Гидрогеология. Общие сведения

Воды, находящиеся в верхней части земной коры и залегающие ниже поверхности земли, называются подземными.
1. Общие сведения.

Наука, занимающаяся изучением подземных вод, их происхождением, условиям залегания, закона движения, физических и химических свойств, связях с атмосферными и поверхностными водами, называется гидрогеологией.

Подземные воды – один из существующих и перспективных источников водоснабжения.

Достоинства и недостатки
«+»
обладают более высоким качеством,
не требуют дорогостоящей очистки,
лучше защищены от поверхностных загрязнений
и широко распространены
«-»
фактор, усложняющий строительство.
сложность производства земляных и горных работ в условиях притока подземных вод,
могут быть агрессивной средой для металлических и бетонных сооружений,
вызывают растворение многих горных пород (гипс, известняк и др.) с образованием пустот

2. Виды воды в грунтах.

1. Вода в форме пара содержится в воздухе, занимающем свободные от жидкой воды поры и трещины в горных породах.
2. Связанная вода

Различают два вида связанной воды.
Прочносвязанная вода (гигроскопическая) образуется путём адсорбции (поглощения) молекул парообразной воды на поверхности минеральных частиц горных пород. Прочносвязанная вода чаще присутствует в тонкодисперсных грунтах – суглинках и глинах.
Рыхлосвязанная вода (плёночная) располагается на поверхности частиц породы поверх прочносвязанной.

3. Капиллярная вода заполняет частично или полностью капиллярные трубки, узкие поры и трещинки горных пород и почв.
Капиллярно подвешенная вода, не связанная с уровнем подземных вод. Обычно образуется в верхней части почв и песчано-суглинистых грунтов зоны аэрации за счёт инфильтрации атмосферных осадков.
Капиллярно-подтянутая вода располагается над уровнем грунтовых вод, от которого она поднимается снизу вверх. Высота поднятия зависит от состава горных пород и колеблется:
· в крупнозернистых отложениях – несколько сантиметров;
· в суглинках – 2-3 м и более.

4. Гравитационная вода (свободная) свободно перемещается по порам, трещинам и другим пустотам под влиянием силы тяжести или гидродинамического напора. Подразделяется:
· вода, полностью заполняющая все поры и тещины в водопроницаемых горных породах;
· вода, просачивающаяся сверху вниз в зоне аэрации.

5. Вода в твёрдом состоянии в виде кристалликов, прослоек и линз льда. Образуется при сезонном промерзании водонасыщенных горных пород

6. Кристаллизационная вода (химически связанная) входит в состав минералов и принимает участие в их кристаллической решётке.

1. Хозяйственно-питьевые воды – подземные воды используют для хозяйственно-питьевых целей.
2. Технические воды – воды, которые используют в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.
3. Промышленные воды – содержат в растворе полезные элементы в количестве, имеющем промышленное сырьевое значение.
4. Минеральные воды – подземные воды, которые имеют повышенное содержание биологически активных микрокомпонентов, газов, радиоактивных элементов и т.д.
5. Термальные подземные воды – имеют температуру более 37ºС.
По характеру использования подземных вод:

1. Верховодки;
2. Грунтовые воды;
3. Межпластовые
воды.
По условиям залегания в земной коре:

Верхняя часть земной коры в зависимости от степени насыщения водой пор грунтов делится на две зоны:
верхнюю – зону аэрации
и нижнюю – зону насыщения.

Зона аэрации расположена между поверхностью земли и уровнем грунтовых вод. В этой зоне атмосферные осадки просачиваются из поверхности вод вглубь, в сторону зоны насыщения. Поры грунтов в этой зоне лишь частично заполнены водой, остальная их часть занята воздухом.

Зона насыщения расположена ниже уровня грунтовых вод. В этой зоне все поры заполнены гравитационной водой.

Верховодки – это временные скопления подземных вод в зоне аэрации на небольшой глубине от поверхности земли в результате инфильтрации атмосферных осадков

Грунтовые воды – постоянные во времени и значительные по площади распространения, горизонты подземных вод, залегающие на первом от поверхности выдержанном водоупоре (водонепроницаемом слое).

В грунтовых водах различают верхнюю поверхность (уровень грунтовых вод – УГВ) или зеркало и водоупорное ложе.
Водоупор, на котором лежит водоносный слой, называют ложем.
Расстояние от водоупора до уровня подземных вод называется мощностью водоносного слоя.

· имеют свободную поверхность, т.е. сверху они не перекрыты водоупорными слоями, а следовательно являются безнапорными;
· питание грунтовых вод происходит за счёт атмосферных осадков, поступления воды из поверхностных водоёмов и рек;
· находятся в непрерывном движении и образуют потоки, направленные в сторону общего уклона водоупора;
· количество, качество и глубина залегания грунтовых вод зависят от геологических условий местности и климатических факторов
Грунтовые воды характеризуются следующими признаками

Межпластовые подземные воды – располагаются в водоносных горизонтах между водоупорами и бывают безнапорными и напорными.
Межпластовые безнапорные воды находятся между двумя водоупорными слоями и связаны с горизонтально залегающими водоносными слоями, заполненными водой частично или полностью.
Межпластовые напорные (артезианские) воды – подземные воды водоносных горизонтов, перекрытых и подстилающихся водонепроницаемыми пластами горных пород.

Режим подземных вод – это изменение во времени их уровня, химического состава, температуры и расхода.
Изучение режима грунтовых вод сказывается на условиях строительства и эксплуатации зданий и сооружений и должно учитываться при проектировании. Подъём уровня воды может привести к подтоплению подвальных помещений, разрушению строительных конструкций, понижению прочности грунтов оснований

1. метеорологические факторы;
2. гидрологические условия;
3. колебания земной коры;
4. антропогенная деятельность человека.
Основные причины колебания уровня грунтовых вод:

Выполнить конспект лекции;
Ответить на вопросы:
1. На что влияет наличие или отсутствие подземных вод на участке строительства?
2. Можно ли использовать подземные воды для питьевых нужд?
Задание: