескольким опорным скважинам составляются карты, разрезы, проводится предварительная оценка запасов полезных ископаемых (в данном случаи воды);

Происхождение подземных вод

Подземные воды имеют разное происхождение: одни из них образовались в результате проникновения талых и дождевых вод до первого водоупорного горизонта (то есть до глубины 1,5-2,0 м, которые образуют грунтовые воды, т.е. так называемая верховодка); другие занимают более глубокие полости в земле.

См. также

Ссылки

Литература

Ланге O. K. Подземные воды СССР, ч. 1-2, М., 1959—1963.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Грунтовые воды" в других словарях:

ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ — воды, находящиеся ниже поверхности земли и циркулирующие в пластах горных пород. Г. в. происходят гл. обр. от впитывания в землю дождевых и талых вод, а в нек рых случаях от впитывания вод, приносимых реками или искусственными каналами. Под… … Технический железнодорожный словарь

ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ — ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ, воды, находящиеся под поверхностью земли. Их источник, главным образом, дождь, хотя есть и воды вулканического или осадочного происхождения. Они просачиваются через пористые осадочные породы и почвы, накапливаются в колодцах.… … Научно-технический энциклопедический словарь

Грунтовые воды — (a. ground waters; н. Grundwasser; ф. eaux de fond, eaux souterraines, eaux de terres; и. aguas subterraneas, aguas freaticas) гравитац. подземные воды первого от поверхности Земли постоянного водоносного горизонта. Oбразуются гл. обр. за … Геологическая энциклопедия

ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ — подпочвенные воды, гравитационные безнапорные воды первого от поверхности земли постоянно существующего водоносною горизонта, имеющего свободную поверхность, давление на которую равно атмосферному. В грунтовых водах обитают специфическая… … Экологический словарь

ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ — воды, расположенные на ближайшем от поверхности водонепроницаемом слое грунта. Г. в. имеют свободную поверхность, т. е. не имеют сверху водонепроницаемых пород, водное питание получают от атмосферных осадков. В понижениях рельефа наблюдаются… … Прудовое рыбоводство

ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ — подземные воды первого от поверхности Земли постоянного водоносного горизонта, не имеющего сверху сплошной кровли водонепроницаемых пород; не обладают напором и подвержены сезонным колебаниям уровня и дебита … Большой Энциклопедический словарь

Грунтовые воды — подземные воды, залегающие на первом от поверхности земли водоупоре и представляющие собой постоянный во времени и значительный по площади распространения водоносный горизонт … Геологические термины

грунтовые воды — Вода, находящаяся ниже земной поверхности в толще горных пород и в почве в любых физических состояниях. Syn.: подземные воды … Словарь по географии

ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ — воды, свободно расположенные поверх водоупорных пород (глина, мергель, др. нетрещиноватые породы), образующие водоносный горизонт и не имеющие сверху сплошной кровли из водонепроницаемых пород. Обычно так называют подземную воду первого от… … Большая политехническая энциклопедия

грунтовые воды — 3.9 грунтовые воды : Подземная вода первого от поверхности водоносного горизонта, расположенного над первым от поверхности земли водонепроницаемым слоем. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Читайте также: