11.1 Виды залегания воды в горных породах

Виды залегания воды в горных породах:

- Кристаллизационная вода – вода, находящаяся в составе кристаллической решетки. Гипс (CaSO4*nH2O) – Ангидрит (безводный гипс CaSO4).

- Вода в твердом виде – вода, встречающаяся в многолетнемерзлых породах в твердом виде (лед).

- Вода в виде пара содержится в воздухе заполняющего поры горных пород.

- Капиллярная вода – вода, содержащаяся в горных породах в тонких трубочках и удерживающаяся за счет сил поверхностного натяжения.

- Прочносвязанная вода – вода, находящаяся в виде тонкой молекулярной пленки на поверхности мельчайших частиц горных пород и удерживающаяся за счет сил молекулярного сцепления (не может стечь с поверхности частицы).

- Рыхлосвязанная вода – аналогично прочносвязанной воде, но пленка состоит из нескольких слоев (может меняться их количество).

- Капельно-жидкая вода может свободно перемещаться в горных породах по трещинам и порам под действием силы тяжести.

11.2 Закономерность расположения подземных вод

Подземные воды располагаются в воде закономерно.

1)Капиллярно-подвешенная вода;

2)Зона аэрации – самая верхняя часть земной коры; связана с атмосферой; вода находится в парообразном виде;

3)Капиллярно-подтянутая вода;

4)Зона полного насыщения – вода находится в жидком виде, образуется водоносный горизонт.

11.3 Проницаемость горных пород

Кроме накопления воды в породах она должна свободно проходить через них. Проницаемость характеризует пропускающую способность породы. По проницаемости горные породы подразделяются на водопроницаемые, слабопроницаемые, водоупорные. Водопроницаемые: песок, гравий, галечники, конгломераты, трещиноватые песчаники, доломиты. Слабопроницаемые: супеси, легкие суглинки, лессы. Водоупорными являются глины, плотные сцементированные породы. Пористость характеризует вмещающую способность породы. Глины являются флюидоупором, хотя пористость 50-60% - плохая проницаемость из-за слишком тонких пор. По условиям залегания воды делятся на безнапорные, напорные, артезианские. Безнапорные: верховодка, грунтовые. Верховодка – временное скопление воды в пределах зоны аэрации, на выклинивающемся водоупорном слое.

Грунтовые воды – верхний постоянный водоносный горизонт. Поверхность грунтовых вод называется зеркалом. Межпластовые воды – водоносный слой располагается между двумя водоупорными пластами. Напорные воды – воды межпластового слоя, который залегает в какой-либо структуре и при этом образуется напорный градиент.

Такие воды называются артезианскими. Каждый артезианский бассейн имеет область питания, область напора, область разгрузки. Область питания – место, где водоносный слой выходит на дневную поверхность и подпитывается атмосферными осадками. Область напора – находится между водоупорными слоями. Область разгрузки – место, где водоносный слой выходит на поверхность ниже области питания. Также может вскрываться скважинами.

11.4 Источники области разгрузки

Источники области разгрузки делятся на 4 типа.

- Воды трещинного типа – вода по трещинам выходит на поверхность.

- Нисходящие источники – связанны с верховодными грунтовыми водами, где к поверхности подходит водоупорный горизонт.

- Восходящие источники – выходы вод в местах разгрузки напорных вод, где водоносный горизонт расположен ниже.

- Карстовые источники – вода проходит по пещерам

Карстовые процессы – процессы, развивающиеся в растворимых породах (карбонаты, соли, гипсы, ангидриты) под действием подземных вод. Происходит процесс химического растворения и выноса части пород, выщелачивания. В результате растворения образуются пустоты, карстовые формы. Они представлены каррами, желобами, понорами, воронками, котловинами, слепыми долинами. Карры – разнообразные выемки, образованные выщелачиванием пород атмосферными водами. Желоба – протяженные, глубокие участки карстового выщелачивания поверхности известняков. Поноры – узкие отверстия, возникающие на узлах пересечения трещин при дальнейшем развитии процесса выщелачивания. Карстовые воронки по характеру их образования делятся на поверхностные, провальные, воронки просасывания. Поверхностные: Образуются выщелачиванием пород с поверхности. В центре канал стока. Размеры обычно 20-50 м по ширине и 5-20 м в глубину. Провальные: Образуются при обрушении свода воронки над полостью. Воронки просасывания образуются при разрушении известняков вымыванием с песком, механическим воздействием песка залегающего выше. Слепые долины – небольшие речки протекающие в закарстованных районах, имеющие исток, но внезапно оканчивающиеся у какой-нибудь воронки или поноры, куда и уходит вся вода. Карстовые пещеры – образуются множеством способов: выщелачиванием, обрушением, вымыванием, путем размыва тектонических трещин. Часто в пещерах образуются сталактиты и сталагмиты. Это натечные образования, которые образуются вследствие течи воды с потолка пещеры. Вода проходя через карбонатные породы насыщается CO2, капая с потолка она теряет часть CO2 и образуется CaCO3, который постепенно откладывается. Если отложения на дне пещеры, то это называется сталагмитом, если на потолке, то сталактит.