Получить консультацию
Горячая линия: +7 (812) 922-12-43

Основные особенности и условия залегания грунтовых вод

Основные особенности и условия залегания грунтовых вод

К грунтовым водам относят гравитационные воды без напора или с локальным напором, которые скапливаются в рыхлых верхних отложениях или в коре выветривания под влиянием физико-географических факторов. Наиболее часто грунтовые воды определяют как подземные воды, имеющиеся в первом от поверхности земли водоносном горизонте, который расположен на первом водоупорном пласте. Однако данная характеристика не является полной. Потому профессиональные гидрологи выдвинули своё определение, согласно которому грунтовыми водами можно считать все безнапорные и напорные подземные воды неглубокого залегания, дренируемые гидрографической сетью. В этом втором определении акцент делается на дренировании. Но и оно ещё не совсем полное, хотя и более содержательное, чем первое.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что формирование грунтовых вод происходит в рыхлых по структуре поверхностных отложениях и в разломах коренных пород. Грунтовые воды формируются под воздействием природных и искусственных факторов, что является отражением прямого вмешательства физических и географических факторов, таких как почва, климатические условия, растительность, деятельность человека.

Основные характеристики грунтовых вод

Грунтовые воды, как правило, представляют собой безнапорные воды со свободной поверхностью и прямым контактом с атмосферой (поверхность грунтовых вод испытывает давление равное атмосферному). На локальных участках, где встречаются водоупорные перекрытия, грунтовые воды получают лёгкий напор, сила которого напрямую зависит от положения вод соседних участках, на которых отсутствует водонапорное перекрытие.

Систематически колеблются такие показатели грунтовых вод как температура, глубина залегания, расход, минерализация. Все эти колебания могут происходить каждые сутки, каждый месяц, ежегодно и в течение нескольких лет. Питание грунтовых вод происходит благодаря атмосферным осадкам и снеговым водам. Также подпитка идёт из озёр, рек и разного рода каналов. Иногда подпитка осуществляется из водоносных горизонтов глубокого залегания.

Грунтовые воды отличает максимально широкое географическое распространение. Чаще всего встречаются в рыхлых отложениях четвертичного возраста. Формирование происходит в грунтовых массивах междуречья, в долинах рек, в тех зонах, где происходит выветривание пород. Отличаются лёгкой доступностью для использования в практических целях, но в виду неглубокого залегания содержат множество примесей.

Водоносные горизонты

Водоносными горизонтами называются монолитные пласты литосферных пород, содержащие в себе грунтовые воды. К однородным водоносным пластам относятся те пласты, которые имеют гомогенную литологическую структуру и одинаковый уровень водопроницаемости. Выделяют водоносный горизонт изотропного типа, который одинаково водопроницаем по всем направлениям, и анизотропную толщу, чья водопроницаемость меняется в зависимости от направления. Так, к примеру водопроницаемость ленточной глины больше в горизонтальном направлении, а лёссовых пород – в горизонтальном.

Анизотропные свойства породы обусловлены характеристиками её структуры, а также неоднородностью её физического состава. Водоносные горизонты неоднородного типа встречаются чаще других. Среди характерных примеров неоднородных водоносных горизонтов можно выделить:

  • горизонты, сложенные из чередующихся пластов водоносных пород с разным уровнем водопроницаемости;
  • горизонты, состоящие из двух слоёв с разной водопроницаемостью (это качается, в частности, аллювиальных отложений);
  • горизонты с резким перепадом водопроницаемости по горизонтали.

Водопроницаемые залежи, на которых идёт формирование грунтовых вод, гидрологи называют водоупорным ложем. Верхний слой грунтовых вод называют зеркалом или уровнем. Мощность водоносного горизонта определяется расстоянием от зеркала до водоупорного ложа. По причине существенных колебаний уровней грунтовых вод мощность водоносных горизонтов всё время меняется. Над зеркалом грунтовых вод размещается так называемая капиллярная бахрома с участками разной мощности, что обусловлено литологическим составом горных пород. Самая низкая мощность капиллярной бахромы наблюдается песчаных породах, наиболее высокая – в глинистых и пылевых породах.

Формы залегания грунтовых вод

Природные формы залегания грунтовых вод могут различаться в зависимости от геологических и геоморфологических особенностей местности. Грунтовые воды залегают в форме грунтового потока, а также в форме, сочетающей в себе бассейн и поток.

Грунтовый поток представляет собой водоносный горизонт без напора, перемещение воды в котором происходит за счёт воздействия силы тяжести по линии уклона зеркала. Территория распространения грунтовых вод носит название бассейна. Что касается грунтового бассейна, то он представляет собой понижение водоупорного ложа, которое заполнено рыхлыми водянистыми породами. Когда бассейн переполняется, то образуется грунтовый поток. Конечно, движется вода и в грунтовом бассейне – чем ближе к поверхности зеркала, тем сильнее. Движение грунтовых вод осуществляется непрерывно под воздействием силы тяжести от высокого уровня залегания к низкому.

Перемещаются грунтовые воды с разной скоростью. Наиболее быстро движутся подземные воды в крупнозернистом песке, а наиболее медленно – в лёссовых породах и суглинке. Также скорость движение грунтовых вод напрямую зависит от географического расположения водоносного пласта.