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.

Виды подземных вод

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.

Грунтовые подземные 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.

Межпластовые подземные воды

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.
Таблица: Соленость подземных вод
Название Максимальное значение солености, г/л
Слабосолоноватые 1-5
Солоноватые 10
Слабосоленые 15
Соленые 35
Рассолы 150
Крепкие рассолы Более 150

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.
Таблица: Виды геотермальных вод
Название Температура, °С Использование
Слаботермальные

35-40 Водоснабжение курортов, плавательных бассейнов, рыбоводческих хозяйств
Термальные 40-60
Высокотермальные 60-100 Подогрев автомобильных трасс, отопление жилых строений
Перегретые (паротермальные) Более 100 до 300 Выработка электроэнергии

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.