Подземные воды это – Подземные воды — это… Что такое Подземные воды?

dic.academic.ru

Подземные воды

Подземные воды — это воды, находящиеся в верхней части земной коры (до глубины 12-16 км) в жидком, твердом и парообразном состояниях. Основная масса их образуется вследствие просачивания с поверхности дождевых, талых и речных вод. Подземные воды постоянно перемещаются как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Глубина их залегания, направление и интенсивность движения зависят от водопроницаемости пород. К водопроницаемым породам относят галечники, пески, гравий. К водонепроницаемым (водоупорным), практически не пропускающим воду — глины, плотные без трещин горные породы, мерзлые грунты. Слой горной породы, в котором заключена вода, называется водоносным.

По условиям залегания подземные воды подразделяют на три вида: почвенные, находящиеся в самом верхнем, почвенном слое; грунтовые, залегающие на первом от поверхности постоянном водоупорном слое; межпластовые, находящиеся между двумя водоупорными пластами. Грунтовые воды питаются просочившимися атмосферными осадками, водами рек, озер, водохранилищ. Уровень грунтовых вод колеблется по сезонам года и различен в разных зонах. Так, в тундре он практически совпадает с поверхностью, в пустынях находится на глубине 60-100 м. Распространены они почти повсеместно, не обладают напором, перемещаются медленно (в крупнозернистых песках, например, со скоростью 1,5-2,0 м в сутки). Химический состав подземных вод неодинаков и зависит от растворяемости прилегающих пород. По химическому составу различают пресные (до 1 г солей на 1 л воды) и минерализованные (до 50 г солей на 1 л воды) подземные воды. Естественные выходы подземных вод на земную поверхность называется источниками (родниками, ключами). Они образуются обычно в пониженных местах, где земную поверхность пересекают водоносные горизонты. Источники бывают холодными (с температурой воды не выше 20°С, теплыми (от 20 до 37°С) и горячими, или термальными (свыше 37°С). Периодически фонтанирующие горячие источники называются гейзерами. Они находятся в областях недавнего или современного вулканизма (Исландия, Камчатка, Новая Зеландия, Япония). Воды минеральных источников содержат разнообразные химические элементы и могут быть углекислыми, щелочными, соляными и т.д. Многие из них имеют лечебное значение.

Подземные воды пополняют колодцы, реки, озера, болота; растворяют различные вещества в породах и переносят их; вызывают оползни, заболачивание. Они обеспечивают растения влагой и население питьевой водой. Источники дают наиболее чистую воду. Водяной пар и горячая вода гейзеров служат для отопления зданий, теплиц и энергетических установок.

Запасы подземных вод очень велики — 1,7%, но возобновляются крайне медленно, и это необходимо учитывать при их расходовании. Не менее важна и охрана подземных вод от загрязнений.

geographyofrussia.com

Подземные воды

В толще земной коры располагаются не только горные породы, но и воды, которые называют подземными.

Откуда же там появилась вода?

Основной источник их пополнения – это атмосферные осадки. Часть выпадающих осадков или тающих снегов просачивается в горные породы. Однако просачиваться такие воды могут только при определённых условиях: в зависимости от водопропускной способности горных пород. Эта способность зависит от наличия в них пор – промежутков между частицами горной породы. Чем крупнее частицы, тем шире поры, а, значит, вода легче проходит через горную породу. Если же частицы пород мелкие, то и поры между ними будут небольшими. Значит, через такие горные породы воды не смогут пройти.

Горные породы, которые легко пропускают воду, называют водопроницаемыми. К таким породам можно отнести песок.

Горные породы, которые не пропускают воду, называют водоупорными. К таким породам можно отнести глину или гранит.

Иногда в земной толще возникают огромные пустоты – пещеры. Они появляются в тех местах, где вода вымывает частички легкорастворимых горных пород, например, таких как гипс или соль. Тогда в земной коре образуются огромные пустоты. В пещерах даже могут образовываться подземные озёра и реки.

А еще здесь можно встретить сталактиты и сталагмиты. Это особые известковые и гипсовые образования в виде сосулек. Сталактиты растут сверху вниз, а сталагмиты – снизу вверх. Образуются они при помощи капель воды, в которой содержится растворённая соль.

Людей, изучающих пещеры, называют спелеологами.

А вот самой длинной пещерой в мире является Мамонтова пещера, расположенная в Северной Америке в предгорьях Аппалачей. Длина ее исследованной части составляет 587 километров. Здесь насчитывается 225 подземных проходов и более двадцати глубоких шахт.

Кроме атмосферных осадков, подземные воды могут также пополняться и за счёт пара, который поднимается из глубинных слоев Земли.

На поверхности суши находятся разные горные породы, как водопроницаемые, так и водоупорные. Чаще всего их слои чередуются. Например, верхний водопроницаемый слой может быть представлен песком, под которым находится глина, образующая водоупорный слой. Когда выпадают атмосферные осадки, то вода беспрепятственно проходит через поры песка. Однако, достигнув слоя глины, она задерживается, постепенно заполняя поры в песке. В таком случае образуется слой, насыщенный водой. Этот слой воды называют водоносным слоем, а воды, которые в нем находятся – грунтовыми водами. Эти воды находятся на определённом уровне, который определяют по глубине их залегания. Этот уровень не остаётся постоянным: сухим летом он понижается, а весной, при таянии снега – повышается.

Люди научились использовать грунтовые воды. В тех местах, где они не глубоко залегают от поверхности Земли, выкапывают колодца. Вода в них гораздо чище, чем в реках или озёрах.

Грунтовые воды могут постепенно перемещаться, если водоупорный слой, на котором они расположены, немного наклонен. Поэтому на склонах или в оврагах грунтовые воды могут выходить на поверхность, образуя источники – родники.

Если же водоносный слой оказался между двумя водоупорными слоями, то такой слой называют межпластовым. В нём находятся межпластовые воды. Вода в такой слой может попасть только в том случае, если он выходит на поверхность. Поэтому межпластовый слой пополняется водой очень медленно.

Межпластовые воды также используются человеком. Их добывают при помощи скважин, которые бурят через водоупорные слои. Если эти воды находятся под напором, то они могут сами подниматься вверх по скважине – фонтанировать. Тогда такие межпластовые воды называют артезианскими.

Подземные воды играют большую роль как в природе, так и в жизни человека. Они используются человеком в качестве питьевой воды, для снабжения предприятий водой, регулируют уровень воды в реках и озёрах. Ещё их используют в тех районах, где очень мало или вообще нет поверхностных вод.

Минеральная вода, которую часто можно встретить на прилавках магазинов – это тоже подземная вода, в которой растворено очень много различных веществ и газов. Её используют в лечебных целях.

К сожалению, своей деятельностью человек очень часто загрязняет подземные воды, в которые просачиваются сточные воды различных предприятий. Эти воды содержат множество загрязняющих веществ, которые делают её уже не пригодной для использования. Очень важно охранять подземные воды, потому что пополняются они очень медленно. И если их расходовать быстрее, чем они смогут возобновиться, то в скором времени подземные воды совсем могут исчезнуть.

Подведём итоги.

В толще земной коры содержатся подземные воды. Они образуются благодаря просачиванию в горные породы вод атмосферных осадков, тающего снега или благодаря водяному пару с глубин Земли.

Водопроницаемый слой – слой, состоящий из горных пород, легко пропускающих воду, а водоупорный слой – слой, состоящий из горных пород, не пропускающих воду. Подземные воды, лежащие между водопроницаемым и водоупорным слоями, называют грунтовыми водами. Они могут выходить на поверхность в виде источников, родников. Подземные воды, залегающие между двумя водоупорными слоями, называют межпластовыми водами. Их добывают при помощи скважин. Подземные воды пополняются крайне медленно, поэтому нуждаются в охране человеком.

videouroki.net

Виды подземных вод: описание, характеристика и особенности

Вода представляет собой наиболее распространенное вещество на нашей планете, благодаря которому поддерживается на ней жизнь. Она находится и в литосфере, и в гидросфере. Биосфера Земли состоит на ¾ из воды. Важную роль в кругообороте данного вещества играют его подземные виды. Здесь она может образовываться из мантийных газов, в процессе стока атмосферных осадков и т. д. В данной статье мы рассмотрим виды подземных вод.

Понятие

Под подземными водами понимают последние, находящиеся в земной коре, расположенные в горных породах, находящихся ниже поверхности Земли в различных агрегатных состояниях. Они составляют часть гидросферы. Как считает В. И. Вернадский, данные воды могут располагаться на глубине до 60 км. Расчетный объем подземных вод, расположенных на глубине до 16 км, составляет 400 млн кубических км, то есть треть от вод Мирового океана. Они расположены в двух этажах. В нижнем из них находятся метаморфические и магматические горные породы, поэтому здесь количество воды лимитированное. Основная масса воды расположена в верхнем этаже, в котором расположены осадочные породы.

Классификация по характеру обмена с поверхностными водами

В нем выделяют 3 зоны: верхнюю — свободного; среднюю и нижнюю — замедленного водного обмена. Виды подземных вод по составу в разных зонах различны. Так, в верхней из них располагаются пресные воды, использующиеся для технических, питьевых и хозяйственных целей. В средней зоне расположены древние воды различного минерального состава. В нижней части находятся высокоминерализованные рассолы, из которых добывают различные элементы.

Классификация по минерализации

Выделяют следующие виды подземных вод по минерализации: ультра-, пресные, имеющие относительно повышенную минерализацию — только последняя группа может достигать уровня минерализации 1,0 г/куб. дм; солоноватые, соленые, повышенной солености, рассолы. У последних минерализация превышает 35 мг/ куб. дм.

Классификация по залеганию

Выделяют следующие виды подземных вод по условиям залегания: верховодку, грунтовые, артезианские и почвенные воды.

Верховодка в основном формируется на линзах и выклинивающихся пластах слабопроницаемых или водоупорных горных пород в зоне аэрации при инфильтрации поверхностных и атмосферных вод. Иногда она образуется за счет иллювиального горизонта под почвенным слоем. Формирование данных вод связано с процессами конденсации водных паров помимо перечисленных выше. В некоторых климатических зонах они формируют достаточно большие запасы качественной воды, но в основном образуются маломощные водоносные горизонты, исчезающие при засухе и образующиеся в периоды интенсивных увлажнений. В основном данный вид подземных вод характерен для суглинков. Его мощность достигает 0,4-5 м. Существенное влияние на образование верховодки оказывает рельеф. На крутых склонах она существует короткое время или отсутствует вовсе. На плоских степях с понижениями в виде блюдец и плоских водоразделах, на поверхности речных трасс формируется более устойчивая верховодка. Она не имеет гидравлической связи с речными водами, при этом легко загрязняется иными водами. При этом она может питать грунтовые воды, а может расходоваться на испарение. Верховодка может быть пресной или слабоминерализованной.

Грунтовые воды — это часть подземных вод. Они расположены на первом водоносном горизонте от поверхности, залегают на первом водоносном пласте, выдержанном по площади. В основном они — безнапорные воды, небольшой напор могут иметь в участках с локальным водоупорным перекрытием. Глубина залегания, их химические и физические свойства подвержены периодическим колебаниям. Распространены повсеместно. Питаются посредством инфильтрации осадков из атмосферы, фильтрации из поверхностных источников, конденсации водных паров и внутригрунтового испарения, дополнительного питания, поступающего из нижерасположенных водоносных горизонтов.

Артезианские воды — это часть подземных вод, имеющих напор, залегающих в водоносных горизонтах между относительно водоупорными и водоупорными пластами. Они залегают глубже грунтовых. У них в большинстве случаев области питания и создания напора не совпадают. Вода появляется в скважине ниже установившегося уровня. Свойства данных вод менее подвержены колебаниям и загрязнениям по сравнению с грунтовыми.

Почвенные воды представляют собой таковые, которые приурочены к почвенному водному слою, принимают участие в снабжении растений данным веществом, связаны с атмосферой, верховодкой и грунтовыми водами. Они оказывают существенное влияние на химсостав грунтовых вод при их глубоком залегании. Если последние расположены неглубоко, то почва переувлажняется и начинается заболачивание. Гравитационная вода не формирует отдельного горизонта, передвижение осуществляется сверху вниз под действием капиллярных сил или сил тяжести в различных направлениях.

Классификация по формированию

Основными видами подземных вод являются инфильтрационные, которые формируются из-за просачивания атмосферных осадков. Помимо этого они могут образовываться в результате конденсации водяного пара, который попадает в трещиноватые и пористые породы вместе с воздухом. Помимо этого выделяют реликтовые (погребенные) воды, которые были в древних бассейнах, но были захоронены мощными слоями осадочных пород. Также отдельным видом идут термальные воды, которые образовались на последних этапах магматических процессов. Эти воды образуют магматогенные или ювенильные виды.

Классификация движения рассматриваемых объектов

Выделяют следующие виды движения подземных вод (см. рисунок).

Просачивание поверхностных вод и осадков из атмосферы происходит в зоне аэрации. При этом данный процесс подразделяется на свободно осуществляемый и нормальную инфильтрацию. Первый предполагает осуществление движения сверху вниз под влиянием силы тяжести и капиллярных сил по неким канальцам и капиллярным порам, при этом пористое пространство не насыщается водой, что способствует сохранению движения воздуха. При нормальной инфильтрации к перечисленным выше силам присоединяются градиенты гидростатического давления, что приводит к тому, что поры полностью заполняются водой.

В зоне насыщения действуют гидростатическое давление и сила тяжести, что способствует перемещению свободной воды по трещинам и порам в стороны, уменьшение напора либо уклона поверхности горизонта, несущего воду. Такое движение называют фильтрацией. Наибольшая скорость движения воды наблюдается в подземных карстовых пещерах и каналах. На втором месте идут галечники. Гораздо более медленное перемещение наблюдается в песках — скорость составляет 0,5-5 м/сутки.

Виды подземных вод в зоне вечной мерзлоты

Данные подземные воды классифицируют на надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные. Первые располагаются в толще многолетней мерзлоты на водоупоре в основном в подножии склонов или на дне речных долин. Они, в свою очередь, делятся на сезонно промерзающие, верховодку, расположенную в деятельном слое; на сезонно частично промерзающие, с верхней частью в активном слое, на сезонно непромерзающие, залегание которых отмечается ниже сезонно промерзающего слоя. В некоторых случаях может происходить разрыв деятельного слоя различных грунтов, что приводит к выходу некоторой части надмерзлотных вод на поверхность, где приобретает вид наледи.

Межмерзлотные воды могут присутствовать в жидкой фазе, но наибольшее распространение получили в твердой фазе; как правило, не подвержены сезонным процессам оттаивания/промерзания. Данные воды в жидкой фазе обеспечивают водообмен с над- и подмерзлотными водами. Могут выходить на поверхность как родники. Подмерзлотные воды являются артезианскими. Они могут быть от пресных до рассолов.

Виды подземных вод России те же, что были рассмотрены выше.

Загрязнение рассматриваемых объектов

Выделяют следующие виды загрязнения подземных вод: химическое, которое, в свою очередь, подразделяется на органическое и неорганическое, тепловое, радиоактивное и биологическое.

В качестве химических загрязнителей в основном выступают жидкие и твердые отходы промышленных предприятий, а также пестициды и удобрения от сельхозтоваропроизводителей. Тяжелые металлы, другие токсичные элементы в наибольшей степени поражают грунтовые воды. По водоносным горизонтам они распространяются на значительные расстояния. Подобным образом ведет себя и загрязнение радионуклидами.

Биологическое загрязнение вызывает патогенная микрофлора. Источниками загрязнения обычно выступают скотные дворы, поля фильтрации, неисправная канализация, выгребные ямы и др. Распространение микрофлоры определяется скоростью фильтрации и выживаемостью данных организмов.

Тепловое загрязнение является увеличением температуры подземных вод, возникающим при эксплуатации водозабора. Оно может возникать на участках сброса отработанных сточных вод или при расположении водозабора вблизи водоема с более нагретыми поверхностными водами.

Использование недр

Добыча подземных вод как вид пользования недрами регулируется ФЗ «О недрах». На добычу данных объектов требуется получение лицензии. Она выдается по отношению к подземным водам на срок до 25 лет. Срок пользования начинает исчисляться с момента госрегистрации лицензии.

Работы по добыче нужно зарегистрировать в Росреестре. Далее составляют проект геологоразведочных работ и передают его на госэкспертизу. Затем готовят проект организации санохрзоны подземного водозабора, оценивают запасы этих вод и передают расчеты в госэкспертизу, фонд геоинформации и Росгеолфонд. Далее к полученным документам прикладывают свидетельства о праве собственности на землю, после чего подается заявка на лицензию.

В заключение

Какие виды подземных вод есть в России? Те же самые, что и в мире. Площадь нашей страны достаточно большая, поэтому в ней есть и мерзлотные, и артезианские, и грунтовые, и почвенные воды. Классификация рассматриваемых объектов достаточно сложна, и в данной статье она отражена неполная, здесь показаны самые основные ее моменты.

fb.ru

Подземные воды: классификация и происхождение

Подземные воды, как объект гидрологии, – это воды, постоянно взаимодействующие с атмосферой и водами, содержащимися в природных водоемах. Подземные воды участвуют в круговороте воды на Земле. Существует два больших класса подземных вод: экзогенные и эндогенные.

Экзогенные воды

Инфильтрационные

Водонасыщенные грунты содержат инфильтрационные воды, просачивающиеся сквозь поры и трещины из поверхностных водоемов и впитывающиеся в почву после выпадения атмосферных осадков.

Конденсационные

Незначительное количество подземных вод образуется за счет конденсации циркулирующего в грунтах водяного пара. Перемещение водяных паров обусловлено изменением давления.

Седиментационные

Процесс седиментации – это отложение наносов и осадочных пород в морях и океанах. Седиментационные воды представляют собой “иловые растворы” содержащиеся в порах осадочных пород. Запасы седиментационных вод обнаруживаются в ложах океанов и морей.

Эндогенные воды

Дегидрационные воды, возникающие в породах за счет процесса дегидрации минералов, носят название  “возрожденные” или эндогенные воды. Второй путь образование эндогенных вод – поступление из магматических очагов. Такой тип вод носит название “ювенильных”.

В природе сложно обнаружить чистые дегидрационные, конденсационные и другие подземные воды, так как в процессе перемещения в грунте воды смешиваются между собой.

Классификация вод по характеру залегания

Зона аэрации

В зоне аэрации, мощность которой составляет от 20 см в степных регионах до 3 метров в таежной местности, находится почвенная влага или “верховодка”. В отличие от зоны насыщения поры грунтов зоны аэрации частично заполнены водой. Остальное пространство занимает воздух.

Зона насыщения

В зоне насыщения различают несколько видов водоносных горизонтов, характеризующихся следующим признаком: поры пород, залегающих в зоне насыщения, полностью заполнены водой.

Грунтовые воды

Открытый сверху водоносный горизонт, залегающий на первом от поверхности водонепроницаемом пласте, представляет собой класс грунтовых вод. Грунтовые воды отличаются повышенным содержанием загрязняющих веществ. Грунтовые воды соприкасаются с зоной аэрации.

Межпластовые воды

Межпластовые воды обнаруживаются между двумя водоупорными слоями пород. Межпластовые воды отделены от зоны аэрации, что обуславливает их относительное качество и чистоту.
Межпластовые и грунтовые воды относятся к типу безнапорных подземных вод. На безнапорные водоносные горизонты производится бурение скважин, характеризующихся невысоким водяным дебитом.

Артезианские воды

В отличие от межпластовых и грунтовых вод артезианские воды относятся к типу напорных вод и отличаются высоким качеством и чистотой. Являются стратегическим запасом водных ресурсов. Артезианские скважины используются в качестве источников водоснабжения как индивидуальных хозяйств, так и населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий.

spb-burenie.ru

Подземные воды Земли

Виды подземных вод

Подземные источники воды, в массе своей, считаются стратегическими водными ресурсами. 
Водоносные слои, перемещаясь под воздействием собственной тяжести, образовывают безнапорные и напорные горизонты. Условия залегания их различны, что позволяет классифицировать их на виды: почвенные, грунтовые, межпластовые, артезианские, минеральные. 

Различия подземной воды

Почвенные воды заполняют собой поры, трещины и все промежутки между частицами породы. Считаются временным скоплением капельных вод в поверхностной толще и не связаны с нижним водоносным горизонтом.

Грунтовые воды — образуют первый от поверхности водоупорный горизонт. Этот слой испытывает некоторые колебания, в различные сезоны, то есть, повышения уровня в весенне-осенний период и понижения в жаркое время года.

Межпластовые воды в отличие от грунтовых имеют более постоянный уровень по времени и залегают между двух упорных пластов.

Заполняя весь межпластовый горизонт, источник считается напорным и, значительно, чистым, относительно грунтовых вод.

Артезианские источники воды считаются напорными, заключенными в пластах горных пород. При вскрытии часто фонтанируют, поднимаясь выше уровня земной поверхности. Залегают на глубине 100-1000 метров.

Минеральные источники воды представляют собой воды с содержанием растворенных солей и микроэлементов, часто, лечебного характера.

Запасы подземных вод

Запасы почвенной воды напрямую зависят от пополнения их дождевыми и талыми стоками. Периоды изменения их уровня приходятся на весенний — летний и летний — осенний. В первом случае, почвенная влага испаряется на 2-4 мм/сутки, в другом случае на 0,5-2,0 мм/сутки. Их баланс существенно меняется исходя из погодных условий, в результате чего водные ресурсы увеличиваются или уменьшаются. Но, если нет серьезных атмосферных воздействий, запасы их в почвенной толще остаются неизменными. Подсчет же запасов осуществляется эмпирически.

Запасы грунтовой воды пополняются в результате просачивания верхних слоев почвенной влаги, особенно, в сезон выпадения осадков. Перетекая по насыщенным горизонтам, они находят выходы на поверхность в виде родников, пополняя и образуя ручейки, пруды, озера, и прочие наземные источники. Образуются путем инфильтрации речных, озерных вод, за счет атмосферных осадков. Пополняются и источниками, восходящими из глубоких горизонтов. Большие запасы сосредотачиваются в основаниях речных долин и предгорных площадей, трещинах неглубоких окаменевших известняков.

Кстати, есть информация, которая предрекает резкое сокращение запасов пресной воды в 2 раза, ближайшие 25 лет. Если учесть, что общие их запасы составляют 60 млн. км³, а 80 стран планеты уже испытывают дефицит влаги, то плохие предсказания, могут и сбыться. 

К великому огорчению землян, запасы воды не возобновляются. 

Происхождение подземной воды

Подземные воды, по условиям залегания, состоят из атмосферных осадков и конденсата влаги воздуха. Называются они почвенными или «висячими» и, не будучи подстилающими водоупорными горизонтами, играют важную роль в питании насаждений. Ниже этой зоны проявляются пласты сухих пород, содержащих, так называемую, пленочную воду. В период обильного просачивания дождей, таяния снегов, над сухими пластами образуются скопления гравитационных вод.

Грунтовые воды, будучи первыми от поверхности земли, также питаются атмосферными осадками и наземными источниками. Глубина их залегания зависит от геологических закономерностей.

Межпластовые источники залегают ниже грунтовых и находятся между водоупорными пластами. Горизонты с открытым зеркалом называются безнапорными. Водяная линза с закрытой поверхностью считается напорной и, чаще, называется артезианской.

Таким образом, происхождение подземных вод, во многом зависит и от физических свойств пород. Это могут быть пористость и скважность. Именно эти показатели и характеризуют влагоемкость и водопроницаемость пород. 

Итак, две зоны — зона аэрации и насыщения обуславливают залегание подземных источников. Зоной аэрации представляет интервал от плоскости земли до плоскости грунтовых вод, называемых почвенными. К зоне насыщения относится грунтовая жила вплоть до межпластового горизонта.

byrim.com