Классификация подземных вод по условиям их происхождения

В соответствии с изложенными теориями и гипотезами подземные воды подразделяются на следующие группы [2]:

1) Вадозные воды, подразделяющиеся на:

- инфильтрационные – воды, просачивающиеся сквозь зернистые породы;

- инфлюационные – воды, втекающие с поверхности по трещинам и пустотам горных пород;

- конденсационные – воды, образующиеся из парообразной влаги воздуха, заключенного в подземных порах, трещинах и других пустотах.

Вадозные воды – подземные воды поверхностного (атмосферного) происхождения, представляют в процессе их подземного стока одно из звеньев общего круговорота воды.

2) Ювенильные воды – подземные воды магматического и метаморфического происхождения.

3) Седиментационные воды – подземные воды морского происхождения.

Выделить воды «однородного» генезиса затруднительно. В ходе геологической истории в одной и той же геологической структуре возможна смена вод различного происхождения.

 

Вода в порах горных пород и почв

Одними из главных свойств породы, определяющими ее отношение к воде, являются пористость и скважность.

Пористость – наличие в породах малых пустот – капиллярных пор.

Скважность – наличие в породах более крупных, некапиллярных промежутков – скважин различного происхождения и формы.

Иногда совокупность всех пустот объединяют в понятие общей пористости.

Величина пористости (р) определяется отношением объема ( ) к объему породы в сухом состоянии (V) (выражается в процентах или в долях единицы):

 

(5)

Пористость рыхлых осадочных пород зависит от размера частиц, их формы, степени отсортированности и характера расположения.

Пористость почв и пород определяет важные водные свойства:

- водопроницаемость;

- водоотдача;

- водоудерживающая способность.

Водоудерживающая способность характеризуется влагоемкостью, т. е. тем количеством воды, которое удерживается в почвах и горных породах при определенных условиях. Она выражается в процентном отношением веса или объема воды, содержащейся в породах, соответственно или к весу сухой породы, или к ее объему.

Горные породы подразделяются на:

- сильновлагоемкие – торф, глина, суглинки;

- слабовлагоемкие – мергели, мел, рыхлые песчаники, глинистые мелкие пески, лёсс;

- невлагоемкие – крупнообломочные породы (галька, гравий, песок), массивные изверженные и осадочные породы.

Содержание воды в почвах и породах в весовых или объемных единицах на какой-либо момент времени называется естественной влажностью. (а) Обычно естественную влажность выражают в процентном отношении веса воды к весу минеральной части породы:

 

(6)

 

где Р₁ и Р₂ – соответственно вес образца породы до и после высушивания.

Водоотдача – способность породы, насыщенной водой, отдавать то или иное количество воды. Характеризуется коэффициентом водоотдачи, т. е. отношением объема стекающей из насыщенной породы воды к объему всей породы, и выражается либо в долях от единицы, либо в процентах.

Водопроницаемость – способность породы пропускать через себя воду.

Водопроницаемость и водоотдача зависят от пористости, от размера и формы пор породы. Чем больше диаметр пор, тем лучшей водопроницаемостью и большей водоотдачей обладают породы.

По степени водопроницаемости породы подразделяются на:

- водопроницаемые – грубозернистые или грубообломочные породы (галечник, гравий, песок) и массивные трещиноватые породы (мрамор, гранит, известняк);

- водонепроницаемые (водоупорные) – породы, которые через себя воду практически не пропускают или пропускают очень медленно. Это плотные массивные монолитные породы (мрамор, гранит, базальт) или осадочные мелкозернистые породы (глины, глинистые сланцы);

- полупроницаемые – глинистые пески, лёсс, торф, песчаники, пористые известняки, мергели и др.

 

Виды воды в порах

 

1) Химически связанная (конституционная) вода – входит в молекулу вещества гидроксильной группой, например Fе₂О₃+ЗН₂О → 2Fе(ОН)₃. Удаление химически связанной воды при прокаливании сопровождается распадом минерала.

2) Кристаллизационная вода – является составной частью многих минералов, например гипса (CaSO₄*2H₂O), и удаляется из породы нагреванием до 100-200 °С или химическим путем.

3) Парообразная вода – находится в порах и пустотах пород и перемещается главным образом под влиянием разности упругостей пара из областей с большей упругостью в области с меньшей.

4) Гигроскопическая вода – это вода, адсорбированная частицами породы из воздуха. Гигроскопическая вода перемещается из одних слоев в другие путем перехода в парообразное состояние. Она может быть отделена от породы только нагреванием.

5) Пленочная вода – обволакивает частицы породы сверх максимальной гигроскопичности. Эта вода адсорбируется из жидкой фазы. Она менее прочно связана с минеральными частицами и относится к категории рыхлосвязанной. Растениями пленочная вода усваивается с трудом.

6) Капиллярная вода – заполняет сравнительно мелкие поры породы. Она удерживается и передвигается в почвогрунтах под влиянием капиллярных сил из зоны большего увлажнения в зону меньшего увлажнения.

7) Гравитационная (свободная) вода – заполняет некапиллярные пустоты породы. Под влиянием силы тяжести просачивается в породе сверху вниз в виде отдельных струй (при неполном насыщении породы) или фильтруется в толще насыщенной водой породы в направлении падения уровня подземных вод. Гравитационная вода передает гидростатический напор, под действием которого воды могут подниматься вверх, как в сообщающихся сосудах.

В твердом состоянии вода в породах встречается либо в составе мерзлых почв, либо в виде льда (пещерного, ископаемого).

8) Внутриклеточная вода – содержится в не полностью разложившихся остатках растений в почве. В большом количестве такая вода содержится в болотных почвах и особенно в торфах.

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: