Lib Lin himiimiiii

Lt;D

• *

• • •

Рис. 7.2. Распределение воды выше зоны грунтовых вод. 1 — зона аэрации, 2 — зона

полного насыщения (водоносный горизонт), 3 — капиллярно-подтянутая вода, 4 — капиллярно-подвешенная вода

Таким образом, зона аэрации представляет собой как бы переход­ный буферный слой между атмосферой и гидросферой. В зоне полного насыщения все поры заполнены канельно-жидкой водой, и тогда обра­зуется водоносный горизонт.

Однако горные породы в различной степени проницаемы для воды, что зависит от ряда факторов. Следует подчеркнуть, что пористость и проницаемость не одно и то же.

Горные породы подразделяются на водопроницаемые, слабопрони­цаемые и водоупорные.

Водопроницаемые — песок, гравий, галечники, конгломераты, тре­щиноватые песчаники, доломиты, закарстованные известняки и др., и это несмотря на то, что галечники, прекрасно проницаемые для воды, имеют пористость всего 20 %. Пористость

п 100,

где Vn — объем пор в образце, a F - объем всего образца.

Пески обладают пористостью 30-35 %.

К слабопроницаемым породам относятся супеси, легкие суглинки, лессы.

Водоупорными считаются всевозможные глины, тяжелые суглинки, плотные сцементированные породы.

» •

Глины имеют пористость 50-60 %. Все дело в том, что поры в гли­нах очень тонкие (субкапиллярные) и вода через них не может проник­нуть, т. к. задерживается силами поверхностного напряжения. Водо­проницаемость зависит не от количества пор, а от размера и формы слагающих породу зерен и от плотности их сложения.

Способность горных пород накапливать и удерживать в себе воду называется влагоемкостью. Под полной влагоемкостью понимают такое состояние породы, в котором все виды пор заполнены водой. Макси­мальная молекулярная влагоемкость — это то количество воды, которое остается в горной породе после того, как стечет вся капельно-жидкая гравитационная вода. Оставшаяся вода удерживается в порах силами молекулярного сцепления и поверхностного натяжения (рис. 7.4). Раз­ница между полной влагоемкостью и максимальной молекулярной вла­гоемкостью называется водоотдачей, а удельная водоотдача — это ко­личество воды, получаемое из 1 м³ горной породы.

Классифицировать подземные воды можно по разным признакам — по условиям залегания, по происхождению, по химическому составу.

Типы подземных вод по условиям залегания. Выделяются воды безнапорные, подразделяющиеся на верховодку, грунтовые и межплас­товые, а также напорные, или артезианские.

Рис. 7.3. Схема залегания грунтовых вод: 1 — верховодка (водоносный временный горизонт), 2 — локальный водоупор, 3 — водоносный горизонт, 4 — водоупорный горизонт, 5 — зеркало грунтовых вод, 6 — река, 7 — аллювий, 8 — родник

Верховодка — это временное скопление воды в близповерхност- ном слое в пределах зоны аэрации, в водоносных отложениях на лин- зовидном, выклинивающемся водоупоре (рис. 7.3). Как правило, вер­ховодка появляется весной, когда тают снега, или в дождливое время, но потом она может исчезнуть. Поэтому колодцы, выкопанные до вер­ховодки, летом пересыхают. Временными водоупорами могут быть любые выклинивающиеся линзовидные пласты глин и тяжелых суг­линков, располагающиеся в толще водоносных аллювиальных или флю- виогляциальных отложений.

Грунтовые воды представляют собой верхний постоянный водо­носный горизонт, располагающийся на первом же протяженном во­доупорном слое. Питаются грунтовые воды из области водосбора в

© © ©

Рис. 7.4. Влагоемкость и водоотдача. 1 — полная влагоемкость, все поры заполнены водой; 2 — водоотдача, гравитационная вода стекла; 3 — максимальная молекулярная влагоемкость: вода удерживается силами молекулярного сцепления. Разница между объемами воды в 1 и 3 называется водоотдачей

Рис. 7.5. Движение грунтовых вод в зависимости от уровня вод и давления. 1. Точки А и Б имеют одинаковое давление, но А выше Б и вода движется от А к Б (толстая стрелка). 2. Точка В имеет более высокое давление, чем точка Г, и вода движется от В к Г. 3. Точка Д имеет большее давление, чем точка Е, вода движется от Д к Е.

е — уровень грунтовых вод

пределах водоносного горизонта. Грунтовые воды могут быть связа­ны с любыми породами: как рыхлыми, так и твердыми, но трещино­ватыми.

Поверхность грунтовых вод называется зеркалом, а мощность во- досодержащего слоя оценивается вертикалью от зеркала до кровли водоупорного горизонта, и она не остается постоянной, а меняется из-за неровностей рельефа, положения уровня разгрузки, количе­ства атмосферных осадков, изгиба кровли водоупорного слоя. Выше зеркала грунтовых вод образуется кайма капиллярно-подтянутой воды (рис. 7.3).