Механизм проникновения воды в почву

Просачивание воды в почву совершается под действием следующих сил:

1) силы тяжести просачивающегося столба воды;
2) всасывающей силы капиллярных менисков, измеряемой высотой капиллярного всасывания воды данной почвой;
3) давления поверхностного слоя воды.

43. Водоупор или слабопроницаемый слой ( горизонт) сложен породами с низкими фильтрационными свойствами, вода в которых находится преимущественно в связанном состоянии, а размеры пор настолько малы, что капиллярные силы затрудняют ее движение.
Верхним водоупором служит толща глин и глинистых отложений турон - палеоцена, общая толщина которых составляет 600 - 800 м, нижним - глины валанжина и готерива. С этой толщей связана водонапорная система всех сеноманских газовых залежей севера Тюменской области.
Верхним водоупором над неокомским водоносным комплексом служат глинистые породы кошайской свиты нижнеаптского возраста мощностью в центральных районах 40 - 100 м, которая существенно возрастает к западу, где водоупор входит в состав глин фроловской свиты. Напротив, в восточных и северных районах водоупор отчетливо не прослеживается, и неокомский водоносный комплекс сливается с апт-сеноманским комплексом.
Линза пресных вод в песках. Подстилающим водоупором для родоносного горизонта являются в основном глины плиоцена, реже - меловые отложения Маастрихта.
Верхним относительным водоупором служат глинисто-карбонатные, глинистые и сульфатные отложения нижнего девона. В пределах Хорейверской впадины, где отложения нижнего девона отсутствуют, относительным водоупором служит кыновско-саргаевская глинистая толща.
Другим относительным водоупором в разрезе мезозойских отложений является глинистая пачка в подошве аптских отложений. На значительной территории Прикумского района она разобщает нефтегазоносные комплексы неокома и юры. Но уже в северо-западной части этого же района ( Максимокумекая, Приозерская и прилегающие к ним площади) такого относительного флюидоупора практически не существует.
Этот водоупор ( местами он содержит водоносные песчаные тела) делит гидрогеологический разрез бассейна на две резко различающиеся части: неоген-антропогеновую и мезозойско-палеоге-новую.
Если водоупор или грунтовые воды залегают на небольшой глубине от постоянно или достаточно длительно работающего канала, то фильтрационный поток распластан и гидравлический уклон / значительно меньше единицы.
Если водоупор или грунтовые воды залегают на небольшой глубине от постоянно или достаточно длительно работающего канала, фильтрационный поток распластан и гидравлический уклон У значительно меньше единицы.
Этот относительный водоупор выделяется в объеме Малиновского и яснополянского надгоризонтов. Повсеместно развит в Варандей-Адзь - винской структурной зоне, Печоро-Колвинском авлакогене, в пределах Хорейверской впадины распространен фрагментарно.
Расчетная схема точечного стока в пространстве. Заменяем верхний водоупор отраженным коротким фильтром в неограниченном пласте. Расход воды из двух фильтров в 2 раза больше.

44. Артезианские воды

[от назв. франц. провинции Артуа (лат. Artesium), где эти воды издавна использовались], подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением. Залегают главным образом в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, образуя артезианские бассейны (См. Артезианский бассейн).

Вскрытые искусственным путём А. в. поднимаются выше кровли водоносного пласта. При достаточном напоре они изливаются на поверхность земли, а иногда даже фонтанируют. Линия, соединяющая отметки установившегося напорного уровня в скважинах, образует пьезометрический уровень.

В отличие от грунтовых вод, участвующих в современном водообмене с поверхностью земли, многие А. в. являются древними и их химический состав обычно отражает условия формирования.

Первоначально А. в. связывали с мульдообразными структурами. Однако условия, при которых образуются эти воды, весьма разнообразны; часто А. в. можно встретить при флексурообразном асимметричном моноклинальном залегании пластов. Во многих районах они приурочены к сложной системе трещин и разломов.

В пределах артезианского бассейна различают три области: питания, напора и разгрузки (рис. 1). В области питания водоносный горизонт обычно приподнят и дренирован, поэтому воды здесь имеют свободную поверхность; в области напора уровень, до которого может подняться вода, располагается выше кровли водоносного горизонта. Расстояние по вертикали от кровли водоносного горизонта до этого уровня называются напором.

В отличие от области питания, где мощность водоносного горизонта изменяется в зависимости от метеорологических факторов, в области напора мощность артезианского горизонта постоянна во времени. На границе между областью питания и областью напора, в связи с количеством поступающей атмосферной воды, в различные сезоны может происходить временный переход воды со свободной поверхностью в воды напорные. В области разгрузки воды выходят на земную поверхность в виде восходящих источников. При наличии нескольких водоносных горизонтов каждый из них может иметь свой уровень, определяемый условиями питания и стока воды. Когда синклинальное залегание слоев соответствует понижениям рельефа, напоры в нижних горизонтах повышаются; при повышениях рельефа пьезометрические уровни нижних горизонтов располагаются на более низких отметках (рис. 2). Если, благодаря скважине или колодцу, два водоносных горизонта сообщаются, то при обращенном рельефе А. в. из верхнего горизонта перетекает в нижний.

Различают артезианский бассейн и артезианский склон (рис. 3). В артезианском бассейне область питания располагается рядом с областью напора; далее по направлению подземного стока располагается область разгрузки напорного горизонта. В артезианском склоне последняя находится рядом с областью питания.