Подземные воды—воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии.

Классификация

По  условиям залегания подземные воды подразделяются на:

•почвенные;

•

грунтовые;

•

межпластовые. 

Почвенные  - воды заполняют часть промежутков между частицами почвы; они могут быть свободными (гравитационными), перемещающимися под влиянием силы тяжести, или связанными, удерживаемыми молекулярными силами.

Грунтовые  - воды образуют водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое. В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года: он то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время. В суровые зимы грунтовые воды могут промерзать. Эти воды в большей мере подвержены загрязнению.

Межпластовые  воды - нижележащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых, уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые. Напорные межпластовые воды полностью заполняют водоносный горизонт и находятся под давлением. Напором обладают все воды, заключенные в слоях, залегающих в вогнутых тектонических структурах. 

В зависимости от характера  пустот водовмещающих  пород подземные  воды делятся на:

•поровые — в песках, галечниках и др. обломочных породах;

•трещинные (жильные) — в скальных породах (гранитах, песчаниках);

•карстовые (трещинно-карстовые) — в растворимых породах (известняках, доломитах, гипсах и др.).  

Гидрогеология (от др. греч. ὕδωρ «водность» + геология) — наука, изучающая происхождение, условия залегания, состав и закономерности движений подземных вод. Также изучается взаимодействие подземных вод с горными породами, поверхностными водами и атмосферой.

Распределение подземных вод  в земной коре

Подземные воды в земной коре распределены в  двух этажах. Нижний этаж, сложенный  плотными магматическими и метаморфическими породами, содержит ограниченное количество воды. Основная масса воды находится в верхнем слое осадочных пород. В нем выделяют три зоны — верхнюю зону свободного водообмена, среднюю зону водообмена и нижнюю зону замедленного водообмена.

Воды  верхней зоны обычно пресные и  служат для питьевого, хозяйственного и технического водоснабжения. В средней зоне располагаются минеральные воды различного состава. В нижней зоне находятся высокоминерализованные рассолы. Из них добывают бром, йод и другие вещества.

Поверхность грунтовых вод называется «зеркалом грунтовых вод». Расстояние от зеркала грунтовых вод до водоупорного слоя называют «мощностью водоупорного слоя».

Формирование  подземных вод

Подземные воды образуются различными способами. Один из основных способов образования  подземной воды — просачивание, или инфильтрация, атмосферных осадков и поверхностных вод. Просачивающаяся вода доходит до водоупорного слоя и накапливается на нем, насыщая породы пористого и пористо-трещинноватого характера. Так возникают водоносные слои, или горизонты подземных вод. Кроме того, подземные воды формируются путём конденсации водяных паров. Выделяются также подземные воды ювенильного происхождения.

Два основных способа образования подземных  вод — путём инфильтрации и за счёт конденсации водяных паров атмосферы в породах — главные пути накопления подземных вод. Инфильтрационные и конденсационные воды называются вадозными водами (лат. vadare — идти, двигаться). Эти воды образуются из влаги атмосферы и участвуют в общем круговороте воды в природе.

Инфильтрация

Подземные воды формируются из вод атмосферных  осадков, выпадающих на земную поверхность  и просачивающихся в грунт  на некоторую глубину, а также  из вод болот, рек, озёр и водохранилищ, также просачивающихся в землю. Количество влаги, попадающей таким  образом в почву, составляет 15-20 % от общего количества выпавших атмосферных осадков.

Проникновение вод в грунты зависит от физических свойств этих грунтов. В отношении  водопроницаемости грунты делятся  на три основные группы — водопроницаемые, полупроницаемые и водонепроницаемые или водоупорные. К водопроницаемым породам относятся крупнообломочные породы, галечник, гравий, пески и трещиноватые породы. К водонепроницаемым породам — плотные магматические и метаморфические породы, такие как гранит и мрамор, а также глины. К полупроницаемым породам относятся глинистые пески, лёсс, рыхлые песчаники и рыхловатые мергели.

Количество  воды, просочившийся в грунт, зависит  не только от его физических свойств, но и от количества атмосферных осадков, наклона местности и растительного покрова. При этом длительный моросящий дождь создаёт лучшие условия для просачивания, нежели обильный ливень. 

Конденсация водных паров

Второй  путь образования подземных вод — это конденсация водяных паров в горных породах.

Ювенильные воды

Ювенильные  воды — ещё один способ образования подземных вод. Такие воды выделяются при дифференциации магматического очага и являются «первичными». В природных условиях чистых ювенильных вод не существует: подземные воды, возникшие разными способами, смешиваются друг с другом. 

Классификация подземных вод

Выделяется  три типа подземных вод: верховодка, грунтовые и напорные (артезианские). В зависимости от степени минерализации  выделяют пресные подземные воды, соленые, солоноватые и рассолы, по температуре они делятся на переохлажденные, холодные и термальные, а в зависимости от качества подземной воды ее подразделяют на техническую и питьевую. 
 

Верховодка — подземные воды, залегающие вблизи поверхности земли и отличающиеся непостоянством распространения и дебита. Верховодка приурочена к первому от поверхности земли водоупорному пласту и занимает ограниченные территории. Верховодка существует в период достаточного увлажнения, а в засушливое время исчезает. В тех случаях, когда водоупорный пласт залегает вблизи поверхности или выходит на поверхность, развивается заболачивание. К верховодке также нередко относят почвенные воды, или воды почвенного слоя, представленные почти связанной водой, где капельножидкая вода присутствует только в период избыточного увлажнения.

Воды  верховодки обычно пресные, слабоминерализованные, но часто бывают загрязнены органическими  веществами и содержат повышенные количества железа и кремнекислоты.  

Грунтовые воды

Грунтовыми  водами называются воды, залегающие на первом водоупорном горизонте ниже верховодки. Они характеризуются более или менее постоянным дебитом. Грунтовые воды могут накапливаться как в рыхлых пористых породах, так и в твердых трещиноватых коллекторах. Уровень грунтовых вод подвержен постоянным колебаниям, на него влияют количество и качество выпадающих осадков, климат, рельеф, наличие растительного покрова и хозяйственная деятельность человека. Грунтовые воды являются одним из источников водоснабжения, выходы подземных вод на поверхность называются родниками, или ключами.

Артезианские  воды

Напорные (артезианские) воды — это воды, которые находятся в водоносном слое, заключенном между водоупорными слоями, и испытывают гидростатическое давление, обусловленное разностью уровней в месте питания и выхода воды на поверхность. Характеризуются постоянством дебита. Область питания у артезианских вод, размеры бассейнов которых достигают иногда тысячи километров, лежит обычно выше области стока воды и выше выхода напорных вод на поверхность Земли. Области питания артезианских бассейнов иногда значительно удалены от мест извлечения воды — в частности, в некоторых оазисах Сахары получают воду, выпавшую в виде осадков над Европой. 

Деби́т (фр. debit — сбыт, расход) — объём жидкости (воды, нефти) или газа, стабильно поступающий из некоторого естественного или искусственного источника в единицу времени.  
 
 

Условия залегания:

-водопроницаемые  (крупнообломочные, галечник, гравий, пески)

-полупроницаемые  (глинистые пески, лёсс, рыхлые  песчаники, рыхловатые мергелии)

-водонепроницаемые (плотные магматические и метаморфичю породы, гранит, мрамор, глина) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Геологические процессы 

ГП-процессы, приводящие к изменению структур ЗК под воздействием внутренних и внешних оболочек земли.

Экзогенные  процессы образуются под воздействием внешних оболочек земли. Им служит тепловая энергия солнца и сила гравитации. Основн.движущими факторами являются тепло, вода, ветер, лед, организмы, силы тяжести.

• Выветривание-процесс разрушения ГП, под воздействием химических, физических и биологических процессов.

-Физическое  выветривание (механическое) – разрушение  ГП, под воздействием t.

Разрушительные  процессы физического:

1.Десквомация(шелушение)-процесс  температурного разрушения. Получается: многократное сжатие и разрушение минер.зерен, суточное или сезонное колебание t. Скорость этого процесса,в значительной степени, определяется климатом.

2.Морозное-происходит  за счет замерзания воды и  увеличения ее в объеме на 9%.

3.Кристаллизация солей-происходит в трещинах, принесенных водой или в поднимающейся к поверхности и испаряющиеся в воде.

Физич.выветр. наиболее интенсивно происходит в областях с резким суточным колебанием t, сухим воздухом и редкой растительностью. Происходит в пустынях и на крутых склонах гор. На ровных поверхностях в результате физич. выветр. образуются россыпи глыб и щебня. 
 

-Химическое  выветривание-химич.преобразования  минералов и ГП под влиянием  дождевых, талых вод, атмосферного  газа и органических кислот.

Разруш.процессы химич.выветрив:

1.Расстворение-зависит  от минералогического состава  ГП химич.активности воды и  природно-климатических условий.  Наилучшей растворимостью обладают  хлориды,сульфаты,сульфиды и карбонаты.  Расстворение приводит к выщелачиванию  пустот или коверн.

2.Окисление-процесс  окисления ГП минеральной водой  и кислородом воздуха. Наиболее  явно выражено в минералах  содержащих железо. Эти минералы  имеют красноватый или бурый  цвет. Во влажном климате.

3.Гидротация(водонасыщение)-образование  новых минералов, содержащих гидратную или кристаллизационную воду. Характерно для безводных минералов: ангидрид. Поглощая воду, ангидрид превращ. в водный сульфат кальция(гипс). Насыщение водой сопровождается перестройкой кристаллической решетки минерала и увеличением его объема. Гипс по сравнению с ангидридом увеличивается в объеме примерно на 33%. Процесс гидротация сопровождается развитием трещиноватости.

4.Гидролиз-химическое  разложение, сопровождающееся расстворением  и обменом веществ.Наиболее выражен  у селикатов. 
 

-Биологическое(органическое)-процесс  разрушения ГП,под воздействием  живых организмов и растений. Созедательная работа. Продуктом  выветривания относятся элювий  и почвы.

Элювий-обломочная порода, образованная выветриванием  и оставшаяся на прежнем месте  никуда не перемещенная. Элювий образует кору выветривания. Кора выветривания делится на современную(находится на поверхности) и древнюю(перекрытая породами).