Гидрогеологические условия

На территории строительства отсутствуют грунтовые воды.

Верхняя часть земной коры в зависимости от степени насыщения водой пор горных пород делится на две зоны: верхнюю — зону аэрации и нижнюю -зону насыщения.

Зона аэрации расположена между поверхностью земли и уровнем фунтовых вод. В этой зоне, непосредственно связанной с атмосферой и почвенным покровом, наблюдается просачивание атмосферных осад­ков из поверхностных вод вглубь, в сторону зоны насыщения. Поры горных пород в зоне аэрации лишь частично заполнены водой, осталь­ная часть их занята воздухом. Зона аэрации играет важную роль в формировании подземных вод. Мощность, т. е. толщина зоны аэрации колеблется от нуля в заболоченных низинах до нескольких сотен метров в горных районах с сильно расчлененным рельефом.

Непосредственно над поверхностью подземных вод располагается зона повышенной влажности — капиллярная кайма.

Зона насыщения горных пород расположена ниже уровня грунтовых вод. В этой зоне все поры, трещины, каверны и другие пустоты заполнены гравитационной водой.

Подземные воды в зоне насыщения циркулируют в виде верхово­док, грунтовых, артезианских, трещинных и вод вечной мерзлоты.

Верховодки — это временные скопления подземных вод в зоне аэрации. Верховодки образуются над случайными водоупорами (или полуводоупорами), которыми могут быть линзы глин и суглинков в песке, прослойки более плотных пород. При инфильтрации вода временно задерживается и образует сводообразные водоносные гори­зонты. Чаще всего это бывает связано с периодом обильного снеготаяния, периодом дождей. В остальное время вода верховодок испаряется или просачивается в нижележащие фунтовые воды.

Другой особенностью верховодок является возможность их обра­зования даже при отсутствии в зоне аэрации каких-либо водоупорных пропластков. Например, в толщу суглинков обильно поступает вода, но вследствие низкой водопроницаемости просачивание происходит замедленно и в верхней части толщи образуется верховодка. Через некоторое время эта вода рассасывается.

В целом для верховодок характерно: временный, чаще сезонный характер, небольшая площадь распространения, малая мощность и безнапорность. В легко водопроницаемых породах, например, песках, верховодки возникают сравнительно редко. Для них наиболее типичны различные суглинки и лессовые породы.

Верховодки представляют значительную опасность для строитель­ства. Залегая в пределах подземных частей зданий и сооружений (подвалы, котельные и др.), они могут вызвать их подтопление, если заранее не были предусмотрены дренирование или гидроизоляция. В последнее время в результате значительных утечек воды (водопровод, бассейны и др.) отмечено появление горизонтов верховодок на терри­ториях промышленных объектов и новых жилых районов, расположен­ных в зоне распространения лессовых пород. Это представляет серьезную опасность, так как фунты оснований снижают свою устой­чивость, затрудняется эксплуатация зданий и сооружений.

При инженерно-геологических изысканиях, проводимых в сухое время года, верховодка не всегда обнаруживается. Поэтому ее появле­ние для строителей может быть неожиданным.

Грунтовые воды. Грунтовыми называют постоянные во времени и значительные по площади распространения горизонты подземных вод, залегающие на первом от поверхности водоупоре. Они характеризуются рядом признаков:

1. Грунтовые воды имеют свободную поверхность, т. е. сверху они не перекрыты водоупорными слоями. Свободная поверхность фунто­ вых вод называется зеркалом (в разрезе уровень). Положение зеркала в какой-то мере отвечает рельефу данной местности. Глубина залегания уровня от поверхности различна —от 1 до 50 м и более. Положение уровня по ряду причин непостоянно. Водоупор, на котором лежит водоносный слой, называют ложем, а расстояние от водоупора до уровня подземных вод —мощностью водоносного слоя .

Грунтовые воды в силу наличия свободной поверхности безнапорны. Иногда они могут проявить так называемый местный напор, связанный с залеганием линзы глины в уровне зеркала .

2. Питание фунтовых вод происходит главным образом за счет атмосферных осадков, а также поступления воды из поверхностных водоемов и рек. Территория, на которой происходит питание, ориентировочно совпадает с площадью распространения грунтовых вод. Грунтовая вода открыта для проникновения в нее поверхностных вод, что приводит к изменению ее состава во времени и нередко к загряз­нению различными вредными примесями.

3. Грунтовые воды находятся в непрерывном движении и, как правило, образуют потоки, которые направлены в сторону общего уклона водоупора. В отдельных случаях их залегание имеет форму фунтовых бассейнов, т.е.вода находится в неподвижном состоянии. Грунтовые потоки нередко выходят на поверхность, образуя родники или создавая локальную по площади заболоченность.

4. Количество, качество и глубина залегания грунтовых вод зависят от геологических условий местности и климатических факторов. Зер­ кало грунтовых вод в целом в какой-то мере копирует рельеф земной поверхности в пределах их расположения. По степени минерализации воды преимущественно пресные, реже солоноватые и соленые, состав гидрокарбонатно-кальциевый, сульфатный и сульфатно-хлоридный.

Грунтовые воды имеют практически повсеместное распростране­ние. .

Межпластовые подземные воды. Эта воды располагаются в водо­носных горизонтах между водоупорами. Они бывают ненапорными и напорными (артезианскими).

Межпластовые ненапорные воды встречаются сравнительно редко. Они связаны с горизонтально залегающими водоносными слоями, заполненными водой полностью или частично .

Напорные (артезианские) воды связаны с залеганием водоносных слоев в синклиналях или моноклиналях . Площадь распространения напорных водоносных горизонтов называют артези­анским бассейном.

Отдельные части водоносных слоев залегают на различных высот­ных отметках, что и создает напор подземных вод. Напорных подзем­ных горизонтов может быть несколько. Каждый из них имеет область питания там, где водоносные слои выходят на поверхность и имеют высокие отметки. Область питания, как правило, не совпадает с площадью распространения межпластовых вод,

Напорность вод характеризуется пьезометрическим уровнем. Вы­сотное положение уровня связано с характером залегания водоносныхслоев. Он может быть выше поверхности земли или быть ниже ее. В первом случае, выходя через буровые сква­жины, вода фонтанирует, во втором — поднимается лишь до пьезометрического уровня.

Многие артезианские бассейны, например Доно-Донецкая впадина, занима­ют огромные площади, содержат ряд водоносных горизонтов, являются важ­ным источником питьевой и технической воды, обладают большой водообильностью, воды обычно хорошего каче­ства.

Напорные воды встреча­ются не только в слоях, залегающих между двумя водоупорами, но и в массивах скальных, трещиноватых пород (трещиноватые воды), а также в карстовых пустотах (карстовые воды) и в вечной мерзлоте.

Артезианские воды обычно залегают на большой глубине и при­урочены к синклинальным (прогнутым) геологическим структурам. При синклинальном залегании пластов создаются наиболее благопри­ятные условия для образования гидростатического напора. Напорные воды встречаются и при моноклинальном (односклоновом) залегании водоносных пластов, если последние резко изменяют свою водопроницаемость или выклиниваются. Они могут быть приурочены также и к зонам тектонических нарушений и разломов.

Геологические структуры синклинального типа, содержащие один или несколько напорных водоносных горизонтов и занимающие зна­чительные площади (до нескольких сотен тысяч квадратных километ­ров), называют артезианскими бассейнами. При моноклинальном залегании слоев образуется артезианский склон.

Подземные воды в трещиноватых и закарстованных породах. Тре­щинные воды — это подземные воды, циркулирующие в трещиноватых горных породах. Перемещаются они по системе взаимосвязанных трещин и образуют единую гидравлическую систему.

Карстовые воды. Подземные воды, которые циркулируют по тре­щинам и пустотам карстового происхождения, называют карстовыми или трещинно-карстовыми.

Степень и характер закарстованности горных пород определяют основные черты карстовых вод (глубину развития, интенсивность движения, гидравлическое состояние, водообильность и т. д.).

Карстовые воды отличаются от трещинных вод более интенсивным движением, особенно в верхней зоне массива закарстованных пород, непостоянством химического состав, резким изменением водообильности на сравнительно небольших расстояниях.