Умови залягання підземних вод

У верхній частині земної кори виділяють дві зони: зону аерації і зону насичення.

І. Зона аерації – це крайня верхня частина земної кори; вона характеризується наявністю атмосферного повітря і водяної пари в пустотах гірських порід і частковим заповненням пустот гравітаційною водою. В цій зоні відбувається: інфільтрація дощових і талих вод, формування ґрунтової води і верховодка, фільтрація гравітаційної води і десукція вологи рослинністю з послідуючою її транспірацією.

Верховодка – це тимчасове, сезонне накопичення підземних вод, які залягають поблизу земної поверхні (у зоні аерації). Основні риси верховодки – невтримність у вертикальному розрізі і по площі, непостійність у часі та незначна потужність обводнених порід. Верховодка накопичується переважно на поверхні глин, суглинків та інших слабопроникних порід і зазнає різного роду змін, спричинених гідрометеорологічними умовами. До верховодки О.М.Овчинніков відносить капілярні води зони аерації, води піщаних масивів і дюн, такирів, бугристих пісків та, із певною умовністю, болотні води.

Води ґрунтового шару – це тимчасове накопичення вільної (гравітаційної) і капілярної води в товщі ґрунту. Ці води мають зв'язок з атмосферою і живлять рослини.

ІІ. Зона насичення – пори, тріщини та інші пустоти гірських порід цілком заповнені гравітаційною водою.

Ґрунтові води – це підземні води першого від поверхні постійного водоносного горизонту, що залягає на першому водотривкому пласті; залягають, як правило, у пухких відкладах четвертинного періоду, проте можуть залягати і між водотривкими горизонтами порід різного віку, а також у дочетвертинних скельних утвореннях аж до кристалічних порід докембрійського періоду включно.

Ґрунтові води, які знаходяться в тріщинних скельних породах, називають тріщинно - ґрунтовими, а в порожнинах закарстованих порід – карстовими.

Поверхня ґрунтових вод називається дзеркалом ґрунтових вод.

Водотривкий горизонт – це водонепроникні породи, які підстеляють ґрунтові води.

Потужність або товщина горизонту ґрунтових вод – це відстань між дзеркалом ґрунтових вод і водотривким горизонтом.

Глибина залягання ґрунтових вод – це відстань від земної поверхні до дзеркала ґрунтових вод. На території України глибина залягання ґрунтових вод коливається від 0,0 – 0,5 м (у болотних і алювіальних відкладах у північно-західній її частині) до 10 – 20 м, рідше до 25 м (у лесованих суглинках у південних районах).

Ґрунтові води тісно зв’язані з водами річок, озер, водосховищ, морів, а також штучно створених каналів. Виділяють три типи взаємодії ґрунтових вод із поверхневими:

1. Наявність постійного гідравлічного зв’язку поділяють на два підтипи:

- наявність одностороннього гідравлічного зв’язку – низьке положення водотривкої породи і рівня ґрунтових вод протягом року; річка за таких умов постійно живить ґрунтові води;

- наявність двостороннього гідравлічного зв’язку – більш високе

положення водотривкої породи; річка живить ґрунтові води лише в період водопілля, а в межень, навпаки річка живиться ґрунтовими водами.

2. Наявність тимчасового гідравлічного зв’язку – ще більш високе положення водотривкої породи; річка живить ґрунтові води в період водопілля, а в межень – ґрунтові води живлять річку і на схилах русла в цей період виникають мочажини, джерела або ключі.

3. Відсутність гідравлічного зв’язку – при дуже високому положенні водотривкої породи як у період водопілля, так і в межень гідравлічного зв’язку між ґрунтовими і поверхневими водами немає.

Нижче від зони аерації та зони насичення у земній корі знаходяться артезіанські (напірні) води.

Артезіанські води – це підземні води, які залягають між водотривкими горизонтами, перебувають під напором, при розкритті їх буровими свердловинами, піднімаються вище підошви верхнього водотривкого горизонту. Одержали свою назву в ХІІ ст. від провінції Артуа у Франції.

Артезіанські води нерідко мають підвищену мінералізацію. Зазвичай вони менш підвернені забрудненню у порівнянні з ґрунтовими водами.

Артезіанський басейн – гідрологічні структури синклінально-

го типу, які утримують один або декілька водоносних горизонтів із напірними водами. Артезіанський басейн складається з трьох областей: живлення, напору і розвантаження підземних вод.

Область живлення артезіанського басейну – область, де підземні води поповнюються за рахунок атмосферних опадів та поверхневих вод. В області живлення артезіанського басейну поширені лише ґрунтові або слабо напірні підземні води.

Область напору - це та частина артезіанського басейну, в якій рівень підземних вод може піднятися вище підошви водотривкої покрівлі водоносного горизонту. Відстань від водотривкої підошви до рівня напірних вод по вертикалі, називається напором, або п’єзометричним рівнем.

Область розвантаження артезіанського басейну – це та частина басейну, де напірні води виходять на денну поверхню у вигляді джерел або потрапляють у річки, озера, моря. В гіпсометричному відношенні вона розташована нижче області живлення та напору.

Джерело – це природний вихід на денну поверхню ґрунтових (безнапірних) вод. За характером виходу на поверхню джерела бувають такі:

Низхідні джерела – вихід ґрунтових вод на денну поверхню, вода вільно збігає в товщі водоносної породи з підвищених ділянок рельєфу на нижчі.

Висхідні джерела – це джерела біля виходу на поверхню напірних вод, вони формуються з вод, які піднімаються вгору з нижніх водоносних шарів.

За іншими ознаками джерела поділяються на постійні, періодичні, сезонні, прісні, мінеральні, холодні, термальні, карстові, тріщині тощо.

Глибинні підземні води – це напірні води, які залягають на великих глибинах; розвантажуються шляхом надходження по тектонічних тріщинах або розломах у водоносні горизонти, що залягають вище, або виходять безпосередньо на денну поверхню у вигляді джерел.