Залегания в земной коре

5.4. Характеристика типов подземных вод

Зона аэрации расположена между поверхностью земли и уровнем грунтовых вод. Над поверхностью подземных вод расположена зона повышенной влажности – капиллярная кайма.

Зона насыщения грунтов расположена ниже уровня грунтовых вод. В ней все поры, трещины, каверны и пустоты заполнены гравитационной водой. Подземные воды циркулируют в виде верховодок, грунтовых, артезианских, трещинных и вод вечной мерзлоты.

Верховодки — это временные скопления подземных вод над водоупором. Они опасны для строительства подтоплением подземных частей зданий и сооружений (подвалы, котельные и др.) при отсутствии дренажей и гидроизоляции. При изысканиях в сухое время года верховодка не всегда обнаруживается. Поэтому ее появление для строителей может быть неожиданным.

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

1. Имеют свободную поверхность, называемую зеркалом (в разрезе уровень). Положение зеркала часто отвечает рельефу местности, но непостоянно. Водоупор, на котором лежит водоносный слой, называют ложем, а расстояние от водоупора до уровня подземных вод – мощностью водоносного слоя (рис. 53).

Грунтовые воды при свободной поверхности безнапорны, но возможен местный напор при залегании линзы глины в уровне зеркала (рис. 54).

2. Питаются подземные воды за счет атмосферных осадков и поступления воды из водоемов и рек, что изменяет их состав.

3. Грунтовые воды при непрерывном движении образуют потоки по уклону водоупора. Иногда залегают в форме грунтовых бассейнов (рис. 55) в неподвижном состоянии. При выходе на поверхность образуются родники или локальная по площади заболоченность.

4. Количество, качество и глубина залегания грунтовых вод зависят от геологических условий и климатических факторов. При стро-ительстве грунтовые воды часто заливают котлованы, траншеи, не позволяют нормально эксплуатировать здания и сооружения.

Рис. 53. Грунтовая вода:

1 – уровень грунтовой воды (ГГВ); 2 – мощность грунтовой воды; 3 – ложе (водоупор)

Рис. 54. Схема возникновения местного напора:

1 – грунтовая вода; 2 – линза глины; 3 – зеркало (уровень) грунтовой воды; 4 – водоупор; Н – высота напора

Рис. 55. Формы залегания грунтовых вод:

1 – грунтовый поток; 2 – грунтовый бассейн; 3 – водоупоры

Карты гидроизогипс отражают характер поверхности (зеркала) грунтовых вод (рис. 56). Гидроизогипсами называют линии, соединиющиие точки с одинаковыми отметками уровней грунтовых вод. Их выражают в абсолютных отметках и надписывают над каждой скважиной, а затем методом интерполяции строят гидроизогипсы. Сечение гидроизогипс выбирают в зависимости от масштаба карты и густоты точек замера от 0,5 до 10,0 м, чаще 0,5; 1,0 и 2,0 м.

С помощью карты гидроизогипс (совмещенной с топографической картой) можно выяснить направление и скорость движения грунтового потока в любой точке, а также определить глубину залегания воды (по разности отметок горизонталей и гидроизогипс).

Межпластовые подземные воды располагаются в водоносных горизонтах между водоупорами. Они бывают ненапорными и напорными (артезианскими). Ненапорные воды встречаются сравнительно редко. Они связаны с водоносными слоями, заполненными водой полностью или частично (рис. 57).

Напорные (артезианские) воды связаны с залеганием водоносных слоев в виде синклиналей или моноклиналей (рис. 58 и 59). Артезианский бассейн - площадь распространения напорных водоносных горизонтов, которых может быть несколько. Напорность вод характеризуется пьезометрическим уровнем.

Карты гидроизопьез. Линии, соединяющие точки с одинаковыми отметками пьезометрического уровня, называют гидроизопьезами (или пьезогипсами). По карте гидроизопьез изучают условия формирования потоков артезианских вод, определяют направление их движения, выделяют участки возможного самоизлияния, устанавливают гидравлическую связь напорных вод с реками и др.