Слои подземного русла реки

Как найти водоносный слой: способы определения расположения и глубины залегания для бурения скважины

Обустройство водоносной скважины на местности обусловлено присутствием подземного источника. Уровень его залегания можно уточнить различными способами, включая наблюдение за растениями и лозопроходство. Наиболее точный результат обеспечивает применение нескольких методик.

Схема водоносных слоёв.

Как определить водоносный слой

Слой грунтовых вод представляет собой русло, ограниченное горизонтами глины или известняка. Показателем его присутствия служит песок, который мельчает по мере приближения к поверхности. В ходе подготовки глубоких колодцев встречаются крупные фракции осадочной породы, переходящие в гравий.

На расположение водоносного пласта может указывать рельеф местности. Не имеет смысла искать место под скважину на возвышениях, лучше всего проверить участки, где имеются впадины.

Хорошие водоносные горизонты могут залегать недалеко от поверхностных вод и ведущих к ним звериных троп. Одним из вариантов может стать наблюдение за муравьями, которые устраивают гнезда глубоко под землей, и там, где вода располагается близко, их нет.

Подземные горизонты способны опускаться вглубь земли и подниматься, при этом объемы воды в них могут колебаться от 1-2 куб. м до нескольких десятков.

Первый слой, т. н. плывун или верховодка, присутствует на глубине не более 6 м и используется для установки технических скважин. Его основу составляют талые и осадочные воды, что объясняет исчезновение водоноса в морозы и период сильной засухи. Низкое качество воды обусловлено наличием поверхностных загрязнений и примесей.

Всего есть три водоносных слоя.

Питьевую воду получают в колодцах глубиной 9-18 м. Горизонт на этом уровне формируется из атмосферных осадков и стоков водоемов, которые изменяют цвет при соседстве с болотом и могут иметь неприятный запах. Для удаления проникающих через почву примесей применяют системы скважинных фильтров.

Разведочное бурение позволяет определить наличие подземных вод, залегающих на большой глубине, для чего выполняется поверхностный срез почвы глубиной до 10 м. Этот метод также используют для выяснения характеристик грунтовых слоев, ограничивающих подземное русло.

Бурение выполняется с применением ручного бура. При наличии водоносного слоя, качество которого отвечает требованиям эксплуатации, производится забивание обсадных труб и установка насосной станции.

Третий водонос залегает на уровне 20/35-100 м ниже поверхности земли, при этом стандартная глубина скважин не превышает 50 м. Пласт характеризуется высокой стабильностью и приемлемым для питья составом воды, при этом чем ниже располагается уровень горизонта, тем чище оказывается источник.

На глубине свыше 100 м находятся артезианские источники. Их отличает высокое качество состава воды, который включает полезные микроэлементы и минералы.

Глиняная посуда для определения водоносного слоя

В древности на предполагаемом месте протекания грунтовых вод устанавливали высушенный глиняный горшок, располагая его вверх дном. Скопление внутри него влаги свидетельствовало о наличии подземного русла.

Современная методика предусматривает использование гранул силикагеля — материала с хорошими впитывающими свойствами. 1-2 л вещества помещают в духовку для просушки, а затем укладывают в горшок. Завязанную полотном емкость взвешивают и закапывают на сутки на глубине 1,5-2 м, после чего снова проверяют на точных весах. Чем большим оказывается вес состава, тем вероятность близкой воды увеличивается и появляется возможность обустроить скважину.

В качестве альтернативы силикагелю можно использовать предварительно взвешенный мелкодробленый керамический кирпич.

Растения как показатель водоносного слоя

На присутствие грунтовых вод и глубину их залегания указывают широколистные деревья, такие как ива или кедр, а также некоторые типы растений — многолетние тростники и кустарники.

Самыми распространенными среди них являются:

  1. Люцерна. Этот вид укореняется даже на сухих почвах, поэтому в местах его произрастания подземный источник может находиться на глубине до 15 м.
  2. Полынь растет там, где наблюдается пониженная влажность, а водонос располагается на уровне 7 м. Для песчаной полыни этот показатель соответствует 10 м.
  3. Кустарник сарсазан сообщает о прохождении воды на глубине 5 м.
  4. Черный тополь свидетельствует о залегании подземного русла на уровне 3 м ниже поверхности земли.
  5. Камыш песчаный. Глубина при бурении скважин в местах его произрастания может достигать 1-3 м.
  6. Заросли болотных трав семейства Рогозовые указывают на присутствие водоноса на глубине до 1 м.

Растения-показатели водоносного слоя.

Ежевику или крушину находят там, где максимальная глубина протекания вод составляет до 5 м. Орешник, можжевельник и толокнянка концентрируются в местах залегания источника на уровне 5-10 м. Ольха и березняки тоже являются индикаторами близкого присутствия источника влаги.

Ориентиром служат только большие группы растений, поскольку одиночные представители вида всходят из случайных семян.

Общей приметой присутствия воды, на которую указывают деревья и кустарники, является особенность их корневой системы. Стержневой корень присущ тем культурам, которые находятся над глубоким подземным источником, а растительность с маленькими корнями является признаком небольшой глубины залегания жидкости.

Если поблизости от вероятного участка прохождения подземного русла растут сосны, можно рассчитывать на обустройство скважины глубиной 25-30 м, для слив и яблонь расстояние до подземного водоноса составляет 15-20 м.

Природные явления

Дополнительную информацию о расположении грунтовых вод можно получить при наблюдении за явлениями природы. Над почвой, под которой проходит подземное русло, скапливается плотный водяной туман и вьются мошки. Густая растительность имеет насыщенный цвет и по утрам покрывается обильной росой. Для того чтобы в этом убедиться, рекомендуется понаблюдать за участком несколько дней.

Водоносы часто воспроизводят линию ландшафта, что повышает вероятность залегания воды в природных котлованах. Прямоугольная конфигурация гидрографической сети, характеризующаяся разломами осадочных пород, является лучшим местом для устройства водоносной шахты. В условиях складчатых пород грунтовый источник может расположиться на вершине геологической складки. В плотных кристаллических породах присутствует ветвящаяся система водных каналов.

Рамки как популярный метод поиска воды

К востребованным способам поиска воды относят использование биолокационных рамок и маятников. Применяют этот метод люди с развитой экстрасенсорной чувствительностью — т. н. лозопроходчики.

Рамки длиной 35-40 см изготавливают из алюминиевой, медной или стальной проволоки, концы которой загибают под углом 90⁰ на расстоянии 10 см от края. Ручками служат трубки из бузины с удаленной из них сердцевиной. Необходимо сделать так, чтобы проволочные элементы легко в них перемещались. В качестве биолокационных инструментов можно использовать развилки веток лозы, калины или вербы.

Рамки держат в обеих руках и не спеша продвигаются по участку, ориентируясь на повороты инструментов в одном направлении. Водоносная жила обнаружится там, где рамки сойдутся вместе. Как только она будет пройдена, куски проволоки вновь разойдутся в стороны.

Уровень залегания определяется методом линейки и маятника — небольшого груза в виде конуса или шара, подвешенного на нитке длиной 20-30 см. Цифра, около которой он будет раскачиваться поперек измерительного инструмента, следует воспринимать как показатель глубины источника. Маятник изготавливают из меди, стали, бронзы или алюминия.

Рамка не может эффективно работать там, где присутствует большое скопление подземных металлических трубопроводных коммуникаций. Возникают сложности с применением этого метода и в случае глубокого расположения источника.

Барометрическим способом устанавливается давление вблизи реки, после чего этот показатель сравнивается с аналогичным значением, полученным на участке. Показатель в 0,1 мм разницы между ними соответствует 1 м глубины залегания грунтовой жидкости. Если разница значений составляет 0,3 мм, источник присутствует на уровне 3 метров от земли.

Водоносный горизонт на участке можно определить разными способами, но технические методы дают более точные данные о его расположении и качестве воды.

Источник

Подземные воды

Вода в недрах Земли находится в жидком, твердом и газообразном состоянии. Она или свободно циркулирует по трещинам и порам горных пород и почв, подчиняясь силе тяжести, или находится в физически и химически связанном состоянии с минеральными частицами почв, грунтов и горных пород.

Подземные воды — воды, находящиеся в толще земной коры во всех физических состояниях.

Теории и гипотезы происхождения подземных вод

Долгое время существовали две теории, отрицавшие одна другую, — это теория инфильтрации и теория конденсации. В первой утверждалось, что скопление подземной воды есть результат просачивания атмосферных осадков в почву и грунт, во второй, что источником происхождения подземных вод является водяной пар атмосферы, который вместе с воздухом попадает в холодные слои земной коры и там конденсируется.

По мнению Лебедева (1919 г.), почва и грунт обогащаются водой как за счет просачивания атмосферных осадков, так и в результате конденсации водяных паров атмосферы и паров, поднимающихся из более глубоких слоев земли. Водяной пар поступает и перемещается в порах почвы под влиянием разности упругостей его независимо от циркуляции в них воздуха.

К настоящему времени можно считать установленным, что основным видом питания подземных вод зоны активного водообмена является инфильтрация (просачивание) атмосферных осадков. Часть подземных вод образуется путем конденсации и сорбции.

Единой точки зрения по вопросу формирования запасов подземных вод в глубоких недрах земной коры в настоящее время нет. Различные взгляды отражены в трех основных гипотезах происхождения подземных вод: 1) магматическое и метаморфическое, 2) седиментационное и 3) поверхностное (атмосферное).

К водам магматического и метаморфического происхождения относятся те, которые возникают на больших глубинах из диссоциированных ионов Н и О2 или паров воды, поднимающихся из магматической или метаморфической зоны. На земную поверхность эти воды могут выходить в виде минеральных источников с высокой температурой.

К водам седиментационного происхождения относятся воды древних морей, лагун, озер, накапливающиеся в осадочных толщах в процессе осадконакопления на дне водоемов. Воды эти, погребенные последующими отложениями, сохраняются в глубоких закрытых пластах в течение длительного геологического времени.

Классификация подземных вод по условиям их происхождения

В соответствии с изложенными выше теориями и гипотезами подземные воды подразделяются на следующие группы:

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

2. Ювенильные — воды магматического и метаморфического происхождения.

3. Седиментационные воды.

Виды воды в порах горных пород и почв

Условия залегания подземной воды, ее запасы и качество в значительной степени определяются водно-физическими свойствами горных пород.

Одними из главных свойств породы, определяющими ее отношение к воде, являются пористость и скважность. Под пористостью понимают наличие в породах малых пустот — капиллярных пор, под скважностью — 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 vпор к объему породы в сухом состоянии V. Она выражается в процентах в виде р = vпор/V*100% или в долях единицы.

Пористость колеблется в широких пределах — от долей процента (плотные породы, как, например, гранит, мрамор) до нескольких десятков процентов (зернистые породы и почвы).

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

Пористость более или менее однородных песков при диаметре зерен около 1 мм составляет 30-35%, галечников с песком 15-20%. С увеличением глинистости породы пористость ее увеличивается. Пористость глины 40-45% и более. Пористость песка меньше, чем суглинка, и значительно меньше, чем глины.

Пористость почв, главным образом суглинистых и глинистых, в значительной степени зависит от их структуры: структурных почв больше, чем бесструктурных.

Пористость почв и пород определяет важные водные свойства: водопроницаемость, водоотдачу и водоудерживающую способность. Последнее свойство характеризуется влагоемкостью, т. е. тем количеством воды, которое удерживается в почвах и горных породах при определенных условиях. Она выражается (в %) отношением веса или объема воды, содержащейся в породах, соответственно или к весу сухой породы, или к ее объему. В зависимости от степени насыщенности почв и пород водой и тех сил (капиллярных, адсорбционных), которые удерживают в них воду, влагоемкость подразделяется на несколько категорий. Наиболее часто употребляются следующие понятия:

Читайте также:  Крупнейшие судоходные реки мира

— полная влагоемкость (ПВ), характеризуется наибольшим количеством влаги, которое может вмещать порода при полном заполнении всех пор;

— капиллярная влагоемкость (KB) — наибольшее количество капиллярно-подпертой влаги, которое может содержаться в породе. Это вели-чина переменная, зависящая от высоты слоя, для которого она определяется, над уровнем свободной воды;

— наименьшая влагоемкость (НВ) — характеризуется количеством влаги, которое почва или грунт способны удержать в подвешенном состоянии силами капиллярного и адсорбционного действия;

Горные породы подразделяются на сильновлагоемкие, слабовлагоемкие и невлагоемкие. К сильновлагоемким породам относятся торф, глина, суглинки; к слабовлагоемким породам — мергели, мел, рыхлые песчаники, глинистые мелкие пески, лёсс; к невлагоемким — крупнообломочные породы: галька, гравий, песок и массивные изверженные и осадочные породы.

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

Водоотдача — способность породы, насыщенной водой, отдавать путем свободного стекания 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.

Водопроницаемость почв, помимо их природных свойств, зависит также от степени их окультуренности. Водопроницаемость почв не остается постоянной: сухая почва обладает большей водопроницаемостью, при насыщении почвы водой происходит набухание почвенных коллоидов, что приводит к сужению почвенных пор, разрушению структурных отдельностей и как следствие к уменьшению водопроницаемости.

По степени водопроницаемости породы подразделяются на две основные группы: водопроницаемые и водонепроницаемые, или водоупорные. К водопроницаемым относятся грубозернистые или грубообломочные породы (галечник, гравий, песок) и массивные трещиноватые породы (мрамор, гранит, известняк).

Водоупорными называются такие породы, которые практически через себя воду не пропускают или пропускают очень медленно. Это плотные массивные монолитные породы (мрамор, гранит, базальт) или осадочные мелкозернистые породы (глины, глинистые сланцы). Их водопроницаемость в естественных условиях настолько мала, что ею можно пренебречь, а коэффициент водоотдачи близок к нулю. Большая группа пород относится к полупроницаемым породам.

При изучении водных свойств зернистых пород и почв необходимо иметь представление о размере зерен. С этой целью производят механический, или так называемый гранулометрический, анализ пород. Сущность этого анализа заключается в разделении образца породы на порции (фракции определенных диаметров зерен) и в перечислении фракций в процентные отношения к весу всего образца.

Перемещение воды в природе осуществляется, как известно, под влиянием той или иной силы или равнодействующей группы сил. В почве и породах, как и всюду, вода прежде всего испытывает на себе действие силы тяжести, которая заставляет ее просачиваться вглубь. Между молекулами воды и молекулами и ионами частиц породы существуют силы молекулярного взаимодействия. Они вызывают явления сорбции (поглощения влаги частицами породы). Сорбционные силы способствуют удержанию воды на поверхности частиц породы. Силы эти велики, но радиус действия их крайне ограничен.

В местах скопления воды в капиллярных порах вследствие влияния поверхностного натяжения проявляются капиллярные силы, под влиянием которых вода или поднимается к поверхности, или перемещается вниз. Некоторое значение в передвижении влаги в почве и породе имеют осмотические силы, вызывающие диффузию. Это явление наблюдается в местах соприкосновения растворов разной концентрации.

В почве, покрытой растительностью, создается еще одна сила, величина которой может достигать больших значений, — это сосущая сила корневых систем растений (десукция). Под ее влиянием влага выводится из почвы через растения обратно в атмосферу.

Таким образом, природа сил, воздействующих на воду, находящуюся в порах породы, и величины их различны. Постоянно действует сила тяжести. Все остальные силы сочетаются с ней и изменяются в широких пределах в зависимости от количества содержащейся в порах воды. По мере увеличения влажности породы прежде всего ослабевает действие сорбционных сил. Уменьшаясь, сорбционные силы становятся соизмеримыми с капиллярными силами и с силой тяжести. Сочетание этих сил вызывает движение воды, направление и скорость которого непостоянны.

Всю влагу в порах породы можно разделить на ряд категорий — видов, для которых в данный момент характерно передвижение под преобладающим влиянием той или иной силы или сочетания сил. Категории эти несколько условны, так как разграничить их вполне четко невозможно.

А. Ф. Лебедев выделил в почве и грунтах следующие категории воды: вода в виде пара, гигроскопическая, пленочная, гравитационная, вода в твердом состоянии, кристаллизационная и химически связанная.

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

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

Парообразная вода — находится в порах и пустотах пород и перемещается, как уже указывалось, главным образом под влиянием разности упругостей пара из областей с большей упругостью в области с меньшей.

Гигроскопическая вода — это вода, адсорбированная частицами породы из воздуха. Гигроскопическая вода прочно связана с частицами минерального грунта. Диполи ее строго ориентированы к поверхности минеральных частиц. Количество слоев молекул адсорбированной воды при макси-мальной гигроскопичности варьирует в широких пределах.

Гигроскопичность увеличивается с увеличением суммарной поверхности частиц породы в единице объема, вот почему она в мелкозернистых грунтах больше, чем в крупнозернистых.

Гигроскопическая вода перемещается из одних слоев в другие путем перехода в парообразное состояние. Она может быть отделена от породы только нагреванием.

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 усваивается с трудом. Передвигается от частицы к частице под влиянием сорбционных сил.

Капиллярная вода — заполняет сравнительно мелкие поры породы. Она удерживается и передвигается в почво-грунтах под влиянием капиллярных (менисковых) сил из зоны большего увлажнения в зону меньшего увлажнения.

Различают капиллярную воду подпертую и подвешенную. В первом случае капилляры в нижней части соприкасаются с подземной водой. Во втором случае капиллярная вода находится в подвешенном состоянии и отделена от оформленного водоносного горизонта.

Гравитационная, или 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).

Внутриклеточная вода — содержится в неполностью разложившихся остатках растений в почве. В большом количестве такая вода содержится в болотных почвах и особенно в торфах.

Различные формы воды в почвах и горных породах обычно присутствуют одновременно в многообразных сочетаниях в зависимости от степени увлажненности, поступления и расходования влаги в тех или иных слоях земной коры. Значительная масса воды в почвах и горных породах находится в связанном состоянии.

Условия залегания подземных вод в земной коре

Залегание подземных вод в земной коре в значительной мере определяется геологическим строением местности: структурой и литологическим составом горных пород. Чередование водопроницаемых и водоупорных пород в земной коре создает условия для накопления свободных вод в толще водопроницаемых горных пород, залегающих на водоупорах. В этих условиях на различных глубинах от поверхности земли формируются водоносные слои, или водоносные горизонты, под которыми понимают насыщенные водой водопроницаемые слои горных пород. Вода может заполнять не всю толщу водопроницаемого слоя породы, а лишь до определенной поверхности. Если при вскрытии водоносного горизонта колодцем, шурфом или скважиной вода в них устанавливается на том же уровне, на котором она находится в породе, то эта уровенная поверхность является свободной (безнапорной) и носит название зеркала или уровня подземных вод.

Свободная поверхность подземных вод не может быть идеально ровной. Над ней поднимаются капиллярные воды, увлажняющие до некоторой высоты вышерасположенный слой водоносной породы, называемый капиллярной каймой, которая гидравлически связана со всей остальной водной массой водоносного слоя и испытывает такие же колебания, как и уровень подземной воды. Высота капиллярной каймы над зеркалом подземных вод зависит от свойств водоносной породы и меняется в широких пределах: от нескольких сантиметров в грубозернистых песках до 4 м и более в суглинистых породах. Расстояние по вертикали от водоупорного ложа до зеркала подземных вод называется мощностью водоносного слоя.

При вскрытии водоносного пласта, перекрытого сверху водоупорной породой, уровень в скважине может установиться выше нижней поверхности водоупорного пласта. В этом случае воды, заполняющие водопроницаемую породу, находятся под гидростатическим напором, а водоносный горизонт называется напорным водоносным горизонтом.

Чем ближе подземные воды залегают к поверхности, тем значительнее они подвергаются воздействию климатических факторов и тем интенсивнее водообмен между подземными, почвенными и поверхностными водами.

Верхнюю часть земной коры в отношении распределения в ней подземных вод принято делить на две зоны: зону аэрации и зону насыщения. В зоне аэрации вода обычно не заполняет полностью поры и пустоты породы, а если и заполняет, то временно и не везде. В зоне насыщения поры породы заполнены водой и на различных глубинах в ней залегают грунтовые, межпластовые безнапорные и напорные воды. Подземные воды по степени подвижности и интенсивности водообмена с поверхностными водами (рек, озер, болот) различны. Наиболее подвижны воды так называемой зоны активного водообмена. Нижняя граница этой зоны намечается гидрогеологами на уровне базиса эрозии малых и средних рек. В этой зоне формируются грунтовые и межпластовые воды, безнапорные или с местным напором. Эти воды, дренируемые речными долинами и озерными котловинами, являются источником питания рек и озер и представляют собой наиболее устойчивую, зарегулированную часть речного стока.

Глубже расположены воды замедленного и весьма замедленного водообмена. В них формируются, как правило, напорные (артезианские) воды. Связь их с поверхностными водами затруднена и естественный выход на земную поверхность, особенно вод зоны весьма замедленного водообмена, представляет собой редкое явление.

Вода в почве находится в основном в связанном состоянии. Она удерживается на поверхности почвенных частиц и перемещается в почве под влиянием молекулярных и капиллярных сил. В местах избыточного увлажнения в почве может находиться и свободная, просачивающаяся гравитационная вода. Встретив на своем пути водоупорный или относительно водоупорный слой в пределах почвенного разреза или в подпочвенном слое ниже границы корнеобитаемого слоя, вода накапливается, заполняет поровое пространство вышележащего слоя и образует так называемый горизонт гравитационной подпертой влаги. Если эти воды находятся целиком в почвенном слое и не имеют гидравлической связи с нижерасположенными грунтовыми водами, они называются почвенными водами. Если эти воды гидравлически связаны с грунтовыми водами, они называются почвенно-грунтовыми. Иногда почвенные и почвенно-грунтовые воды называют верховодкой.

Почвенные воды, так же как и грунтовые, способны передавать гидростатическое давление и стекать по уклону водоупорного слоя. Такое движение в почвенном слое называют внутрипочвенным стоком.

Почвенные воды почти всегда являются временными. В теплую часть года, особенно в период вегетации, вода из почвы интенсивно расходуется на испарение и главные образом на транспирацию растениями.

Грунтовыми водами называют свободные гравитационные воды водоносного горизонта, залегающего на первом водоупорном слое. Воды, залегающие в водопроницаемой толще пород, заключенной между двумя водоупорными слоями, называют межпластовыми водами. Верхний водоупорный слой в этом случае называется водоупорной кровлей, а нижний — водоупорным ложем. Грунтовые воды имеют обычно свободную уровенную поверхность (давление на этой поверхности равно атмосферному). Свободную поверхность имеют и межпластовые воды, в том случае, если они безнапорные или если водоносная порода насыщена водой неполностью.

Скопления подземных вод отмечаются как в рыхлых обломочных породах, так и в трещиноватых массивных изверженных или сильно метамор-физированных осадочных породах. В первом случае воды относятся к типу пластовых вод. Они обычно равномерно распределены по всему пласту и движение их осуществляется по мелким порам и пустотам между зернами, слагающими породу. Во втором случае воды называются трещинно-жильными. Распространение их и движение приурочено к трещинам и крупным пустотам.

Читайте также:  Гуслица река куда впадает

Площадь распространения грунтовых вод, за редким исключением, совпадает с площадью их питания, т. е. с областью, в пределах которой воды атмосферных осадков проникают в почву и грунт и могут пополнять запасы грунтовых вод. Площадь распространения межпластовых вод не совпадает с областью их питания. Основные области питания этих вод приурочены к местам выходов водоносной породы на земную поверхность.

В естественных условиях зеркало грунтовых вод представляет собой обычно не горизонтальную поверхность, а волнистую и весьма часто в сглаженной форме повторяет наземный рельеф.

Глубина залегания грунтовых вод может быть различной: от десятков метров до 1-2 м.

Б. Л. Личков, подчеркивая динамическую связь между всеми водами зоны активного водообмена и поверхностными водами, дает более общее толкование термину «грунтовые воды», а именно грунтовые воды — это неглубоко залегающие безнапорные и с местным напором подземные воды в водоносных пластах, дренируемых реками или вскрываемых эрозионной сетью и понижениями рельефа. Такая трактовка понятия «грунтовые воды» получила широкое распространение в гидрологии.

Воды, насыщающие водопроницаемый слой, заключенный между водоупорными породами, и обладающие гидростатическим напором, называются напорными, или артезианскими, подземными водами. Напорные воды обычно приурочены к геологическим структурам осадочных пород при соответствующем напластовании водопроницаемых и водоупорных слоев или к сложной системе тектонических трещин и сбросов.

Геологическая структура, содержащая один или несколько водоносных горизонтов и обеспечивающая напор в них, называется артезианским бассейном. В артезианском бассейне обычно выделяют область питания, область напора и в некоторых случаях область стока (разгрузки) напорных вод. Площади, занимаемые артезианскими бассейнами, колеблются в очень широких пределах.

При вскрытии кровли напорного водоносного горизонта буровой скважиной вода под гидростатическим давлением поднимается выше кровли водоносного пласта и иногда достигает поверхности земли или даже фонтанирует. В напорном водоносном горизонте, таким образом, выделяют геометрический уровень, совпадающий с нижней поверхностью водоупорной кровли водоносного слоя, и гидростатический, или пьезометрический уровень, совпадающий с уровнем подъема воды в скважинах. Напор в каждой точке водоносной породы измеряется высотой, на которую поднимается вода в скважине над нижней поверхностью водоупорной кровли при вскрытии водоносного пласта.

В европейской части России, в пределах Русской платформы, располагается несколько артезианских бассейнов. Наиболее типичными, совпадающими с тектоническими впадинами являются Московский и Днепровско-Донецкий бассейны. В азиатской части наиболее крупные артезианские бассейны Якутский и Западно-Сибирский.

Движение подземных вод

Впитывание, или инфильтрация, — процесс проникновения влаги в почву. Передвижение ее от слоя к слою в условиях различной степени насыщения водой нижерасположенных горизонтов почво-грунтов относится к процессу просачивания. Вода атмосферных осадков, попадая на сухую почву, в начальный момент подвергается действию сорбционных и капиллярных сил и интенсивно поглощается поверхностью почвенных частиц. Постепенно поры малого сечения заполняются и движение воды в стадии впитывания осуществляется в виде пленочного и капиллярного перемещения. При полном насыщении всех пор движение воды в стадии фильтрации происходит под преобладающим действием силы тяжести.

В почво-грунтах всегда имеются крупные пустоты, трещины, ходы корневой системы растений, по которым вода с поверхности почвы в форме капельно-струйчатого движения может проникать на ту или иную глубину. Этот процесс называют инфлюацией.

Количественными характеристиками впитывания, или инфильтрации, являются интенсивность и суммарная величина. Под интенсивностью впитывания понимают количество воды в миллиметрах слоя, поглощенной почвой в единицу времени (мм/мин). Суммарная величина впитывания характеризуется слоем воды, поглощенной почвой за некоторый промежуток времени, и выражается в мм.

Интенсивность впитывания зависит не только от водных свойств почво-грунтов, но в значительной степени определяется и их влажностью. Если почва сухая, она обладает большой инфильтрационной способностью и в первый период времени после начала дождя интенсивность впитывания близка к интенсивности дождя. С увеличением влажности почво-грунтов интенсивность инфильтрации постепенно уменьшается и при достижении полной влагоемкости в стадии фильтрации становится постоянной, равной коэффициенту фильтрации данного почво-грунта.

В природе существуют два вида движения воды: ламинарное и турбулентное.

Ламинарное движение характеризуется параллельным перемещением отдельных струй вдоль оси потока. В каждой точке потока скорость постоянна как по величине, так и по направлению.

В турбулентном потоке масса воды находится в состоянии интенсивного перемешивания, и скорости течения в каждой точке непрерывно изменяются и по величине и по направлению (пульсируют), даже при неизменном расходе воды.

В естественных потоках может происходить переход от ламинарного режима к турбулентному, и обратно. Условия такого перехода впервые исследовал в конце XIX в. английский физик Осборн Рейнольдс, который наблюдал движение струи подкрашенной жидкости. При малых скоростях течения окрашенная струя движется в трубе не смешиваясь, при достижении скоростью некоторого предела начинается перемешивание и вода окрашиается во всем сечении трубы.

Критерием перехода ламинарного режима в турбулентный является безразмерное число Re (число Рейнольдса).

В ламинарном потоке при перемещении одних слоев относительно других возникают силы трения. Слой, движущийся быстрее, оказывает ускоряющее действие на слой, движущийся медленнее. Последний, наоборот, задерживает движение более быстрого слоя. В результате возникает внутреннее трение.

Отсутствие перемешивания воды обусловливает сравнительно плавное изменение скорости по сечению потока. В турбулентном потоке беспорядочное перемешивание струй влечет за собой резкое возрастание внутреннего трения и потери энергии на преодоление внутреннего сопротивления.

Ламинарное свойственно движению воды в мелкозернистых породах. Скорости движения в них невелики и измеряются метрами или даже сантиметрами в сутки. В крупнообломочных и трещиноватых породах скорости движения воды значительно больше; в них может происходить турбулентное движение, свойственное открытым потокам. В обоих случаях движение воды в водоносных слоях со свободной поверхностью совершается под влиянием гидростатического напора от мест с более высоким уровнем к местам с более низким уровнем. В естественных условиях вода передвигается по направлению к выходам источников, к открытым водоемам, если уровень в последних стоит ниже, чем уровень воды в водоносном пласте, и, наоборот, может уходить из водоемов в грунт при обратном соотношении уровней. Движение воды в водоносном пласте может быть вызвано искусственно откачкой воды из колодца, искусственным дренажем.

Наиболее изучен закон движения воды в мелкозернистых породах — в песках с мелкими, преимущественно капиллярными порами. Движение воды в случае фильтрации подчиняется закону Дарси, выражаемому формулой

Величина напора определяется по разности уровней в двух сечениях потока, т. е. h = H1 — H2, где H1 и H2 — высота уровней в точках А и В. Под влиянием напора вода из сечения АА1 перемещается в направлении сечения BB1. Отношение h/l есть падение напора на единицу длины пути фильтрации, т. е. напорный градиент, или гидравлический уклон, и обозначается i = h/l.

Разделив обе части равенства на площадь F, получим

Величина v носит название скорости фильтрации. Скорость фильтрации не является действительной скоростью движения воды в порах породы, она представляет фиктивную (приведенную) скорость движения воды. Площадь поперечного сечения потока F принята равной площади попереч-ного сечения породы, тогда как в действительности вода передвигается в породе только по порам и площадь сечения потока равна общей площади пор. Чтобы получить действительную скорость движения вод в порах грунта и, надо расход воды Q разделить на площадь, занятую порами, т. е.

Действительная скорость движения воды больше скорости фильтрации (u>v), так как коэффициент пористости меньше единицы. Коэффициент фильтрации численно равен скорости фильтрации при i = l и может быть выражен в см/с, м/сут и т. п. Коэффициент фильтрации может быть определен путем лабораторного анализа в специальных приборах, загруженных испытуемым грунтом, а также на основании механического анализа грунта с последующим применением эмпирических формул расчета.

Порода Коэффициент фильтрации, м/сут Порода Коэффициент фильтрации, м/сут
Глина 0,001 Песок мелкозернистый 1-5
Суглинок легкий 0,05-0,10 Песок крупнозернистый 20-50
Супесь 0,10-0,50 Гравий 20-150
Лёсс 0,25-0,50 Галечник 100-500

Скорость и направление движения воды в водоносном пласте можно определить непосредственными наблюдениями в поле. Полевой способ основан на введении в воду индикатора — раствора соли, например поваренной, или органической краски — и определении скорости перемещения в воде введенного вещества. Индикатор вводят в опытную (пусковую) скважину. На некотором расстоянии от пусковой скважины закладываются наблюдательные скважины по окружности или, если известно направление потока, по этому направлению. Отмечают время введения раствора в опытную скважину, время появления введенного вещества в одной из скважин и момент наступления его максимальной концентрации. Направление течения потока можно определить по наблюдениям за уровнем воды не менее чем в трех скважинах.

На склонах долин, оврагов, по склонам гор, в пониженных местах котловин весьма часто наблюдаются выходы водоносных пластов на поверхность земли. Если водоносный пласт обнажен до уровня циркулирующих в нем вод, то в месте пересечения зеркала подземных вод с поверхностью земли подземные воды выходят на поверхность. Различают пластовые выходы и источники (родники). Пластовые выходы проявляются в равномерном увлажнении склона на относительно большом расстоянии вдоль пересечения его с водоносным пластом. Сосредоточенные выходы подземных вод в виде отдельных струй или потоков называются источниками (родниками).

По характеру выхода и условиям питания источники обычно подразделяются на нисходящие и восходящие. Нисходящие представляют собой свободный сток воды из водоносных горизонтов (обычно грунтовой и межпластовой) со свободной поверхностью. К восходящим относятся выходы напорных вод.

Восходящие источники характерны для областей со сложной тектоникой. Часто они приурочены к зонам тектонических разрывов. В этом случае вода по трещинам с некоторой глубины под гидростатическим давлением, давлением пара или газа поднимается на поверхность. Восходящие источники обладают обычно большим дебитом и иногда высокой температурой.

Источники, выбрасывающие воду под действием давления паров воды, имеющих на некоторой глубине температуру выше 100°С, называются гейзерами. Гейзеры действуют периодически. Наиболее известны гейзеры в Исландии, Йеллоустонском парке США, Новой Зеландии. В России они имеются на Камчатке в долине гейзеров.

Питание и режим почвенных и грунтовых вод

Пополнение запасов почвенной влаги и питание верхних горизонтов подземных вод происходят за счет влаги атмосферного происхождения — просачивания снеговых и дождевых вод, а также адсорбции водяного пара атмосферы почвой. Значение адсорбции в питании почвенных и грунтовых вод намного меньше, чем инфильтрации, хотя в некоторых районах ее доля в питании этих вод может быть весьма ощутима.

Просачивание атмосферных вод происходит в почвы и породы зоны аэрации; далее, в пределах водоносного горизонта просачивание переходит в подземный сток. Последний осуществляется в виде подземных потоков в водопроницаемых пористых или трещиноватых породах. Интенсивность и величина просачивания, а также пути и интенсивность подземного стока определяются сочетанием климатических условий, степени расчлененности рельефа, водопроницаемости горных пород и характера геологических структур.

В зоне недостаточного увлажнения питание грунтовых вод за счет просачивания атмосферных вод происходит лишь в местах, наиболее благоприятных для их скопления на поверхности и просачивания в глубину. Такими местами в степных равнинах являются пониженные участки (блюдца, котловины, балки), лесные полосы, а также участки, хорошо дренированные, сложенные водопроницаемыми породами.

В зоне избыточного увлажнения питание грунтовых вод за счет инфильтрации снеговых и дождевых вод происходит практически повсеместно. Однако интенсивность этого процесса как во времени, так и по территории неодинакова, что связано с расчлененностью рельефа, типом почв, размещением растительности и т. п.

Вблизи рек, озер, водохранилищ, морских побережий, оросительных каналов питание грунтовых вод происходит также путем фильтрации вод из этих водных объектов. В некоторых областях наблюдается питание грунтовых вод не только за счет атмосферных осадков, но и за счет вод глубоких водоносных горизонтов, поступающих под напором сквозь водоупорные кровли. В последние годы все большее распространение получает искусственное питание подземных вод, по существу, создание подземных водохранилищ.

Выделяются несколько типов водного режима почв. Кратко рассмотрим некоторые крайние типы этого режима.
Промывной тип — характерен для областей, где сумма годовых осадков Х превышает испаряемость Z. В этих условиях почвенная толща ежегодно подвергается сквозному промачиванию. В годовом обороте влаги нисходящее движение влаги в почве и грунтах преобладает над восходящим. Просачивающаяся вода достигает уровня грунтовых вод, и, таким образом, избыток ее удаляется из почвы почвенно-грунтовым стоком.

Читайте также:  Наб реки карповки 5 лит

Непромывной тип характерен для областей, где X<< Z. В почве часто наблюдается дефицит влажности, наибольший осенью и наименьший весной. Почва промачивается лишь на некоторую глубину, и просачивающаяся влага не достигает уровня грунтовых вод, которые залегают на глубине многих метров. Обмен влагой между атмосферой и нижерасположенной грунтовой толщей осуществляется через слой с очень малой влажностью, близкой к влажности устойчивого завядания растений (мертвый горизонт, по Г. Н. Высоцкому). Влага, поступившая в почву при инфильтрации осадков, возвращается в атмосферу в результате испарения и десукции. Годовым влагооборотом охватывается только почвенная толща. Выпотной тип формируется в засушливом климате (X<< Z) при условии близкого залегания грунтовых вод, обычно минерализованных и получающих дополнительное питание со стороны. Верхняя граница капиллярной каймы грунтовых вод располагается в нижней части почвенной толщи. Корни растений отсасывают влагу из капиллярной каймы, и грунтовые воды как бы «отпотевают» через растения в атмосферу. На глубине поглощения влаги растениями образуется соленосный горизонт.

В связи с постоянным влагообменом почвы с атмосферой и нижерасположенными слоями грунта, потреблением влаги растениями влажность почвы испытывает колебания, среди которых наиболее отчетливо проявляются сезонные. Размах этих колебаний различен в зависимости от климатических условий, рельефа, типа самих почв и произрастающей на них растительности.

Изменение во времени уровня подземных вод, их температуры, химического состава и минерализации называется режимом подземных вод. Наибольшие изменения элементов режима (уровня, температуры и др.) наблюдаются в водоносных горизонтах со свободной водной поверхностью, и тем большие, чем ближе воды расположены к поверхности земли. По своему режиму наиболее динамичны грунтовые воды. В этих водах проявляются годовые, сезонные и даже суточные колебания.

Колебания отражают изменения запасов воды в водоносном слое и тесно связаны с условиями питания и расходования грунтовых вод, т. е. с атмосферными осадками, испарением, стоком.

Амплитуда колебаний уровня грунтовых вод определяется не только изменением запасов, но и водными свойствами породы, вмещающей воду, и, в частности, ее водоотдачей. Известно, что один и тот же объем породы с разными водными свойствами содержит разное количество воды, способной к свободному вытеканию. Следовательно, чем меньше будет водоотдача, чем меньше свободной воды способна вмещать порода в единице объема, тем большие колебания уровня происходят в водоносном слое при прочих равных условиях.

На территории России выделяются три типа режима грунтовых вод:

— кратковременного, преимущественно летнего питания («мерзлотный»),

— сезонного питания (преимущественно весенне-осеннего),

— круглогодичного питания (преимущественно зимнего).

Выделение этих типов режима определяется зональными особенностями питания и расходования грунтовых вод.

Первый тип режима — мерзлотный — отличается не только кратковременностью питания, но и коротким (летним) периодом стока грунтовых вод вследствие промерзания их в условиях сурового климата и многолетней мерзлоты. Тип сезонного питания грунтовых вод характерен для континентального климата с продолжительной и холодной зимой, когда отсутствует пополнение запасов грунтовых вод путем инфильтрации атмосферных осадков. Расходование в виде грунтового стока осуществляется в течение всего года, потери же на испарение происходят в теплый сезон. Для этого типа в колебаниях уровня прослеживаются два максимума (весной и осенью) и два минимума (летом и зимой). Подобный ход уровней характерен для областей с близким залеганием грунтовых вод к дневной поверхности.

Круглогодичное питание грунтовых вод свойственно климату с непродолжительной мягкой зимой, в течение которой инфильтрация атмосферных осадков в грунт не прерывается. По этим причинам уровень грунтовых вод начиная с осени повышается и достигает максимума в середине зимы. К концу зимы, весной и летом уровень снижается и минимум его наступает в июле-августе.

Температура грунтовых вод, залегающих вблизи поверхности земли и питающихся, как правило, атмосферными осадками данного места, испытывает влияние температуры воздуха, и тем отчетливее, чем ближе к поверхности залегают грунтовые воды. Суточные колебания температуры проникают до глубины около 1-2 м, сезонные — до глубины слоя грунта с постоянной температурой.

Если область питания грунтовых вод расположена вдали от области их распространения, то в их температурном режиме проявляется влияние не только температуры воздуха области распространения, но и главным образом температуры источника питания. Примером могут служить грунтовые воды предгорий, питание которых происходит за счет таяния снежников. Холодные воды снежников поступают к месту наблюдения на равнине с запазданием, вследствие чего к концу лета по мере поступления холодных вод температура грунтовых вод равнин может значительно понизиться.

Химический состав подземных вод определяется сложными процессами взаимодействия между составом горных пород, вмещающих воды того или иного горизонта, и динамикой самих вод не только в настоящем, но и в прошлом. Минерализация грунтовых вод меняется в широких пределах: от 100-150 мг/л до нескольких десятков граммов на литр. Грунтовые воды, таким образом, могут быть пресными, солоноватыми и солеными.

Характер взаимосвязи между речными и подземными водами различен. В зависимости от условий залегания водоносного пласта, глубины вреза речных долин и положения мест выхода подземных вод на поверхность по отношению к высоте стояния уровня воды в реке возникают различные условия для гидравлической связи речных и подземных вод. Гидравлическая связь может быть постоянной, периодической или отсутствовать вовсе.

При отсутствии гидравлической связи колебания уровня подземных вод не определяются колебаниями уровня воды в реке. Это характерно для случая, когда грунтовой поток, направленный к реке, выходит на поверхность на склонах речных долин выше наивысшего уровня воды в реке. Отсутствие гидравлической связи может быть временным — при низком стоянии уровня воды в реке.

При гидравлической связи возможно несколько случаев соотношения речных и подземных вод. Наиболее часто наблюдаются на равнинных реках следующие соотношения.

Грунтовые воды питают реку при низком стоянии уровня воды в ее русле. При прохождении половодья (паводков), когда подъем воды в реке значительно превышает уровень стояния грунтовых вод, происходит фильтрация речных вод в берега. В прибрежной зоне создаются большие запасы грунтовых вод не только за счет просачивания речных вод, но и вследствие аккумуляции грунтовых вод, не находящих стока в русло из-за подпора, создаваемого высокими паводочными уровнями в реке.

Запасы грунтовых вод постоянно пополняются за счет фильтрации речных вод. Это происходит вследствие того, что уровни в реке всегда стоят выше зеркала грунтовых вод. Одностороннее питание речными водами характерно для засушливых районов.

Река получает питание из напорного водоносного пласта, имеющего постоянную гидравлическую связь с рекой. Это питание осуществляется либо путем непосредственного поступления напорных вод в русло реки по тектоническим разломам и трещинам, либо путем напорной фильтрации через водоупорную кровлю, либо через пласты водопроницаемых пород, воды которых дренируются реками.

На территории России выделяются три обособленные провинции, различающиеся между собой по характеру климатических особенностей и имеющие своеобразные черты в распределении грунтовых вод. Внутри провинций выделяются зоны с типичными для них грунтовыми водами.

Первая провинция — многолетней мерзлоты, характеризуется отрицательными средними годовыми температурами воздуха. Она занимает более 50% всей территории России. Мощность многолетнемерзлых пород различна: от 1-2 м до нескольких сотен. Многолетнемерзлые породы ежегодно оттаивают летом на ту или иную глубину, а зимой снова промерзают. Это так называемый деятельный слой. В нем циркулируют атмосферные воды, развивается корневая система растений, происходит процесс почвообразования.

В области многолетней мерзлоты, по Н. И. Толстихину, выделяются три категории подземных вод: надмерзлотные, межмерзлотные, подмерзлотные.

Вторая провинция — постоянного и переменного увлажнения, охватывает почти всю равнинную часть Европейской территории и часть Западно-Сибирской низменности. В ней выделено шесть зон.

Третья провинция — недостаточного увлажнения (аридная область); в ней выделяются: зона равновесия подземного стока и испарения и зона грунтовых вод подгорных шлейфов и предгорных равнин.

Минеральными принято называть такие воды, которые в силу своего особого химического состава или физических свойств (радиоактивности, повышенной температуры) оказывают определенное воздействие на организм человека. Эти воды часто относятся к категории лечебных. Величина минерализации является важным критерием, однако отождествлять минерализованные воды с минеральными нельзя: известны минеральные воды с малой минерализацией. Лечебные свойства минеральным водам придает содержание в них некоторых характерных ионов и газов.

Ионы и газы Минерализация (мг/л), свыше Ионы и газы Минерализация (мг/л), свыше
Свободный углекислый газ 250 Бром 5
Сероводород 1 Иод 1
Литий 1 Мышьяковая кислота 1
Стронций 10 Борная кислота 5
Железо 10 Барий 5

Подземные минеральные воды в большинстве случаев представлены минеральными источниками, самоизливающимися на поверхность под гидростатическим напором или давлением газов. Наиболее крупные из них обычно связаны с зонами тектонических разрывов.

Выделяют несколько гидрогеологических областей и районов природных минеральных вод соответственно преобладанию в них вод, характерных по химическому составу и физическим свойствам.

Области углекислых вод приурочены к районам проявления молодых интрузий (Закарпатье, Кавказ, Памир, Южный Тянь-Шань, Саяны, Забайкалье, Сихотэ-Алинь). Наиболее известен район Кавказских Минеральных Вод.

Области азотных вод с повышенной температурой широкой полосой окружают области углекислых вод. Воды эти обычно приурочены к тектоническим разломам и трещинам в изверженных горных породах. Азотные термальные источники известны на Тянь-Шане и Алтае.

Области хлоридно-натриевых и хлоридно-кальциево-натриевых вод приурочены к глубоким артезианским бассейнам платформ.

Районы сероводородных, азотнометановых и метановых вод приурочены к осадочным отложениям и часто связаны с нефтеносными месторождениями. Наибольшей известностью пользуются мацестинские воды на Кавказе.

Области радоновых и железистых вод расположены главным образом в районах развития кристаллических и метаморфических пород (Карелия и Кольский полуостров, Донецкий кряж, Урал, Казахский мелкосопочник, Среднесибирское плоскогорье и пр.). Из минеральных радиоактивных источников известны источники Цхалтубо (Грузия), Белокуриха (Алтайский край) и др.

Подземные воды участвуют в различных физико-географических процессах. Как уже отмечалось, сток подземных вод является одним из звеньев круговорота воды на земном шаре и составной частью речного стока. Вместе с подземными водами в реки поступают растворенные вещества, содержащиеся в земной коре. На отдельных участках земной поверхности, на склонах, в местах выхода подземных вод на дневную поверхность наблюдаются своеобразные физико-географические явления: оползни, суффозия, карст, заболачивание.

Оползни представляют собой скользящее смещение грунтов по склону в той части, где они находятся в состоянии неустойчивого равновесия. Оползни образуются при непременном участии подземных вод в горах, долинах рек, ручьев, оврагов, вдоль морских берегов, в искусственных выемках, по берегам озер и водохранилищ. При обнажении водоносной толщи вплоть до водоупора и наличии некоторого уклона водоупорного пласта в сторону долины или обрыва подземная вода постепенно выносит мелкие частицы водоносной породы; сила сцепления и трение между пластами ослабевают. Часть толщи породы, покрывающей водоупорный пласт, лишенная боковой опоры со стороны склона долины, отрывается от общей массы породы и начинает постепенно скользить по увлажненной поверхности водоупорного пласта к основанию склона. Подземные воды, подпертные оползнем, в дальнейшем не имеют непосредственного выхода на поверхность. Они проходят под телом оползня, продолжая подземный подмыв, и таким образом облегчают сдвиг новой толщи породы — возникают сложные оползни.

Суффозия — явление размыва и выноса мелких минеральных частиц и растворенных веществ водой, фильтрующейся в толще горных пород, обусловливающее оседание покрывающих эти породы поверхностных слоев грунта. По пути следования подземного потока возникают каналообразные ходы («водные жилы»), пустоты. По мере их увеличения рыхлая водоносная порода и покрывающие ее поверхностные слои проседают. Это проседание наиболее резко заметно в местах выхода подземных вод на поверхность — у источников.

Карстовые явления распространены в местах залегания легкорастворимых горных пород: известняков, доломитов, гипса, поваренной соли. В результате выщелачивания поверхностными и движущимися подземными водами в глубине пород возникают обширные трещины, пустоты и пещеры, а на поверхности образуются углубления, воронки, замкнутые котловины, карстовые колодцы, создающие особую форму земной поверхности.

Речная сеть в карстовых областях, даже если последние находятся в районах с влажным климатом, развита слабо. Атмосферные осадки быстро просачиваются в толщу сильно закарстованных пород, особенно если они не покрыты осадочной толщей. В таких условиях не образуется поверхностный сток. Реки, протекающие в карстовых областях, часто не имеют притоков, количество воды в них на отдельных участках может либо уменьшиться, либо резко увеличиться. Иногда реки исчезают в трещинах и воронках, протекают под землей и вновь выходят на поверхность. Многочисленные подземные карстовые реки известны на Кавказе, на Урале.

Источник

Поделиться с друзьями
Байкал24