Подземные воды

Воды, которые содержатся в горных породах верхней части земной коры, называются подземными водами. В зависимости от глубины, состава воды, особенностей условий залегания выделяются почвенные, грунтовые с временным горизонтом верховодки, межпластовые (их разновидности артезианские, минеральные, термальные, геотермальные) воды. Особая группа подземных вод – воды многолетней мерзлоты.

Горизонты, насыщенные водами, называются водоносными. Их формирование возможно при наличии в горных породах пустот. По характеру пустот выделяются следующие типы подземных вод:

• поровые – в рыхлых или сцементированных обломочных породах (пески, песчаники, галечники и другие);
• трещинные – в скальных породах, разбитых трещинами различного происхождения;
• трещинно-карстовые и карстовые – наблюдаются в породах, подверженных растворению и вымыванию вещества с образованием подземных пещер.

Слой горных пород, непроницаемый для воды, называется водоупором.

Почвенные воды

Содержатся в почвенном горизонте, пополняются во время таяния снега и сезонных дождей. Растворяют питательные вещества почвы, делают их доступными для растительности. Дефицит почвенных вод в период засухи вызывает гибель растений.

Состав зависит от человеческой деятельности, так как вблизи автомобильных трасс, предприятий, сельскохозяйственных комплексов в воду попадают загрязняющие вещества.

Грунтовые воды

Ближайший к дневной поверхности водоупор формирует постоянный водоносный слой. Воды, насыщающие его, называются грунтовыми. Глубина залегания грунтовых вод зависит от глубины водоупора и широтном расположении. В тундровой зоне – близко к поверхности, в южных регионах достигает 40 м. Грунтовые воды пополняются за счет сезонных осадков и просачивания речной и озерной воды.

В горной породе, сквозь которую просачивается вода, имеется множество капилляров. По ним вода поднимается к почве. По более крупным порам, образованными корнями растений и ходами животных, вода опускается вниз. Если в промежутке между грунтовыми водами и почвенным слоем встречаются линзы глин, они задерживают влагу. Формируются временные скопления подземных вод – верховодка. Оттуда часть воды поднимается к почве, часть постепенно стекает вниз и присоединяется к горизонту грунтовых вод.

Простейшие колодцы углубляются до грунтовых вод или верховодки. Воду из них можно употреблять для хозяйственных нужд, для приготовления пищи требуется кипячение из-за возможного загрязнения поверхностными стоками.

Межпластовые воды

Возникновение межпластовых вод возможно при особом геологическом строении региона, где водоносные слои чередуются с породами-водоупорами. Самые распространенные водоупоры – глина, известняк, доломит. Такой «слоеный пирог» образуется на месте древних озер и морей.

Водоносные горизонты, расположенные между водоупорами, насыщены межпластовыми водами. Таких горизонтов может быть несколько.

Межпластовые имеют разновидности:

• Безнапорные – давление в водоносном слое аналогичное атмосферному. Это слои с неполным насыщением водой. Встречаются редко.
• Артезианские – вода находится под давлением. Приурочены к прогибам земной коры большой площади. Вскрытые скважинами воды изливаются или фонтанируют. Территория развития артезианских вод называется артезианским бассейном. Крупнейший в мире артезианский бассейн расположен в Западной Сибири (Россия).
• Минеральные – лечебные воды, содержащие различные соли. Как правило, распространены в пределах артезианских бассейнов. В зависимости от содержания соли выделяются виды минеральных вод.

Для минеральных вод характерны соединения железа, мышьяка, марганца, цинка, брома, йода. Встречаются воды, насыщенные радоном, сероводородом. Минеральные воды могут быть термальными.

• Термальные – минеральные воды с температурой выше 20°С. Типы термальных вод: субтермальные (теплые) 20-37°С, термальные 37-42°С, гипотермальные (горячие) более 42°С.
• Геотермальные – характерны для областей современного вулканизма и артезианских бассейнов предгорий и межгорных котловин (Исландия, Камчатка, Курильские острова, Япония, США, Италия и другие). Способ применения зависит от температуры воды.

Основная проблема применения геотермальных вод – высокое содержание солей, что приводит к порче оборудования.

Подземные воды в многолетнемерзлых породах

Многолетнемерзлые породы выполняют роль водоупора. Подземные воды могут содержаться в горизонте над мерзлотой и в слоях между промерзшими пластами. Обычно водоносные участки расположены в незамерзающих породах под природными водоемами, которые оказывают отепляющее действие.

Объем воды, поступающий в скважину в зимний период сокращается, качество ухудшается из-за увеличения солености. Летом показатели возвращаются к норме.