Глава 3. Подземные воды города Воронеж и их классификация Геологическая деятельность подземных вод.
К подземным водам относятся все воды, находящиеся в порах и трещинах горных пород. Они широко распространены в земной коре, и изучение их имеет большое значение при решении ряда вопросов:
Водоснабжение крупных населенных пунктов и промышленных предприятий;
Гидротехническое и промышленное строительство;
Проведение мелиоративных мероприятий;
Курортно-санаторное дело и т.д.
Велика геологическая деятельность подземных вод. С ними связаны карстовые процессы в растворимых горных породах (известняках, доломитах, гипсах и др.) и оползание земляных масс по склонам оврагов, рек и морей.
Подземные воды, их происхождение, распространение, миграция, качественные и количественные изменение во времени и геологическая деятельность являются предметом изучения особой науки-гидрогеологии, одной из ветвей геологии.
Водопроницаемость горных пород.
В накоплении подземных вод большое значение имеет водопроницаемость горных пород, т.е. способность горной породы пропускать воду. Наблюдения показывают, что в одних местах, где развиты глины, атмосферные осадки застаиваются на поверхности и испаряются, а в других районах, сложенных песками, достаточно быстро проникают в глубину. Еще быстрей просачиваются осадки в галечниках. Скорость проникновения воды в глубину обуславливается различиями в степени водопроницаемости пород.
По степени проницаемости горные породы подразделяются на 3 группы:
Водопроницаемые - пески, гравий, галечники, трещиноватые песчаники, известняки, конгломераты и другие скальные породы;
Полупроницаемые - супеси, легкие суглинки, лёсс, неразложившийся торф и др.;
Водонепроницаемые, или водоупорные – глины, тяжелые суглинки, хорошо разложившийся торф и не трещиноватые массивные кристаллические и сцементированные осадочные горные породы.
Водопроницаемость
горных пород обусловлена либо тем, что
порода рыхлая и зернистая (например,
песок, гравий), и вода в этом случае может
просачиваться по промежуткам (порам)
между отдельными зернами, либо тем, что
породы хотя и массивные и сцементированные
(гранит, известняк), но разбиты трещинами,
по которым происходит перемещение
воды.
Под пористостью понимают отношение объема пор в данном образце породы ко всему объему породы: n=Vп/V, или в процентах n=Vп/V*100%, где n-пористость пород; Vп-объем пор в образце породы; V-объем всего образца. Следует отметить, что не всегда значительная пористость обеспечивает свободное проникновение воды. Так, например, глины обладают значительной пористостью, достигающей 50-60%, но в то же время практически являются водонепроницаемыми. Это объясняется тем, что поры в глинах чрезвычайно тонки (субкапилляры), и вода при движении в них испытывает огромное сопротивление, создаваемое поверхностным натяжением. Обычные же пески, имеющие в среднем пористость 30-35%, хорошо проницаемы для воды. Чем крупнее зерна, слагающие рыхлую обломочную породу, тем большей водопроницаемостью она обладает. Галечники с крупным песком обладают в среднем пористостью около 20% и характеризуются наибольшей водопроницаемостью. Следовательно, водопроницаемость рыхлых обломочных горных пород зависит не от количества пор, а от размера и формы слагающих породу зерен и от плотности сложения их.
Рис.3.1. Характер водопроницаемых пород:
А-пористые породы; Б-трещиноватые породы; В-размеры водопроводящих трещин; Г-размеры и плотность расположения зерен в пористых породах. 1-водонепроницаемые породы; 2-породы, насыщенные водой.
Водопроницаемость трещиноватых пород зависит от размера и характера трещин. Если подземные воды движутся по порам в рыхлых породах, она называются поровыми, по трещинам-трещинными. Если же, помимо трещин, в горных породах развиты карстовые пещеры и другие подземные каналы, то подземные воды, циркулирующие в них, называют трещинно-карстовыми.