- Химичен състав на подземните води. - Минерална вода. - Произходът на подземните води. Образуване на подземни води. - Добив на подземни води. Лиценз за подземни води.

Подземни води - запаси от подземни води, ресурси от подземни води.

Подземните води са част от хидросферата на планетата (2% от обема) и участват в общия кръговрат на водата в природата. Запасите от подземни води все още не са напълно проучени. Сега официалната цифра е 60 милиона кубични километра, но хидрогеолозите са уверени, че в недрата на Земята има колосални неизследвани находища на подземни води и общото количество вода в тях може да бъде стотици милиони кубични метри.

Подземните води се намират в сондажи на дълбочина до няколко километра. В зависимост от условията, при които се намират подземните води (като температура, налягане, видове скали и др.), те могат да бъдат в твърдо, течно или газообразно състояние. Според V.I. Вернадски, подземните води могат да съществуват до дълбочина от 60 km поради факта, че водните молекули, дори при температура от 2000 ° C, се дисоциират само с 2%.

• Прочетете за резервите на подземна вода: Океани от вода под земята. Колко вода има на Земята?

При оценката на подземните води, в допълнение към понятието "запаси на подземни води", се използва терминът "ресурси на подземни води", който характеризира подхранването на водоносния хоризонт.

Класификация на запасите и ресурсите на подземни води:

1. Природни резервати е обемът на гравитационната вода, съдържаща се в порите и пукнатините на водоносните скали. природни ресурси - количеството подземни води, постъпващи във водоносния хоризонт при естествени условия чрез инфилтрация на валежи, филтриране от реки, преливане от по-високи и по-ниски водоносни хоризонти.

2. изкуствени резервати - това е обемът на подземните води в резервоара, образувани в резултат на напояване, филтриране от резервоари, изкуствено попълване на подземните води. изкуствени ресурси - това е дебитът на водата, постъпваща във водоносния хоризонт по време на филтриране от канали и резервоари в напоявани райони.

3. Привлечени ресурси - това е водният поток, постъпващ във водоносния хоризонт с повишено подхранване на подпочвените води, причинено от експлоатацията на водовземните съоръжения.

4. Понятия оперативни резерви И оперативни ресурси по същество са синоними. Под тях се разбира количеството подземни води, което може да се получи от технически и икономически рационални водовземни съоръжения при даден режим на работа и с качество на водата, което отговаря на изискванията през целия прогнозен период на потребление на вода.

Според степента на обща минерализация се разграничават водите (според V.I. Vernadsky):

• пресни (до 1 g/l),
• бракичен (1 -10 g/l),
• солено (10-50 g/l),
• разсоли (над 50 g/l) - в редица класификации е приета стойност от 36 g/l, съответстваща на средната соленост на водите на Световния океан.

В басейните на Източноевропейската платформа дебелината на зоната на пресни подземни води варира от 25 до 350 m, солена вода - от 50 до 600 m, солена вода - от 400 до 3000 m.

Горната класификация показва значителни промени в минерализацията на водата - от десетки милиграми до стотици грама на 1 литър вода. Максималната стойност на минерализация, достигаща 500 - 600 g / l, наскоро беше открита в Иркутския басейн.

За повече информация относно химичния състав на подземните води, химичните свойства на подземните води, класификация по химичен състав, фактори, влияещи върху химичния състав на подземните води и други аспекти, прочетете в отделна статия: Химичен състав на подземните води.

Подземни води – произход и формиране на подземните води.

В зависимост от произхода на подземните води има:

• 1) инфилтрация,
• 2) кондензация,
• 3) седиментогенен,
• 4) "ювенилен" (или магичен),
• 5) изкуствени,
• 6) метаморфогенен.

Подземни води - температура на подземните води.

По температура подземните води се разделят на студени (до +20 °C) и термални (от +20 до +1000 °C). Термалните води обикновено се характеризират с високо съдържание на различни соли, киселини, метали, радиоактивни и редкоземни елементи.

По температура подземните води са:

Студената подземна вода се разделя на:

• преохладени (под 0°С),
• студено (от 0 до 20 °С)

Термалните подземни води се делят на:

• топло (20 - 37 °С),
• горещо (37 - 50 °С),
• много горещо (50 - 100 °С),
• прегрят (над 100 °C).

Температурата на подземните води също зависи от дълбочината на водоносните хоризонти:

1. Подземни и плитки междупластови водиизпитват сезонни температурни колебания.
2. Подземните води, разположени на нивото на пояса с постоянни температури, поддържат постоянна температура през цялата година, равна на средногодишната температура на района.

• Там, където средногодишните температури са отрицателни, подземните води в зоната на постоянни температури през цялата година са под формата на лед. Така се образува вечната замръзналост („пермафрост“).
• В области където средната годишна температура е положителна, подземните води на пояса с постоянни температури, напротив, не замръзват дори през зимата.
  

3. Подпочвените води циркулират под пояса на постоянна температура, загрята над средногодишната температура на района и поради ендогенна топлина. Температурата на водата в този случай се определя от стойността на геотермалния градиент и достига максимални стойности в районите на съвременния вулканизъм (Камчатка, Исландия и др.), В зоните на средноокеанските хребети, достигайки температури от 300- 4000C. Високотермалните подпочвени води в районите на съвременен вулканизъм (Исландия, Камчатка) се използват за отопление на жилища, изграждане на геотермални електроцентрали, топлоснабдяване на оранжерии и др.

Подземни води – методи за търсене на подземни води.

• геоморфоложка оценка на района,
• геотермални изследвания,
• радонометрия,
• сондиране на проучвателни кладенци,
• изследване на ядка, извлечена от кладенци в лабораторни условия,
• опитно изпомпване от кладенци,
• наземна проучвателна геофизика (сеизмично и електрическо проучване) и каротаж

Подземни води - добив на подземни води.

Важна особеност на подземните води като полезни изкопаеми е непрекъснатият характер на водопотребление, което налага постоянно извличане на вода от недрата в определено количество.

При определяне на осъществимостта и рационалността на добива на подземни води се вземат предвид следните фактори:

• Общи запаси от подземни води,
• Годишният поток на вода във водоносни хоризонти,
• Филтрационни свойства на водоносни скали,
• Дълбочина на нивото,
• Технически условия на работа.

По този начин, дори при наличието на големи запаси от подземни води и значителния им годишен поток във водоносни хоризонти, извличането на подземни води не винаги е рационално от икономическа гледна точка.

Например ще бъде нерационално да се извличат подземни води в следните случаи:

• много малки дебити на кладенеца;
• сложност на операцията в техническо отношение (опесъчаване, мащабиране в кладенци и др.);
• липса на необходимо помпено оборудване (например при работа с агресивни промишлени или термални води).

Високотермалните подпочвени води в районите на съвременен вулканизъм (Исландия, Камчатка) се използват за отопление на жилища, изграждане на геотермални електроцентрали, топлоснабдяване на оранжерии и др.

В тази статия разгледахме темата Подземни води: обща характеристика. Прочетете още: История на изучаването на подземните води.

Подпочвените води- води, разположени в дебелината на земната кора. Те са в различно агрегатно състояние – течно, твърдо (лед, както и вода, свързана в кристалната решетка на различни минерали) и газообразно (водна пара). По-голямата част от работата се извършва от течна вода. Но водата в земната кора е способна да преминава от едно състояние в друго. Следователно, когато се изучава хидроложкият режим на подземните води, е необходимо да се вземат предвид всички възможни състояния на тяхното местоположение. Изследването на подземните води и техните дейности е предмет на специална дисциплина, разположена в пресечната точка на геоложките и географските науки - хидрогеология .

Подземните води участват в общия кръговрат на водата, но с различна интензивност. Разпределяне на зони:

Свободен водообмен (горен) – предимно прясна;

Бавен воден обмен (среден) - минерализиран;

Много бавен водообмен (долни) - предимно саламура.

Видове подземни води:

3. Филм водаобгръща минералните частици с филм с дебелина от части от микрона. Той се задържа от силите на повърхностно напрежение и може да тече до мястото, където филмът е по-тънък.

4. Хигроскопична водаобгръща минералните частици с филм с дебелина една молекула. Става мобилен само при преминаване в газообразна форма. Не замръзва при температури, съществуващи на Земята.

5. Лед- замразена вода. Може да се съдържа под формата на малки кристални частици (в замръзнала почва) и да образува агломерации.

6. газообразна вода, или водните пари се съдържат в състава на подземните атмосфери.

7. Вода за кристализациявлиза в състава на минералите под формата на молекули (гипс, опал). Той се отстранява и преминава в други състояния по време на реакции на дехидратация.

8. конституционна вода- в състава на кристалната решетка на минералите в дисоциирана форма. Той се освобождава само при пълното разрушаване на минералите по време на метаморфни процеси.

Верховодка -временно натрупване на гравитационни подземни води в зоната на аерация в скали (почви), подложени от лещи или изпъкнали междинни слоеве от водоустойчиви (или слабо пропускливи) скали. Верховодка се образува в резултат на проникване на атмосферни или повърхностни води (разтопен сняг или наводнения), както и от изкуствени резервоари; изчезва поради вътрепочвено изпарение, просмукване през слабо пропускливи почви или проникване до постоянно съществуващо ниво на подпочвените води.

Верховодка се характеризира със сезонна променливост, ограничен район на разпространение, резки колебания в нивото, запасите и химичния състав на водите. Verkhovodka, като правило, е неподходяща за водоснабдяване. При извършване на открит добив в зоната на разработване на кацнала вода е необходимо да се осигури стабилността на склоновете на входа, изсечените окопи и работните страни, което се постига чрез използването на допълнителни такси, изграждането на хоризонтален дренаж кладенци, използването на дренаж и дренаж.

подземни води - гравитационни подземни води на първия постоянен водоносен хоризонт от повърхността на Земята. Те се образуват главно поради инфилтрация (изтичане) на атмосферни валежи и вода от реки, езера, резервоари, напоителни канали и отводнителни канавки на рудници. Повърхност на подземните води - свободни, безнапорни; когато подземните води се отварят от кладенци или кладенци, нивото им се определя на дълбочината, на която са били открити. Зоните на захранване и разпространение на подземните води съвпадат.

В зависимост от количеството атмосферни валежи, повърхността на подземните води изпитва сезонни колебания (през сухия сезон намалява, през влажния сезон се повишава), дебитът, химичният състав и температурата на подземните води също се променят. В близост до реки и резервоари промените в нивото, оттока и химичния състав на подземните води се определят от естеството на тяхната хидравлична връзка с повърхностните води и режима на последните. Количеството на оттока на подпочвените води за дълъг период е приблизително равно на количеството вода, получено чрез инфилтрация.

Подземните води са от голямо значение за националната икономика като източник на водоснабдяване на промишлени предприятия, населени места и др. При експлоатацията на подземните води задачите за рационално използване и опазване на водите от изчерпване и замърсяване, които се наблюдават в районите на промишлени предприятия, са заложени. Промяната в химичния състав на подпочвените води е особено забележима в близост до химически заводи, топлоелектрически централи, преработвателни предприятия, скални сметища, напоителни канали, отводнителни канавки на мини. В минните райони също има нарушение на естествения хидрогеоложки режим и изчерпване на подземните водни ресурси (пълно - с открит метод на развитие и частично - с подземен).

Степента на влияние на подземните минни дейности върху режима и ресурсите на подземните води зависи от съотношението на дълбочината на развитие и височината на развитието на водопроводните пукнатини в зоната над минните изработки по време на добива на минерали с колапс от покривни скали. Запазването на режимите на подпочвените води може да се постигне чрез засипване (пълно или частично) на изкоп (в този случай височината на развитие на зоната на водопроводните пукнатини не трябва да надвишава основата на водоустойчивия слой на подземните води), както и чрез запушване на скални деформационни зони, промяна на минната технология (например използване на нестълбов добив на минерали), контрол на скалното налягане и др.

артезиански води - вода от резервоар под налягане, възникваща между непроницаеми слоеве. Те образуват големи водонапорни системи - артезиански басейни.

Артезианските води, открити от сондажи, се издигат над покрива на водоносния хоризонт и под прекомерно хидростатично налягане се изливат на земната повърхност или бликват. Образуването на артезианско водно налягане е свързано с хидравличната изолация на водоносните хоризонти, с разликата във височините на зоните на захранване и разпределение на водите, разположени в ниски райони; определена роля играе и изстискването на вода от уплътнени седименти (глини) в по-малко уплътнени утайки (пясъчници, варовици). Условията за възникване на артезианските води са разнообразни - те се ограничават предимно до коритовидни структури; също се намират в подобна на флексура асиметрична моноклинна поява на слоеве.

Артезианските води в зоните на активен водообмен са пресни или солени, в застояли условия те са солени или саламура и очевидно са погребаните води на древни морски басейни, разположени в различни геоложки епохи на тази територия. По време на разработването на находища артезианските води (ако не са самостоятелен обект на експлоатация) се появяват под формата на пробиви, затрудняват задвижването на минни изработки и изискват използването на специални мерки за защита на изработките от вода.

Пукнатинни и карстови води -подземни води, възникващи и циркулиращи в напукани и карстови скали. Пукнатинно-карстовите води се характеризират с бурно движение и сравнително големи водни ресурси. При задвижване и извличане на полезни изкопаеми без използване на защита от вода, пукнатинно-карстовите води се проявяват под формата на увеличен приток на вода и мощни внезапни пробиви (често причиняващи наводняване на разработки). Добивът в зоната на пукнатинно-карстовите води също причинява развитие на депресионна повърхност на подземните води на голяма площ и изчерпване на водните ресурси. Пукнатинно-карстовите води, поради повишената загуба на вода и добрия дренаж на карстови и фрактурирани масиви, съдържащи вода, се използват широко в националната икономика за питейно и промишлено водоснабдяване.

Хидроизохипси, коефициент на филтрация

ХИДРОИЗОГИПС - линии, свързващи на картата (плана) точки с еднакви абсолютни или относителни коти на повърхността на свободно течащи подземни води.

Коефициентът на филтрация k е най-важната хидрогеоложка характеристика на скалата, съдържаща водоносния хоризонт. Следователно, при всяко хидрогеоложко проучване на обекта, коефициентът на филтрация на водоносните хоризонти трябва да се определи по един или друг метод.

Коефициентът на филтрация се определя като средноаритметично от резултатите от лабораторни и полеви изследвания, получени при същите условия.

Коефициентът на филтрация зависи от свойствата на скалата и течността, така че обикновено се използва за хидротехнически изчисления в случаите, когато течността е една и съща - вода.

Значителна част от водните запаси на Земята са подземни басейни, които текат в почвата и скалните слоеве. Огромни натрупвания на подземни води са езера, които измиват скални отлагания и почва, образувайки ями.

Стойността на подземната течност е голяма не само за природата, но и за хората. Затова изследователите провеждат редовни хидроложки наблюдения на нейното състояние и количество и изучават все по-дълбоко какво представляват подземните води. Определение, класификация и други въпроси на темата ще бъдат разгледани в статията.

Какво представляват подземните води?

Подземните води са води, намиращи се в междуслойните пространства на скалите, намиращи се в горния слой на земната кора. Такава вода може да бъде представена във всяко агрегатно състояние: течно, твърдо и газообразно. Най-често подземните води са тонове течаща течност. Вторият по честота са блокове от ледници, които са запазени от периода на вечната замръзналост.

Класификация

Разделянето на подземните води на класове зависи от условията на тяхното възникване:

• почва;
• земята;
• междупластов;
• минерал;
• артезиански.

В допълнение към изброените типове подземните води се разделят на класове в зависимост от нивото на слоя, в който се намират:

• Горният хоризонт е прясна подземна вода. По правило тяхната дълбочина е малка: от 25 до 350 m.
• Средният хоризонт е местоположението на минерална или солена течност на дълбочина от 50 до 600 метра.
• Долният хоризонт е с дълбочина от 400 до 3000 метра. Вода с високо минерално съдържание.

Подземните води, разположени на голяма дълбочина, могат да бъдат млади на възраст, тоест наскоро появили се или реликтни. Последният би могъл да бъде положен в подземните слоеве заедно със земните скали, в които е "положен". Или реликтовите подземни води са се образували от вечна замръзналост: ледниците се стопили - течността се натрупала и продължила.

подземни води

Почвената вода е течност, която се среща в горния слой на земната кора. Той се локализира главно в пространствени кухини между почвените частици.

Ако разберете какво представлява подземната вода от типа на почвата, става очевидно, че този тип течност е най-полезната, тъй като нейното повърхностно местоположение не я лишава от всички минерали и химични елементи. Такава вода е един от основните източници на "храна" за земеделски полета, гори и други култури.

Този вид течност не винаги може да лежи хоризонтално, често очертанията й са подобни на топографията на почвата. В горния слой на земната кора влагата няма "твърда опора", така че е в окачено състояние.

Излишното количество почвена вода се наблюдава през пролетта, когато снегът се топи.

подземни води

Подземната разновидност са водите, които се намират на някои дълбочини на горния земен слой. Дълбочините на флуидния поток могат да бъдат големи, ако това е суха област или пустиня. В райони с умерен климат с периодични редовни валежи подземните води не са толкова дълбоки. И при излишък от дъжд или сняг, подземната течност може да доведе до наводняване на района. На места тази вода излиза на повърхността на почвата и се нарича извор, ключ или източник.

Подпочвените води се попълват поради валежи. Мнозина го бъркат с артезиански, но последният е по-дълбок.

Излишната течност може да се натрупа на едно място. В резултат на изправено положение от подпочвените води се образуват блата, езера и др.

Междупластов

Какво представляват междинните подземни води? Това всъщност са същите водоносни хоризонти като земята и почвата, но само нивото на техния поток е по-дълбоко от това на предишните два.

Положителна черта на интерстициалните течности е, че те са много по-чисти, защото лежат по-дълбоко. Освен това техният състав и количество винаги се колебаят в една постоянна граница и ако настъпят промени, те са незначителни.

Артезиански

Артезианските води се намират на дълбочина над 100 метра и достигат до 1 км. Този сорт се счита и наистина е най-подходящ за човешка консумация. Ето защо в крайградските райони често се практикува пробиване на подземни кладенци като източник на водоснабдяване на жилищни сгради.

При пробиване на кладенец артезианската вода избликва на повърхността като фонтан, тъй като е подземна вода под налягане. Той се намира в кухините на скалите между водоустойчивите слоеве на земната кора.

Референтна точка за добив на артезианска вода са определени естествени обекти, разположени на повърхността: депресии, флексури, падини.

минерал

Минералите са най-дълбоките и най-лечебни и ценни за човешкото здраве. Имат повишено съдържание на различни минерални елементи, чиято концентрация е постоянна.

Минералните води също имат свои собствени класификации:

С предварително записване:

• трапезария;
• медицински;
• смесен.

Според преобладаването на химичните елементи:

• водороден сулфид;
• въглероден;
• жлезиста;
• йод;
• бром.

Според степента на минерализация: от сладки до води с най-висока концентрация.

Класификация по предназначение

Подземните води се използват в човешкия живот. Предназначението им е различно:

• питейната вода е вода, която е годна за консумация както в естествен, недокоснат вид, така и след пречистване;
• технически е течност, която се използва в различни технологични, икономически или индустриални сектори.

Класификация по химичен състав

Химическият състав на подземните води се влияе от тези скали, които са в непосредствена близост до влага. Разграничават се следните категории:

1. Свежо.
2. Слабо минерализиран.
3. Минерализиран.

По правило водите, разположени в непосредствена близост до земната повърхност, са сладководни. И колкото по-дълбоко е разположена влагата, толкова по-минерализиран е нейният състав.

Как са се образували подземните води?

Няколко фактора влияят върху формирането на подпочвените води.

1. Валежи. Валежите под формата на дъжд или сняг се абсорбират от почвата в размер на 20% от общото количество. Те образуват почва или подземна течност. Освен това тези две категории влага участват във водния цикъл в природата.
2. Топящи се вечно замръзнали ледници. Подземните води образуват цели езера.
3. Има и ювенилни течности, които са се образували в втвърдена магма. Това е един вид първична вода.

Мониторинг на подземните води

Мониторингът на подземните води е важна необходимост, която ви позволява да проследявате не само тяхното качество, но и количеството им и като цяло тяхното наличие.

Ако качеството на водата се изследва в лаборатория, като се изследва иззетата проба, то изследването на наличието предполага следните методи, свързани помежду си:

1. Първият е оценка на района за наличие на очаквани подпочвени води.
2. Второто е измерването на температурните показатели на откритата течност.
3. След това се прилага радонов метод.
4. След това се правят основни сондажи, последвани от извличане на ядка.
5. Избраното ядро ​​се изпраща за изследване: определят се неговата възраст, дебелина и състав.
6. От кладенците се изпомпва определено количество подпочвена вода, за да се определят техните характеристики.
7. Въз основа на базовите кладенци се съставят карти на появата на течността, оценяват се нейното качество и състояние.

Проучването на подземните води се разделя на следните видове:

1. Предварителен.
2. Подробно.
3. Оперативен.

Проблеми със замърсяването

Проблемът със замърсяването на подземните води е много актуален днес. Учените идентифицират следните начини на замърсяване:

1. химически. Този вид замърсяване е много разпространено. Глобалният му характер зависи от факта, че на Земята има огромен брой селскостопански и промишлени предприятия, които изхвърлят отпадъците си в течна и твърда (кристализирана) форма. Тези отпадъци проникват много бързо във водоносните хоризонти.
2. Биологичен. Замърсени отпадъчни води от битови нужди, неизправна канализация – всичко това са причините за замърсяването на подземните води с патогени.

Класификация по вид водонаситени почви

Различават се следните:

• порести, тоест тези, които се утаяват в пясъците;
• напукани, тези, които запълват кухините на блокове от скали и скали;
• карстови, тези, които се намират във варовикови скали или други крехки скали.

В зависимост от местоположението се формира и съставът на водите.

Запаси

Подземните води се разглеждат като минерал, който е възобновяем и участва в кръговрата на водата в природата. Общите запаси от това разнообразие от минерали са 60 милиона km 3. Но въпреки факта, че показателите не са малки, подземните води са обект на замърсяване и това значително влияе върху качеството на консумираната течност.

Заключение

Реки, езера, подземни води, ледници, блата, морета, океани - всичко това са водните запаси на Земята, които по някакъв начин са свързани помежду си. Влагата, намираща се в почвените слоеве, не само образува подземен басейн, но също така влияе върху образуването на повърхностни водни тела.

Подпочвените води са годни за пиене, затова спасяването им от замърсяване е една от основните задачи на човечеството.

Подземните водоизточници в по-голямата си част се считат за стратегически водни ресурси.
Водоносните хоризонти, движейки се под въздействието на собствената си гравитация, образуват безнапорни и напорни хоризонти. Условията на тяхното възникване са различни, което дава възможност да се класифицират по видове: почвени, земни, междупластови, артезиански, минерални.

Разлики в подземните води

Те запълват порите, пукнатините и всички празнини между частиците на скалата. Те се разглеждат като временно натрупване на капкови води в повърхностния слой и не са свързани с долния водоносен хоризонт.

Те образуват първия водоустойчив хоризонт от повърхността. Този слой изпитва някои колебания през различните сезони, тоест повишаване на нивото през пролетно-есенния период и намаляване през горещия сезон.

За разлика от почвата, те имат по-постоянно ниво във времето и лежат между два устойчиви слоя.

Запълвайки целия междупластов хоризонт, източникът се счита за напорен и значително чист по отношение на подземните води.

Те се считат за натиск, затворени в скални слоеве. При отваряне те често бликат, издигайки се над нивото на земната повърхност. Срещат се на дълбочина 100-1000 метра.

Те са води, съдържащи разтворени соли и микроелементи, често с лечебно естество.

Запаси от подземни води

Запасите от вода в почвата пряко зависят от тяхното попълване с дъжд и отток от топене. Периодите на промяна в нивото им попадат на пролет - лято и лято - есен. В първия случай почвената влага се изпарява с 2-4 mm/ден, а в другия случай с 0,5-2,0 mm/ден. Техният баланс се променя значително в зависимост от метеорологичните условия, в резултат на което водните ресурси се увеличават или намаляват. Но ако няма сериозни атмосферни въздействия, техните запаси в почвения стълб остават непроменени. Изчисляването на резервите се извършва емпирично.

Запасите от подземни води се попълват в резултат на инфилтрация на горните слоеве на почвената влага, особено през дъждовния сезон. Течейки през наситени хоризонти, те намират изходи към повърхността под формата на извори, допълващи и образуващи потоци, езера, езера и други наземни източници. Те се образуват от инфилтрация на речни, езерни води, поради атмосферни валежи. Те също се попълват от източници, издигащи се от дълбоки хоризонти. Големи запаси са съсредоточени в основите на речните долини и предпланинските райони, пукнатини в плитки вкаменени варовици.

Между другото, има информация, която прогнозира рязко намаляване на запасите от прясна вода 2 пъти през следващите 25 години. Ако вземем предвид, че общите им запаси са 60 милиона km³, а 80 страни на планетата вече изпитват дефицит на влага, тогава лошите прогнози могат да се сбъднат.

За голямо съжаление на земляните, водоснабдяването не се подновява.

Произход на подземните води

Подземните води, според условията на възникване, се състоят от атмосферни валежи и кондензат на въздушна влага. Те се наричат ​​почвени или "висящи" и, като не са под непроницаеми хоризонти, играят важна роля в храненето на насажденията. Под тази зона се появяват слоеве от сухи скали, съдържащи така наречената филмова вода. В периода на обилно просмукване на дъждове, топене на сняг, над сухите слоеве се образуват натрупвания на гравитационни води.

Подземните води, които са първите от земната повърхност, се захранват и от атмосферни валежи и земни източници. Дълбочината на тяхното възникване зависи от геоложките модели.

Междупластовите източници се намират под земята и са разположени между водоустойчиви слоеве. Хоризонтите с отворено огледало се наричат ​​безнапорни. Водна леща със затворена повърхност се счита за леща под налягане и по-често се нарича артезианска леща.

По този начин произходът на подземните води до голяма степен зависи от физическите свойства на скалите. Може да бъде порьозност и работен цикъл. Именно тези показатели характеризират влагоемкостта и водопропускливостта на скалите.

И така, две зони - зоната на аерация и насищане определят появата на подземни източници. Зоната на аерация представлява интервала от равнината на земята до равнината на подземните води, наречен почва. Зоната на насищане включва почвена жила до междупластовия хоризонт.

Тема: Основните разновидности на подземните води. Условия за образуване. Геоложка активност на подземните води

2. Основните видове подземни води.

1. Класификация на подземните води.

Подземните води са много разнообразни по химичен състав, температура, произход, предназначение и др. Според общото съдържание на разтворени соли те се разделят на четири групи: пресни, солени, солени и разсолени. Сладката вода съдържа по-малко от 1 g/l разтворени соли; солени води - от 1 до 10 g/l; солено - от 10 до 50 g / l; саламура - над 50 g/l.

Според химичния състав на разтворените соли подземните води се разделят на бикарбонатни, сулфатни, хлоридни и комплексни. (сулфат хидрокарбонат, хлорид хидрокарбонат и др.).

Водите с лечебна стойност се наричат ​​минерални. Минералните води излизат на повърхността под формата на извори или се извеждат на повърхността изкуствено с помощта на сондажи. Според химичния състав, газовостта и температурата минералните води се разделят на въглекисели, сероводородни, радиоактивни и термални.

Въглекислите води са широко разпространени в Кавказ, Памир, Забайкалия и Камчатка. Съдържанието на въглероден диоксид във въглекислите води е от 500 до 3500 mg/l и повече. Газът присъства във вода в разтворена форма.

Сероводородните води също са доста разпространени и са свързани предимно със седиментни скали. Общото съдържание на сероводород във водата обикновено е ниско, но терапевтичният ефект на сероводородните води е толкова значителен, че съдържанието на H2 над 10 mg/l вече им придава лечебни свойства. В някои случаи съдържанието на сероводород достига 140-150 mg / l (например добре известните извори на Мацеста в Кавказ).

Радиоактивните води се делят на радонови, съдържащи радон, и радиеви, съдържащи радиеви соли. Терапевтичният ефект на радиоактивните води е много висок.

По температура термалните води се делят на студени (под 20°C), топли (20-30°C), горещи (37-42°C) и много горещи (над 42°C). Те са често срещани в райони на млад вулканизъм (в Кавказ, Камчатка и Централна Азия).

2. Основни видове подземни води

Според условията на възникване се разграничават следните видове подземни води:

почва;

· горна вода;

почва;

междупластов;

· карст;

фисури.

подземни води разположени на повърхността и запълват празнините в почвата. Влагата, съдържаща се в почвения слой, се нарича почвена вода. Те се движат под въздействието на молекулни, капилярни и гравитационни сили.

В зоната на аерация се разграничават 3 слоя почвена вода:

1. почвен хоризонт с променлива влажност - коренов слой. Той обменя влага между атмосферата, почвата и растенията.

2. подпочвен хоризонт, често “омокрянето” не достига до тук и той остава “сух”.

хоризонт на капилярна влага - капилярна граница.

Верховодка - временно натрупване на подпочвени води в приповърхностния слой на водоносни хоризонти в рамките на зоната на аерация, разположени върху лещовиден, заклинен водоносен хоризонт.

Verkhovodka - подземни води без налягане, които се намират най-близо до земната повърхност и нямат непрекъснато разпределение. Образуват се в резултат на инфилтрация на атмосферни и повърхностни води, задържани от непропускливи или слабопропускливи вклинени слоеве и лещи, както и в резултат на кондензация на водни пари в скалите. Те се характеризират със сезонност на съществуване: в сухи времена те често изчезват, а по време на периоди на дъжд и интензивно снеготопене се появяват отново. Те са подложени на резки колебания в зависимост от хидрометеорологичните условия (количеството на валежите, влажността на въздуха, температурата и др.). Кацналите води също включват води, които временно се появяват в блатни образувания поради прекомерно подхранване на блатата. Често кацналите води се появяват в резултат на изтичане на вода от водоснабдителна система, канализация, басейни и други водоносни съоръжения, което може да доведе до заблатяване на района, наводняване на основи и сутерени. В района на разпространение на вечно замръзналите скали, вечно замръзналите води се наричат ​​​​супра-вечно замръзнали води. Водите на Верховодка обикновено са пресни, слабо минерализирани, но често са замърсени с органични вещества и съдържат големи количества желязо и силициева киселина. Verkhovodka, като правило, не може да служи като добър източник на водоснабдяване. Въпреки това, ако е необходимо, се предприемат мерки за изкуствено опазване: подреждане на езера; отклонения от реки, които осигуряват постоянно захранване на експлоатирани кладенци; засаждане на растителност, която забавя снеготопенето; създаване на водоустойчиви джъмпери и др. В пустинните райони, чрез подреждане на жлебове в глинести зони - такири, атмосферната вода се отклонява към съседната зона на пясъците, където се създава леща от кацнала вода, което е определен запас от прясна вода.

подземни води лежат под формата на постоянен водоносен хоризонт върху първия от повърхността, повече или по-малко устойчив, непропусклив слой. Подземните води имат свободна повърхност, която се нарича огледало или ниво на подземните води.

Междупластови води затворени между водоустойчиви слоеве (пластове). Междупластовите води под налягане се наричат ​​напорни или артезиански. При отваряне на кладенци артезианските води се издигат над покрива на водоносния хоризонт и ако маркировката за нивото на налягането (пиезометричната повърхност) надвишава марката на земната повърхност в тази точка, тогава водата ще се излее (избликне). Условната равнина, която определя позицията на нивото на налягането във водоносния хоризонт (виж фиг. 2), се нарича пиезометрично ниво. Височината на издигане на водата над водоустойчивия покрив се нарича налягане.

артезиански водилежат в пропускливи седименти, затворени между непроницаеми, запълват напълно празнините в резервоара и са под налягане. Въглеводородът, който се е утаил в кладенец, се нарича пиезометричен,което се изразява в абсолютни стойности. Самотечните напорни води имат локално разпространение и са по-известни на градинарите като "ключове". Геоложките структури, до които са ограничени артезианските водоносни хоризонти, се наричат ​​артезиански басейни.

Ориз. 1. Видове подземни води: 1 - почва; 2 - горна вода; 3 - земя; 4 ~ междупластов; 5 - водоустойчив хоризонт; 6 - пропусклив хоризонт

Ориз. 2. Схема на структурата на артезианския басейн:

1 - водоустойчиви скали; 2 - пропускливи скали с вода под налягане; 4 - посока на потока на подземните води; 5 - добре.

Карстови води лежат в карстови кухини, образувани поради разтварянето и излугването на скалите.

пукнатинни води запълват пукнатини в скалите и могат да бъдат както напорни, така и безнапорни.

3. Условия за образуване на подземни води

Подземните води са първият постоянен водоносен хоризонт от земната повърхност.. Около 80% от селските населени места използват подземни води за водоснабдяване. GW отдавна се използва за напояване.

Ако водите са свежи, тогава на дълбочина 1-3 m те служат като източник на почвена влага. На височина 1-1,2 м могат да причинят преовлажняване. Ако подземните води са силно минерализирани, тогава на височина 2,5 - 3,0 m могат да причинят вторично засоляване на почвата. И накрая, подземните води могат да затруднят изкопаването на строителни ями, да запалят застроени площи, да въздействат агресивно на подземните части на конструкциите и т.н.

Образуват се подземни води различни начини. Някои от тях се образуват в резултат на проникване на атмосферни валежи и повърхностни води през порите и пукнатините на скалите. Такива води се наричат инфилтрация(думата "инфилтрация" означава просмукване).

Съществуването на подземни води обаче не винаги може да се обясни с инфилтрация на валежи. Например в райони на пустини и полупустини падат много малко валежи и те бързо се изпаряват. Въпреки това, дори в пустинни райони, подземните води присъстват на известна дълбочина. Образуването на такива води може да се обясни само кондензация на водни пари в почвата. Еластичността на водната пара през топлия сезон в атмосферата е по-голяма, отколкото в почвата и скалите, така че водната пара непрекъснато тече от атмосферата в почвата и там образува подземни води. В пустините, полупустините и сухите степи водата от кондензационен произход при горещо време е единственият източник на влага за растителността.

Подпочвените води могат да се образуват поради погребването на водите на древни морски басейни заедно с натрупващите се в тях седименти. Водите на тези древни морета и езера може да са били запазени в заровени седименти и след това да са проникнали в околните скали или на повърхността на Земята. Такива подземни води се наричат седиментни води .

Част от произхода на подземните води може да се свърже с охлаждане на разтопена магма. Освобождаването на водна пара от магмата се потвърждава от образуването на облаци и дъждове по време на вулканични изригвания. Подземните води с магмен произход се наричат непълнолетен (от латинското "juvenalis" - девствена). Според океанолога X. Райт огромните водни пространства, които съществуват в момента, „растат капка по капка през целия живот на нашата планета поради водата, просмукваща се от недрата на Земята“.

Условията за възникване, разпространение и формиране на ХВ зависят от климата, топографията, геоложкия строеж, влиянието на реките, почвената и растителната покривка и икономическите фактори.

а) Връзка на GW с климата.

Валежите и изпарението играят важна роля при формирането на планинските води.

За да се анализира промяната в това съотношение, е препоръчително да се използва картата на влагата на растенията. Идентифицирани са три зони (региони) във връзка с валежите и изпарението:

1. достатъчно влага

2. недостатъчен

3. Лека влага

В първата зона са съсредоточени основните площи на преовлажнени земи, които изискват дренаж (в някои периоди тук е необходима влага). Местата с недостатъчно и незначително овлажняване се нуждаят от изкуствено овлажняване.

В трите области подаването на ТВ чрез валежите и тяхната топлина в зоната на аерация са различни.

В района на достатъчна влага инфилтрационното захранване на подпочвените води на дълбочина над 0,5 - 0,7 m преобладава над тяхното топлинно захранване в зоната на аерация. Тази закономерност се наблюдава през невегетационния и вегетационния период, с изключение на силно засушливите години.

В зоната на недостатъчна влага съотношението на инфилтрацията на валежите към изпарението на HW при плиткото им поява е различно в лесостепната и степната зона.

В горските степи, в глинестите скали, през влажни години инфилтрацията преобладава над топлинната HW в зоната на аерация; в сухи години съотношението е обратно. В степната зона в глинестите скали през невегетационния период инфилтрационното хранене преобладава над термичното HW, а през вегетационния период е по-малко. Като цяло през годината инфилтрационното хранене започва да преобладава над термалните подземни води.

В зоната на незначителна влага - в полупустини и пустини - инфилтрацията в глинести скали с плитка GWL е несъизмеримо малка в сравнение с потока в зоната на аерация. В песъчливите скали инфилтрацията започва да се увеличава.

По този начин доставката на HW поради валежите намалява, а изхвърлянето в зоната на аерация се увеличава с прехода от зоната на достатъчна към зоната на незначителна влага.

б) Връзка на подземните води с реките.

Формите на връзка между подземните води и реките се определят от релефа и геоморфоложките условия.

Дълбоко врязаните речни долини служат като приемници на подземни води, отводняващи прилежащите земи. Напротив, с малък разрез, характерен за долните течения на реките, реките захранват подземните води.

На диаграмата са показани различни случаи на съотношение на повърхностни и подземни води.

Принципна проектна схема за взаимодействие на подземни и повърхностни води при условия на променливост на повърхностния отток.

а - маловодие; b - възходяща фаза на наводнението; c - низходяща фаза на наводнението.

V) Връзката на подземните води с налягането.

Ако няма абсолютно непропусклив слой между подпочвените води и подлежащия напорен хоризонт, тогава са възможни следните форми на хидравлична връзка между тях:

1) GWL е по-високо от нивото на напорната вода, в резултат на което GW може да потече в напорна вода.

2) Нивата са почти еднакви. С намаляване на GWL, например, от дренажи, GW ще се захранва от такива под налягане.

3) GWL периодично надвишава нивото на водата под налягане (по време на напояване, валежи), през останалото време GW се захранва от валежи.

4) GWL е постоянно под UNV, така че последните захранват подпочвените води.

Подпочвените води могат да се захранват от артезиански води и през така наречените хидрогеоложки прозорци - зони, където е нарушена непрекъснатостта на водоустойчивия слой.

Възможно е да се захранват въглеводороди с налягане чрез тектонски разломи.

Хидродинамичните зони на GW, определени от релефа и геоложката структура, са тясно свързани с геоструктурните условия на територията. Зоните с висок дренаж са характерни за планинските и предпланинските райони. Зоните с нисък дренаж са характерни за падини и падини на платформени равнини.

Зонирането на захранването с HW се проявява най-ясно в зоната с нисък дренаж в сухите райони. Състои се в последователно увеличаване на минерализацията на HW с разстоянието от източника на захранване на реката, канала и т.н. Следователно в сухите райони кладенците за водоснабдяване обикновено се поставят по канали, реки.

4. Условия за образуване и поява на артезиански води.

Артезианските води се образуват с определена геоложка структура - редуване на пропускливи слоеве с непроницаеми. Те са ограничени главно до синклинални или моноклинални образувания.

Районът на развитие на един или повече артезиански слоеве се нарича артезиански басейн. AB може да заема от няколко десетки до стотици хиляди km 2 .

Източници на захранване с напорна вода - валежи, просмукване на реки, резервоари, напоителни канали и др. Напорната вода при определени условия се попълва с подземни води.

Тяхната консумация е възможна чрез разтоварването им в речни долини, излизащи на повърхността под формата на извори, бавно просмукващи се през слоевете, които съдържат напорния слой, с преливане в подпочвените води. Изборът на ВО за водоснабдяване и напояване също представлява позициите на техните разходи.

В артезианските басейни има области на хранене, налягане и изпускане.

Зона на хранене - зоната, където артезианското образувание излиза на повърхността на земята, където се захранва. Разположен е на най-високите възвишения на артезианския басейн в планински райони и водосбори и др.

Зоната на налягане е основната област на разпространение на артезианския басейн. В своите граници подземните води имат натиск.

Зона на изтичане - зона на изтичане на вода под налягане към повърхността - отворено изтичане (под формата на възходящи извори или зона на скрито изтичане, например в речни корита и др.)

Кладенците отварящи АБ са бликащи, това е пример за изкуствено изпускане на напорни води.

В образувания, съдържащи гипс, анхидриди, соли, артезианските води имат повишена минерализация.

Видове и зониране на артезиански води

Артезианските басейни обикновено се характеризират с геоструктурата на водоносни и водоустойчиви скали.

На тази основа се разграничават два вида артезиански басейни (според N.I. Tolstikhin):

1. артезиански платформени басейни, обикновено характеризиращи се с много голяма площ на развитие и наличието на няколко напорни водоносни хоризонта (това са Москва, Балтийско море, Днепър-Донецк и др.)

2. артезиански басейни от нагънати области, ограничени до интензивно деформирани седиментни, магмени и метаморфни скали. Различават се в по-малката площ на развитие. Примери за това са Ферганският, Чуйският и други басейни.

5. Геоложка активност на подземните води.

Подземните води извършват разрушителна и съзидателна работа. Разрушителната активност на подземните води се проявява главно в разтварянето на водоразтворими скали, което се улеснява от съдържанието на разтворени соли и газове във водата. Сред геоложките процеси, причинени от дейността на PW, трябва да се споменат на първо място карстовите явления.

Карст.

Карстът е процесът на разтваряне на скалите, които се движат в тях под земята и проникват в повърхностни води. В резултат на карста в скалите се образуват пещери и кухини с различни форми и размери. Тяхната дължина може да достигне много километри.

От карстовите системи Mammoth Cave (САЩ) е най-дългата с обща дължина на проходите около 200 km.

Подложени на карст са солоносни скали, гипс, анхидриди и карбонатни скали. Съответно се разграничава карст: сол, гипс, карбонат. Развитието на карста започва с разширяване (под въздействието на излугване) на пукнатини. Карстът причинява специфични форми на релефа. Основната му характеристика е наличието на карстови фунии с диаметър от няколко до стотици метра и дълбочина до 20 - 30 м. Карстът се развива толкова по-интензивно, колкото повече падат валежите и колкото по-голяма е скоростта на подземните потоци.

Районите, подложени на карст, се характеризират с бързо поглъщане на валежите.

В рамките на масивите от карстови скали се разграничават зони на низходящо движение на водата и хоризонтално движение към речни долини, море и др.

В карстовите пещери се наблюдават синтрови образувания с преобладаващ карбонатен състав - сталактити (растат надолу) и сталагмити (растат отдолу). Карстът отслабва скалите, намалява тяхното количество като основа за хидротехнически съоръжения. По карстовите празнини са възможни значителни изтичания на вода от резервоари и канали. И в същото време подземните води, съдържащи се в карстовите скали, могат да бъдат ценен източник за водоснабдяване и напояване.

Разрушителната дейност на подпочвените води включва суфозия (копаене) - това е механично отстраняване на малки частици от рохкави скали, което води до образуване на празнини. Такива процеси се наблюдават в льос и льосовидни скали. Освен механична се разграничава и химична суфозия, пример за която е карстът.

Творческата работа на подземните води се проявява в отлагането на различни съединения, които циментират пукнатини в скалите.

Контролни въпроси:

1 Дайте класификация на подземните води.

2. При какви условия се образуват подземните води?

3. При какви условия се образуват артезиански подземни води?

4. Каква е геоложката активност на подземните води?

5. Назовете основните видове подземни води.

6. Как кацналата вода влияе на конструкцията?