Основы гидрогеологии. 
Геология

Исследованием подземных вод занимается гидрогеология. К подземным относят воды, находящиеся в верхней части земной коры и залегающие ниже поверхности земли. На их долю приходится 28,7% мировых запасов пресной воды. В сравнении с поверхностными водами, подземные воды обладают, как правило, более высоким качеством из-за лучшей защищенности от поверхностных техногенных загрязнений. В связи с этим подземные воды преобладают в структуре водообеспечения многих европейских стран, а также в странах с засушливым климатом. В России доля подземных вод в водоснабжении городов составляет 35—40%, для сельских населенных пунктов — более 80%.

Изучение подземных вод, одного из важнейших компонентов геологической среды, является важным фактором, без которого невозможно мелиоративное и иное строительство. При разработке месторождений полезных ископаемых необходимо определять возможные водопритоки в горные выработки и предусматривать меры борьбы с ними, что также невозможно без изучения режима подземных вод. Связано это с тем, что они ухудшают механические свойства рыхлых и глинистых пород, могут быть агрессивной средой для металлических и бетонных сооружений, способствуют развитию таких неблагоприятных геологических процессов, как подтопление, оползни и др. Поэтому в процессе инженерно-геологических исследований изучению подземных вод уделяют особое внимание.

Происхождение, свойства и состав подземных вод

Подземные воды по происхождению делятся на экзогенные (водные объекты на поверхности суши и влага атмосферы) и эндогенные, источником которых являются недра Земли. Изучением подземных вод с точки зрения их образования, движения, состава и свойств занимается гидрогеология.

К экзогенным подземным водам относятся инфильтрационные и конденсационные. Эти воды, перемещаясь внутри земной коры, пополняют запасы морей и рек.

К эндогенным подземным водам относятся седиментационные, дегидратационные и ювенильные.

Инфилътрационные подземные воды образуются путем инфильтрации (просачивания) выпадающих на поверхность земли атмосферных осадков вглубь. Просачиваясь по крупным трещинам и порам, вода задерживается на водонепроницаемых слоях и дает начало подземным водам. Процесс инфильтрации хорошо проявляется в колодцах, когда повышается уровень грунтовых вод при выпадении обильных дождей или таянии снежного покрова.

Питание подземных вод за счет инфильтрации изменчиво во времени и определяется природными условиями местности: рельефом, водопроницаемостью, растительным покровом, деятельностью человека и др.

Конденсационные подземные воды формируются в процессе проникновения влажного воздуха и его конденсации в трещинах и порах горных пород. Вследствие разности в упругости водяного пара происходит переход влаги из газообразного состояния в жидкое. Конденсация водяных паров имеет наибольшее значение для районов пустынь и полупустынь, характеризующихся малым количество атмосферных осадков, их высокой испаряемостью и большим перепадом температур.

Седиментационные подземные воды образуются вследствие отложения (седиментации) древних морских осадков и последующего отжатая из них воды вследствие уплотнения пород. Чаще всего это высокоминерализованные (соленые) воды в относительно глубоких слоях осадочных пород.

Ювенильные подземные воды образуются в глубине Земли за счет кислорода и водорода, выделяемых магмой. В процессе кристаллизации и остывания магмы водяные пары отделяются от нее, поднимаются по трещинам и разломам горных пород и, попадая в области с более низкими температурами, конденсируются и переходят в капельно-жидкое состояние. Прямой выход на поверхность Земли в виде паров и горячих источников ювенильные воды имеют при вулканической деятельности.

Дегидратационные воды возникают под влиянием повышенных температур и давлений, имеющих место при метаморфизме. В этих условиях вода, входящая в некоторые минералы в химически связанном состоянии, переходит в свободное состояние. Наибольшее ее количество высвобождается при разложении кристаллогидратов.

Из всех выше перечисленных типов подземных вод наибольшее значение имеют воды инфильтрационного происхождения. Доля остальных типов относительно невелика и они редко присутствуют в чистом виде, поскольку на сложных путях миграции в земной коре подземные воды часто смешиваются между собой.