Підземні води
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Підземні води

Підземні води , води, що знаходяться в товщах гірських порід верхньої частини земної кори в рідкому, твердому і пароподібному стані. Залежно від характеру порожнеч водовміщаючих порід П. ст діляться на поровиє — в пісках, галечниках і ін. уламкових породах, тріщини (жильні) — в скельних породах (гранітах, піщаниках) і карстові (карстові для тріщини) — в розчинних породах (вапняках, доломіті, гіпсі і ін.).

  П. ст, що переміщаються під впливом сили тяжіння, називаються гравітаційними, або вільними, на відміну від вод, зв'язаних, утримуваних молекулярними силами, — гігроскопічних, плівкових, капілярних і кристалізаційних. Шари гірських порід, насичені гравітаційною водою, утворюють водоносні горизонти, або пласти, що об'єднуються у водоносні комплекси. П. ст володіють різною мірою водопроникності і водоотдачи (здатністю витікати з водоносної породи під впливом сили тяжіння). Перший від поверхні Землі постійно існуючий безнапірний водоносний горизонт називається горизонтом грунтових вод . Безпосередньо над їх поверхнею (дзеркалом грунтових вод) поширені капілярні води, які можуть бути і підвішеними, тобто що не сполучаються з дзеркалом грунтових вод. Весь простір від поверхні Землі до дзеркала грунтових вод називається зоною аерації, в якій відбувається просочування вод з поверхні. У зоні аерації на окремих роз'єднаних прослоях порід, що володіють меншою фільтраційною здатністю, в період живлення грунтових вод утворюються тимчасові скупчення П. ст, називаються верховодкою. Водоносні горизонти, що залягають нижче грунтових вод, відділяються від них пластами водонепроникних (водотривких) або слабопроніцаємих порід і називаються горизонтами міжпластових вод. Вони зазвичай знаходяться під гідростатичним тиском (див. Артезіанські води ); рідше мають вільну поверхню і безнапорни (див. Безнапірні води ). Область живлення міжпластових вод знаходиться в місцях виходу водовміщаючих порід на денну поверхню (або в місцях їх неглибокого залягання); живлення відбувається також і дорогою перетікання води з інших водоносних горизонтів.

  П. ст — природні розчини, що містять понад 60 хімічних елементів (у найбільших кількостях — До, Na, Са, Mg, Fe, Al, Cl, S, З, Si, N, Про, Н), а також мікроорганізмів (окислюючі і поновлюючі різні речовини). Як правило, П. ст насищени газами (Co 2 , O 2 , N 2 , C 2 H 2 і ін.). По мірі мінералізації П. ст підрозділяють (по Ст І. Вернадському) на прісних (до 1 г/л ), солоноватиє (від 1 до 10 г/л ), солоні (від 10 до 50 г/л ) і підземні рассоли (св. 50 г/л ); у пізніших класифікаціях до підземних рассолам відносять води з мінералізацією понад 36 г/л . За температурними даними (у °С) розрізняють переохолоджені П. ст (нижче 0), вельми холодні (від 0 до —4), холодні (від —4 до —20) теплі (від 2 до 37), гарячі (від 37 до 50), вельми гарячі (від 50 до 100) і перегріті (понад 100).

  За походженням виділяється декілька типів П. ст Інфільтраційні води утворюються завдяки просочуванню з поверхні Землі дощових, талих і річкових вод. По складу вони переважно гідрокарбонатно-кальцієві і магнієві. При вилуговуванні гіпсоносних порід формуються сульфатно-кальцієві, а при розчиненні соленосних — хлорідно-натрієві води. Конденсаційні П. ст утворюються в результаті конденсації водяної пари в порах або тріщинах порід. Седиментаційні води формуються в процесі геологічного осадоутворення і зазвичай є зміненими похованими водами морського походження — хлорідно-натрієві, хлоридно-кальцієво-натрієві і ін. До них же відносяться похоронені рассоли солеродних басейнів, а також ультрапресниє води піщаних лінз в моренних відкладеннях. Води, що утворюються з магми при її кристалізації і при метаморфізмі гірських порід, називаються магматогеннимі, або ювенільними (по термінології Е. Зюсса ).

  Одним з показників природної обстановки формування П. ст є склад розчинених і таких, що вільно виділяються газів. Для верхніх водоносних горизонтів з окислювальною обстановкою характерна присутність кисню, азоту для нижніх частин розрізу, де переважає відновне середовище, типові гази біохімічного походження (сірководень, метан). У вогнищах інтрузій і термометаморфізму поширені води, насичені вуглекислим газом (вуглекислі води Кавказу, Паміру, Забайкалья). В кратерів вулканів зустрічаються кислі сульфатні води (т.з. фумарольниє терми). У багатьох водонапірних системах, якими є часто крупні артезіанські басейни, виділяють три зони, інтенсивності водообміну, що розрізняються мірою, з поверхневими водами і складом П. ст Верхні і краєві частини басейнів зайняті зазвичай інфільтраційними прісними водами зони активного водообміну (по Н. До. Ігнатовічу), або активній циркуляції. У центральних глибоких частинах басейнів виділяється зона вельми сповільненого водообміну, або застійного режиму, де поширені високомінералізовані води. У проміжній зоні відносно сповільненого або утрудненого водообміну розвинені змішані води різного складу.

  Закономірності поширення П. ст залежать від багатьох геологічних і фізіко-географічніх чинників. В межах платформ і краєвих прогинів розвинені артезіанські басейни і схили (на території СРСР, наприклад, Західно-сибірський артезіанський басейн, Московський артезіанський басейн, Прибалтійський артезіанський басейн ) . На платформах зустрічаються великі за площею ділянки з високопіднятим докембрійським кристалічним фундаментом, що характеризуються розвитком вод (Український кристалічний масив, Анабарський масив і ін.) тріщин, в гірничо-складчастих областях — П. ст типа тріщини.

  Своєрідні гидрогеологичеськие умови, що визначають характер циркуляції і склад П. ст, створюються в областях розвитку багаторічномерзлих гірських порід, де формуються надмерзлотниє, мерзлотні міжмерзлотні і підмерзлотні води.

  П. ст — частина водних ресурсів Землі; загальні запаси П. ст суші складають понад 60 млн. км 3 . П. ст розглядаються як корисна копалина. На відміну від інших видів корисних копалини, запаси П. ст возобновіми в процесі експлуатації. Ділянки водоносних горизонтів або їх комплексів, в межах яких є умови для відбору П. в, певного складу, що відповідає встановленим кондиціям, в кількості, достатній для економічно доцільного їх використання, називаються родовищами П. ст По характеру використання П. ст підрозділяються в СРСР на: господарсько-питні, технічні, промислові, мінеральні води і термальні води . До П. ст господарсько-питного типа відносять прісні води, що відповідають кондиціям (з певними смаковими якостями, що не містять шкідливих для здоров'я людини речовин і мікроорганізмів). Промислові води з підвищеним вмістом окремих хімічних елементів (I, Br, В, Li і Ін.(Древн)) представляють інтерес для різних галузей промисловості. П. ст, що містять специфічні компоненти (гази мікрокомпоненти), використовуються в лікувальній меті і як столові напої.

  В деяких випадках П. ст викликають заболочування і підтоплення територій, зсуви, осідання грунтів під інженерними спорудами, утрудняють проведення гірських вироблень, ведення гірських робіт в шахтах і на кар'єрах. Для зменшення припливу П. ст в район промислових об'єктів застосовуються дренаж, водовідлив, осушення родовищ .

  Багато якісних і кількісних показників параметрів П. ст (рівня, натиску, витрат, хімічного і газового складів, температури і ін.) піддаються короткочасним, сезонним, багатолітнім і віковим змінам, які визначають режим підземних вод. Останній відображає процес формування П. ст в часі в е р б межах певного простору під впливом різних природних режімообразующих чинників: кліматичних, гідрологічних, геологічних, гидрогеологичеських і чинників, що створюються в результаті діяльності людини. Найбільші коливання елементів режиму спостерігаються в ст

 , що неглибоко залягають П., В СРСР є понад 100 гидрогеологичеських станцій, що включають більш ніж 25 000 наглядових пунктів, які є джерелами інформації про режимі П. ст Вивчення режиму виробляється для складання його прогнозу при проектуванні будівництва; розробки заходів щодо запобігання і ліквідації засолення і заболочування; складання прогнозу водно-сольового режиму на зрошуваних масивах, для оцінки і прогнозу водоприпливів в гірські вироблення шахт, кар'єрів і копалень і ін.

  В СРСР щорік випускаються прогнози режиму П. ст передвесняного мінімального, максимального і осіннього положення рівня вод зони інтенсивного водообміну. Прогнози випускаються у вигляді карт, на яких показуються зміни рівня П. ст

  Дослідженням П. ст займається гідрогеологія .

 

  Літ.: Вернадський Ст І., Історія мінералів земної кори, т. 2 — Історія природних вод, ч. 1, ст 1—3, Л., 1933—1936; Саваренський Ф. П. Гідрогеологія, 2 видавництва, М. — Л., 1935; Овчинників А. М., Загальна гідрогеологія, 2 видавництва, М., 1954; Каменський Р. Н., Толстіхина М. М., Толстіхин Н. І., Гідрогеологія СРСР, М., 1959; Ланге O. K., Підземні води СРСР, ч. 1—2, М., 1959—1963; його ж, Гідрогеологія, М., 1969; Коноплянцев А. А., Ковалевське Ст С., Семенов С. М., Природний режим підземних вод і його закономірності, М., 1963; Гідрогеологія СРСР, т. 1—, М., 1966—; Кравців П. Ф., Коноплянцев А. А., Кравець Ст М. Сучасний вміст, основні напрями і організаційні форми розвитку гідрогеології в СРСР, «Ізв. АН(Академія наук) СРСР. Сірок. геологічна», 1973 № 2; Коноплянцев А. А., Семенов С. М., Прогноз і картірованіє режиму грунтових вод, М., 1974.

  А. А. Коноплянцев.