/ Литература по Основам грунтоведения / Ананьев_Потапов_Инженерная Геология. Фунтовые воды

Фунтовая вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Фунтовая вода

Cтраница 3

Для изготовления кабельных блоков, а также для прокладки кабелей в трубах допускается применять стальные, чугунные, асбесто-цементные, бетонные, керамические и тому подобные трубы. При выборе материала для блоков и труб следует учитывать уровень фунтовых вод и их агрессивность, а также наличие блуждающих токов. [31]

Однако на участках с вечномерзлыми, скальными и болотистыми грунтами данная схема укладки является неэкономичной из-за высокой стоимости земляных работ. Кроме того, необходимость специальной балластировки на участках с высоким стоянием фунтовых вод и надежного антикоррозионного покрытия от почвенной коррозии значительно удорожает стоимость строительства. [32]

Укладка РАУ производится на трубопровод, уложенный в проектное положение. Шаг установки РАУ определяется расчетом и зависит от диаметра трубопровода, глубины траншеи, уровня фунтовых вод, физико-механических характеристик грунта засыпки. [34]

С ионами фуппы переходных элементов анионы поверхностных вод образуют комплексные соединения, что ифает важную роль в геохимической мифации тяжелых металлов, в том числе свинца, ртути, кадмия, олова. Многие внутрикомплексные соединения - хелаты - хорошо растворимы в воде и способствуют переносу ионов металлов в поверхностных и фунтовых водах. По мнению А.И. Перельмана, образование комплексных ионов способствует повышению растворимости большинства металлов. Химический элемент связывается в форме устойчивого, хорошо растворимого комплексного соединения. Так, например, растворимость ртути значительно возрастает вследствие образования устойчивых комплексов HgCl I, HgOHCl0, ртутьоргани-ческих комплексов. [35]

При понижении уровня воды в ходе эксперимента периодически включалась система водоснабжения установки для налива воды и поддержания высокого уровня фунтовых вод, необходимого для всплытия трубы-модели. [36]

Грунтовыми водами ( термин предложен в 1900 г. С.Н. Никитиным) именуют воды, приуроченные к водоносному горизонту, залегающему на первом от земной поверхности выдержанном водоупоре. Сверху горизонт грунтовых вод ограничен свободной поверхностью, т.е. зеркалом фунтовых вод. След сечения зеркала грунтовых вод вертикальной плоскостью называется уровнем фунтовых вод. Разность в уровнях фунтовых вод приводит к их движению, образованию фунтового потока. [37]

Судьба загрязняющих веществ на этих территориях может быть различной. Для песчаных и супесчаных почв, подстилаемых такими же по гранулометрическому составу материнскими породами, вполне обоснованно можно предположить быструю фильтрацию различных дождевых или талых вод через почвенную толщу вплоть до уровня фунтовых вод, вместе с которыми перемещаются растворенные вещества и взвеси. [38]

В хуторе X водоснабжение осуществляется из единственного на весь хутор общественного колодца, санитарный паспорт на который не составлялся. Колодец питается фунтовыми водами, глубина 12 м, имеет ветхий сруб, отмостки вокруг колодца из булыжника, местами в выбоинах, в которых застаивается вода. Для забора воды колодец оборудован воротом. Рядом с колодцем установлено корыто для водопоя скота, территория вокруг заболочена и загрязнена навозом; вода не хлорируется. Население жалуется на высокую жесткость воды. Колодец находится на инвентарном учете колхоза. [39]

Попадая на поверхность земли, жидкие углеводороды начинают просачиваться по порам и трещинам зоны аэрации почвы ( породы), где преобладает движение в вертикальном направлении. При соприкосновении загрязнения с менее проницаемым слоем или при достижении уровня грунтовых вод происходит накопление и растекание в горизонтальном направлении. При контакте с фунтовыми водами ряд компонентов масла может растворяться и мигрировать с водой. Концентрация растворенных компонентов снижается с повышением скорости течения воды. [40]

Подземная ( почвенная) коррозия является результатом воздействия почвы на металл. Коррозионное действие почвы повышается, если в ней содержатся соли, сообщающие среде электропроводность. Наиболее активна почва на уровне фунтовых вод: влажный грунт играет роль неподвижного электролита. Наиболее опасны постоянные блуждающие токи. Коррозия под действием переменных блуждающих токов менее сильна. Такой коррозии подвержены подземные стальные коммуникации, проходящие вблизи трамвайных путей, сварочных площадок и цехов электролиза. Разновидностью почвенной коррозии является биокоррозия ( микробиологическая коррозия), вызываемая микроорганизмами. Чаще всего она появляется в земляном грунте, в канавах, в морском и речном иле. Атмосферная коррозия усиливается в тех районах, где окружающий воздух содержит такие газы, как сернистый ангидрид, серный ангидрид и сероводород. Эти газы в присутствии влаги образуют кислоты, которые разрушают имеющиеся на металлах естественные защитные пленки и облегчают дальнейшее коррозионное разрушение. В нефтехимической аппаратуре возможна так называемая контактная коррозия. [41]

Подземная ( почвенная) коррозия является результатом воздействия почвы на металл. Коррозионное действие почвы повышается, если в ней содержатся соли, сообщающие среде электропроводность. Наиболее активна почва на уровне фунтовых вод: а. Наиболее опасны постоянные блуждающие токи. Коррозия под действием переменных блуждающих токов менее сильна. Такой коррозии подвержены подземные стальные коммуникации, проходящие вблизи трамвайных путей, сварочных площадок и цехов электролиза. Разновидностью почвенной коррозии является биокоррозия ( микробиологическая коррозия), вызываемая микроорганизмами. Чаще всего она появляется в земляном фунте, в канавах, в морском и речном иле. Атмосферная коррозия усиливается в тех районах, где окружающий воздух содержит такие газы, как сернистый ангидрид, серный ангидрид и сероводород. Эти газы в присутствии влаги образуют кислоты, которые разрушают имеющиеся на металлах естественные защитные пленки и облегчают дальнейшее коррозионное разрушение. В нефтехимической аппаратуре возможна так называемая контактная коррозия. Она возникает на участке контакта двух различных или одинаковых ме - laiuiOB, находящихся в разных состояниях. Для возникновения такой коррозии достаточно, например, наличие в одном из металлов легирующих добавок. [42]

Глубина залегания грунтовых вод определяется в основном степенью лренированности территории. Абсолютные отметки уровней фунтовых вод повсеместно снижаются от повышенных участков равнин к долинам рек. Это свидетельствует о том, что динамика фунтовых вод определяется прежде всего современным рельефом и что питание фунтовых вод осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков на междуречных пространствах, разфузка их осуществляется в реки, а также за счет испарения и транспира-ции. [43]

Глубина залегания грунтовых вод определяется в основном степенью дренированное территории. Абсолютные отметки уровней грунтовых вод повсеместно снижаются от повышенных участков равнин к долинам рек. Это свидетельствует о том, что динамика фунтовых вод определяется прежде всего современным рельефом и что питание грунтовых вод осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков на междуречных пространствах, разгрузка их осуществляется в реки, а также за счет испарения и транспира-ции. [44]

Основными причинами повреждений тепловых сетей являются внутренняя и наружная коррозии трубопроводов, которые могут развиваться как независимо, так и взаимосвязано друг с другом. В случае взаимосвязи первопричиной необходимо считать внутреннее поражение стенок трубопровода коррозийными язвами за счет кислородной деполяризации, затем происходит утечка теплоносителя, увлажнение изоляции, развитие поверхностной коррозии. Самостоятельное развитие наружной коррозии обусловлено внешними неблагоприятными гидрогеологическими условиями ( подтопление фунтовыми водами или утечек из водонесуших коммуникаций), высокой влажностью в канале теплосети. [45]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Фунтовая вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Фунтовая вода

Cтраница 2

Определение Г по уравнению (4.31) справедливо или для напорных условий, или в случаях, когда амплитуды колебаний уровней фунтовых вод незначительны по сравнению с мощностью их потока. [16]

Наборы растровых данных лучше всего служат для хранения и работы с непрерывными данными, такими как высота, уровень фунтовых вод, концентрация загрязняющих веществ и уровень шумового фона. [17]

На стыке весеннего и летнего периодов происходят активные изменения в околотрубном пространстве, связанные с оттаиванием фунтов, повышением уровня фунтовых вод, общим изменением тепловлажностного режима, подвижками грунта, что в целом приводит к нарушению стабильного положения газопровода, увеличивая трещины до критических размеров, с последующим лавинным разрушением трубы. [18]

С целью предотвращения повышения влажности топлива при хранении его на складе для устройства складов необходимо выбирать незатапливаемые площадки глубиной залегания фунтовых вод не менее чем на 0 5 м от поверхности площадки, при этом должен быть осуществлен отвод воды от площадок, на которых размещаются штабеля угля. [19]

Как известно, при снижении уровня грунтовых вод, а следовательно, при увеличении мощности зоны аэрации размеры испарения с поверхности фунтовых вод уменьшаются. Следовательно, до каких-то определенных глубин снижение уровня грунтовых вод под влиянием водоот-бора приводит к некоторому увеличению размеров питания, а затем к его снижению. [21]

Можно, более того реализовать систему использования всего газа на производство теплой воды, теплового насоса ( система вода-вода, источник холода в горизонте фунтовых вод) с газовым двигателем, коэффициент совершенства которого в этом случае очень высок, рекуперируя все тепло, производимое двигателем. [22]

Региональная гидрогеологическая модель трассы газопровода может быть представлена в виде комплекса носителей информации включающего карту районирования территории трассы по режиму дренированности, карту районирования территории трассы по режиму фунтовых вод, таблицу режимов грунтовых вод и факторов, их определяющих. [23]

Расчеты прогноза изменения уровней воды в траншее выполняются для каждого конкретного участка с учетом инженерно-геологического строения, уровня грунтовых вод, вида прокладки трубо провода относительно рельефа местности и направления стоков поверхностных и фунтовых вод, физико-механических характеристик грунтов, глубины траншеи, сезоном производства строительно-монтажных работ. [24]

Геолого - техническая типизация участков выполнена из условия, что водоприток в траншею и удерживающая способность грунтов зависят в основном от состава грунта, литологического строения разреза, соотношения в разрезе водоупорных грунтов и водопроницаемых пород от уровней фунтовых вод и глубины траншеи. [25]

Солончаки глеевые формируются на не дренированных пространствах и в отрицательных элементах рельефа ( по окраинам и днищам высохших соленых озер, по периферии болотных понижений, пойменным террасам) в условиях не глубокого ( выше 1 - 1 5 м) залегания фунтовых вод и выпотного режима. Растительность не образует сомкнутого покрова и представлена различными солевыносливыми травянистыми видами. [26]

При горнодобывающих работах изменяется гидрогеологический режим территории. В большинстве случаев снижается уровень фунтовых вод, происходит иссушение не только мест проведения горных работ, но и прилегающих к ним территорий. Образуется так называемая депрессионная воронка осушения, диаметр которой в несколько раз превышает размеры участка горных работ. [28]

Среди основных подтипов во всех типах ржавоземов отсутствует подтип глееватые, поскольку ржавоземы, как правило, хорошо дренированы. Однако, в особых условиях ( выклинивание фунтовых вод, аккумуляция влаги на скальном водоупоре) возможно присутствие морфологических признаков оглеения в виде неравномерного ожелезнения круп-нозема и локального осветления мелкозема. Соответственно допускается выделение подтипа глееватых ржавоземов. [30]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

I — грунтовый поток; 2 — фунтовый бассейн; 3 — водоупоры

гировочно 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.

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 (рис. 42), т. е. вода находится в неподвижном состоянии. Грунтовые потоки нередко выходят на поверхность, образуя родники или создавая локальную по площади заболоченность.
Количество, качество и глубина залегания фунтовых вод зависят о г геологических условий местности и климатических факторов. Зеркало фунтовых вод в целом в какой-то мере копирует рельеф земной поверхности в пределах их расположения. По степени минерализации поды преимущественно пресные, реже солоноватые и соленые, состав шдрокарбонатно-кальциевый, сульфатный и сульфатно-хлоридный.

Грунтовые воды имеют практически повсеместное распросфане-11 ис. В площадном распределении грунтовых вод имеется определенная юнальность. Выделяют следующие четыре зоны.

259

Грунтовые воды речных долин. Глубина залегания изменяется от 1 см до 10—15 м. Вода залегает в аллювиальных отложениях, слабо минерализована, широко используется для водоснабжения.

Грунтовые воды ледниковых отложений. На европейской территории России ледниковые отложения представлены разнообразными обломочными породами, среди которых много водоносных слоев. Вода обильная, слабо минерализованная, широко используется для водоснабжения.

Грунтовые воды полупустынь и пустынь. Это районы с малым количеством атмосферных осадков (до 200 мм в год) и значительным испарением. Воды обычно мало, залегает она глубоко и имеет высокую минерализацию.

Грунтовые воды горных областей. В этих районах выпадает много атмосферных осадков, часть которых проникает в выветрелые и трещиноватые породы. Наибольшее количество грунтовых вод хорошего качества скапливается в отложениях предгорных наклонных равнин. Эта вода широко используется для водоснабжения.

Среди зональных располагаются незональные фунтовые воды, например, болотные, карстовые и др. Большими аккумуляторами атмосферных осадков, паводковых и других вод являются болота. Уровень фунтовых вод в болотах всегда совпадает с поверхностью земли, что собственно и обусловливает заболоченность местности.

В практике строительства чаше всего приходится встречаться именно с фунтовыми водами. Они создают большие фудности при производстве строительных работ (заливают котлованы, траншеи и т. д.) и мешают нормально эксплуатировать здания и сооружения.

Карты поверхности грунтовых вод (карты гидроизогипс). Для выявления характера поверхности (зеркала) фунтовых вод составляют карты гидроизогипс (рис. 43). Гидроизогипсами называют линии, соединяющие точки с одинаковыми абсолютными или относительными отметками уровней фунтовых вод. Эти линии аналогичны горизонталям рельефа местности и подобно им отражают рельеф зеркала вод. Карты гидроизогипс необходимы при решении задач, связанных с проектированием водозаборов подземных вод, борьбой с подтоплением территории и др. Для посфоения карты гидроизогипс замеряют уровни фунтовых вод в скважинах, расположенных обычно по сетке. Замеры 260

уровней воды должны быть единовременными. Абсолютные отметки уровня подземных вод А„ в скважинах определяют по формуле

Ы = Апл—А,

1 — грунтовая вода; 2 — первый водоупор; 3 — межпластовая вода; 4 — второй водоупор

где An., — абсолютная отметка поверхности земли; h — глубина залегания подземных вод от поверхности земли, м. Полученные абсолютные отметки надписывают над каждой скважиной и затем методом интерполяции строят гидроизогипсы. Сечение гидроизогипс (частоту их заложения) выбирают в зависимости от масштаба карты и густоты расположения точек замера от 0,5 до 10,0 м, чаще 0,5; 1,0 и 2,0 м.

С помощью карты гидроизогипс (совмещенной с топофафической картой) можно выяснить направление и узнать скорость движения грунтового потока в любой точке, а также можно определить глубину >алегания фунтовых вод (по разности отметок горизонталей и гидроизогипс).

Карта гидроизогипс позволяет установить характер связи фунтовых под с поверхностными водами (реки, каналы, водохранилища). Эти коды могут питать фунтовые воды или, наоборот, подземная вода пополняет эти водоемы. Это необходимо знать при определении нодопритоков к водозаборам.

Межпластовые подземные воды. Эти 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, ^полненными водой полностью или частично (рис. 44).

Напорные (артезианские) воды связаны с залеганием водоносных слоев в виде синклиналей или моноклиналей (рис. 45 и 46). 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 нысокие отметки. Область питания, как правило, не совпадает с площадью распространения межпластовых вод.

Напорность вод характеризуется пьезометрическим уровнем. Высотное положение уровня связано с характером залегания водоносных

слоев. 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.

Основные элементы артезианского бассейна (склона). В артезианских бассейнах выделяют три области: питания, напора (распространения) и разгрузки.

Выделение по площади артезианского бассейна трех областей условно. В последнее время установлена возможность медленного перетекания воды из напорного водоносного пласта в ниже- и выше-бегающие водоносные горизонты через разделяющие их относительно водоупорные слои, поэтому области разгрузки напорных вод, так же как и питания (при перетекании воды из ниже- и вышезалегающих водоносных горизонтов), могут занимать различные участки по площади артезианского бассейна.

Разгрузка напорных вод возможна и искусственным путем через водозаборные скважины при их длительной эксплуатации. Работа водозаборов усиливает также процессы перетекания воды из одного водоносного горизонта в другой.

При использовании артезианских вод для водоснабжения наиболее перспективным считается самый верхний напорный горизонт, где обычно залегают слабоминерализованные (пресные) воды. Химический состав и минерализация артезианских вод изменяются с глубиной.

Карты пьезометрической поверхности напорных вод (карты гидро-чзопьез). Линии, соединяющие точки с одинаковыми отметками пьезометрического уровня, называют гидроизопьезами (или пьезогипсами). Карта гидроизопьез — совокупность таких линий, и строится она методом интерполяции отметок, т. е. аналогично карте гидроизогипс. Сели напорных водоносных горизонтов несколько, для каждого из них па карте наносится своя система гидроизопьез.

С помощью карты гидроизопьез решают ряд практических задач, связанных с использованием артезианских вод для водоснабжения, с организацией защиты от них при вскрытии строительными котлованами кровли напорного пласта и т. д. 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.

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.

Р и с . 47. Залегание трещинно-грунтовых вод; / —скважины; 2 — трещины с водой в скальных породах; 3—трещины, заполненные водой

В зависимости от условий залегания трещинные юлы могут быть грунтовыми, межпластовыми, жильными.

Трещинно-грунтовые воды развиты в верхней трещиноватой зоне кристаллических массивов (до глубины 80—100 м) (рис. 47). Питаются они в основном за счет инфильтрации атмосферных осадков и отличаются значительными колебаниями уровня подземных вод во времени. Площади их питания совпадают с площадями распространения. Глубина залегания трешинно-грунтовых вод возрастает от долин к водоразделам (от нескольких метров до 80 м и более). Водоупором трещинно-грунтовых вод служат монолитные нетрещиноватые скальные породы. Водообильность трещинно-грунтовых вод определяется условиями их питания и степенью трещиноватое™ горных пород.

Трещинно-фунтовые воды обычно расположены в зоне активного водообмена, поэтому в большинстве случаев они пресные, гидрокар-бонатно-кальциевого состава.

Межпластовые трещинные воды циркулируют в артезианских бассейнах, водоносные горизонты которых представлены трещиноватыми горными породами.

Трещинно-жильные воды развиты локально, исключительно в зонах тектонических нарушений с крупными трещинами. Это линейно вытянутые узкие водные потоки (жилы), уходящие в глубину на несколько сот метров, поэтому они часто имеют повышенную температуру. Для трещинно-жильных вод характерен напорный режим. Как правило, они отличаются значительной водообильностью, нередко разфужают-ся на поверхности земли и образуют мощные родники, которые используют для водоснабжения. Трещинно-жильные воды получают питание за счет трещинно-фунтовых вод, разфузки глубокозалегаю-щих напорных водоносных горизонтов и других источников.

При строительстве подземных водопроводно-канализационных сооружений (фубопроводы, тоннели и др.) в горно-складчатых областях необходимо принимать меры, предотвращающие внезапный прорыв нодообильных трещинно-жильных вод.

Карстовые воды. Подземные воды, которые циркулируют по фе-щинам и пустотам карстового происхождения, называют карстовыми или фещинно-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 водообиль-ности на сравнительно небольших расстояниях.

Подземные воды вечной мерзлоты. Подземные воды в районах многолетней мерзлоты (Сибирь, Крайний Север, Дальний Восток и др.) контактируют или непосредственно содержатся в толще многолет-немерзлых пород. Подземные воды представлены надмерзлотными, межмерзлотными и подмерзлотными водами.

Надмерзлотные воды подразделяют на воды сезонно-талого (деятельного) слоя и воды надмерзлотных таликов речных долин и озерных нпадин. Подстилающим водоупором для них служит многолетнемерз-иая толща, пустоты, трещины, поры которой постоянно заполнены ньдом. Надмерзлотные воды образуют безнапорные горизонты типа иерховодки и фунтовых вод. Питание они получают за счет инфильтрации осадков, таяния снежников и ледников, а также подпитывания н результате разфузки подмерзлотных вод.

В первой половине зимы надмерзлотные воды деятельного слоя промерзают, и поскольку в этот период они залегают между двумя нодоупорными слоями (снизу—толща многолетнемерзлых пород, сверху —горизонт сезонного промерзания), то развивают значительное давление и становятся напорными. По величине минерализации соды пресные и летом могут использоваться для водоснабжения, однако количество (запасы) их незначительно, а санитарно-техниче-< кое состояние не всегда удовлетворительно.

Надмерзлотные воды в зоне таликов под влиянием переноса тепла реками и озерами зимой обычно не промерзают и имеют постоянный сгок. Это воды пресные, очень холодные (температура 0,5—5 °С), используются для водоснабжения.

Межмерзлотные воды содержатся внутри толщи многолетней мер-июты как в твердой (лед), так и в жидкой фазе (зона прерывистых и сквозных таликов). Межмерзлотные воды в жидкой фазе обычно напорны. Распространены они не повсеместно и залегают в пределах галиков преимущественно в долинах рек. Постоянная циркуляция, отчасти высокая минерализация, предохраняет их от замерзания. Гидравлически межмерзлотные воды связаны как с вышезалегающими надмерзлотными, так и с нижезалегающими подмерзлотными водами.

Запасы межмерзлотных вод непостоянны и к концу зимы значительно сокращаются.

Подмерзлотные воды циркулируют ниже многолетнемерзлотной толщи, поэтому встречаются только в жидкой фазе. Воды напорны, величина напора над кровлей нередко достигает нескольких сотен метров. По условиям циркуляции подмерзлотные воды аналогичны напорным водам в районах с умеренным климатом. Запасы подмерз-лотных вод значительны. Водообильность высокая, особенно карстовых подмерзлотньгх вод. Минерализация вод пестрая (от пресных до рассолов). В районах с небольшой мощностью многолетнемерзлых пород (южные районы Восточной Сибири и Дальнего Востока) подмерзлотные воды широко эксплуатируются и имеют важнейшее значение для водоснабжения.

studfiles.net

Ананьев_Потапов_Инженерная Геология

В последние годы для хозяйственно-питьевоговодоснабжения начинают использовать также солоноватые и соленые подземные воды после их искусственного опреснения.

Технические воды — это воды, которые используют в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Требования к подземным техническим водам отражают специфику того или иного вида производства.

Промышленные воды содержат в растворе полезные элементы (бром,

йод и др.) в количестве, имеющем промышленное значение. Обычно они залегают в зоне весьма замедленного водообмена, минерализация их высокая

(от 20 до 600 г/л), состав хлоридно-натриевый,температура нередко достигает60—80°С.

Эксплуатация промышленных вод с целью добычи йода и брома рентабельна лишь при глубине залегания вод не более 3 км, уровне воды в скважине не ниже 200 м, количестве извлекаемой воды в сутки не менее 200

м3.

Минеральными называют подземные воды, которые имеют повы-

шенное содержание биологически активных микрокомпонентов, газов,

радиоактивных элементов и т. д. Они выходят на поверхность земли источниками или вскрываются буровыми скважинами.

Термальные подземные воды имеют температуру более 37 °С. Они залегают повсеместно на глубинах от нескольких десятков и сотен метров (в

горно-складчатыхрайонах) до нескольких километров (на платформах).

По трещинам термальные воды часто выходят на поверхность земли,

образуя горячие источники с температурой до 100 °С (Камчатка, Кавказ).

Запасы этих вод в земной коре очень большие и их активно используют для теплофикации городов и энергетических целей, например, на Камчатке

(Паужетская геотермальная станция).

ГЛАВА 15

ХАРАКТЕРИСТИКА ТИПОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Вэтой главе дается описание подземных вод по условиям их залегания

вземной коре верховодок, грунтовых, межпластовых и некоторых других вод. При этом следует сказать, что верхняя часть земной коры в зависимости от степени насыщения водой пор горных пород дедщся_на двезоны:

верхнюю — зону аэрации и нижнюю — зону насыщения. На рис. 39, было показано, как располагаются "основные "подземные воды в земле. Это фактически показатель классификации подземных вод по условиям залегания.

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 грунтовые воды

Другой особенностью верховодок является возможность их обра-

зования даже при отсутствии в зоне аэрации каких-либоводоупорных 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 грунты оснований снижают свою устойчивость, затрудняется эксплуатация зданий и сооружений

При инженерно-геологическихизысканиях, 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 грунтовых вод называется зеркалом (в разрезе уровень). Положение зеркала в какой-томере отвечает рельефу данной местности Глубина залегания уровня от поверхностиразлична—от1 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 (рис. 40).

Грунтовые воды в силу наличия свободной поверхности безнапор-ныИногда они могут проявить так называемый местный напор, связанный с залеганием линзы глины в уровне зеркала (рис 41)

2 Питание грунтовых 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 фунтовых 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 грунтовых бассейнов (рис. 42), 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. Зеркало грунтовых вод в целом в какой-томере копирует рельеф земной поверхности в пределах их расположения. По степени минерализации воды преимущественно пресные, реже солоноватые и соленые, составгидрокарбонатно-кальциевый,сульфатный исульфатно-хлоридный.

Грунтовые воды имеют практически повсеместное распространение. В

площадном распределении фунтовых вод имеется определенная зональность Выделяют следующие четыре зоны.

Грунтовые воды речных долин. Глубина залегания изменяется от 1 см до 10—15м. Вода залегает в аллювиальных отложениях, слабо ми-

нерализована, широко используется для водоснабжения.

Грунтовые воды ледниковых отложений. На европейской территории России ледниковые отложения представлены разнообразными обломочными породами, среди которых много

водоносных слоев. Вода обильная, слабо минерализованная, широко используется для водоснабжения.

Грунтовые воды горных областей. В этих районах выпадает много

атмосферных осадков, часть которых проникает в выветрелые и тре-

щиноватые породы. Наибольшее количество грунтовых вод хорошего качества скапливается в отложениях предгорных наклонных равнин. Эта вода широко используется для водоснабжения.

Среди зональных располагаются незональные фунтовые воды, на-

пример, болотные, карстовые и др. Большими аккумуляторами атмосферных осадков, паводковых и других вод являются болота. Уровень грунтовых вод в болотах всегда совпадает с поверхностью земли, что собственно и обусловливает заболоченность местности.

В практике строительства чаще всего приходится встречаться именно с грунтовыми водами. Они создают большие трудности при производстве строительных работ (заливают котлованы, траншеи и т. д.) и мешают нормально эксплуатировать здания и сооружения.

Карты поверхности грунтовых вод (карты гидроизогипс). Для выяв-

ления характера поверхности (зеркала) грунтовых вод составляют карты гидроизогипс (рис. 43). Гидроизогипсами называют линии, соединяющие точки с одинаковыми абсолютными или относительными отметками уровней грунтовых вод. Эти линии аналогичны горизонталям рельефа местности и подобно им отражают рельеф зеркала вод. Карты гидроизогипс необходимы при решении задач, связанных с проектированием водозаборов подземных вод, борьбой с подтоплением территории и др. Для построения карты гидроизогипс замеряют уровни грунтовых вод в скважинах, расположенных обычно по сетке. Замеры

f уровней воды должны быть единовременными. Абсолютные отметки уровня подземных вод Лв в скважинах определяют по формуле

где йп.з — аосолютная отметка поверхности земли; h —глубиназалегания подземных вод от поверхности земли, м. Полученные абсолютные отметки надписывают над каждой скважиной и затем методом интерполяции строят гидроизогипсы. Сечениегидроизо-гипс(частоту их заложения)

выбирают в зависимости от масштаба карты и густоты расположения точек замера от 0,5 до 10,0 м, чаще 0,5; 1,0 \ 2,0 м. С помощью карты гидроизогипс

(совмещенной с топографическое картой) можно выяснить направление и узнать скорость движенш грунтового потока в любой точке, а также можно определить глубин; залегания фунтовых вод (по разности отметок горизонталей и гидро йзогипс). Карта гидроизогипс позволяет установить характер связи грунтовьс вод с поверхностными водами (реки, каналы,

водохранилища). Эп воды могут питать грунтовые воды или, наоборот,

подземная вод; пополняет эти водоемы. Это необходимо знать при определенш водопритоков к водозаборам.

Межпластовые подземные воды. Эти воды располагаются в водо носньгх горизонтах между водоупорами. Они бывают ненапорными i

напорными (артезианскими).

Межпластовые ненапорные воды встречаются сравнительно редко Они связаны с горизонтально залегающими водоносными слоями заполненными водой полностью или частично (рис. 44). • Напорные (артезианские) воды связаны с залеганием водоносны слоев в виде синклиналей или моноклиналей (рис. 45 и 46). Площад! распространения напорных

водоносных горизонтов называют артези ' анским бассейном.

Отдельные части водоносных слоев залегают на различных высот ных отметках, что и создает напор подземных вод. Напорных подзем ных горизонтов может быть несколько. Каждый из них имеет облает ' питания там, где водоносные слои выходят на поверхность и имею высокие отметки.

Область питания, как правило, не совпадает площадью распространения

межпластовых вод.

Напорность вод характеризуется пьезометрическим уровнем. Вы сотное положение уровня связано с характером залегания водоносных слоев.

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.