Большая Советская Энциклопедия (ПО) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 55

  П. в., перемещающиеся под влиянием силы тяжести, называются гравитационными, или свободными, в отличие от вод, связанных, удерживаемых молекулярными силами, — гигроскопических, плёночных, капиллярных и кристаллизационных. Слои горных пород, насыщенные гравитационной водой, образуют водоносные горизонты , или пласты, объединяющиеся в водоносные комплексы. П. в. обладают различной степенью водопроницаемости и водоотдачи (способностью вытекать из водоносной породы под влиянием силы тяжести). Первый от поверхности Земли постоянно существующий безнапорный водоносный горизонт называется горизонтом грунтовых вод . Непосредственно над их поверхностью (зеркалом грунтовых вод) распространены капиллярные воды, которые могут быть и подвешенными, т. е. несообщающимися с зеркалом грунтовых вод. Всё пространство от поверхности Земли до зеркала грунтовых вод называется зоной аэрации, в которой происходит просачивание вод с поверхности. В зоне аэрации на отдельных разобщённых прослоях пород, обладающих меньшей фильтрационной способностью, в период питания грунтовых вод образуются временные скопления П. в., называются верховодкой. Водоносные горизонты, залегающие ниже грунтовых вод, отделяются от них пластами водонепроницаемых (водоупорных) или слабопроницаемых пород и называются горизонтами межпластовых вод. Они обычно находятся под гидростатическим давлением (см. Артезианские воды ); реже имеют свободную поверхность и безнапорны (см. Безнапорные воды ). Область питания межпластовых вод находится в местах выхода водовмещающих пород на дневную поверхность (или в местах их неглубокого залегания); питание происходит также и путём перетекания воды из других водоносных горизонтов.

  П. в. — природные растворы, содержащие свыше 60 химических элементов (в наибольших количествах — К, Na, Са, Mg, Fe, Al, Cl, S, С, Si, N, О, Н), а также микроорганизмы (окисляющие и восстанавливающие различные вещества). Как правило, П. в. насыщены газами (CO2 , O2 , N2 , C2 H2 и др.). По степени минерализации П. в. подразделяют (по В. И. Вернадскому) на пресные (до 1 г/л ), солоноватые (от 1 до 10 г/л ), солёные (от 10 до 50 г/л ) и подземные рассолы (св. 50 г/л ); в более поздних классификациях к подземным рассолам относят воды с минерализацией свыше 36 г/л . По температурным данным (в °С) различают переохлажденные П. в. (ниже 0), весьма холодные (от 0 до —4), холодные (от —4 до —20), тёплые (от 2 до 37), горячие (от 37 до 50), весьма горячие (от 50 до 100) и перегретые (свыше 100).

  По происхождению выделяется несколько типов П. в. Инфильтрационные воды образуются благодаря просачиванию с поверхности Земли дождевых, талых и речных вод. По составу они преимущественно гидрокарбонатно-кальциевые и магниевые. При выщелачивании гипсоносных пород формируются сульфатно-кальциевые, а при растворении соленосных — хлоридно-натриевые воды. Конденсационные П. в. образуются в результате конденсации водяных паров в порах или трещинах пород. Седиментационные воды формируются в процессе геологического осадкообразования и обычно представляют собой измененные захороненные воды морского происхождения — хлоридно-натриевые, хлоридно-кальциево-натриевые и др. К ним же относятся погребённые рассолы солеродных бассейнов, а также ультрапресные воды песчаных линз в моренных отложениях. Воды, образующиеся из магмы при её кристаллизации и при метаморфизме горных пород, называются магматогенными, или ювенильными (по терминологии Э. Зюсса ).

  Одним из показателей природной обстановки формирования П. в. является состав растворённых и свободно выделяющихся газов. Для верхних водоносных горизонтов с окислительной обстановкой характерно присутствие кислорода, азота для нижних частей разреза, где преобладает восстановительная среда, типичны газы биохимического происхождения (сероводород, метан). В очагах интрузий и термометаморфизма распространены воды, насыщенные углекислым газом (углекислые воды Кавказа, Памира, Забайкалья). У кратеров вулканов встречаются кислые сульфатные воды (т. н. фумарольные термы). Во многих водонапорных системах, которыми являются часто крупные артезианские бассейны, выделяют три зоны, различающиеся степенью интенсивности водообмена с поверхностными водами и составом П. в. Верхние и краевые части бассейнов заняты обычно инфильтрационными пресными водами зоны активного водообмена (по Н. К. Игнатовичу), или активной циркуляции. В центральных глубоких частях бассейнов выделяется зона весьма замедленного водообмена, или застойного режима, где распространены высокоминерализованные воды. В промежуточной зоне относительно замедленного или затруднённого водообмена развиты смешанные воды различного состава.

  Закономерности распространения П. в. зависят от многих геологических и физико-географических факторов. В пределах платформ и краевых прогибов развиты артезианские бассейны и склоны (на территории СССР, например, Западно-Сибирский артезианский бассейн , Московский артезианский бассейн , Прибалтийский артезианский бассейн ). На платформах встречаются большие по площади участки с высокоподнятым докембрийским кристаллическим фундаментом, характеризующиеся развитием трещинных вод (Украинский кристаллический массив, Анабарский массив и др.), в горно-складчатых областях — П. в. трещинного типа.

  Своеобразные гидрогеологические условия, определяющие характер циркуляции и состав П. в., создаются в областях развития многолетнемёрзлых горных пород, где формируются надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные воды.

  П. в. — часть водных ресурсов Земли; общие запасы П. в. суши составляют свыше 60 млн. км3 . П. в. рассматриваются как полезное ископаемое. В отличие от других видов полезных ископаемых, запасы П. в. возобновимы в процессе эксплуатации. Участки водоносных горизонтов или их комплексов, в пределах которых имеются условия для отбора П. в, определённого состава, отвечающего установленным кондициям, в количестве, достаточном для экономически целесообразного их использования, называются месторождениями П. в. По характеру использования П. в. подразделяются в СССР на: хозяйственно-питьевые, технические, промышленные, минеральные воды и термальные воды . К П. в. хозяйственно-питьевого типа относят пресные воды, отвечающие кондициям (с определёнными вкусовыми качествами, не содержащие вредных для здоровья человека веществ и микроорганизмов). Промышленные воды с повышенным содержанием отдельных химических элементов (I, Br, В, Li и Др.) представляют интерес для различных отраслей промышленности. П. в., содержащие специфические компоненты (газы, микрокомпоненты), используются в лечебных целях и в качестве столовых напитков.

  В некоторых случаях П. в. вызывают заболачивание и подтопление территорий, оползни, осадку грунтов под инженерными сооружениями, затрудняют проведение горных выработок, ведение горных работ в шахтах и на карьерах. Для уменьшения притока П. в. в район промышленных объектов применяются дренаж, водоотлив , осушение месторождений .

  Многие качественные и количественные показатели параметров П. в. (уровня, напора, расходов, химического и газового составов, температуры и др.) подвергаются кратковременным, сезонным, многолетним и вековым изменениям, которые определяют режим подземных вод. Последний отражает процесс формирования П. в. во времени и в пределах определённого пространства под влиянием различных естественных режимообразующих факторов: климатических, гидрологических, геологических, гидрогеологических и факторов, создаваемых в результате деятельности человека. Наибольшие колебания элементов режима наблюдаются в неглубоко залегающих П. в.

  В СССР имеется свыше 100 гидрогеологических станций, включающих более чем 25 000 наблюдательных пунктов, которые являются источниками информации о режиме П. в. Изучение режима производится для составления его прогноза при проектировании строительства; разработки мероприятий по предупреждению и ликвидации засоления и заболачивания; составления прогноза водно-солевого режима на орошаемых массивах, для оценки и прогноза водопритоков в горные выработки шахт, карьеров и рудников и др.