Гидрогеологические классификации
ных факторов (условий). В связи с этим в гидрогеологической литературе используются главным образом частные классификации, при составлении которых учитывается один (или несколько близких по смыслу) показатель, характеризующий выделенные на этой основе различные типы (подтипы, классы и др.) подземных вод.
Классификация подземных вод - группировка типов подземных вод как природных образований, формирующихся в результате взаимодействия трех геосфер или систем динамических физико-химических равновесий: атмосферы, гидросферы и литосферы, каждая из которых имеет свои переменные параметры.
К числу хорошо разработанных и широко используемых относятся классификации: по величине минерализации (сумме растворенных веществ); по химическому составу, учитывающие одну или несколько групп компонентов (макрокомпоненты, микрокомпоненты, газовый состав и др.); по температуре (°С); по типу водовмещающих пород; по условиям залегания; по происхождению; по типу гидрогеологических структур; по условиям (возможностям) их использования человеком и др.
Одни классификации (1-3) учитывают собственно различия состава и свойств подземных вод (различных типов подземных вод).
Примеры таких классификаций рассмотрены в гл. 9. Другие (4, 5) отражают конкретные условия формирования подземных вод, определяемые типом водовмещающих пород или строением и положением данного гидрогеологического элемента в разрезе подземной гидросферы. Третьи (6, 7) обобщенно учитывают различие комплекса условий и процессов, определенным образом меняющихся в течение длительного отрезка геологической истории.По типу водовмещающих пород подземные воды подразделяются на пороете, трещинные и карстовые (О. Мейн- цер, А.М. Овчинников и др.). В данном случае классификация учитывает главным образом морфометрию и в меньшей степени генезис скважности горных пород, что в решающей степени определяет величины и распределение фильтрационных и емкостных свойств и, следовательно, процессы фильтрации, водоотдачу пород и др. При наличии в породе нескольких равнозначных видов скважности (что определяется чаще условно) могут быть выделены воды трещинно-поровые, порово-тре- щинные, трещинно-карстовые и др. Относительно реже используется классификация, учитывающая минералого-химический состав горных пород с выделением подземных вод тер- ригенных отложений, карбонатных, галогенных и др.
Несмотря на то что классификация подземных вод по типу водовмещающих пород (воды поровые, трещинные, карстовые) используется широко, она является условной, поскольку не учитывает генетические особенности формирования скважинного пространства в различных типах горных пород.
Классификация подземных вод по условиям залегания основана на выделении типов подземных вод, различия которых (собственно различие условий их залегания и формирования) связаны с различным положением в вертикальном разрезе подземной гидросферы, с различным типом строения гидрогеологического разреза и в определенной мере с различием состава водовмещающих пород (типами сред).
Основные различия условий залегания подземных вод связаны с наличием двух типов гидрогеологических разрезов: разрезов, сложенных слоистыми толщами осадочных пород, и разрезов, сложенных неслоистыми (массивными) магматическими и метаморфическими породами.
В качестве основных стратификационных элементов таких разрезов обычно рассматриваются: водоносные и слабопроницаемые слои; водоносные горизонты и слабопроницаемые разделяющие пласты; водоносные комплексы и слабопроницаемые разделяющие толщи (табл. 8).
Элементарной таксономической единицей гидрогеологической стратификационной шкалы является водоносный (слабопроницаемый) слой, в качестве которого рассматривается водонасыщенный слой горных пород (осадков), однородный в литолого-фациальном отношении и характеризующийся в связи с этим едиными (или близкими по значению) фильтрационными свойствами. Основой выделения конкретных водоносных (слабопроницаемых) слоев в сложно построенном разрезе является единство литолого-фациального состава пород.
Следующими по значению (более крупными) таксономическими единицами стратификационной шкалы являются водоносный горизонт и слабопроницаемый пласт.
Классификация подземных вод по условиям залегания
| Порядок подразделений (таксономические единицы гидрогеологического разреза) | |||
Автор и год опубликования | I Водоносная серия | II Водоносный комплекс, слабопроницаемая толща | III Водоносный горизонт, слабопроницаемый пласт | IV Водоносный слой, слабопроницаемый слой |
i | 2 | 3 | 4 | 5 |
С.Н. Никитин, Н.Ф. Погребов, 1895 | Грунтовые Артезианские |
|
|
|
Р.А. Дели, 1917 | 1. Магматические | Первичные (ювенильные) Возобновленные (выжатые) |
|
|
| 2. Эпигенные | 1. Инфильтрационные | type="1"> Вадозные (выше сплошного уровня вод) Фреатические (выше сплошного уровня вод) | Защемленные (связанные) Движущиеся |
|
| 2. Погребенные | Пресные воды суши, морские седиментационные, вулканические |
|
| 3. Смешанные |
|
|
|
Водоносный горизонт (водоносный пласт) представляет собой монослой значительной мощности или систему гидравлически связанных водоносных слоев с определенным площадным распространением и едиными условиями залегания подземных вод. Единство условий залегания подземных вод предусматривает положение водоносного горизонта в определенном интервале разреза, а также наличие четко выраженных слабопроницаемых кровли и подошвы (свободной поверхности грунтовых вод и слабоводопроницаемой подошвы), изолирующих рассматриваемый горизонт от смежных водоносных горизонтов (водоносных слоев) разреза.
При таком выделении определяющим признаком является гидравлическое единство горизонта (системы гидравлически связанных слоев), важнейшие показатели которого - отсутствие внутри горизонта выдержанных слабопроницаемых слоев и относительная изоляция от смежных водоносных горизонтов (слоев), т.е. наличие ограничивающих (разделяющих) слабопроницаемых пластов.В качестве слабопроницаемого разделяющего пласта может рассматриваться однородный слой слабопроницаемой породы значительной мощности или слоистый пласт, в разрезе которого преобладают (значительно более 50% суммарной мощности пласта) слабопроницаемые породы.
В качестве водоносного комплекса рассматриваются несколько смежных водоносных горизонтов разреза при наличии установленной или предполагаемой гидравлической связи между ними (наличие литологических окон, участков локального размыва слабопроницаемых пластов и др.) или, что встречается более часто, слоистая толща значительной мощности с преимущественным развитием водоносных пород, в разрезе которой по условиям ее строения (резкая фациальная изменчивость осадков на коротких расстояниях, отсутствие выдержанных слабопроницаемых пластов и т.д.) не могут быть выделены гидравлически обособленные водоносные горизонты.
Таким образом, при выделении водоносного комплекса одним из важнейших показателей также является наличие гидравлической связи пластовой системы. Однако в отличие от водоносного горизонта, где открытая гидравлическая связь между водоносными слоями возможна практически повсеместно (в пределах всей площади распространения), в разрезе комплекса подобная связь всегда проявляется локально из-за сложного чередования водоносных и слабопроницаемых слоев или наличия слабопроницаемых пластов, изолирующих на отдельных участках определенные интервалы разреза водоносных отложений комплекса. Таким образом, основным показателем к выделению стратификационной единицы «водоносный комплекс» является единство условий формирования подземных вод, если понимать под этим положение областей питания и разгрузки, особенности гидродинамического режима и движения, условий формирования и распределения (единые закономерности изменения в плане и в разрезе) величины минерализации и химического состава подземных вод.
В качестве слабопроницаемых разделяющих толщ разреза могут рассматриваться или однородные пласты слабопроницаемых пород значительной мощности, или слоистые толщи, в разрезе которых преобладают слабопроницаемые породы. Водоносный комплекс и слабопроницаемая толща являются основными стратификационными единицами при региональном гидрогеологическом расчленении, выполняемом в целом для разреза крупных структурных элементов земной коры.
Наиболее крупными единицами стратификационной гидрогеологической шкалы являются водоносные серии, в качестве которых могут быть выделены крупные стратиграфически одновозрастные (в широком интервале) элементы разреза осадочного чехла, характеризующиеся преимущественным распространением пород определенного литологического состава или генезиса. В этом смысле можно говорить о выделении в разрезе чехла водоносных серий преимущественно терриген- ных и карбонатных пород, морских или континентальных отложений определенного возраста, учитывая при этом не только различия литологического состава, но и особенности строения выделенных элементов чехла в плане и разрезе.
Строение разрезов слоистых осадочных пород определяет возможность выделения здесь только трех типов подземных вод, различных по условиям залегания: воды зоны аэрации, формирующиеся в верхней ненасыщенной зоне горных пород; грунтовые воды - первый от поверхности Земли водоносный горизонт, верхней границей которого является свободный уровень воды (верхняя граница зоны полного насыщения); межпластовые воды, связанные с водоносными горизонтами, залегающими между двумя слабопроницаемыми пластами (см. табл. 8).
Попытки разработать более общие классификации подземных вод, полностью отражающие особенности состава и свойств этого сложного природного объекта, а также разнообразие условий его распространения, залегания и формирования, связь с геологическими структурами и типами водовмещающих пород, предпринимались А.М. Жирмунским и А.А. Козыревым (1928), В.И. Вернадским (1936), Ф.П. Сава- ренским (1939), А.М. Овчинниковым (1949), Н.И. Толстихиным (1954, 1956), Е.В. Пиннекером (1983) и другими исследователями (см. табл. 8). Сравнение этих классификаций показывает, что они построены по-разному как в смысле выделения (названия) основных классифицируемых подразделений, так и в смысле их характеристик. В то же время даже очень подробные и сложно построенные классификации (например, А.М. Овчинникова, Ф.П. Саваренского) не дают полного представления о классифицируемом объекте (химический состав подземных вод, минерализация, связь с геологическими структурами и др.). Это положение определяет необходимость дальнейших исследований для разработки единой (общей) классификации подземных вод.
Вопросы для самоконтроля В чем заключаются принципы гидрогеологического расчленения слоистых разрезов осадочных и трещиноватых скальных пород? Что такое водоносный слой, водоносный горизонт, водоносный комплекс, водоносная зона трещиноватости (дать определения понятиям)? Как классифицируются подземные воды по типу водовмещающих пород и по условиям залегания? В чем суть и чем различаются классификации подземных вод, предложенные Ф.П. Саваренским, А.М. Овчинниковым, Н.И. Толстихиным и другими авторами (дать сравнительную характеристику)?
Еще по теме Гидрогеологические классификации :
- Гидрогеологическое обследование
- 3.5. Бюджетная классификация
- 7.2. Классификация страхования
- Страсбургское соглашение о международной патентной классификации (МПК)
- 3.2.4. Классификация источников финансирования
- 3.2.2. Классификация доходов бюджетов РФ
- 8.2. Классификация страхования
- Классификация городов
- §4. Классификация товаров
- Классификация восприятий
- 19.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ВАЛЮТНЫХ ОПЕРАЦИЙ
- 3.1. Теория бюджетной классификации
- Местообитания и их классификация
- 3.2. Состав и структура бюджетной классификации Российской Федерации
- КЛАССИФИКАЦИЯ И ДИАГНОЗ