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.

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

Трещинно-грунтовые воды развиты в верхней трещиноватой зоне кристаллических массивов (до глубины 80—100 м). Питаются они в основном за счёт инфильтрации атмосферных осадков и отличаются значительными колебаниями уровня подземных вод во времени. Площади их питания совпадают с площадями распространения. Глубина залегания трещинно-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 трещиноватости горных пород. Скальные породы, распространенные в долинах рек тектонического происхождения, более трещиноваты и водообильны, чем породы, слагающие водораздельные возвышенности. Буровая скважина может вскрыть водообильные трещинные воды или остаться безводной (рис. 4.1.10).

Рис. 4.1.10. Залегание трещинно-грунтовых вод:

1 — скважины; 2 — трещины с водой

Трещинно-грунтовые воды обычно расположены в зоне активного водообмена, поэтому в большинстве случаев они пресные, гидрокарбонатно-кальциевого состава. Быстрое проникновение поверхностных осадков по системе Трещин на глубину может приводить к загрязнению вод вредными органическими соединениями. Это необходимо учитывать при оценке трещинно-грунтовых вод для питьевого водоснабжения.

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 разгружаются на поверхности земли и образуют мощные родники.

Трещинно-жильные воды получают питание за счет трещинно-грунтовых вод, разгрузки глубокозалегающих напорных водоносных горизонтов и других источников.

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

Карстовые воды. Подземные воды, которые циркулируют по трещинам и пустотам карстового происхождения, называют карстовыми или трещинно-карстовыми.

Движение карстовых вод происходит по весьма сложной системе трещин, каверн, карстовых каналов и пещер (рис. 4.1.11). Карстовые воды, перемещающиеся по системе взаимосвязанных крупных карстовых полостей (пещер), образуют карстовые потоки.

Рис. 4.1.11. Залегание карстовых вод в известняках: 1 — уровень карстовых вод; 2 — зона карстовых пустот, заполненных водой

 

Питание карстовых вод осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, подпитывания со стороны поверхностных водотоков и водоемов, а также перетекания подземных вод из других водоносных горизонтов. Значительная трещиноватость карстовых массивов способствует интенсивной инфильтрации атмосферных осадков и накоплению больших запасов карстовых вод. Как правило, подземные воды, циркулирующие в сильно закарстованных породах, обладают значительной водообильностью.

Химический состав карстовых вод определяется в основном составом вмещающих пород и гидродинамической зональностью. В зоне интенсивного водообмена карстовые воды обычно пресные, гидрокарбонатные (в известняках) или жесткие сульфатные (в гипсах). В зонах замедленного водообмена карстовые воды минерализованные и сильно минерализованные, вплоть до рассолов, состав — хлоридный. Карстовые воды могут легко загрязняться с поверхности земли, поэтому исследованию их бактериального загрязнения придается большое значение. В целом роль карстовых вод в разрешении проблем водоснабжения многих районов страны (Урал, Восточная Сибирь и др.) существенна. Вместе с тем значительная водообильность карстовых вод может вызвать и серьезные осложнения при строительстве и эксплуатации различных сооружений в толще закарстованных пород (повышенные водопритоки к строительным котлованам, утечки вод из водохранилищ и т. д.).