Водоносный слой или горизонт - это несколько слоев горных пород, обладающих высокой водопроницаемостью. Их поры, трещины или другие пустоты заполнены подземными водами.

Общие понятия

Несколько водоносных слоев могут образовывать водоносный комплекс, в случае если они связаны между собой гидравлически. Воды используются для водоснабжения в лесном хозяйстве, для орошения лесных питомников, в хозяйственной деятельности человека. При выходе на поверхность они могут стать источником заболачивания территории. Это может способствовать образованию низинных и переходных болот.

Водопроницаемость

Водоносный горизонт характеризуется водопроницаемостью горных пород. Водопроницаемость зависит от размеров и количества сообщающихся между собой трещин, пор, а также от отсортированности гранул горных пород. Глубина залегания водоносного слоя может быть различной: от 2-4 м ("верховодка") и до 30-50 м

К хорошо проницаемым горным породам относятся:

• гравий;
• галечники;
• трещиноватые и интенсивно закарстованные породы.

Движение воды

Причин передвижения воды в порах может быть несколько:

• сила тяжести;
• гидравлический напор;
• капиллярные силы;
• капиллярно-осмотические силы;
• адсорбционные силы;
• температурный градиент.

В зависимости от геологического строения породы водоносного горизонта могут быть изотропными в фильтрационном отношении, т. е. водопроницаемость в любом направлении одинакова. Породы могут быть и анизотропными, в таком случае они характеризуются равномерным изменением водопроницаемости во всех направлениях.

Глубина залегания водоносных слоев в Московской области

На всей территории Московской области неодинакова, поэтому для удобства изучения ее разделили на гидрологические районы.

Существует несколько водоносных районов:

• Южный район. может находиться в пределах 10-70 м. Глубина колодцев на данной территории варьируется от 40 м до
• Юго-западный район . Горизонт воды не отличается обильностью. Средняя глубина колодцев составляет 50 м.
• Центральный район. Это самый большой по площади район. Он, в свою очередь, делится на Большой и Малый. Средняя мощность горизонтов составляет 30 м. Воды здесь карбонатные, карбонатно-сульфатные.
• Восточный район. Глубина залегания водоносного слоя в данном районе составляет 20-50 метров. Воды, в основном, сильно минерализованы, поэтому для водоснабжения непригодны.
• Клинско-Дмитровский район. В его состав входят два горизонта верхнего карбоната: Гжельский и Касимовский.
• Приволжский район. Средняя глубина залегания водоносного слоя составляет 25 метров.

Это общее описание районов. При детальном изучении водоносных горизонтов, рассматривают состав вод слоя, его мощность, удельный дебит, плотность осадка и т. д.

Стоит отметить, что гидрогеология Московской области выделяет один водоносный комплекс, который разделяется на несколько горизонтов палеозойских каменноугольных отложений:

• подольско-мячковский слой среднего карбона;
• серпуховской водоносный слой и окской свит нижнего карбона;
• каширский водоносный слой среднего карбона;
• касимовский слой верхнего карбона;
• гжельский водоносный слой верхнего карбона.

Некоторые водоносные слои имеют небольшое водонасыщение и высокую минерализацию, поэтому они непригодны для хозяйственной деятельности человека.

Водоносный слой серпуховской и окской свит нижнего карбона имеет максимальную мощность относительно других водоносных горизонтов - 60-70 метров.

Московско-подольский водоносный слой может достигать максимум 45 метров в глубину, средняя его мощность равна 25 метрам.

Как определить глубину залегания водоносного слоя

Песчаный водоносный слой - название условное, т. к. состоять данный горизонт может из галечника, смеси песка с галечником. Различную мощность имеют песчаные водоносные слои, глубины залегания их также разнятся.

Если рассматривать гидрогеологию Московской области и прилегающие к ней районы, можно с уверенностью сказать, что найти подземные воды можно уже на глубине 3-5 метров, в зависимости от относительной высоты изучаемого участка. Глубина залегания водоносного слоя также зависит от находящихся поблизости гидрологических объектов: река, озеро, болото.

Самый близкий к поверхности слой называется «верховодка». Его воды использовать в пищу не рекомендуется, т. к. питание данного слоя происходит за счет выпадающих осадков, таяния снегов и т. д., поэтому сюда легко могут попасть вредные примеси. Однако часто воды «верховодки» используются в хозяйстве, и называют ее еще «техническая вода».

Хорошая отфильтрованная вода находится на глубине от 8-10 метров. На глубине от 30 метров расположены так называемые «минеральные воды», для добычи которых строятся артезианские скважины.

Определить наличие и глубину верхнего водоносного слоя относительно несложно. Существует множество народных способов: с помощью лозы или металлической рамки, при помощи методом наблюдения за произрастающими на территории растениями.

Водоносный слой — пласты, порода, в которой залегает грунтовая вода. Грунтовые и подземные воды подразделяются на три основных категории водоносных слоев: верховодка, межпластовые и артезианские воды.
Самый верхний горизонт подземных вод, или иначе «верховодка», наиболее доступен для эксплуатации, так как ближе остальных находится к поверхности. Однако его доступность сопряжена и с определенными недостатками: верховодка имеет свойство менять глубину залегания в зависимости от времени года, среднесуточной температуры и режима выпадения естественных осадков.
Так же немаловажным отрицательным фактором является проблема загрязнения грунтовых вод химическими удобрениями, реактивами от насекомых, используемыми на прилегающих участках, попадающими в грунт выбросами и стоками производств, автотранспорта и т.д.
Меньшую доступность имеют межпластовые грунтовые воды, находящиеся под, так называемым «водоупором», представляющим собой слой глинистого грунта, меняющего свою толщину в зависимости от ландшафта.Такие воды имеют куда более стабильный химический состав и большее постоянство, практически неизменную водообильность на протяжении всего года.
Следует учитывать, что межпластовые воды могут быть напорными, т.е. свободно вытекающими после вскрытия шурфом или бурения на поверхность, а так же безнапорными, и оставаться в зоне песочного водоносного слоя, не поднимаясь выше глинистого водоупора.
Артезианские воды, называемые так же ключевыми, являются самоизливающимися, имея локальное истекание.
Строительство колодца для полива растений и технических нужд не требует рыть колодец на глубину залегания, межпластовых грунтовых вод, как в случаях, когда требуется получение качественной питьевой воды. Для этого достаточно оборудовать колодец меньшей глубины в наиболее низкой части участка используя «верховодку».
Копка колодца для обеспечения качественной питьевой водой и системы автономного водоснабжения жилья требует прохождения «водоупора» из глины с применением бурения или ручного труда.
Поиск подходящих подземных вод для использования в качестве основного или альтернативного автономного источника водоснабжения производится при помощи инженерных методов бурения шурфов и скважин, или такими нетрадиционными методами биолокации определения мест для строительства колодцев, как лозоходство, использованием всевозможных разновидностей контурных рамок реагирующих на колебания биополя человека. Шумовой «фон» от высоких грунтовых вод, однако, далеко не всегда позволяет с безошибочной точностью определить места залегания воды между пластами.
Вода течет сквозь водопроницаемые пласты пород, от более высоких абсолютных отметок к более низким. Встречающиеся на пути движения пустоты, шахты, полости и колодцы, вода заполняет до того же уровня, на котором сама находится.
По той же причине максимальная глубина колодцев на участках расположенных в речной долине, на террасе или в пойме, ограничивается превышением места расположения колодца над уровнем реки, а для колодцев расположенных непосредственно на берегу, высотой самого берега.
Глубина воды в колодце не может быть больше глубины уреза воды в реке по той причине, что водоносный горизонт гидравлически связан с рекой, а водоприток напрямую зависит от коэффициента фильтрации в донной речной части.
Водоносный горизонт (аквифер) — слой или несколько слоев водопроницаемых горных пород, трещины, поры и другие пустоты которых заполнены подземными водами.
Степень водопроницаемости горных пород, т.е. способность горных пород пропускать воду, зависит от размера и количества сообщающихся между собой пор и трещин, а также от отсортированности зёрен горных пород. К хорошо проницаемым горным породам относятся галечники, гравий, крупнозернистые пески, интенсивно закарстованные и трещиноватые породы. Практически непроницаемыми (водоупорными) породами являются глины, плотные суглинки, нетрещиноватые кристаллические, метаморфические и плотные осадочные породы.
Водопроницаемость горных пород может определяться по скорости фильтрации, равной количеству воды, протекающей через единицу площади поперечного сечения фильтрующей породы. Эта зависимость выражается формулой Дарси:
V = k*I,
где V - скорость фильтрации,
k - коэффициент фильтрации,
I - напорный градиент, равный отношению падения напора h к длине пути фильтрации
Коэффициент фильтрации имеет размерность скорости (см/сек, м/сут). Таким образом, скорость фильтрации при напорном градиенте, равном единице, тождественна коэффициенту фильтрации.
В связи с тем, что вода в породах может передвигаться под влиянием различных причин (гидравлического напора, силы тяжести, капиллярных, адсорбционных, капиллярно-осмотических сил, температурного градиента и др.), количественная характеристика Водопроницаемость горных пород может также выражаться водопроводимости и пьезопроводности. При гидрогеологических исследованиях и расчётах коэффициента водопроводимости (произведение коэффициента фильтрации на мощность водоносного горизонта) является показателем фильтрационной способности горной породы.
В зависимости от геологического строения водоносные породы в фильтрационном отношении могут быть изотропными, когда водопроводимость одинакова в любом направлении, и анизотропными, характеризующимися закономерным изменением водопроницаемости в разных направлениях.
Изучение водопроводимости горных пород необходимо при поисках и разведке подземных вод для целей водоснабжения, при устройстве гидротехнических сооружений, эксплуатации различных типов подземных вод, при расчётах допустимых понижений уровня вод и радиусов влияния водозаборных скважин, при проектировании и осуществлении осушительных и оросительных мероприятий.
Водоносный комплекс — совокупность водоносных горизонтов или зон, приуроченных к толще определённого возраста. Характеризуется обычно закономерным изменением химического состава подземных вод по простиранию и падению комплекса и неоднородностью фильтрационных свойств горных пород.
Водоносный комплекс обычно выделяют, когда не представляется возможным оконтурить хорошо выдержанные водоносные горизонты (слабая гидрогеологическая изученность, быстрая смена фациально-литологического состава, сложное тектоническое строение и т.п.), например, при разведке угольных месторождений, характеризующихся фациально-литологической изменчивостью пород, при мелкомасштабном или обзорном описании района. Наличие гидравлических связи в пределах водоносного комплекса осложняет дренаж водоносных пород и увеличивает продолжительность осушительных работ на шахтах и в карьерах.

Водоносный комплекс

(a. waterbearing system; н. wasserfuhrender Komplex; ф. complexe aquifere; и. complejo acuifero ) - совокупность водоносных горизонтов или зон, приуроченных к толще определённого возраста. Xарактеризуется обычно закономерным изменением хим. состава подземных вод по простиранию и падению комплекса и неоднородностью фильтрационных свойств г. п. B. к. обычно выделяют, когда не представляется возможным оконтурить хорошо выдержанные водоносные горизонты (слабая гидрогеол. изученность, быстрая смена фациально- литологич. состава, сложное тектонич. строение и т.п.), напр. при разведке угольных м-ний, характеризующихся фациально- литологич. изменчивостью пород, при мелкомасштабном или обзорном описании района. Hаличие гидравлич. связи в пределах B. к. осложняет водоносных пород и увеличивает продолжительность осушит. работ на шахтах и в карьерах.

Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Е. А. Козловского . 1984-1991 .

Смотреть что такое "Водоносный комплекс" в других словарях:

ВОДОНОСНЫЙ КОМПЛЕКС - комплекс водоносных горизонтов, одинаковых или разных по литологическому составу (однотипный или разнотипный В. к.) и, кроме того, одинаковых или разных по характеру скважности (пористости). В зависимости от характера скважности В. к. может быть… … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

Слой или несколько слоёв водопроницаемых горных пород, поры трещины или другие пустоты которых заполнены подземной водой. Несколько В. г., гидравлически связанных между собой, образуют водоносный комплекс. См. также Водопроницаемость… … Большая советская энциклопедия

Зайцев, 1945, толща водоносных п., более или менее однородная по характеру водоносности н возрасту, представляющая собой системы водоносных горизонтов и относительно водоупорных п., близких по литологическому составу и как следствие этого характ … Геологическая энциклопедия

водоносний комплекс - водоносный комплекс water bearing system *Wasserhältiger Komplex – система суміжних водоносних горизонтів із подібними гідрохімічними чи гідродинамічними умовами … Гірничий енциклопедичний словник

Содержание 1 История создания 2 Минеральные воды и лечебные грязи … Википедия

Представлена на примере 3х участков: 1. Дюны и Сестрорецкий Разлив 2. На границе муниципальных образований г.Сестрорецк и п. Солнечное 3. На границе Курортного и Приморского районов в п. Горская Александровская 4. Между посёлками Белоостров … Википедия

- (LATVIJAS PADOMJU SOCIALISTISKA REPUBLIKA), Латвия (Latvija), расположена на C. З. Европ. части CCCP. Пл. 63,7 тыс. км2. Hac. 2623 тыс. чел. (1986). Столица Рига. B республике 26 адм. p нов, 56 городов и 37 пос. городского типа. … … Геологическая энциклопедия

Бурение - (Drilling) Бурение это процесс строительства скважины, а также разрушения слоев земли с последующим извлечением продуктов разрушения на поверхность Бурение: на воду, цена, виды бурения, типы бурения, нефть, газ Содержание >>>>>>>>>>>>>> Бурение… … Энциклопедия инвестора

- (Niger), Республика Нигеp (Republique du Niger), гос во в Зап. Африке. Пл. 1267 тыс. км2. Hac. 5,94 млн. чел. (1984). B адм. отношении делится на 7 департаментов, к рые подразделяются на 33 округа. Столица Ниамей. Офиц. язык… … Геологическая энциклопедия

Ливийско Eгипетский артезианский бассейн, расположен в сев. вост. части Африки. Bключает терр. Eгипта, сев. часть Cудана, вост. p ны Ливии и сев. вост. p ны Чада. Пл. 3,49 млн. км2. Бассейн приурочен к Cахарской плите c докембрийским… … Геологическая энциклопедия

Водоносными называют горные породы, которые содержат свободную воду и способны пропускать ее через свою толщу под действием силы тяжести. К таким породам можно отнести галечники, гравелиты, пески, известня­ки и др.

К водоупорным (водонепроницаемым) относят такие породы, которые весьма слабо пропускают (фильтруют) или совсем не способны отдавать и пропускать ее в природных условиях; к таким относят глины, тяжелые суг­линки, глинистые сланцы, аргиллиты, мергели и др. плотные породы.

Чередование пород в геологическом разрезе позволяет провести их рас­членение по литологическим особенностям на водоносные и водоупорные пласты. Наиболее распространенным подразделением (от более мелких к крупным) выделяют: водоносный горизонт, водоносный комплекс, гидрогео­логический этаж, гидрогеологический бассейн.

Под водоносным горизонтом принято понимать относительно выдер­жанную по площади и в разрезе насыщенную свободной гравитационной во­дой одно или разновозрастную толщу горных пород в гидродинамическом отношении являющуюся единым целым. По условиям залегания и их режиму выделяются водоносные горизонты грунтовых, межпластовых ненапорных и напорных (артезианских) вод (рис.2).

Водоносный комплекс представляет собой выдержанную в вертикаль­ном разрезе и имеющую региональное распространение водонасыщенную толщу одно или разновозрастных и разнородных по составу пород, ограни­ченную сверху и снизу регионально выдержанными водоупорными пластами, почти исключающими или затрудняющими гидравлическую связь со смеж­ными водоносными комплексами (рис.3).

Под гидрогеологическим этажом понимается совокупность водоносных комплексов, ограниченных только снизу или сверху и снизу мощными регио­нально выдержанными в пределах водонапорной системы трещинами водо­упорных пород.

Гидрогеологический бассейн - совокупность водоносных и относительно водоупорных горизонтов и комплексов выделяемых по общим условиям формирования состава и свойств заключенных в них вод.

В горном деле существует понятие обводненная зона. Под ней понимает­ся совокупность водоносных горизонтов или водоносных комплексов вскры­тых горными выработками или принимающих другое участие в их обводне­нии. Ими могут быть не только вскрытые горными выработками, но и выше­лежащие и нижележащие водоносные горизонты.

Подземные воды классифицируют по происхождению условиям залега­ния, гидродинамическим показателям и др.

В настоящее время принято выделять три основных типа подземных вод: зона аэрации распространенная от земной поверхности до уровня грунто­вых вод (первого в разрезе водоносного горизонта). Мощность ее зависит от различных факторов и изменяется от долей метра до 100 м и более. В состав зоны аэрации входят почвенные, капиллярные воды и верховодка (последняя залегает в зоне аэрации на линзах водоупорных пород).

Грунтовые воды залегают на сравнительно небольшой глубине на пер­вом от поверхности водоупорном слое, обычно они безнапорные. Поверх­ность грунтовых вод называется зеркалом. Артезианские воды - напорные, распространены на значительной площади между водонепроницаемыми по­родами кровли и подошвы. В артезианских структурах различают чехол, в котором расположены пластовые скопления подземных вод и складчатый фундамент, содержащий трещинно-жильные скопления подземных вод.

По данным замеров уровня грунтовых вод в скважинах, шурфах, ко­лодцах, источниках и др. можно составить карту поверхности (зеркала) грун­товых вод. С этой целью все выработки, где замерялись уровни воды наносят на топографическую карту, уровни пересчитывают на абсолютные отметки и по ним на карте проводят горизонтали, которые принято называть гидроизо-гипсами. По такой карте можно определить - направление течения и уклон потока, глубину залегания и мощность грунтового потока в любой точке или на любом участке, соотношение поверхностей грунтовых вод и рельефа, ха­рактер взаимосвязи грунтовых и поверхностных вод (рек и озера, водохрани­лища и т.д.).

Уровень напорных вод называется пьезометрическим. Последний всегда располагается выше кровли водоносного горизонта. Превышение пьезомет­рического уровня над кровлей называется напором. Характер пьезометриче­ской поверхности того или иного напорного водоносного горизонта на кар­тах изображается гидроизопьезами. Карта гидроизопьез как и гидроизогипс сопровождается гидрогеологическими разрезами, на которых показывают стратиграфические границы, литологические особенности пород в виде коло­нок, водоупорные толщи, напоры, абсолютные отметки. По карте гидроизо­пьез можно установить направление движения артезианского потока, пьезо­метрический уклон, мощность водоносного горизонта, участки фонтаниро-вания воды и др.

Основным источником водоснабжения загородных домов в Московской области являются водоносные комплексы каменноугольных палеозойских отложений.

Перечислим их:

• Гжельско-ассельский и касимовский водоносные горизонты верхнего карбона,
• Подольско-мячковский и каширский горизонты среднего карбона,
• Протвинский и алексинско-тарусский горизонты нижнего карбона.

Перечисленные горизонты разделены между собой достаточно выдержанными прослоями глин, поэтому связи между собой они практически не имеют. Каждый горизонт имеет свои особенности водообильности, величины напора и химического состава подземных вод.

По этим характеристикам Московскую область можно разделить на шесть гидрогеологических районов.

1. Водоносный гжельско-ассельский карбонатный комплекс

   Является основным источником водоснабжения в Талдомском, Дмитровском, Сергиево-Посадском, Пушкинском, Щелковском, Ногинском, Павлово-Посадском, северной части Орехово-Зуевского и Шатурского административных районов.

   Глубина залегания водовмещающих пород: от 2 до 190 м. Горизонт характеризуется весьма высокой, хотя и неоднородной водообильностью. Удельные дебеты скважин изменяются от 3 до 50 м3/час.

   Воды пресные, с нормативным содержанием примесей. Иногда отмечается повышенное содержание железа и фтора.

2. Водоносный касимовский карбонатный комплекс

   Из этого водоносного горизонта берут воду Клинский, Солнечногорский, Мытищинский, Сергиево-Посадский, Пушкинский, Щелковский, Орехово-Зуевский, Ногинский, Павлово-Посадский, Раменский, Шатурский и Егорьевский районы.

   Водообильность у касимовского горизонта, как и у гжельско-ассельского весьма высокая, но неоднородная, дебеты скважин изменяются от 3 до 50 м3/час. Наибольшая водообильность отмечается в долинах рек.

   По химическому составу воды пресные, количество минеральных примесей 0,1-0,6 г/литр. В некоторых скважинах отмечается повышенное содержание железа и фтора.

3. Водоносный подольско-мячковский карбонатный комплекс

   Этот водоносный горизонт распространен почти на всей территории Московской области, за исключением юго-западной части. Он является основным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения в Волоколамском, Шаховском, Истринском, Рузском, Можайском, Одинцовском, Наро-Фоминском, Подольском, Домодедовском, Воскресенском, Коломенском, Чеховском административных районах.

   Глубина залегания кровли подольско-мячковского водоносного горизонта начинается от 10-20 м в долинах рек Рузы, Москвы, Пахры и Оки (местами он даже выходит на поверхность) и возрастает в северо-восточном направлении, достигая 450м. Напор воды в скважинах колеблется от 20 до 120м. Дебет скважин на воду, пробуренных на этот водоносный горизонт может достигать 15 м3/час.

   Минерализация воды возрастает к северо-востоку от линии Дмитров-Ногинск-Шатура и достигает 10 мг/литр, с повышенным содержанием фтора (до 6 мг/литр) и железа (до 2-3, иногда 7-10 мг/литр). Поэтому, если вы проживаете в данных районах, вам придется задуматься о приобретении качественной системы водоочистки .

4. Водоносный каширский карбонатный комплекс

   Каширский водоносный комплекс распространен на всей территории Московской области и размыт на юге. Водовмещающими породами являются трещиноватые известняки и доломиты.

   Глубина их залегания изменяется от 10-20 м в долинах рек до 30-40 м на водоразделах. Каширский горизонт в основном напорный. Величина напора увеличивается по мере погружения горизонта в северо-восточном направлении. Удельный дебет скважин, пробуренных на этот горизонт, как правило, небольшой: 2-3 м3/час.

   Минерализация воды достигает 1,0 мг/литр с преобладанием сульфатов. Каширский водоносный комплекс в основном эксплуатируется в южной и юго-западной частях Московской области.

5. Водоносный протвинский карбонатный комплекс

   Водовмещающими породами являются трещиноватые, часто закарстованные известняки. В северо-восточных районах появляются загипсованные доломиты, что сказывается на химическом составе воды.

   Уровни воды в скважинах на этот водоносный горизонт составляют от 9 м (у Можайска) до 89 м (у Подольска), а к северо-востоку от Москвы увеличиваются до 110-150 м. Дебет скважин составляет 3-5 м3/час.

   Вода в протвинском горизонте жесткая (до 15-20 м. моль/литр), с повышенным содержанием железа (2-3 мг/литр) и фтора (до 5 мг/литр).

6. Водоносный алексинско-тарусский карбонатный комплекс

   Глубина залегания комплекса меняется от нескольких метров в долинах до 110 м на водоразделах и увеличивается в северо-восточном направлении, достигая 350-400 м в районе Шатуры и Дмитрова. Уровни воды в артезианских скважинах меняются от 0 до 60 м, снижаясь к долинам Волги и Оки.