Общие положения

В жизни людей подземные воды играют исключительно важную роль. Издавна подземные воды используются человеком для питьевого и хозяйственно - технического водоснабжения. Широко используются для лечебных целей, для добычи брома, йода, германия и других редких компонентов. Высокотемпературные воды применяются для отопления жилых зданий, теплиц, для выработки электроэнергии. Вместе с тем во многих отраслях народного хозяйства подземные воды играют весьма отрицательную роль. При строительстве гидротехнических сооружений, тоннелей, метрополитенов, при добыче полезных ископаемых открытым и подземным и прочими способами, подземные воды значительно усложняют ведение работ.

Современное развитие промышленного и гражданского строительства на слабопроницаемых грунтах во многих случаях сопровождается обводнением застраиваемых территорий, создающим угрозу для сохранности и долговечности зданий и сооружений.

Режим грунтовых вод является одним из важнейших факторов, влияющих на инженерно - геологические условия строительства и эксплуатации инженерных сооружений. Поэтому изучение режима грунтовых вод в районах городов в связи с проектированием, строительством и эксплуатацией инженерных сооружений обязательно^

Под режимом подземных вод понимается кратковременные, многолетние и вековые изменения уровней и напоров, расходов, химического и газового составов, температуры и других качественных и количественных показателей параметров подземных вод. На режим подземных вод оказывают влияние множество различных факторов. Рельеф и геоморфологическое строение определяют, в сочетании с геологическим строением и климатом, соотношение между поверхностным стоком и инфильтрацией, распределение грунтовых вод по глубине залегания, расположение областей питания и разгрузки грунтовых вод, уклон зеркала и их скорости движения. Таким образом, геологическое строение и геоморфологические особенности района выступают как факторы режима грунтовых вод. Утечка воды из водонесущих коммуникаций, сбросы сточных вод, откачки подземных вод с целью осушения строительных котлованов так же оказывают существенное влияние на режим грунтовых вод.

При изучении подземных вод необходимо учитывать связь подземных вод с открытыми водотоками. Особенно четко связь с поверхностными водотоками проявляется у грунтовых вод, которые не имеют водоупорной кровли. Если подземные воды питают реку, то уровень воды в водоносном пласте будет находиться выше, чем в реке. Если уровень подземных вод понижается от реки, то река будет питать подземные воды. В некоторых случаях с одного берега реки может происходить дренаж подземных вод, а с другого - подпитка.

Для характеристики режима подземных вод строятся различные гидрогеологические карты. Одной из разновидностей таких карт являются карты гидроизогипс и гидроизопьез.

Гидроизогипсы- это линии, соединяющие на плане (карте) точки с одинаковыми абсолютными или относительными отметками (относительно нулевой поверхности) уровней грунтовых вод.

Гидроизопьезы (пьезоизогипсы)- линии на плане (карте), соединяющие точки одинаковых напоров подземных вод над условной нулевой поверхностью.

Карты гидроизогипс имеют большое практическое значение. По ним можно определить:

1) Направление движения грунтовых вод;

2) Величину уклона (гидравлический градиент) подземных вод и его значение на различных участках;

3) Глубину залегания грунтовых вод;

4) Область питания (участки замкнутых гидроизогипс с высокими отметками) и область разгрузки, то есть области выхода грунтовых вод на поверхность;

5) Связь грунтовых вод с поверхностными водотоками и водоемами;

6) Расход плоского грунтового потока определенной ширины и кажущуюся скорость движения потока, если известен коэффициент фильтрации;

7) Место расположения дренажной канавы.

Так как уровень грунтовых вод колеблется во времени в зависимости от изменения климатических, гидрогеологических и других факторов, то карты гидроизогипс составляются на определенную дату замера уровней воды в водопунктах (колодцах, скважинах, источниках). По данным стационарных наблюдений за уровнем грунтовых вод иногда составляются карты гидроизогипс, отвечающие максимальному и минимальному положению поверхности грунтовых вод в исследуемом районе.

Поверхность зеркала грунтовых вод в несколько сглаженном виде повторяет рельеф земной поверхности и только в отдельных местах (речные долины, овраги) возможны отклонения от этой закономерности.

Глубина залегания грунтовых вод различна. В речных долинах, оврагах и других отрицательных формах рельефа грунтовые воды залегают сравнительно неглубоко от поверхности и часто выходят на поверхность в виде нисходящих источников и мочажин. На водораздельных пространствах глубина залегания грунтовых вод может достигать десятков метров, при отметках уровня воды, более высоких, чем в отрицательных формах рельефа, что и обусловливает движение грунтовых вод от возвышенности к понижениям.