Politechnika Krakowska Instytut Geotechniki

Zakład Geologii Inżynierskiej i Hydrologii

Ul. Warszawska 24

31-155 Kraków

Temat 219A

1. OMÓW PROCES WIETRZENIA CHEMICZNEGO

2. Przyczyny i rodzaje osuwisk

3. Charakterystyka wód gruntowych

Autor:

Skawski Michał

Gr. 223 wil zaoczne

OMÓW PROCES WIETRZENIA CHEMICZNEGO

WIETRZENIE CHEMICZNE

Wietrzeniem chemicznym nazywamy procesy chemicznego rozkładu, w trakcie których

dochodzi do rozpuszczania i uwalniania składników oraz syntezy nowych minerałów bądź pozostawiania trwałych produktów końcowych rozpadu. Zachodzące przemiany są skutkiem ekspozycji skał i minerałów na warunki atmosferyczne, często skrajnie różne od warunków ich powstawania. Działanie agresywnych czynników środowiskowych, takich jak woda, tlen i CO₂, wyzwala spontaniczne reakcje chemiczne w obrębie wietrzejącego materiału.

Wietrzenie chemiczne jest naturalnym następstwem wietrzenia fizycznego. Skały, które

uległy mechanicznemu rozkruszeniu są łatwo penetrowane przez wodę. W jej obecności składniki najłatwiej rozpuszczalne ulegają rozpuszczeniu i wymyciu. W miarę intensyfikacji tego procesu środowisko wietrzenia ulega wzbogaceniu w składniki słabiej rozpuszczalne, tlen i grupy hydroksylowe.

Powstające produkty wietrzenia (minerały wtórne, substancje bezpostaciowe) są

znacznie bardziej stabilne od materiałów macierzystych i pozostają w stanie względnej równowagi z czynnikami atmosferycznymi.

Reakcje rozpadu minerałów charakteryzują się dużą dynamiką wymiany składników ze

środowiskiem wietrzenia, tzn. składniki te są ciągle usuwane bądź dostarczane. Powstawanie określonych minerałów możliwe jest jedynie wtedy, gdy wszystkie niezbędne w tym celu atomy i jony są obecne i względnie nieruchliwe. Na podstawie przemian skalenia potasowego prześledzić można powstawanie różnych produktów wietrzenia, w zależności od obecności potasu:

1. w wypadku, gdy cały potas został wymyty do roztworu, powstającym minerałem wtórnym jest kaolinit:

4K[AlSi₃O₈] + 6H₂O ® Al₄[(OH)₈Si₄O₁₀] + 8SiO₂ + 4KOH
skaleń potasowy + woda ® kaolinit + krzemionka + potas

1. jeżeli pewna część potasu nie ulegnie wymyciu i pozostanie w obrębie sieci krystalicznej, powstającym minerałem wtórnym jest illit.

5K[AlSi₃O₈] + 4H₂O ® KAl₄[(OH)₄AlSi₇O₂₀] + 8SiO₂ + 4KOH
skaleń potasowy + woda ® illit + krzemionka + potas

Wietrzenie minerałów jest procesem bardzo złożonym, odbywającym poprzez szereg

reakcji chemicznych, wzajemnie się uzupełniających, bądź indukujących. Najważniejszymi z nich są:

1. Hydroliza. Reakcje minerałów z wodą odgrywają zasadniczą rolę w procesach chemicznego rozkładu substancji. Rozkład i przebudowa z udziałem wody to główne procesy wietrzenia chemicznego. Powstające w ich wyniku formy wodorotlenkowe są zwykle łatwiej rozpuszczalne od minerału macierzystego. Przykładem hydrolitycznego rozkładu glinokrzemianów jest zamieszona powyżej reakcja rozpadu skalenia potasowego.

2. Hydratacja. Polega ona na wiązaniu powstałych w wyniku dysocjacji wody jonów H⁺ i OH^- przez strukturę kryształu. Hydratacja łyszczyków prowadzi do wnikania części jonów H⁺ i OH^- w przestrzenie miedzypakietowe. Skutkiem tego jest rozszerzenie sieci kryształu i zwiększenie jego porowatości, co z kolei przyspiesza inne procesy rozkładu. Reakcje hydratacji powodują przemianę minerału bezwodnego w uwodniony i słabo uwodnionego w silnie uwodniony. Dobrym przykładem tego procesu jest przekształcanie hematytu w limonit:

2Fe₂O₃ + 3H₂O ® 2Fe₂O₃ ^. 3H₂O
hematyt + woda ® limonit

1. Karbonatyzacja. Kwas węglowy jest słabym kwasem powstającym w wyniku reakcji CO₂ z wodą. Dwutlenek węgla w środowisku wietrzeniowym pochodzi częściowo z atmosfery, a częściowo z reakcji biologicznego oddychania i rozkładu materii organicznej. Roztwór kwasu węglowego działa na minerały silniej niż czysta woda. Powstające w wyniku karbonatyzacji produkty są znacznie łatwiej rozpuszczalne niż minerał macierzyste. Proces karbonatyzacji szczególnie silnie zaznacza się w przemianach kalcytu, w wyniku których dochodzi do powstawania rozpuszczalnego wodorowęglanu:

CaCO₃ + H₂CO₃ ® Ca(HCO₃)₂

kalcyt + kwas węglowy ® rozpuszczalny wodorowęglan

1. Utlenianie. Utlenianie w procesach wietrzenia rozumieć należy zarówno jako reakcje minerałów z tlenem jak i zmiany wartościowości występujących w ich sieci krystalicznej metali (tzn. zmiany związane z przyjmowaniem lub oddawaniem przez nie elektronów). Za doskonały przykład posłużyć tu mogą przemiany minerałów zawierających żelazo. Jeżeli w sieci krystalicznej występują jony żelaza dwuwartościowego i ulegną one utlenieniu do form trójwartościowych, to pozostałe składniki sieci muszą dostosować się do zaistniałej sytuacji. Prowadzi to do osłabienia struktury kryształu, który ulega rozkruszeniu i rozkładowi.

2. Rozpuszczanie. Zdolność minerałów do rozpuszczania się w wodzie i roztworach wodnych zależy od ich składu chemicznego. Sam proces rozpuszczania polega na rozpadzie danej substancji na poszczególne jony, np. NaCl rozpada się, a dokładniej dysocjuje na kation Na⁺ i anion Cl^-. Rozpad substancji inicjuje szereg dalszych reakcji chemicznych, które wobec ułatwionego dostępu do substratu, charakteryzują się dużą dynamiką.

Jak już wcześniej wspomniano, przebiegające w trakcie procesu wietrzenia reakcje

chemiczne są ze sobą powiązane, dlatego też nie można ich rozpatrywać rozłącznie. Śledząc rozpad najważniejszych minerałów skałotwórczych, tzn. glinokrzemianów, zaobserwować można, iż kolejność następujących po sobie przemian jest nieprzypadkowa. Rozpad glinokrzemianów jest niezwykle skomplikowany, jednak ze względu na jego ogromne znaczenie w przekształcaniu skał macierzystych i powstawaniu gleb, należy podać chociaż uproszczony schemat tego procesu:

1. Uwodnienie powierzchni minerału (hydratacja). Aby zrozumieć istotę tego procesu, należy przypomnieć sobie, iż co prawda suma wszystkich ładunków dodatnich w sieci krystalicznej jest równa sumie wszystkich ładunków ujemnych (zgodnie z regułą Paulinga), jednak atomy znajdujące się na jej powierzchni posiadają niewysycone wiązania na powłokach walencyjnych. Naładowana powierzchnia kryształu przyciąga do siebie obecne w środowisku dipole wody. Siły przyciągające mogą powodować tak znaczną polaryzację dipoli wody, iż ulęgają one dysocjacji na proton H+ i anion OH-. Powstałe protony wodorowe łączą się z anionami tlenu sieci krystalicznej, zaś aniony hydroksylowe z jonami naładowanymi dodatnio. Jednocześnie kationy alkaliczne, bądź ziem alkalicznych mogą być podstawiane protonami wodorowymi. W wyniku zaistniałej hydrolizy wiązań Si-O-Al lub Si-O-Si struktura powierzchni kryształu zostaje zniszczona. Przebieg tego procesu przedstawia poniższy rysunek:

1. Wymywanie kationów, uwalnianie krzemionki. Uwolnione z sieci krystalicznej kationy zasadowe przechodzą do roztworu i ulegają wymyciu. Jednocześnie następuje uwalnianie krzemionki, która może ulec redukcji do form monomerycznych, tj. do poszczególnych tetraedrów, lub częściowo zachować swoją budowę łańcuchową.

2. Synteza minerałów wtórnych. W obrębie zwietrzałego materiału dochodzi do dalszych reakcji z czynnikami takimi jak woda, tlen i dwutlenek węgla, tzn. do reakcji hydrolizy, hydratacji, utleniania i karbonatyzacji. Zależnie od dominujących w danym środowisku czynników wietrzenia powstają zróżnicowane produkty procesu wietrzenia - minerały wtórne i substancje amorficzne.

Przyczyny i rodzaje osuwisk

Osuwisko - nagłe przemieszczenie się mas ziemnych, powierzchniowej zwietrzeliny i mas skalnych podłoża spowodowane siłami przyrody lub działalnością człowieka (podkopanie stoku lub jego znaczne obciążenie). Jest to rodzaj ruchów masowych, polegający na przesuwaniu się materiału skalnego lub zwietrzelinowego wzdłuż powierzchni poślizgu (na której nastąpiło ścięcie), połączone z obrotem. Ruch taki zachodzi pod wpływem siły ciężkości. Osuwiska są szczególnie częste w obszarach o sprzyjającej im budowie geologicznej, gdzie warstwy skał przepuszczalnych i nieprzepuszczalnych występują naprzemiennie. Miejsca występowania osuwisk to naturalne stoki i zbocza dolin i zbiorników wodnych, obszary źródłowe rzek (gdzie erozja wsteczna zwiększa spadek terenu), skarpy wykopów i nasypów oraz wyrobisk.

Klasyfikacja

Do zjawisk wywołujących osuwisko należą:

• wzrost wilgotności gruntu spowodowany długotrwałymi opadami lub roztopami,

• podcięcie stoku przez erozję, np. w dolinie rzecznej lub w wyniku działalności człowieka, np. przy budowie drogi,

• nadmierne obciążenie stoku, np. przez zabudowę,

• wibracje związane np. z robotami ziemnymi, ruchem samochodowym, eksplozjami,

• trzęsienia ziemi.

Główne elementy osuwiska:

• nisza osuwiskowa - zagłębienie w miejscu, w którym osunęła się ziemia

• jęzor osuwiskowy - przemieszczona dolna część materiału

• koluwium - przemieszczone masy

• powierzchnia poślizgu - powierzchnia,po której przemieszcza się koluwium

• taras osuwiskowy - pozioma (lub zbliżona do poziomu) powstałą przez przemieszczenie się materiału

• szczelina osuwiskowa - nieciągłość w materiale zbocza

Największe rozpoznane osuwisko na Ziemi znajduje się w Iranie.

W Polsce osuwiska występują najczęściej w Beskidach.

W 2010 roku w Małopolsce wystąpiło ponad 1300 osuwisk ^[1]. Głównie - po więcej niż 100 - w gminie Lanckorona (powiat wadowicki), powiecie limanowskim (gminie Laskowa, gminie Limanowa - głównie w Kłodne ok. 30, (Tymbark)^[2][3] i powiecie nowosądeckim (ok. 200 - głównie w gminie Łososina Dolna (111) i gminie Gródek nad Dunajcem (65 domów)). Uszkodzonych i zagrożonych uszkodzeniem zostało ponad 1000 domów, a około 500 osób przesiedlono^[4][5][6]. Osuwiska uszkodziły również budynki i infrastrukturę w powiecie myślenickim (prawie 90 osuwisk), wielickim, nowosądeckim (ponad 50), nowotarskim, oświęcimskim, suskim (głównie w Zembrzycach), tarnowskim, bocheńskim, brzeskim, miechowskim oraz w Krakowie i Nowym Sączu. W Kurowie droga 975 całkowicie osunęła się do Jeziora Rożnowskiego^[7]. Z powodu ulewnych deszczów osunęło się również zbocze krakowskiego kopca Piłsudskiego. W czerwcu uaktywniły się następne osuwiska. W Kłodnem zniszczonych zostało 30 budynków, a kolejne są zagrożone, z wioski ewakuowano 434 osoby. Uaktywniły się osuwiska w miejscowości Łapszanka i Szczawnica w powiecie nowotarskim, a także w Mniszku nad Popradem oraz w gminie Tuchów, gdzie doszło przez to do wykolejenia pociągu osobowego. W Krzeczowie osuwisko na kilka godzin zatarasowało drogę krajową nr 7, podobnie w Tenczynie na tej drodze. Osuwiska nastąpiły również na wielu innych drogach, które zostały czasowo zamknięte (m.in. na drogach krajowych: w Radoczy, Czchowie, Wytrzyszczkach, czy w Muszynce). Na Podkarpaciu zagrożonych nimi pozostaje ponad 240 budynków i kilkanaście mostów. Najbardziej zagrożone tereny to powiaty: jasielski, strzyżowski (145 budynków), dębicki (52 budynki), rzeszowski (23 budynki).

W 2001 roku osuwisko w Lachowicach zniszczyło 15 zabudowań mieszkalnych, osuwisko w Jachówce zagroziło osiedlu Straczkówka, osuwisko w Nowym Sączu zniszczyło kilka zabudowań mieszkalnych i gospodarczych, itd.), a także na zboczach Wisły oraz na bałtyckich klifach.

Osuwiska powodują rozmaite straty: degradację objętych nimi terenów i zniszczenie całej posadowionej na nich infrastruktury (budynki mieszkalne, sieć drogowa, kanalizacyjna, linie telekomunikacyjne, elektryczne, gazociągi, uprawy, lasy).

Pierwsza próba zliczenia osuwisk, przeprowadzona w końcu lat 60. wykazała istnienie na stokach karpackich ponad 3000 osuwisk. Dalsze prace doprowadziły do rozpoznania w Karpatach około 20 000 osuwisk. Na obszarze 6% powierzchni kraju, jaką stanowią Karpaty, występuje ponad 95% wszystkich osuwisk w Polsce. Ocenia się również, że w Karpatach występuje średnio jedno osuwisko na 5 km drogi jezdnej i na 10 km linii kolejowej.

Podział osuwisk

Ze względu na kształt powierzchni poślizgu

• rotacyjne - o cylindrycznej powierzchni poślizgu, masy koluwialne obracają się,

• ześlizgowe - o płaskiej powierzchni poślizgu, (występującej najczęściej na kontakcie warstw), masy koluwialne przesuwają się.

Ze względu na układ warstw podłoża

• asekwentne - tworzą się w jednorodnych, niewarstwowanych skałach (glinach, iłach),

• konsekwentne - powstają w wyniku ruchu mas skalnych po jakiejś powierzchni strukturalnej (wyróżnia się osuwiska konsekwentno-strukturalne, konsekwentno-zwietrzelinowe, konsekwentno-szczelinowe),

• insekwentne - tworzą się, gdy osunięcie nastąpi w poprzek powierzchni strukturalnych.

• obsekwentne

• subsekwentne

• złożone

Ze względu na czas występowania

• periodyczne - występują przy obfitych opadach,

• chroniczne - są w ciągłym ruchu dopóki nachylenie stoku nie stanie się minimalne.

Ze względu na sposób rozwoju

• delapsywne - rozwój od dołu w górę stoku

• detruzywne - rozwój od góry w dół stoku

Wody podziemne Charakterystyka wód gruntowych
Wody podziemne powstają z wód powierzchniowych i opadowych, które na skutek przepuszczalności terenu zlewni wsiąkają do warstw porowatych gruntu, opadają do strefy nasycenia (saturacji) i tam tworzą stojące i płynące zbiorniki wód podziemnych. Wody podziemne różnią się zasadniczo swymi cechami od wód powierzchniowych, gdyż wsiąkając w teren, a następnie przepływając w porach warstwy wodonośnej zmieniają swe właściwości. Poruszając się w porach warstw przepuszczalnych woda pozbywa się zanieczyszczeń fizycznych i bakteriologicznych, staje się klarowna, ale w zamian stykając się z różnymi skałami i gruntem rozpuszcza niektóre ich składniki, niejednokrotnie niepożądane związki chemiczne. Wody te są przeważnie twarde, zawierają zwykle znaczne ilości żelaza i manganu oraz często są kwaśne (nadmiar CO2).
Woda podziemna jeszcze ciągle uważana jest za najlepszą do celów wodociągowych i jeszcze stosunkowo niedawno można ją było w niektórych przypadkach użytkować nawet bez dezynfekcji. Obecnie ze względu na wielkie ilości czerpanych wód i wpływ silnie zanieczyszczonych wód powierzchniowych na ich jakość, coraz rzadziej zdarzają się ujęcia, które pobierają z płytkich warstw wodę nie wymagającą dezynfekcji.
Wody podziemne przepływające w warstwach skalnych szczelinowatych prawie nie zmieniają swej jakości, brak bowiem ośrodka filtracyjnego, jakim są piaski, a w razie przepływu przez skały wulkaniczne woda nie podwyższa swej twardości, jest zwykle miękka i o odczynie kwaśnym. Temperatura wód jest zwykle prawie stała, w granicach 7-12°C, jedynie wody z głębokich warstw mogą mieć temperaturę; podwyższoną do 17°C.
Wody podziemne dzielą się na kilka rodzajów, zależnie od formy i głębokości występowania. Klasyfikacja wód podziemnych jest różna w różnych państwach. Każdy typ wody może występować w tych rodzajach jako wody warstwowe (to jest występujące w porach warstwy wodonośnej), wody szczelinowe i wody krasowe.
Strefa Typy Stan fizyczny Aeracji (napowietrzenia) wody higroskopijne,  wody błonkowate,  wody kapilarne wody związane wody wsiąkowe, wody zawieszone Saturacji (nasycenia) wody zaskórne,  wody gruntowe,  wody wgłębne,  wody głębinowe wody wolne
Wody zaskórne. Są to wody występujące bardzo płytko pod powierzchnią ziemi i praktycznie pozbawione strefy aeracji oraz ochronnej warstwy nieprzepuszczalnej. Zwierciadło wody zaskórnej występuje kilkanaście lub kilkadziesiąt cm pod powierzchnią ziemi albo równo z nią. Spotkać je można w podmokłych, płaskich dnach dolin, na obszarach delt, bagien, torfowisk itp.
Wody zaskórne są związane z opadami, które wpływają bezpośrednio na ich poziom i jakość. Wody te podlegają wpływom temperatury powietrza — w czasie suszy mogą przejściowo zanikać, w czasie mrozu częściowo zamarzają.
Jakość wód zaskórnych, pozbawionych strefy aeracji, jest z reguły niska. Wody te zawierają liczne produkty rozkładu organicznego, są silnie zażelazione, często zakwaszone kwasami humusowymi. Ze względu na złą jakość wody pod względem sanitarnym i małą jej zasobność, wody zaskórne nie nadają się praktycznie do ujmowania; mogą być nawet szkodliwe ze względu na możliwość ich skażenia.
Wody gruntowe. Wody te występują w strefie saturacji, są oddzielone od powierzchni ziemi mniej lub bardziej grubą przepuszczalną strefą aeracji. Są zasilane bezpośrednio od powierzchni ziemi przez infiltrujące opady atmosferyczne. Obszar zasilania jest równy co do zasięgu z obszarem ich rozprzestrzenienia. Wody gruntowe podlegają nieznacznym wpływom temperatury powietrza do głębokości ok. 20 m, na której to głębokości mają temperaturę stałą, równą średniej temperaturze rocznej danej miejscowości.
Wody gruntowe, podobnie jak wody źródlane, są przeważnie czyste, klarowne, chłodne, pozbawione zanieczyszczeń fizycznych i bakteriologicznych, jeśli strefa aeracji nad tymi wodami jest odpowiednio gruba. W warstwie tej następuje w czasie infiltracji oczyszczanie wody przez środowisko porowate. Wody gruntowe szczelinowe i krasowe nie podlegają oczyszczaniu (brak strefy aeracji) i mogą utrzymać te zanieczyszczenia, które zawiera woda infiltrująca z powierzchni ziemi.
Wody gruntowe mają znaczenie przede wszystkim w zaopatrzeniu rolnictwa; w szczególnych warunkach i w razie dużej ich zasobności, co zdarza się raczej wyjątkowo, mogą być użyte do zaopatrzenia w wodę urządzeń wodociągowych. Przy istnieniu warstwy nieprzepuszczalnej przykrywkowej nawet płytkie wody gruntowe nadają się do celów wodociągowych, ale wg przyjętej nomenklatury należą one wówczas do wód wgłębnych.
Natomiast wody gruntowe mają często niepożądany skład chemiczny, zawierają w nadmiarze pewne składniki (żelazo, mangan), co wymaga ich usunięcia przed wykorzystaniem.
Woda gruntowa ograniczona jest od dołu stropem warstwy nieprzepuszczalnej — spągiem, od góry — powierzchnią wody wolnej, czyli zwierciadłem wody gruntowej, które rozdziela strefę saturacji od strefy aeracji. W utworach porowatych nie jest to granica ściśle fizyczna, gdyż ponad zwierciadłem wody wolnej znajduje się jeszcze przejściowa strefa wody kapilarnej. Natomiast w szczelinach i kanałach krasowych, które są zazwyczaj nadkapilarne, zwierciadło wody wolnej jest ściśle fizyczną granicą między wodą a powietrzem strefy aeracji.
Wody wgłębne. Wody podziemne znajdujące się w warstwach wodonośnych pokrytych utworami nieprzepuszczalnymi nazywa się, wodami wgłębnymi. Wody wgłębne mają na skutek tego mniejszy udział w krążeniu wody niż wody gruntowe, a udział ten jest tym mniejszy, im głębiej one występują. Wody wgłębne są mniej wrażliwe lub w ogóle niewrażliwe na zmiany klimatyczne i inne zmiany na powierzchni gruntu. Odznaczają się względną stałością właściwości fizycznych i chemicznych, które zmieniają się bardzo wolno wciągu długich okresów. Wody wgłębne pozostają przede wszystkim pod wpływem czynników geologicznych — tektoniki, geotermiki, geochemii itp.
Zasilanie wód wgłębnych odbywa się dwiema drogami: albo przez wychodnie warstw wodonośnych, na których znajdują się obszary zasilania, przez infiltrowanie wód opadowych, albo za pośrednictwem innych warstw wodonośnych, mających połączenie hydrauliczne z warstwą zasilaną np. przez szczelinę uskokową lub przez okno hydrogeologiczne
Zwierciadło wód wgłębnych może być swobodne lub, najczęściej, napięte, co znaczy, że woda znajduje się między dwiema warstwami nieprzepuszczalnymi pod ciśnieniem. Jeżeli warstwa przykrywająca taką wodę zostanie przewiercona, wówczas woda podnosi się w rurze wiertniczej do wysokości ciśnienia statycznego. Wody te nazywa się artezyjskimi lub naporowymi. Jeżeli zwierciadło statyczne wody wznosi się ponad powierzchnię terenu (po nawierceniu otworu woda samoczynnie wypływa na powierzchnię gruntu), wówczas mówimy o ciśnieniu artezyjskim; jeżeli jednak zwierciadło wody ustali się po podniesieniu poniżej powierzchni terenu, mówimy o ciśnieniu subartezyjskim. Ta sama woda zależnie od ukształtowania terenu może być artezyjską lub subartezyjską.
Wody wgłębne są zasilane przez wody opadowe infiltrujące do warstw wodo-nośnych na obszarach zasilania, niejednokrotnie znacznie oddalonych od miejsc poboru wody, na skutek czego jakość wód wgłębnych jest zwykle bardzo wysoka. Wody powierzchniowe i opadowe w drodze do miejsca poboru ulegają bowiem oczyszczeniu pod względem fizycznym i biologicznym. Wody wgłębne mogą mieć natomiast podwyższone wskaźniki domieszek chemicznych wymagających usunięcia. Są bardzo poszukiwane, gdyż nadają się dobrze do zasilania ujęć wodociągowych dostarczających wodę o cechach wody do picia i na cele gospodarcze.
Skład chemiczny wód wgłębnych zależny jest od rodzaju skał i warstw wodo-nośnych, przez które woda przepływa. Wody pochodzące ze skał pierwotnych są na ogół miękkie, wody z gnejsów zawierają dużo związków potasu i mało wapnia, wody 7. pokładów diabazu, diorytu i kwarcytu są miękkie, podobnie wody z piaskowców. Wody ze skał wapiennych mają dużą twardość przemijającą, z pokładów gipsowych natomiast dużą twardość stałą oraz dużą zawartość siarczanów. Podobnie dużą twardość wykazują wody z margli i dolomitów. Wody wgłębne zawierają często znaczne domieszki związków żelaza oraz bardzo niepożądanego w wodzie manganu.
Temperatura wód wgłębnych zbliżona jest do średniej rocznej temperatury powietrza danego regionu. Temperatura wód ze znacznych głębokości (kilkaset metrów) jest podwyższona zgodnie z podwyższaniem się wraz z głębokością temperatury warstw ziemnych (stopień geotermiczny).
Wody wgłębne szczelinowe i krasowe mogą być gorszej jakości niż wody z warstw porowatych, na skutek braku warstwy filtracyjnej oraz możliwego kontaktu szczelin z wodami powierzchniowymi.
Kierunek ruchu wody i prędkość jej przepływu zależą, od spadku zwierciadła wody w wodach o swobodnym zwierciadle oraz spadku linii ciśnienia w wodach artezyjskich.
Wody głębinowe. Są to wody znajdujące się głęboko pod powierzchnią ziemi i odizolowane od niej całkowicie wieloma kompleksami utworów nieprzepuszczalnych. Wody te nie są zasilane ani odnawiane. Są to stare wody sedymentacyjne lub reliktowe zamknięte w czasie procesów geologicznych. Z reguły są wysoko zmineralizowane — do celów wodociągowych nie nadają się. Mogą być wykorzystane w balneotechnice.
Wody infiltracyjne. Stanowią pośrednie ogniwo między wodami powierzchniowymi a podziemnymi. Są to wody powierzchniowe, którymi zostają wzbogacone zasoby wód podziemnych. Wody powierzchniowe, których jakość na skutek poważnych zanieczyszczeń jest mniej lub bardziej niezadowalająca, wprowadzone do warstwy wodonośnej dzięki infiltracji dennej, brzegowej albo za pomocą specjalnych urządzeń infiltracyjnych, nabierają pewnych dodatnich cech wód podziemnych tworząc tzw. sztuczne wody podziemne. (Jakość tych wód tym mniej różni się od jakości wód podziemnych naturalnych, im lepsza jest jakość wód powierzchniowych, im dłuższy jest czas pobytu wód infiltracyjnych w gruncie oraz im korzystniejszy jest rodzaj warstw wodonośnych pod względem ich właściwości filtrujących. Jakość wód infiltracyjnych nie powinna różnić się specjalnie od jakości wód podziemnych zarówno pod względem fizycznym i chemicznym, jak i bakteriologicznym.
Potrzeba uzupełnienia zasobów wód podziemnych najczęściej wynika ze zbytniego czerpania wody z istniejących zasobów, co w konsekwencji powoduje brak wody w ujęciach mimo pełnosprawnych urządzeń ujmujących wodę. Czerpanie wody z istniejących zasobów w tych warunkach powoduje systematyczne obniżanie się zwierciadła wód podziemnych i zanikanie podziemnego zbiornika wody. Chcąc utrzymać normalną wydajność ujęć, należy równocześnie z czerpaniem wody uzupełniać jej zasoby w sposób sztuczny. Proces ten nazywa się infiltracją sztuczną. Infiltracja sztuczna może być dokonywana w sposób:
bezpośredni — wprowadzanie wody powierzchniowej na obszar zasilania przez zalewanie powierzchni przepuszczalnej wodą, rozprowadzanie wody w basenach, stawach i rowach lub wprowadzanie wody w głąb warstwy wodonośnej przez otwory wiertnicze, studnie chłonne itp. pośredni — sytuowanie punktów czerpania wody w pobliżu przepuszczalnego koryta wód powierzchniowych; przez obniżenie poziomu wód podziemnych można wtedy wymusić wzmożony dopływ wody powierzchniowej do gruntu.
Względy techniczno-ekonomiczne dyktują potrzebę i poprawność wzbogacania ujęć wód podziemnych za pomocą infiltracji sztucznej, lecz przy obecnych możliwościach uzdatniania wód powierzchniowych bezpośrednie ujmowanie tych wód może okazać się znacznie korzystniejsze niż wprowadzanie ich do warstwy wodonośnej, co może wymagać również wstępnego oczyszczenia tej wody, a więc powodować dodatkowe podwyższenie kosztów takiego rozwiązania.
Niezależnie jednak od wskaźników techniczno-ekonomicznych mogą przeważyć zalety infiltracji sztucznej, gdyż poprawienie cech fizycznych i bakteriologicznych wody oraz stworzenie zbiornika wód podziemnych, mającego znaczenie wyrównawcze i zapasowe, może okazać się ważniejsze od innych względów, tym bardziej że woda zgromadzona pod powierzchnią ziemi jest mniej narażona na parowanie, zmiany temperatury oraz na skażenia (np. radioaktywne) niż woda powierzchniowa.