Известны такие процессы, связанные с подземными водами, которые являются относительно быстротечными с ярко выраженным разрушительным эффектом. К этим процессам относятся суффозия, карстообразование, гидровулканизм. Любой из этих процессов будет проявляться только в определенной геологической обстановке [9].

Карстообразование – система процессов растворения скальных горных пород, их разрушения, а также перемещение компонентов коррозии и эрозии подземными водами с рождением в массиве горной породы к а р с т а –  совокупности характерных форм рельефа и пустот. Практически всегда в любой крупной полости при превышении её критического максимума происходит обрушение потолка и образование свода естественного равновесия. Карстообразование как процесс и карст , как результат данного процесса характерны для воднорастворимых пород: карбонатных (мел), сульфатных (ангидрит, гипс),  хлоридных (калийная и каменная соль) [9].

Карст разделяют на: о т к р ы т ы й (обнаженный), когда карстующиеся породы выходят на дневную поверхность, п о к р ы т ы й – под покровом четвертичных пород, п о г р е б е н н ы й , перекрытый исходя из нисходящих тектонических движений мощной толщей пород.

Стандартные формы карста – воронки, карры, поноры, долины, полья, котлованы. К а р р ы – совокупность желобов, который разделен выступами, возникающие под действием струй вод (рис 7.1). Иногда они покрывают большие площади известняковых массивов, образуя к а р р о в ы е поля, ко торые придают ландшафту вид каменной полупустыни. По крупным трещинам на поверхности массива иногда образуются р в ы глубиной до 20 метров и протяженностью до километра.

Рисунок 7.1 — Карры

В местах пересечения трещин появляются углубления, которые разрабатываются в карстовые в о р о н к и (рис. 7.2). Их размер может достигнуть 100 метров в поперечнике и до 30-ми метров глубиной.

Рисунок 7.2 —  Карстовая воронка

С различным периодом времени карстовые воронки расширяются и сливаясь, образуют понижения, как принято с крутыми склонами и плоским дном – карстовые к о т л о в и н ы. Достигают они площади до многих десятков километров, и самые крупные называются п о л ь я.

Области развития карста характеризуются провалами, сухими или слепыми (с замкнутым нижним концом) долины, которые обусловлены уходом под землю рек, карстовых озёр, ручьёв. Реки и ручья, ушедшие под землю, пройдя по карстовым ходам, ниже по рельефу вновь появляются на поверхности из пещеры и расщелины в скале.

В пещерах карстовые колодцы иногда достигают до 20 м в поперечнике и до 300 м глубиной, а горизонтальные полости образуют лабиринт ходов разнообразного сечения – от расщелин до залов в сотни метров и высотой около 30 м. Для некоторых пещер характерно этажное развитие горизонтальных плоскостей. Длина ходов в карстовых пещерах может достигать от десятка до сотни километров

Суффозия – вынос нисходящими водами твердых частиц рыхлой породы (рис. 7.3). Она чаще всего развивается в глинах, песках и гравийных грунтах в условиях интенсивной инфильтрации подземных вод и высокой скорости фильтрационного потока [10].

Результат суффозий есть мелкие понижения поверхности (блюдца или западины) глубиной до 3 м и диаметром до 10 м.

Суффозия может развиваться в трещинах скальных горных пород, которые заполнены несвязным обломочным материалом, и в зоне выветривания этих пород, представленной, как правило, перемещаемостью связного и несвязного материала.

Ущерб от суффозии связан с деформациями сооружений и зданий  в результате неравномерной усадки пород у их основания, а также с резким увеличением водопроницаемости пород, что приводит к большому притоку воды в котлованы.

Рисунок 7.3 —  Суффозионный провал

Гидровулканизм. Геологическое явление, которое связано с деятельностью напорных подземных вод. Распространение формой гидровулканизма является грязевой вулканизм – урон напорными водами горных пород на глубине и перемещение их по каналу на земную поверхность с образованием г р я з е в ы х в у л к а н о в – сооружений, напоминающих магматические вулканы (рис. 7.4) [10].

Грязевой вулканизм распространен в горно-складчатых поясах – Средиземноморско-Гималайском или Тихоокеанском.   Грязевые вулканы расположены в сводах антиклинальных складок, которые осложнены разрывными нарушениями.

Движущей силой, обусловливающей возникновение грязевых вулканов, является высокое пластовое давление, которое превышает гидростатическое в 2,5 раза.

Главный компонент извержений грязевых вулканов – разжиженный материал глинистых пород (грязь), который содержит обломки твердых пород, таких как песчаник и известняк, которые присутствуют в разрезе осадочной толщи, прорываемой вулканом.

Извержения грязевых вулканов проявляются различными способами. В основном для них характерны две стадии – э к с п л о з и в н а я и г р и ф о н н а я. Первая кратковременная, характеризуется мощными выбросами грязи и обломков пород до 80 м, бурными выделениями углеводородных газов, сильными шумовыми эффектами. Грифонная более длительная стадия и отличается спокойным выделением сравнительно небольших по объему масс грязи, газов, воды [10].

Активная деятельность грязевого вулкана сменяется затишьем и закупоркой канала вулкана продуктами извержения, цементацией, что создает экран для газов, которые поднимаются. По мере накопления газов их давление усиливается и по достижению критической величины снова происходит прорыв напорных вод.

Рисунок 7.4 —  Грязевой вулкан в районе г. Керчь, Крым

Иногда грязевые вулканы располагаются внутри локальных брахиформных синклиналей, заполненных продуктами извержениями. Данные синклинали образуются в результате прогибания осадочных пород, возникающей вследствие выноса большого объема разжиженной глины и обломков пород.

Грязевулканические аппараты называются г р я з е в ы м и с о п к а м и , или с а л ь з а м и. Встречаются они самостоятельно или сопровождают грязевые вулканы. Параметры сальз: высота 3-20 м, диаметр кратера 1-2 м, а основание 15-100 м. Корни сальз залегают на глубинах от нескольких десятков до первых сотен метров [10].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В первой главе курсовой работы было рассмотрено происхождение подземных вод. Происхождение инфильтрационных подземных вод связано с просачиванием (инфильтрацией) в грунт атмосферных осадков и воды из рек, озер, болот и т.п. Просочившаяся вода доходит до водоупорного слоя и накапливается, насыщая пористые и пористо-трещинноватые породы. Так образуются водоносные слои или горизонты подземных вод. Наглядно этот способ происхождения подземных вод можно пронаблюдать при помощи колодцев, уровень воды в которых в дождливую погоду становится ощутимо выше и меняется по химическому составу.

Во второй главе были исследованы виды вод в горных породах. Вода в горных породах подразделяется на: связанную и свободную. Связанная так же подразделяется на: гравитационную (движущая и вакуольная) и капиллярную (менисковая и гидростатическая), а свободная в свое время классифицируется на: физически (рыхлосвязанная и прочносвязанная) и химически (кристаллизационная и конституционная).

В третей главе была приведена классификация подземных вод по условиям залегания. По условиям залегания подземные воды подразделяются на несколько видов:

Почвенные воды заполняют часть промежутков между частицами почвы; они могут быть свободными (гравитационными), перемещающимися под влиянием силы тяжести или связанными, удерживаемыми молекулярными силами.

Грунтовые воды образуют водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое. В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года: он то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время. В суровые зимы грунтовые воды могут промерзать.

Межпластовые воды — нижележащие водоносные горизонты, заключённые между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых, уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые.

Четвертая глава была представлена видами источников подземных вод. Источники были разделены на: источники на склонах холмов, артезианские источники, карстовые, источники в пористых лавах, горячими источниками и минеральными.

В пятой главе был разобран химический состав подземных вод. Химический состав подземных вод неодинаков и зависит от растворяемости прилегающих пород. Подземные воды представляют собой природные растворы, содержащие свыше 60 химических элементов, а также микроорганизмы. Сумма растворенных в воде веществ, исключая газы, определяет её минерализацию (выражаемую в г/л или мг/л).

В шестой главе были рассмотрены минеральные воды. Минеральные воды – подземные (реже поверхностные) воды, характеризующиеся повышенным содержанием биологически активных химических и органических компонентов и обладающие специфическими свойствами, оказывающими лечебное действие на человеческий организм.

В седьмой главе также были изучены такие геологические процессы, как суффозия, карст и гидровулканизм. Карст представляет собой комплекс явлений и процессов, результатом которых является возникновение поверхностных и глубинных пустот в растворимых водою горных породах. Как вытекает из определения, под карстом понимают не только процесс растворения, но и его результат – образование специфических карстовых форм рельефа.

С карстовыми процессами нередко тесно связаны процессы суффозии, образуя карстово-суффузионные явления. Суффозия – механический вынос тонких частиц водой, фильтрующейся в толще горных пород. Фильтрующаяся вода осуществляет работу двоякого рода: с одной стороны, она выщелачивает и уносит растворимые соли, с другой – производит механический вынос мельчайших частиц породы. В результате происходит разрыхление пород, образование подземных пустот, приводящих к обрушению и просадке сводов. Так в области развития лёссов на поверхности Земли наблюдаются формы, аналогичные типичным карстовым формам – воронки, замкнутые западины и т.п.