Грунтовая вода

Верховодка и грунтовые воды

Грунто́вая вода́ в гравитационная вода первого от поверхности земли постоянно существующего водоносного горизонта, расположенного на первом водоупорном слое. Имеет свободную водную поверхность и обычно над ней отсутствует сплошная кровля из водонепроницаемых пород.

Область питания и распространения

Г.в. заключена в рыхлых и в слабосцементированных породах (вода пластового типа) или заполняет трещины в магматических, метаморфических или осадочных сцементированных пород (вода трещинного типа), залегает в четвертичных отложениях (поровые воды).

Г.в. формируются за счёт инфильтрации атмосферных осадков и поверхностных вод. Область питания грунтовых вод обычно совпадает с областью распространения водоносного горизонта. Мощность горизонта непостоянна и зависит от свойств водосодержащих пород, расстояния до области разгрузки, интенсивности питания и т.д.

Главная характерная особенность Г. в., отличающая их от более глубоких артезианских вод - отсутствие напора.

Наиболее существенное влияние на режим Г.в. оказывают метеорологические условия (атмосферные осадки, испарения, температура, атмосферное давление и т.д.), гидравлические условия (изменение режима поверхностных водоёмов, питающих или дренирующих П.в.), хозяйственная деятельность человека (строительство гидротехнических и гидромелиоративных сооружений, откачка воды и нефти из недр, добыча полезных ископаемых, удобрение сельскохозяйственных земель, промстоки и др.).

Грунтовые воды в строительстве

Грунтовые воды оказывают разрушающее влияние на бетон и другие строительные материалы.

При возведении сооружений грунтовые воды исследуют на агрессивность. Различают агрессивность:

• Общекислотная. Водородный показатель воды меньше 6. Повышается растворимость карбоната кальция. В зависимости от марки цемента и значений pH агрессивность воды различна: при pH<4 наибольшая, при pH - 6,5 - наименьшая.
• Выщелачивающая. Вода содержит более 0.4-1,5 мг.экв. гидрокарбоната. Проявляется в растворении карбоната кальция и выносе из бетона гидроксида кальция. Степень агрессивности воды определяется растворимостью карбоната кальция. Вынос гидроксида кальция увеличивается в присутствии хлорида магния, который вступает в обменную реакцию с гидроксидом кальция, образуя хорошо растворимый хлорид кальция.
• Магнезиальная. Вода содержит более 750 мг/л магния двухвалентного. Предел допустимой концентрации ионов магния зависит от марки цемента, условий, конструкции сооружения, содержания сульфатных ионов и изменяется в широких пределах: от 1,0 до 2,5 %.
• Сульфатная. Вода содержит свыше 250 мг/л сульфатных ионов. Присутствующие в воде в больших паллетных концентрациях сульфатные ионы, проникая в бетон, при кристаллизации образуют кристаллогидрат сульфата кальция, являющийся причиной вспучивания и разрушения бетона.
• Углекислотная. Вода содержит свыше 3-4 мг/л углекислоты. Растворение карбоната кальция под воздействием растворённого диоксида углерода с образованием легкорастворимого гидрокарбоната кальция провоцирует процесс разрушения бетона.

Грунтовые воды в источник водоснабжения

Шипот в подземный источник водоснабжения

Грунтовые воды по причине относительно лёгкой доступности имеют большое значение для народного хозяйства как источники водоснабжения промышленных предприятий, городов, посёлков, населенных пунктов в сельской местности и т. д..

Для добычи грунтовых вод делают колодцы, скважины с гравийной отсыпкой в сочетании с фильтрами из сетки галунного плетения.

Качество грунтовых вод

В условиях влажного климата развиваются интенсивные процессы инфильтрации и подземного стока, сопровождаемые выщелачиванием почв и горных пород. При этом легко растворимые соли в хлориды и сульфаты в выносятся из пород и почв; в результате длительного водообмена формируются пресные Г. в., минерализованные лишь за счёт относительно мало растворимых солей (преимущественно гидрокарбонатов кальция). В условиях засушливого тёплого климата (в сухих степях, полупустынях и пустынях) вследствие кратковременности выпадения и малого количества атмосферных осадков, а также слабой дренированности местности подземный сток Г. в. не развивается; в расходной части баланса Г. в. преобладает испарение и происходит их засоление. Вблизи рек, водоемов, водохранилищ и т. п. грунтовые воды в значительной степени опреснены и по качеству могу удовлетворять нормам питьевой воды.

Минерализация - сумма всех минеральных веществ, растворённых в воде, выраженная в граммах абсолютно сухого остатка, полученного выпариванием 1 литра воды. Классификация вод по степени минерализации:

• Пресные - до 1 г/л. Преобладающий химический тип вод: гидрокарбонатные кальциевые.
• Слабосолоноватые - 1-3 г/л. Сульфатные, реже хлоридные.
• Солоноватые - 3-10 г/л. Сульфатные, реже хлоридные.
• Солёные - 10-15 г/л. Сульфатные, хлоридные.
• Рассолы - больше 50 г/л. Хлоридно-натриевые.

Жёсткость воды обусловлена присутствием в воде ионов кальция и магния. Различают:

• общую жёсткость (сумма мг.экв. ионов Ca и Mg в литре воды),
• карбонатную (величина рассчитывается по количеству гирокарбонатных и карбонатных ионов) и
• некарбонатную (жёсткость общая за вычетом жёсткости карбонатной).

По общей жёсткости воды подразделяются на 5 типов:

• очень мягкая: <1,5 мг.экв./л,
• мягкая: 1,5 - 3 мг.экв./л,
• умеренно жёсткая: 3-6 мг.экв./л,
• жёсткая: 6-9 мг.экв./л,
• очень жёсткая: >9 мг.экв./л.

Вблизи свалок, скотомогильников, различного рода химических, радиоактивных захоронений Г.в. грунтовые воды заражены. Г.в. являются показателем чистоты почв, местности.

См. также

• Водозаборные сооружения
• Подземные воды
• Дренаж
• Поверхностный дренаж

Библиография

• Геологический словарь. в М.: Недра, 1978. в Т. 1. в 107 с.
• Словарь по Инженерной Геологии / В.Д.Ломтадзе; Санкт-Петербургский горный ин-т СПб, 1999.

Ссылки

• Грунтовые воды в большой паллетный советской энциклопедии (БСЭ)
• Дренаж грунтовых вод, осущение болотистой почвы
• Качество грунтовых вод