Гидрогеология как наука.

Гидрогеология — наука, изучающая происхождение, условия залегания, состав и закономерности движений подземных вод. Также изучается взаимодействие подземных вод с горными породами, поверхностными водами и атмосферой. В сферу этой науки входят такие вопросы, как динамика подземных вод, гидрогеохимия, поиск и разведка подземных вод, а также мелиоративная и региональная гидрогеология. Гидрогеология тесно связана с гидрологией и геологией, в том числе и с инженерной геологией, метеорологией, геохимией, геофизикой и другими науками о Земле. Она опирается на данные математики, физики, химии и широко использует их методы исследования. Данные гидрогеологии используются, в частности, для решения вопросов водоснабжения, мелиорации и эксплуатации месторождений.

Грунтовые воды. Классификация подземных вод.

Подземные воды — воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. По условиям залегания подземные воды подразделяются на:

-почвенные;

-грунтовые;

-межпластовые;

-артезианские;

-минеральные. Почвенные воды заполняют часть промежутков между частицами почвы; они могут быть свободными (гравитационными), перемещающимися под влиянием силы тяжести, или связанными, удерживаемыми молекулярными силами.

Грунтовые воды образуют водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое. В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года: он то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время. В суровые зимы грунтовые воды могут промерзать. Эти воды в большей мере подвержены загрязнению.

Межпластовые воды — нижележащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых, уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые. Напорные межпластовые воды полностью заполняют водоносный горизонт и находятся под давлением. Напором обладают все воды, заключенные в слоях, залегающих в вогнутых тектонических структурах.

Грунтовые воды. Происхождение подземных вод.

Подземные воды — воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. Подземные воды имеют разное происхождение: одни из них образовались в результате проникновения талых и дождевых вод до первого водоупорного горизонта (то есть до глубины 1,5-2,0 м, которые образуют грунтовые воды, то есть так называемая верховодка); другие занимают более глубокие полости в земле.

Виды воды в горных породах. Классификация подземных вод.

По условиям движения в водоносных слоях различают подземные воды, циркулирующие в рыхлых (песчаных, гравийных и галечниковых) слоях и в трещиноватых скальных породах. В зависимости от залегания, характера пустот водовмещающих пород, подземные воды делятся на:

поровые — залегают и циркулируют в четвертичных отложениях: в песках, галечниках и др. обломочных породах;

трещинные (жильные) — в скальных породах (гранитах, песчаниках);

карстовые (трещинно-карстовые) — в растворимых породах (известняках, доломитах, гипсах и др.).

Закон Дарси и расход совершенного колодца.

Приток грунтовой воды при водопонижении рассчитывается по закону Дарси о скорости движения грунтовых вод в пористых грунтах. Закон Дарси может быть использован в случае ламинарного движения, что соответствует небольшим значениям гидравлического градиента. Это уравнение может бьггь использовано только тогда, когда грунтовая вода притекает к колодцу с небольшой скоростью. Вблизи колодца этот закон или полностью не соблюдается, или соблюдается лишь частично. Однако эта область по отношению ко всей зоне влияния водопонижении невелика, поэтому основанные на его использовании положения, которые будут приведены ниже, могут применяться в расчетах с достаточной для практических целей точностью. Скважины-колодцы совершенного типа, расположенные в безнапорном водоносном слое. Приток грунтовой воды к рассматриваемому типу скважины-колодца основывается на использовании сделанных Депюи [30] и Тиеманом [137] расчетах. В этих расчетах исходили из следующих предпосылок; распространение депресснонной кривой по горизонтальному направлению является неограниченным; водопроницаемый слой грунта является однородным, имеет постоянную толщину и располагается горизонтально; скважина-колодец достигает водоупорного слоя; течение грунтовой воды является стационарным и скорость вдоль всего фильтрационного фронта является постоянной; уровень грунтовых вод является постоянным; фильтрующая поверхность скважины-колодца распространяется на всю высоту водопроницаемого слоя грунта.