Подзе́мные во́ды — воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. Все воды, находящиеся в толще горных пород в твердом, жидком или газообразном состоянии, называются подземными
На материках они образуют сплошную оболочку, которая не прерывается даже в областях сухих степей и пустынь. Как и поверхностные воды, они находятся в постоянном движении и участвуют в общем круговороте воды в природе. Строительство и эксплуатация большинства наземных сооружений и всех подземных связаны с необходимостью учета движения подземных вод, их состава и состояния. От подземных вод зависят физикомеханические свойства и состояние многих горных пород. Они часто затопляют строительные котлованы, канавы, траншеи и тоннели, а, выходя на поверхность, способствуют заболачиванию территории. Подземные воды могут являться агрессивной средой по отношению к горным породам. Они выступают основной причиной многих физикогеологических процессов, возникающих в естественных условиях, в процессе строительства и эксплуатации инженерных сооружений.
Подземные воды так же подразделяют:
Образование подземных вод представляет собой сложный процесс, начинающийся с накопления осадков и тесно связанный с геологической историей района. Очень часто подземные воды различного происхождения перемешиваются между собой, образуя смешанные по происхождению воды.
Верхнюю часть земной коры с точки зрения распространения подземных вод принято делить на две зоны: зону аэрации и зону насыщения. В зоне аэрации не всегда все поры горных пород заполнены водой. Все воды зоны аэрации питаются за счет атмосферных осадков, интенсивно испаряются и поглощаются растениями. Количество воды в этой зоне определяется климатическими условиями.
Подземные воды залегают в толще земной коры. Они могут там находиться в разных физических состояниях. В недрах Земли воды накапливаются и передвигаются по пустотам, порам или трещинам. Водонепроницаемые породы формируют подземные водоносные системы, пронизывающие всю земную кору. Подземные воды исследовали многие российские гидрогеологи. В J 886 г. в России появилась первая официальная должность гидрогеолога, учрежденная Таврическим губернским земством, которую занял Н. А. Голов-кинский (1834 — 1897) — специалист по подземным водам Причерноморья. Во второй половине XX в. в России вышли фундаментальные труды по гидрогеологии: «Гидрологическая энциклопедия» и 50-томный труд «Гидрогеология СССР», а также подготовлена гидрогеологическая карта мира. Гидрогеология превратилась из учения о подземных водах в науку о подземной гидросфере.
Подземные воды разнообразны по происхождению и составу растворенных в них солей, на них влияют давление толщ земли и глубинные изменения температуры. Они не только источник чистой пресной воды, но и важное полезное ископаемое, содержащее в растворенном виде много необходимых для хозяйственной деятельности веществ. Горячие подземные воды можно также использовать как источник энергии, а минеральные воды — как пищевой и лечебный продукт. Ученым еще только предстоит исследовать подземные воды, которые залегают в глубинах земли. Самая глубокая скважина, пробуренная на Кольском полуострове в России в научных целях, пока достигла глубины немногим более 12 км. Это свидетельствует, что вода есть и на больших глубинах.
Важнейшими свойствами грунтов по отношению к воде являются:
· влагоёмкость;
· водоотдача;
· водопроницаемость.
Показатели этих свойств используются при различных гидрогеологических расчётах.
Влагоёмкость – способность грунтов вмещать и удерживать определённое количество воды.
По степени влагоёмкости грунты подразделяют:
· сильно влагоёмкие – торф, глины, суглинки;
· слабовлагоёмкие – мел, мергель, супеси;
· невлагоёмкие – скальные грунты, пески, галечники.
Магматические горные породы образовались в результате остывания магмы, а также в результате горнообразовательных процессов. Вследствие физического и химического выветривания они постепенно превращались в рыхлые горные породы. Раздробленные частицы горных пород перемещались в пониженные части поверхности земли, где откладывались, образуя осадочные горные породы. Если в процессе горообразования они оказались близко к поверхности земли, то под воздействием химического выветривания образовывали крупноскелетные или мелкодисперсные грунты.
Грунтами строители называют верхние слои коры выветривания литосферы и относят к ним скальные, полускальные и рыхлые горные породы.
В большинстве случаев верхние слои земной коры сложены крупнообломочными, песчаными, пылевато-глинистыми, органогенными и техногенными грунтами. Ниже поверхности земли эти дисперсные грунты имеют почти повсеместное распространение. Большая часть дисперсных грунтов образовалась в результате накопления продуктов физического и химического выветривания. Некоторые грунты возникли вследствие отложения органических веществ (например, торф), а также в результате искусственной отсыпки или намыва различных материалов (техногенные отложения). В процессе физического выветривания образовались крупнообломочные и песчаные грунты. Результатом химического и частично биологического выветривания являются минералы, составляющие мелкодисперсную часть пылевато-глинистых грунтов.
В большинстве случаев грунты состоят из трех компонентов: твердых частиц, воды и воздуха (или иного газа), т. е. составные части грунта находятся в трех состояниях: твердом, жидком или газообразном. Соотношение этих компонентов обусловливает многие свойства грунтов.
Если грунт состоит из твердых частиц, все поры между которыми заполнены водой, то он является двухфазной системой. В большинстве случаев в грунте кроме твердых частиц и воды имеется воздух или иной газ, либо растворенный в воде, либо находящийся в виде пузырьков. Такой грунт является трехфазной системой.
