Общая геология - Якушова А.Ф.
ISBN 5—211—00131—1
Скачать (прямая ссылка):
ниє ~т~> где h — превышение уровня воды в одной точке над уровнем воды в другой; / — расстояние между двумя точками. Уклон зеркала грунтовых вод называют также напорным градиентом и обозначают буквой /. Скорость движения воды в песчаных породах от 0,5 до 1—2 м/сут. Наибольшая скорость движения подземных вод наблюдается в галечниках и особенно (до 10, реже 30 м/ /сут) в сильно закарстованных породах, где иногда движение переходит в турбулентное.
Режим грунтовых вод. Уровень, количество и качество грунтовых вод с течением времени меняются в зависимости от климатических условий и особенно количества атмосферных осадков. В многоводные годы, когда выпадает большое количество атмосферных осадков, уровень грунтовых вод повышается, в маловодные— понижается. При этих колебаниях некоторые слои пород периодически то заполняются водой, то осушаются. Таким образом, на пространстве от поверхности Земли до водоупорного ложа выделяются три зоны: 1) зона аэрации; 2) зона периодического насыщения водой, располагающаяся между минимальным и максимальным уровнями подземных вод (периодическое наполнение и осушение); 3) зона постоянного насыщения между минимальным уровнем грунтовых вод и водоупорным ложем (рис. 8.4).
Поверхношпный водораздел
Ш> Ш> В' EEJr
Рис. 8.4. Схема залегания и движения грунтовых вод в междуречном
массиве:
I — песок; 2 — суглинок; 3 — минимальный уровень грунтовых вод; 4 — максимальный уровень
Вместе с колебанием уровня грунтовых вод изменяются дебит (франц. «дебит» — расход) источников и в какой-то степени химический состав воды.
В природных условиях наблюдается гидравлическая связь грунтовых вод с реками и другими водоемами, что также играет определенную роль в их режиме. В районах с влажным и умерен-
Контрольные скважины
Насос
ным климатом реки, как правило, дренируют подземные воды и уровень последних имеет наклон к реке. Только в паводковый период в прибрежной полосе возникает обратный уклон (от реки). После спада паводка уровень грунтовых вод, стремясь к равновесию, постепенно снижается и приобретает свой обычный уклон к реке. В каждом случае важно знать высотное положение уровня грунтовых вод и его изменение во времени и по площади. Для этой цели на основании систематических замеров уровня грунтовых вод в колодцах и буровых скважинах строятся специальные карты гидроизогипс (греч. «изос» — равный, «гипсос» — высота), на которых указываются линии равной его высоты по площади.
Знание режима грунтовых вод, его изменений во времени имеет огромное значение при решении важнейших народнохозяйственных задач (водоснабжение, мелиорация земель, строительство крупных гидротехнических сооружений и др.). Во всех случаях необходим точный прогноз возможных изменений режима подземных вод и их последствий (рис. 8.5). В СССР организована сеть режимных гидрогеологических станций, на которых проводятся многолетние стационарные наблюдения над изменением уровня грунтовых вод, их температурой, химическим составом, дебитом источников, количеством выпадающих атмосферных осадков, над изменением температуры воздуха и уровня воды в поверхностных водоемах и реках, с которыми связаны грунтовые воды.
Межпластовые безнапорные воды отличаются от грунтовых тем, что находятся между двумя водоупорными слоями. Обычно такие воды развиты в условиях расчлененного рельефа и залегают выше базиса (местной гидрографической сети). Они не заполняют полость водоносного слоя и выходят в виде источников в береговых склонах оврагов и рек. В целом межпластовые воды являются проточными и по условиям передвижения аналогичны нисходящим грунтовым водам (рис. 8.6).
Напорные, или артезианские, межпластовые воды. К напорным, или артезианским, относятся подземные воды водоносных горизонтов, перекрытых и подстилающихся водонепроницаемыми пластами горных пород и располагающихся на больших пространствах и глубинах вне сферы воздействия местных дрен (рек, оврагов и других понижений). Артезианские воды получили название от провинции Артуа (в древности Артезия) во Франции, где впервые в
Радиус воронки 4 вод после отк?
Рис. 8.5. Изменение уровня грунтовых вод при откачке из скважины
Европе стали использовать с помощью трубчатых колодцев само-изливающиеея напорные подземные воды.
Наиболее благоприятные условия для формирования напорных вод создаются в пределах различных тектонических прогибов земной коры, а также при моноклинальном (греч. «мо- 111 нос» — один, «клино»—скло- TtT няю) залегании горных пород. В первом случае слои
Рис. 8.6. Схема залегания меж-пластовых безнапорных вод: 1 — водонепроницаемые породы; 2 — водопроницаемые породы; 3 — грунтовые воды; 4 — межпластовые воды; 5 — область питания; 6 — нисходящий источник
изогнуты в виде корыта или чаши, образуя артезианские бассейны, во втором они наклонены в одну сторону и нередко водопроницаемые слои сменяются по падению водонепроницаемыми (рис. 8.7). В артезианских бассейнах выделяют три области: 1) область питания; 2) область разгрузки и 3) область напора.
