Понятие о водоносном горизонте

Подземными водами называют воды, находящиеся в толщах земной коры во всех физических состояниях. Подземные воды можно подразделить на связанные и свободные. Связанные воды — это воды, физически или химически связанные с твердым веществом горных пород и поэтому сами по себе неподвиж­ные, неспособные к передвижению под влиянием силы тяжести. В противоположность связанным, свободные воды способны пере­двигаться в порах и пустотах пород под действием силы тяжести. Свободные воды и образуют собственно подземные воды, насыща­ющие водоносные горизонты.

Под водоносными горизонтами понимают однородные или близкие по составу, условиям образования и гидрогеологическим свойствам пласты горных пород, содержащих свободную воду.

По условиям залегания можно выделить два наиболее распро­страненных типа водоносных горизонтов: горизонты грунтовых и артезианских вод.

Воды безнапорные и напорные

По гидравлическим признакам подземные воды подразделяются на безнапорные и напорные.

Грунтовые воды относятся к безнапор­ным, артезианскими же называются межпластовые напорные воды.

Грунтовые воды — это воды, залегающие на первом от поверхности водоупоре. Атмосферные осадки, поверхностные воды, конденсационная влага, просачиваясь в толщу горных пород и встречая на своем пути водоупор, накапливаются на нем, насыщая все пустоты. Таким путем образуется горизонт грунтовых вод. Поверхность воды, насыщающей такой водоносный горизонт, называется зеркалом грунтовых вод. Расстояние, измеренное по перпендикуляру между водоупором и зеркалом грунтовых вод, называется мощностью горизонта грунтовых вод. Поверхность грунтовых вод свободна, т. е. давление на нее равно атмосферному, поэтому грунтовые воды являются безнапорными. Вода в выработках, вскрывающих грунтовые воды, устанавливается на том же уровне, что и зеркало; это объясняется отсутствием напора.

Иное наблюдается при вскрытии артезианских вод. Водоносные горизонты, содержащие артезианские воды, имеют водоупорную кровлю и почву. Области питания артезианских водо­носных горизонтов по этой причине ограничены участками выхода водоносного горизонта на поверхность или под водопроницаемые породы. Стекая по водоупорной почве, вода насыщает водоносный горизонт от почвы до кровли и, так как водоносный горизонт залегает не горизонтально, подземные воды приобретают напор. При вскры­тии артезианских водоносных горизонтов скважинами, уровень воды в них поднимается выше кровли водоносного горизонта и носит название пьезометрического уровня. Расстояние от кровли артезиан­ского водоносного горизонта до пьезометрического уровня назы­вается высотой напора.

При благоприятных соотношениях поверхностного рельефа и высоты напора скважины, вскрывающие артезианские воды, могут фонтанировать.

Если мысленно через пьезометрические уровни в различных точках артезианского водоносного горизонта провести поверхность, получим пьезометрическую поверхность. Так как высота напора в различных участках артезианского водоносного горизонта обычно разная, что зависит от различных естественных и искусственно созданных причин (различная водопроницаемость, откачка воды и т. п.), пьезометрическая поверхность является неправильной, криволинейной поверхностью.