9.4.Види води в порах ґрунту

Залежно від фізичного стану, рухомості й характеру зв’язка з ґрунтом підземні води поділяють на кілька видів:

1. Фізично зв’язана водаутримується на поверхні мінералів та частинках ґрунту молекулярними силами і виділяється з ґрунту при температурі не менше 90–120 °С. Цей вид води поділяють на гігроскопічну і плівкову.

Гігроскопічна (або міцно зв’язана) водаутворюється внаслідок адсорбції частками ґрунту молекул води. На поверхні часток гігроскопічна вода утримується молекулярними й електричними силами. Лише при нагріванні до 105–110 °С вона відокремлюється від породи. Здатність породи утримувати гігроскопічну воду називають гігроскопічністю. Розрізняютьнеповну гігроскопічність, коли водяна пара вкриває породу несуцільним шаром, імаксимальну гігроскопічність, коли частка породи обволікається суцільним одномолекулярним шаром (рис. 29).

Плівкова водаутримується на поверхні часток гірської породи завдяки електромолекулярним силам і обволікає частинки ґрунту суцільним шаром у кілька рядів молекул. Це рихлозв’язана вода, яка перебуває лише в рідкому стані і здатна переміщуватись у породі з однієї частинки на іншу в напрямку від більш вологих ділянок до сухіших.

3. Капілярна водаутворюється в порах ґрунту після насичення їх

плівковою водою, заповнює частково або повністю капілярні породи і переміщується в породах під дією капілярних сил. Капілярна вода має різновиди.

Капілярно-підвішена вода– вода, яка формується у верхній частині ґрунтового шару за рахунок атмосферних опадів і не пов’язана з ґрунтовими водами, що залягають нижче.

Рис. 29. Види води в породах: 1, 2 – частинки породи з гігроскопічною водою (1 – неповна гігроскопічність, 2 – максимальна гігроскопічність), 3 – плівкова вода (стрілками, показаний напрям переміщення плівкової води), 4 – розміщення деяких видів води між частками породи, а – частинка породи, б – плівкова вода, в – вода кутів пор, г – повітря у порах породи.

Капілярно-піднята вода– вода, яка розміщується над горизонтом ґрунтових вод і формується завдяки підняттю вологи від їхнього рівня.

Капілярно-роз’єднана вода– вода, яка розміщується в останній товщі породи.

Швидкість і величина капілярного підняття вологи залежить від гранулометричного складу породи (табл. 9.1). Максимальні значення швидкості характерні для крупнозернистих пісків, мінімальні – для суглинкових і глинистих поряд.

Таблиця 9.1

Висота капілярного підняття води залежно від розміру часток породи

3. Гравітаційна вода (або вільна вода)– вода в рідкому стані, яка заповнює всі пустоти та тріщини земної кори, і переміщується під дією сили ваги і градієнтів гідростатичного тиску. Ця вода бере участь у кругообігу води в природі.

4. Вода у твердому стані (лід) – це гравітаційна вода, що замерзла при температурі 0^○С і нижче; перебуває у гірських породах у вигляді кристалів, прошарків чи лінз льоду. При замерзанні гірської породи не вся вода переходить у твердий стан. Гігроскопічна, плівкова та частково капілярна вода залишаються у рідкому стані, тому що температура замерзання цих різновидів води значно нижча за 0^○ С. Так, гігроскопічна вода замерзає лише при температурі – 78^○С.

5. Пароподібна вода– це вода в пароподібному стані, водяна пара, яка разом із повітрям заповнює не зайняті водою пустоти, куди надходить із наземного повітря або за рахунок процесів підземного випаровування інших видів води. Така вода завжди перебуває в русі і рухається від місць із більшою пружністю водяної пари до місць із меншою пружністю. Пароподібна вода за відповідних температурних умов частково конденсується в краплиннорідку воду і поповнює гравітаційну воду. Ця вода бере активну участь у кругообігу води в природі.

6. Хімічно зв’язана водавходить до складу деяких мінералів, наприклад гіпсу, мірабіліту, мідного купоросу. Вода з таких мінералів може бути вилучена лише при нагріванні до 300–400^○ С.