Что такое грунтовые воды

Грунтовые, или подземные, воды формируются в основном в результате просачивания
под землю воды из вскрытых водоемов — озер, рек, прудов и атмосферных осадков.

Эти воды называются вадозными или инфильтрационными. Появляются
подземные воды также и в течение конденсации из атмосферы водяного пара внутри
грунта и в его отверстиях. Это — конденсационные воды, однако, немаловажное значение
они имеют лишь в высокогорных областях.

В земной коре различные породы залегают пластами. Если горная порода пласта может
давать воду при открытии ее шахтой, ее называют водоносной; породу, которая не
пропускает воду и не отдает ее, называют водонепроницаемой или водоупорной. Грубо
говоря, из-за присутствия в любой породе пустот, совсем водонепроницаемых пород
в природе не существует, и чем больше этих пустот, тем выше водопроницаемость
породы. Так, гравий, галечники, средние и крупные пески, трещиноватые горные
породы имеют высокую водопроницаемость. С другой стороны, глины и не выветриваемые
скальные породы водоупорны. Глинистые пески, суглинки, мергели, лёсс относят к
полупроницаемым породам.

Любой пласт породы, который лежит выше данного, при этом не важно, какова его
водопроницаемость, является крышей для нижележащего пласта.

По гидравлическим характеристикам подземные воды бывают грунтовыми или же безнапорными
и артезианскими, то есть напорными.

Безнапорные воды располагаются на первом от плоскости земли слабопроницаемом
или водонепроницаемом слое. У них свободная поверхность, то есть давление на поверхности
равняется атмосферному. В этой ситуации в колодцах и скважинах, открывающих
воду, ее граница обычно определяется на глубине, которая соответствует уровню
воды в водоносном слое. Напорные воды располагаются в водоносном пласте, который
зажат посреди двух водонепроницаемых пластов, подстилающего и кровли. Вода в
этой ситуации полностью заливает все пустоты в водоносном слое и при открытии
его пробуренной шахтой поднимается в ней больше отметки вскрытия. Этот определившийся
уровень воды в шахте называют пьезометрическим. В некоторых случаях вода выбрасывается
напором из шахты в форме фонтана. Именно этот фонтанирующий колодец в Европе впервые
был обнаружен в 1126 году. в Южной Франции в области Артуа (по-латински называют
— Artesium). Так и появилось название напорных вод — артезианские воды.

При строительстве скважины можно очень часто наткнуться на так называемую
верховодку — подземную воду, находящуюся на относительно незначительной глубине
сверху водоупорного пласта. Верховодку обычно не применяют для водоснабжения и отгораживают
при бурении шахты, так как она не поспевает очиститься от загрязнений во время
просачивания через грунт. Накопления воды у верховодки незначительны и
непостоянны, они зависят от объема выпадающих осадков. В точках, где водоупорный
слой заканчивается, верховодка пропадает и стекает в нижележащий горизонт. Также
она обычно исчезает в холода и в засушливые периоды.

Вблизи водоемов и рек изменения химического состава, уровня и расхода
грунтовых вод обусловливаются характером их гидравлической связи с
поверхностной водой и системой последних. Размер стока грунтовых вод за
долголетний период приблизительно равняется количеству воды, которая поступила
путем инфильтрации. В обстановке влажного климата формируются интенсивные
процессы подземного стока и инфильтрации, которые сопровождаются выщелачиванием
горных пород и почв. В это время легкорастворимые соли, хлориды и сульфаты,
выносятся из горных пород и почв. В итоге длительного водообмена вырабатываются
грунтовые пресные воды, которые минерализованы только за счет относительно
слабо растворимых солей (в основном гидрокарбонатов кальция). В засушливом теплом
климате (в пустынях, полупустынях и сухих степях) из-за кратковременного
выпадения и незначительного количества атмосферных осадков и низкой
дренированности местности не развивается подземный сток грунтовых вод.

Различия ситуаций формирования грунтовых вод определяют зональность их местного
распределения, тесно связанную с зональностью климата, растительного и почвенного
покрова. В степных, лесостепных и лесных районах получили распространение
пресные грунтовые воды. На территории пустынь, полупустынь, а также сухих степей и на
равнинах превалируют грунтовые соленые воды, среди них пресные воды попадаются
лишь на некоторых участках.