Би.П бинф а,.

В ряде случаев инфильтрационная теория не в состоянии объяснить появление подземных вод. Например, в сухих пусты­нях, где количество осадков незначительно, вблизи поверхности возникают водоносные горизонты. Было доказано, что в образо­вании подземных вод принимает участие также конденсацияводя­ных паров, которые проникают в поры пород из атмосферы. Этот путь образования подземных вод хорошо прослеживается в рыхлых породах, которые служат основанием сооружений. Вслед­ствие того что эти породы имеют температуру ниже окружающих пород, в них и происходит конденсация паров под фундаментом зданий.

Воды земной коры постоянно в течение длительного геологи­ческого времени пополняются ювенильными водами,которые воз­никают в глубине земли за счет кислорода и водорода, выделяе­мых магмой. Прямой выход на поверхность земли ювенильные воды в виде паров и горячих источников имеют при вулканиче­ской деятельности.

В зонах замедленного и весьма замедленного водообмена об­разуются минерализованные (соленые) воды так называемогосе- диментационного происхождения.Эти воды возникли после обра­зования (седиментации) древних морских осадков в начале геологической истории земной коры.

Глава 13

ВОДНЫЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД

Горные породы по отношению к воде характеризуются следу­ющими показателями: влагоемкостью, водоотдачей и водопрони­цаемостью. Показатели этих свойств используются при различ­ных гидрогеологических расчетах.

Влагоемкость— способность породы вмещать и удерживать в себе воду. В том случае, когда все поры заполнены водой, порода будет находиться в состоянии полного насыщения. Влажность, от­вечающая этому состоянию, называют полной влагоемкостьюW„_в:

^П.В Я/Рск>

где п —пористость; р_ск— плотность скелета породы.

Наибольшее значение fV_nBсовпадает с величиной пористости породы. По степени влагоемкости породы подразделяют навесь­ма влагоемкие(торф, суглинки, глины),слабовлагоемкие(мергель, мел, рыхлые песчаники, мелкие пески, лёсс) иневлагоемкие,не удерживающие в себе воду (галечник, гравий, песок).

Водоотдача W_B —способность пород, насыщенных водой, от­давать гравитационную воду в виде свободного стока. При этом считают, что физически связанная вода из пор породы не выте­кает, поэтому принимаютW_B = W_UB — fV_MMB.

Величина водоотдачи может быть выражена процентным от­ношением объема свободно вытекающей из породы воды к объе­му породы или количеством воды, вытекающей из 1м³породы (удельная водоотдача). Наибольшей водоотдачей обладают круп­нообломочные породы, а также пески и супеси, в которых вели­чинаW_Bколеблется от 25 до 43 %. Эти породы под влиянием гравитации способны отдавать почти всю имеющуюся в их порах воду. В глинах водоотдача близка к нулю.

Водопроницаемость— способность пород пропускать гравита­ционную воду через поры (рыхлые породы) и трещины (плотные породы). Чем больше размер пор или чем крупнее трещины, тем

281

выше водопроницаемость пород. Не всякая порода, которой при­суща пористость, способна пропускать воду, например, глина с пористостью 50—60 % воду практически не пропускает.

Водопроницаемость пород (или их фильтрационные свойства) характеризуется коэффициентом фильтрации к_ф(см/с, м/ч или м/сут), представляющим собой скорость движения подземной во­ды при гидравлическом градиенте, равном1.

По величине к_фпороды разделяют на три группы: 1) водопро­ницаемые —к_ф>1м/сут (галечники, гравий, песок, трещиноватые породы);2) полупроницаемые —кф=1...0,001м/сут (глинистые пески, лесс, торф, рыхлые разности песчаников, реже пористые известняки, мергели); 3) непроницаемые —к_ф<0,001м/сут (мас­сивные породы, глины). Непроницаемые породы принято назы­ватьводоупорами,а полупроницаемые и водопроницаемые — еди­ным термином водопроницаемые, иливодоносными, горизонтами.

В фильтрации может принимать участие вода в связанном со­стоянии. Так, в глинах ее приводят в состояние движения увели­чением разности напоров (градиента фильтрации), действием электро- и термоосмотических сил.