Некоторые сведения о подземной воде

Подземные, или грунтовые, воды образуются преимущественно в результате проникновения в землю атмосферных осадков и воды из открытых водоемов — рек, озер, прудов. Называются эти воды инфильтрационными, или вадозными. Образуются подземные воды также и вследствие конденсации водяного пара из атмосферы внутри грунта, в его порах. Это — конденсационные воды, правда, существенное значение они имеют только в высокогорных районах.

Различные породы в земной коре залегают пластами. Если порода пласта способна отдавать воду при вскрытии ее шахтой, она называется водоносной; порода, не пропускающая воду и не отдающая ее, называется водоупорной, или водонепроницаемой. Строго говоря, из-за наличия в каждой породе пустот, абсолютно водонепроницаемых пород не существует, и чем этих пустот больше, тем водопроницаемость породы выше. Так, галечники, гравий, крупные и средние пески, трещиноватые скальные породы имеют хорошую водопроницаемость. Напротив, глины, невыветрившиеся скальные породы водоупорны. Суглинки, лёсс, глинистые пески, мергели относятся к полупроницаемым породам.

Каждый вышележащий пласт породы, независимо от его водопроницаемости, является кровлей для пласта нижележащего.

По гидравлическим свойствам подземные воды могут быть безнапорными (грунтовыми) и напорными (артезианскими).

Безнапорные воды залегают на первом от поверхности земли водонепроницаемом или слабопроницаемом слое. Поверхность их свободная, то есть давление на ней равно атмосферному. В этом случае в скважинах и колодцах, вскрывающих воду, ее уровень обычно устанавливается на глубине, соответствующей уровню воды в водоносном пласте (рис. 1). Напорные воды залегают в водоносном пласте, зажатом между двумя водонепроницаемыми пластами, подстилающем и кровлей. Вода в этом случае полностью заполняет все пустоты в водоносном пласте и при вскрытии его шахтой поднимается в ней выше отметки вскрытия. Такой установившийся в шахте уровень воды называется пьезометрическим. Иногда вода напором выбрасывается из шахты в виде фонтана. Именно такой фонтанирующий колодец впервые в Европе был пройден в 1126 г. в Южной Франции в провинции Артуа (латинское название — Artesium). Отсюда в название напорных вод — артезианские.

Рис. 1. Безнапорные и напорные воды

При строительстве колодца можно довольно часто столкнуться с так называемой верховодкой — подземной водой, находящейся на относительно небольшой глубине над водоупорным пластом. Для водоснабжения верховодку обычно не используют и изолируют при проходке шахты, так как она не успевает, просачиваясь через грунт, очиститься от загрязнений. Запасы воды у верховодки невелики, непостоянны и зависят от количества выпадающих осадков. В местах, где водоупорный слой кончается, верховодка исчезает, стекая в нижележащий горизонт. В засушливые периоды и зимой она также обычно исчезает.

Количество воды, притекающей в колодец из водоносного слоя в единицу времени (в минуту, час, сутки), называется дебитом колодца.