Водоносний горизонт

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Водоносний горизонт

Водоносний горизонт — водопроникний шар гірської породи, що вміщує воду та залягає над водонепроникним пластом; однорідні або близькі за фаціально-літологічним складом та гідрогеологічними властивостями пласти водопроникних гірських порід, пустоти (пори, тріщини) яких заповнені гравітаційними водами.

Загальний опис[ред. | ред. код]

За умовами залягання розрізняють водоносні горизонти:

  • в районах багаторічної мерзлоти — надмерзлотні, міжмерзлотні і підмерзлотні;
  • в нафтогазоносних районах — контурні, верхні, нижні і проміжні;
  • в районах рудних та вугільних родовищ — надрудні (надвугільні), підрудні (підвугільні);
  • в соляних родовищах — надсольові, міжсольові, підсольові, білясольові.
  • За гідравлічними умовами виділяють водоносні горизонти напірні (між водотривкими товщами) і безнапірні (або ґрунтові);
  • за внутрішньою будовою — одношарові, двошарові і багатошарові;
  • за типом водотривкого ложа — похилі, горизонтальні і змішані.

Водоносні горизонти в гірничій справі значно ускладнюють проведення підготовчих виробок і добувних робіт. Для усунення негативного впливу водоносних горизонтів проводиться управління його режимом і ресурсами методами водозниження, тампонування, заморожування, осушування, ізолювання (бараж) тощо. Сукупність водоносних горизонтів або зон, пов'язаних з товщею певного віку, називають водоносним комплексом.

Рух пiдземних вод у водоносних пластах[ред. | ред. код]

У водоносних пластах (горизонтах) рух підземних вод великою мірою відбувається під впливом гравітаційних сил Землі. Для визначення напрямку руху підземних вод використовують карти гiдроiзогiпс, на яких iзолiнiями показаний «рельєф» дзеркала ґрунтових вод. Перпендикуляри до гiдроiзогiпс, що спрямовані в бiк зниження позначок, називаються лiнiями току. Вони вказують напрямок руху ґрунтових вод.

Схеми потоків ґрунтових вод: а – плоский; б – радіальний

За взаємним розташуванням гiдроiзогiпс i лiнiй току потоки ґрунтових вод подiляють на плоскi i радiальнi (рис. ).

  • У плоскому потоцi гiдроiзогiпси в планi мають вигляд паралельних прямих i лiнiї, що за перетинання з гiдроiзогiпсами утворюють сiтку прямокутникiв. Плоский потiк може мати мiсце в мiжрiччях; мiж паралельно розташованими рiчкою i дреною; у випадку дренування ґрунтових вод субгоризонтальними гірничими виробками (канавами, штольнями).
  • У радіальному потоцi гiдроiзогiпси мають вигляд системи кривих лiнiй, а лiнiї току – радiусiв. Наочним прикладом радiального потоку може бути приплив води до колодязя або свердловини пiд час iнтенсивного водовiдбору. Радiальний потiк може розходитись (наприклад, бiля закруту рiчки), а також сходитись (до водозабору). У потоцi, що розходиться, ширина його в напрямку руху збiльшується, а у потоцi, що сходиться, навпаки, зменшується.

Дійсну швидкість руху пiдземних вод практично можна визначити за допомогою кiлькох способiв. Один із них (сольовий) ґрунтується на розчиненні у воді NaCl. На певній відстані вiд дослiдної свердловини (шурфа або колодязя), бурять спостережну свердловину, яку закладають нижче за напрямом руху пiдземних вод. Перед початком дослiду визначають вмiст хлору як у дослiднiй, так i у спостережнiй виробках. Потiм у дослiдну виробку вводять розчин хлориду натрію, в якому концентрацiя йонiв хлору в 2000 разiв є вищою, нiж у пiдземних водах. Фіксується час введення солi (t1). Через кожнi 10 хвилин із спостережної свердловини вiдбирають проби води i за допомогою азотно-кислого срiбла визначають вмiст хлору. Данi аналiзiв наносять на графiк i вiдмiчають час проходження пiку (t2).

Цей спосiб дуже зручний, але застосування його неможливе за природного вмiсту хлору в водi понад 500 мг/л i за рiзких нерiвностей покрiвлi водотривкого шару. В першому випадку аналiзами важко визначити змiни вмiсту хлору, а в другому – важчий, нiж вода, розчин хлориду натрію може затримуватись в пониженнях (нiшах) водотриву.

Можна також застосовувати органічні барвники, присутнiсть яких у водi виявляється вже за надзвичайно малих концентрацiй (до 10–6 %). Для цього застосовують флоуросцеїн, метиленовий синiй барвник та iн. Для визначення вмiсту барвника у водi використовують флюороскоп-набiр скляних трубок з рiзною концентрацiєю барвника. Порiвнюючи колiр води у вiдiбраних пробах із кольором трубок-еталонiв, легко i швидко можна визначити вмiст барвника в пробi води. Для цього будують графiк змiни в часi вмiсту барвника у водi i аналогiчно до способу з хлоридом натрію визначають швидкiсть руху пiдземних вод.

Швидкiсть руху пiдземних вод можна визначати й електролітичним способом. Для цього в дослiдну свердловину вводять електролiт (як правило, хлористий амонiй) i стежать за змiною електропровiдностi мiж дослiдною i спостережною свердловинами. З цiєю метою використовують мiлiамперметр, за показниками якого будують графiк змiни сили струму в часi.

Найновiшi досягнення фiзики i хiмiї дозволяють застосовувати «мічені атоми» – iзотопнi iндикатори. Висока чутливiсть i простота радiоактивних вимiрювань дозволяють фiксувати мiнiмальну кiлькiсть iзотопiв у пiдземних водах.

Див. також[ред. | ред. код]

Література[ред. | ред. код]

Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2004—2013.

Посилання[ред. | ред. код]

  • Водоносний горизонт // Словник – довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В.С., 2013. — С. 41.
  • Інженерна геологія (з основами геотехніки): підручник для студентів вищих навчальних закладів /Колектив авторів: В. Г. Суярко, В. М. Величко, О. В. Гаврилюк, В. В. Сухов, О. В. Нижник, В. С. Білецький, А. В. Матвєєв, О. А. Улицький, О. В. Чуєнко.; за заг. ред. проф. В. Г. Суярка. — Харків: Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, 2019. — 278 с.