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

Содержание

определение, характеристика и виды :: SYL.ru

Немалую часть водных запасов Земли составляют подземные бассейны, которые протекают в толще почвы и слоях горных пород. Огромные скопления подземных вод - озера, которые вымывают залежи пород и почву, образуя котлованы.

Значение грунтовой жидкости велико не только для природы, но и для человека. Поэтому исследователи проводят регулярные гидрологические наблюдения за ее состоянием и количеством, все глубже изучают, что такое подземная вода. Определение, классификация и остальные вопросы темы будут рассмотрены в статье.

что такое подземная вода

Что такое подземная вода?

Подземная вода - это вода, располагающаяся в межслоевых пространствах горных пород, залегающих в верхнем слое земной коры. Такая вода может быть представлена в любом агрегатном состоянии: жидком, твердом и газообразном. Чаще всего подземные воды - это тонны текучей жидкости. Вторые по распространенности - это глыбы ледников, которые сохранились еще с периода вечной мерзлоты.

классы подземных вод

Классификация

Подразделение подземных вод на классы зависит от условий их залегания:

  • почвенные;
  • грунтовые;
  • межпластовые;
  • минеральные;
  • артезианские.

Помимо перечисленных видов, разделяются подземные воды на классы, зависящие от уровня слоя, в котором они расположены:

  • Верхний горизонт - подземные воды пресного содержания. Как правило, их глубинное нахождение невелико: от 25 до 350 м.
  • Средний горизонт - это место залегания минеральной или соленой жидкости на глубине от 50 до 600 метров.
  • Нижний горизонт - глубина от 400 до 3000 метров. Вода с повышеным содержанием минералов.

Подземная вода, располагающаяся на больших глубинах, по возрасту может быть молодой, то есть недавно появившейся, или реликтовой. Последняя могла закладываться в подземных слоях вместе с грунтовыми породами, в которых она "размещена". Или же образовалась реликтовая подземная вода от многолетней мерзлоты: ледники таяли - жидкость скапливалась и сохранялась.

подземные воды озера

Почвенные воды

Почвенная вода - это жидкость, которая залегает в верхнем слое земной коры. Преимущественно она локализуется в пространственных пустотах между частичками почв.

Если понять, что такое подземная вода почвенного вида, становится очевидным тот факт, что эта разновидность жидкости самая полезная, поскольку ее поверхностное расположение не лишает ее всех минералов и химических элементов. Такая вода является одним из главных источников "питания" для сельскохозяйственных полей, лесных массивов и других агрокультур.

Эта разновидность жидкости не всегда может залегать горизонтально, зачастую ее очертания схожи с рельефом почвы. В верхнем слое земной коры влага не имеет "твердой опоры", поэтому она находится в подвешенном состоянии.

Избыточное количество почвенных вод наблюдается по весне, когда тает снег.

Грунтовые воды

Грунтовая разновидность - это воды, которые располагаются на некоторых глубинах верхнего земного слоя. Глубины протекания жидкости могут иметь большие показатели, если это засушливая местность или пустыня. При умеренном климате с периодичным постоянством выпадения осадков, грунтовые воды залегают не так глубоко. А при избытке дождей или снега грунтовая жидкость может приводить к подтоплению местности. В некоторых местах эта разновидность вод выходит на поверхность почв и называется родником, ключом или источником.

болота подземные воды

Грунтовые воды пополняются благодаря выпавшим осадкам. Многие путают ее с артезианской, но последняя залегает глубже.

Избыточное количество жидкости может скапливаться в одном месте. В результате стоячего положения образуются из подземных вод болота, озера и пр.

Межпластовые

Что такое подземная вода межпластовой категории? Это, по сути, те же водоносные горизонты, что и грунтовые и почвенные, но только уровень их протекания глубже, чем у двух предыдущих.

Положительной особенностью межпластовых жидкостей является то, что они намного чище, поскольку залегают глубже. Кроме того, их состав и количество всегда колеблется в одном постоянном пределе, и если и происходят изменения, то незначительные.

Артезианские

Артезианские воды располагаются на глубинах, превышающих 100 метров и достигающих 1 км. Эта разновидность считается, да и является, самой пригодной для употребления в пищу. Поэтому на загородных участках часто практикуется бурение подземных скважин как источник водоснабжения жилых домов.

При бурении скважины артезианская вода фонтаном вырывается на поверхность, поскольку явлется напорной разновидностью подземных вод. Залегает в пустотах горных пород между водоупорными пластами земной коры.

Ориентиром для добычи артезианской воды являются определенные природные объекты, расположенные на поверхности: впадины, флексуры, мульды.

Минеральные

Минеральные - самые глубоководные и самые целебные и ценные для человеческого здоровья. В них повышенное содержание разнообразных минеральных элементов, концентрация которых постоянна.

Минеральные воды также имеют собственные классификации:

По назначению:

  • столовая;
  • лечебная;
  • смешанная.

По преобладанию химических элементов:

  • сероводородные;
  • углекислые;
  • железистые;
  • йодные;
  • бромные.

По степени минерализации: начиная от пресных и заканчивая водами с самой высокой концентрацией.

Классификация по назначению

Подземные воды используются в жизни человека. Их назначение бывает разным:

  • питьевая - это вода, которая пригодна для употребления или в своем природном, нетронутом виде, или же после очистки;
  • техническая - это жидкость, которая применяется в различных технологических, хозяйственных или промышленных отраслях.

Классификация по химическому составу

На химический состав подземных вод влияют те породы, которые прилегают в непосредственной близости к влаге. Выделяются следующие категории:

  1. Пресные.
  2. Слабоминерализованные.
  3. Минерализованные.

Как правило, воды, залегающие в непосредственной близости с земной поверхностью, пресноводные. И чем глубже располагается влага, тем более минерализованный ее состав.

подземные воды болота ледники

Как образовались подземные воды?

На образование подземных вод влияет несколько факторов.

  1. Осадки. Выпавшие осадки в виде дождей или снега поглощаются почвой в размере 20 % от общего количества. Они формируют почвенную или грунтовую жидкость. Кроме того, эти две категории влаги участвуют в круговороте воды в природе.
  2. Таяние ледников многолетней мерзлоты. Подземные воды образуют целые озера.
  3. Есть еще ювенильные жидкости, которые образовались в застывшей магме. Это разновидность первичных вод.

Мониторинг подземных вод

Мониторинг подземных вод - важная необходимость, которая позволяет отследить не только ее качество, но и количество, и вообще, ее наличие.

Если качество воды исследуют лабораторно, обозревая изъятую пробу, то разведка наличия подразумевает следующие методы, друг с другом взаимосвязанные:

  1. Первое - это проводится оценка местности на наличие предполагаемых подземных вод.
  2. Второе - это производится замерение температурных показателей обнаруженной жидкости.
  3. Далее применяется радоновый метод.
  4. После производится бурение базовых скважин, сопровождаемых изъятием керна.
  5. Выделенный керн отправляют на исследование: определяют его возраст, толщину и состав.
  6. Из скважин откачивают некоторое количество подземных вод, чтобы определить их характеристики.
  7. По базовым скважинам составляют карты залегания жидкости, оценивают ее качество и состояние.

Разведка подземных вод подразделяется на следующие типы:

  1. Предварительная.
  2. Детальная.
  3. Эксплуатационная.
подземные воды многолетней мерзлоты

Проблемы загрязнения

Проблема загрязнения подземных вод очень актуальна на сегодняшний день. Ученые выделяют следующие способы загрязнения:

  1. Химическое. Этот тип загрязнения очень распространен. Его глобальность зависит от того, что на Земле огромное количество сельскохозяйственных и промышленных предприятий, которые сбрасывают свои отходы в жидком и твердом (кристаллизованном) виде. Эти отходы очень быстро проникают в водонесущие горизонты.
  2. Биологическое. Загрязненные стоки от хозяйственно-бытового использования, неисправные канализации - все это причины заражения подземных вод болезнетворными микроорганизмами.
озера подземные воды ледники

Классификация по типу водонасыщенных грунтов

Различают следующие:

  • поровые, то есть те, которые обосновались в песках;
  • трещенные, те, что заполняют полости глыб горных пород и скал;
  • карстовые, те, которые располагаются в известняковых породах или иных хрупких породах.

В зависимости от места расположения формируется и состав вод.

Запасы

Подземные воды расцениваются как полезное ископаемое, которое возобновимо и участвует в круговороте воды в природе. Общие запасы этой разновидности полезных ископаемых составляют 60 млн км3. Но, несмотря на то что показатели не маленькие, подземные воды подвержены загрязнению, а это существенно сказывается на качестве потребляемой жидкости.

Заключение

Реки, озера, подземные воды, ледники, болота, моря, океаны - все это водные запасы Земли, которые так или иначе взаимосвязаны между собой. Влага, располагающаяся в слоях почвы, не только формирует подземный бассейн, но и влияет на формирование поверхностных водоемов.

Грунтовые воды пригодны для питья людей, следовательно сбережение их от загрязнения - одна и главных задач человечества.

Подземные воды 💧 виды, классификация по условиям залегания, свойства, происхождение и основные источники пополнения, значение, использование человеком, охрана водных объектов

Разновидности подземных вод

Вода под землей с разной интенсивностью принимает участие в общем круговороте. Специалисты отмечают три зоны: верхнюю или свободного обмена, среднюю или замедленного водообмена, нижнюю, которая трудно поддается превращению

. Виды подземных вод:

  1. Свободная — находится в трещинах, полостях почв и горных пород. Их большая концентрация и потоки распространяют гидростатическое давление по закону сообщающихся сосудов.
  2. Капиллярная — вода, которая перемещается по расщелинам и каналам под действием капиллярных сил. Она может быть: стыковой, подвешенной, поднятой. Поднятая вода расположена выше свободной и образует капиллярную зону, что приводит к засолению почв.
  3. Пленочная — обладает очень тонкой пленкой, которой обволакивает минеральные частицы. Вода перемещается в те места, где пленка тоньше.
  4. Гигроскопическая — покрывает частицы минералов более толстой пленкой, а перемещаться жидкость начинает, когда переходит в газообразную форму.
  5. Лед — твердое состояние воды при низких температурах. Представляет собой кристаллические частицы, из которых образуются большие скопления.
  6. Кристаллизационная — жидкость, молекулы которой входят в минералы, а при дегидратации удаляются или переходят в другое состояние.

Кроме того, в состав подземной атмосферы вода может входить в газообразном состоянии и диссоциированном виде, из которого состоит структура минералов.

Систематизация по условиям расположения

Водные ресурсы, которые находятся под землей, составляют запасы общим объемом около 60 млн км³. Специалисты учитывают их как полезное ископаемое. Классификация подземных вод:

  • почвенные;
  • верховодка;
  • грунтовые;
  • артезианские;
  • минеральные.

Почвенные и верховодка

Под верхним слоем земной коры располагаются почвенные воды. Они заполняют поры и трещины, а перемещаются под действием силы тяжести. По определению эта жидкость отличается небольшой глубиной залегания, она пропитывает собой природный массив, занимая очень большие площади.

Ее пополнение происходит в результате инфильтрационного просачивания дождевых вод через грунт и песок. Происходит это в течение длительного периода, за который вода насыщается органическими веществами. Некоторый объем жидкости протекает вглубь по участку, который обладает хорошей водопроницаемостью, а часть задерживается ближе к поверхности.

Верховодка представляет собой временную концентрацию гравитационных вод в областях аэрации почв и пород. В этом случае происхождение подземных вод случается после атмосферных осадков, паводков и таяния снегов. Кроме того, она может образовываться в результате внутрипочвенного испарения из искусственных водоемов. Верховодка обладает свойствами:

  • сезонной неустойчивостью;
  • ограниченным объемом расширения;
  • резкими изменениями уровня.

В основном человек не использует ее для водоснабжения. При проведении открытых горных работ следует укрепить откосы для входа и выхода из траншей, соорудить дренажные скважины с применением водоотвода.

Грунтовые и артезианские

К грунтовым относятся воды первого от поверхности земли водоносного горизонта. Они образуются в основном просачиванием через почву после атмосферных осадков, из рек, озер и других водоемов. Ученые заметили, что даже вечная мерзлота за полярным кругом не мешает грунтовым водам подпитывать моря.

Обычно это свободная и безнапорная жидкость, которая всегда остается на уровне вскрытия. Грунтовая вода подпитывается и распространяется в одной области. В течение сезона уровни сильно различаются в зависимости от атмосферных осадков и температуры грунта.

Когда отсутствуют дожди, а почва постоянно находится под солнечными лучами, то вода сильно подогревается, и уровень ее падает. Она имеет важное значение для народного хозяйства в России как источник водоснабжения промышленных предприятий и населенных пунктов.

Межпластовые или артезианские залежи расположены между нижними и верхними водоупорными слоями. Основное их отличие — это отсутствие источников подпитки. Жидкость, находящаяся под давлением плотных слоев грунта, достигает поверхности в качестве родников.

Если пробурить пласты, то эта вода из-под земли забьет фонтаном, поэтому ее добыча осуществляется буровой установкой на автомобильном шасси. В буровую скважину вставляется труба, устанавливается фильтр и опускается погружная помпа.

Во время разработки месторождений случаются прорывы, которые мешают при прохождении горных пород и требуют специальной охраны выработок от воды. Подземные месторождения глубокого залегания хорошо подходят для обеспечения населения, промышленных и сельскохозяйственных объектов.

Минеральные месторождения

В этих месторождениях находится тип подземной воды с неизменным химическим составом и биоактивными минеральными или органическими элементами. Жидкость с такими характеристиками обладает лечебными свойствами для внутреннего и наружного использования. Ее разделяют:

  • по химическому составу;
  • уровню минерализации;
  • способу применения.

В состав практически любой жидкости из-под земли входят минеральные соли и другие полезные элементы. Она отличается от пресной тем, что ее состав формируется в течение нескольких лет под воздействием некоторых факторов. Ее структура никогда не изменяется и напрямую зависит от источника.

В промышленных целях минеральную воду добывают с помощью каптажей, которые представляют собой комплекс инженерных сооружений. Очень часто источники сами выходят наружу в виде родников и ключей. Обычно в таких местах строятся бальнеологические лечебницы и курорты.

Методы поиска источников

Подземные залежи существуют практически в любых районах, но только проблема добраться до них заключается в глубине залегания. Поиск месторождений проводится как примитивными подручными материалами, так и с применением современной техники.

Разведка залежей иногда осуществляется способом пробного бурения. Правда, такой способ несет большие финансовые затраты, поэтому он подходит при строительстве крупного водозабора для нескольких домов. Способ бурения делится на несколько методов:

  • роторный;
  • ударно-канатный;
  • шнековый.

Чаще всего применяется шнековое бурение, а выбор способа зависит от сложности породы, финансовых возможностей и других факторов. При залежах источника не глубже 50 м используется шнек, который, вращаясь, выводит грунт наружу. Зачастую трубы для укрепления скважины не нужны, что гораздо ускоряет процесс и экономит средства. При поисках месторождений используются:

  • ивовая рамка;
  • лоза;
  • проволока.

Процедуру необходимо проводить в строго определенное время: утром с 5:00 до 6:00 часов, днем с 14:00 до 15:00, вечером с 20:00 до 21:00. При поиске способ биолокации может выполнить не каждый человек, а только подготовленный и обученный. Но этот метод не всегда приносит хорошие результаты. Наиболее точными считаются специализированные способы обнаружения источников.

Один из них — применение электрического сопротивления. Обычно им пользуются при строительстве крупных водозаборов, а в его основе лежит зондирование почвенного покрова. Электрическое сопротивление жидкости и почвы различаются, поэтому по отличию показателей можно определить, где находится источник.

Правда, железная дорога, находящаяся недалеко, металлический забор или месторождение железной руды могут вызвать неточности в измерениях. Определить нахождение подземных залежей можно визуально и без оборудования. Присутствие некоторых растений на участке укажет на наличие подземных источников. К ним относятся:

  • наперстянка;
  • верба;
  • лапчатка;
  • болиголова.

Существуют некоторые косвенные признаки: утром густой туман над участком, наличие множества насекомых, густая зеленая трава. Кроме того, часто животные роют ямы в местах расположения источников. Таким образом, для обнаружения месторождения подземной воды можно использовать разные методы.


подземные воды - это... Что такое подземные воды?

находятся в горных породах верхней части земной коры в жидком, твёрдом и парообразном состоянии. Различают свободные (гравитационные) и связанные (физически или химически с почвой, горной породой) подземные воды. Характерно слоистое залегание гравитационных подземных вод. В самых верхних частях земной коры располагаются верховодка и грунтовые воды. В большинстве своём они имеют свободную водную поверхность и относятся к безнапорным водам. Глубже располагаются, как правило, напорные воды. Напорные воды (иногда только их самую нижнюю часть) называют артезианскими. По степени минерализации выделяют подземные воды пресные – до 1 г/л, солоноватые – 1–10 г/л, солёные – 10–50 (35) г/л и подземные рассолы – свыше 50 (35) г/л. По тем-ре они делятся на переохлаждённые (ниже 0 °C), холодные (0–20 °C), тёплые (20–37 °C), горячие (37–50 °C), очень горячие (50–100 °C), перегретые (св. 100 °C).
Под действием сил тяжести и гидравлического напора происходит перемещение подземных вод, их выход на земную поверхность, чаще всего в отрицательных формах рельефа, дренирование реками и водоёмами. Выходы подземных вод на земную поверхность формируют источники, подземное питание рек и водоёмов. Во многих случаях они становятся истоками рек. Режим подземных вод определяется гидроклиматическими условиями, соотношением скорости притока и оттока воды в водоносных горизонтах. Подземный сток гораздо меньше поверхностного изменчив во времени и поэтому является гл. фактором функционирования рек в межень.
Пресные подземные воды из-за большей зарегулированности и защищённости по сравнению с поверхностными представляют повышенную ценность для водного хозяйства, в первую очередь для питьевого водоснабжения. Их охрана от истощения и загрязнения особенно актуальна. Во многих р-нах мира применяется искусственное пополнение запасов подземных вод за счёт поверхностных.
Минерализованные подземные воды являются источником получения целого ряда ценных веществ, широко используются для лечебных целей. Изучением подземных вод в осн. занимается гидрогеология.
как найти на участке народными способами, при помощи приборов, через кадастр

Где обычно расположены?

Кора земли содержит в своей верхней части подземные воды в трех физических состояниях: парообразном, твердом (лед) и жидком. Разнообразные горные породы образуют полости, где и собирается вода, проходя естественную фильтрацию.

По характеру пустот подземные воды можно классифицировать  следующим образом:

  • поровые – находятся в обломочных породах, таких как песок и галечник;
  • трещинные (иначе жильные) – образуются в скальных породах, среди которых граниты и песчаники;
  • трещинно-карстовые (карстовые) – находятся в растворимых горных породах, таких как известняки, доломиты и гипсы.

От геологических особенностей местности зависит, какая именно вода скапливается на определенных участках. Так артезианские бассейны находятся по большей части в границах платформ и краевых прогибов.

Классификация по глубине залегания

Выделяют три разновидности подземных вод, исходя из условий залегания:

  • Верховодка зачастую имеет временный или сезонный характер, то есть при продолжительной засухе она перестает существовать. Этот тип подземных вод находится близко от поверхности земной коры и ограничен в площади скопления. Образуется на участках с плохой водопроницаемостью после обильных осадков, половодья, повреждения трубопровода.
  • Грунтовые — свободные гравитационные воды. Расположены ниже верховодки, в первом от поверхности постоянном водоносном горизонте (водопроницаемый пласт). Он залегает на ближайшем от поверхности водоупоре (пласт, не пропускающий воду).
  • Напорные артезианские – межпластовые. Находятся ниже грунтовых. Уровень при вскрытии скважиной находится выше подошвы. Когда такой уровень установится выше земной поверхности, вода будет бить фонтаном. То есть артезианские воды находятся между водонепроницаемыми пластами и испытывают давление, образующееся от неодинакового уровня в месте питания.

Важно! Вода из артезианских источников значительно превосходит остальные по качеству.

Межпластовые бассейны отличаются значительными размерами, протяженность которых достигает нескольких тысяч километров. Так некоторые артезианские скважины оазисов Сахары питаются осадками, выпавшими на территории Европы.

Как самостоятельно найти на участке?

Наблюдая за флорой и фауной можно определить, насколько глубоко от поверхности находится уровень грунтовых жил:

  1. Если на изучаемом участке растут лишь сосны и акации, то вода, либо слишком глубоко, либо ее очень мало.
  2. На близкое расположение воды указывает растущие на поверхности береза, черемуха, крушина, ежевика, сныть, ели.

    Так вольготно произрастающая полынь свидетельствует о залегании водоносного слоя не ниже 3-5 метров. Солодка хорошо растет над грунтовой жилой, расположенной на глубине от 1,5 до 5-ти метров.

  3. Отсутствие рыжих муравьев и мышиных нор на участке говорит об очень влажной почве и близком соседстве с водой. Это значит, что в этом месте можно смело рыть колодец.
  4. Зимой над близкой водой будут образовываться наледи и проталины.
  5. Если деревья растут, наклонившись все в одну сторону, значит рядом грунтовая вода.

Внимание! Артезианские межпластовые воды обнаружить самостоятельно не получится. С такой задачей под силу справиться только профессионалам.

Народные способы

Народные методы могут подсказать, где именно лучше рыть колодец. Но это относится только к обнаружению грунтовых вод, так как они расположены близко от поверхности.

Реализация способов:

  • Несколько сухих стеклянных банок наполняют просушенной солью или силикагелем, обматывают тканью, взвешивают и помещают в разных концах исследуемого участка. Через 24 часа банки извлекают и вновь взвешивают. Самая увесистая из них укажет на место с близкой водой.
  • В вечернее время в разных углах участка закопать глиняные без глазури горшки горлышком вниз. Наутро по горшку, где большее количество конденсата, можно узнать о неглубоко расположенной воде.

Справка! Такие способы можно использовать лишь при сухой погоде, простоявшей несколько дней.

При помощи приборов и инструментов

Для более точного поиска подземных вод придумано множество инструментов и приборов, которые с успехом используются.

  1. Датчик определения подводных вод. Его работа основана на сравнении электрического поля различных подземных пород и воды. Производители обещают, что этот инструмент способен работать даже в условиях сильных электрических помех, не теряя точности.
  2. Георадар – принцип работы основан на исследовании импульсов электромагнитных волн. Такое обследование относят к группе радиоволновых методов. Если нужен недорогой георадар, то лучше всего приобрести георадар-моноблок, который компактен и его можно подключить непосредственно к компьютеру.
  3. Барометр. Измеряется давление у близлежащего природного водоема, затем в месте предполагаемой скважины.

Важно! Показание барометра 0,1 мм ртутного столбика равно разнице в перепаде давления в 1 метр.

Пример: у водоема барометр показал 544,2, а на участке 544,7. Разница между ними составила 0,5. Значит, вода будет находиться на глубине 5 метров.

По перепаду высот

Выше описывался поиск воды при помощи барометра. Алгоритм действий аналогичный. Помимо природного водоема можно использовать для сравнения замеры возле близлежащего колодца. Давление будет падать на 1 мм каждые 13 метров изменения высот.

Пример: разница в замерах у соседского колодца и в предполагаемом месте скважины на участке составила 0,5 мм. Значит, водоносный пласт находится ниже поверхности участка на 6,5 метров.

При помощи кадастра и архивов

Данные о водных запасах на участке возможно найти в государственном водном кадастре, куда «стекаются» все сведения, как об естественных выходах подземных вод, так и обо всех скважинах и обнаружении подземных вод в процессе горных выработок и строительства.

Сейчас сведения можно получить и из государственного водного реестра.

Информация о подземных водах и глубине залегания хранится в архивах Территориальных фондов геологической информации.

Здесь можно посетить читальный зал, запросив каталог с перечнем интересующих данных. Потребуется паспорт и написание заявления.

Заключение

Изучив необходимую информацию можно попробовать поискать воду самостоятельно, воспользоваться народными способами, прибегнуть к использованию специальных приборов, покопаться в архивах госучреждений. Это позволит сэкономить денежные ресурсы, но не время.

А можно обратиться за помощью к профессионалам, которые смогут обнаружить, вскрыть и доставить на поверхность воду в кратчайшие сроки.

Подземные воды - что это такое, можно ли назвать полезным ископаемым, как образуются, источники, какие виды бывают, как проводится мониторинг

Подземные воды необходимы человечеству и используются практически во всех областях жизнедеятельности. Несмотря на то, что этот ресурс является восполняемым, его количество сокращается с ужасающей быстротой.

Причиной нерационального использования часто является обычное незнание и недопонимание проблемы. Узнать о том, что такое подземные воды и об их значении, необходимо каждому.

Что это такое — общая характеристика?

Это воды, которые находятся ниже уровня земной поверхности и содержатся в водовмещающих горных породах верхней части земной коры в газообразном, жидком или твердом состоянии.

Они классифицируются в зависимости от типа грунта, который образует земную поверхность, глубины его залегания и количеству влаги, способного уместиться в нем.

Слои водонасыщенных пород называют водоносными горизонтами.

Важно! Водоносные горизонты, содержащие пресную воду, считаются одним из основных природных ресурсов.

Водоносные горизонты подразделяются на безнапорные и напорные. Первые ограничены только одним пластом водонепроницаемых пород снизу. Это, например, грунтовые воды. Вторые ограничены и сверху, и снизу.

Подземные воды в зависимости от типа грунта, в котором они находятся,  разделяются на:

  • поровые, расположенные в песке;
  • трещинные – заполняют пустые места в скалистых породах;
  • карстовые, которые находятся в растворенном виде в таких породах как гипс, известняк и т.д.

Вода – универсальный растворитель, поэтому она довольно быстро впитывает все то, что находится в породах, окружающих ее и насыщается различными веществами.

По количеству примесей, растворенных в воде, выделяют 4 ее типа:

  1. пресная,
  2. солоноватая,
  3. соленая,
  4. рассол.

Значение в жизни человека и природы?

Подземные воды ценятся не меньше, чем полезные ископаемые. Но даже при постоянном использовании они имеют способность возобновляться.

Они служат источником питания озер и рек, только благодаря их поддержке эти водоемы не высыхают даже в самое жаркое лето при минимуме дождей. Они же не дают водоемам иссохнуть под ледяным слоем.

Сферы активного использования:

  • водоснабжение городских и сельских территорий;
  • сельскохозяйственные нужды;
  • промышленные нужды;
  • пар из гейзеров используется для отопления домов и создания энергетических станций;
  • воды с высоким содержанием минералов, а также термальные источники активно применяются в организации курортов, которые привлекают туристов круглый год.

Еще больше информации том, какую роль играют подземные воды в жизни человека здесь.

Внимание! Несмотря на то, что данный природный ресурс является возобновляемым, происходит процесс его восстановления очень медленно. Массовое использование подземных вод становится проблемой мирового масштаба и может привести к экологической катастрофе.

Зоны аэрации

Глубина залегания подземных вод бывает разной. В зависимости от этого выделяют несколько их категорий, одна из которых: воды зоны аэрации. Это также подземные воды, но находятся они максимально близко к поверхности почвы. В эту группу входят верховодка и грунтовые воды.

Верховодка

Рассмотрим понятие. Это воды, которые залегают в непосредственной близости к поверхности почвы.

Они отличаются:

  • непостоянным местом распространения;
  • их существование носит временный характер;
  • небольшим количеством.

Как правило, в умеренной климатическом поясе верховодка появляется весной после таяния снега и, реже, осенью, в сезон дождей, т.е. в период обильного количества влаги.

В засушливое время она исчезает. Расположена верховодка на первом от поверхности почвы водоупорном пласте. Если он находится слишком близко или поднимается к самой поверхности, происходит заболачивание почвы.

Грунтовые воды

Грунтовыми водами называются те, которые расположены на первом от поверхности почвы водоупорном слое первого водоносного горизонта. Их поверхность свободна, и в большинстве случаев над ней нет водонепроницаемых пород.

Грунтовые воды появляются в результате пропитывания осадками и поверхностными водами, в т. ч. верховодкой, водоносного горизонта. Они непостоянны по ряду признаков, поскольку зависят от регулярности насыщения, мощности водоносного слоя, глубины расположения.

Внимание! Помимо метеорологических условий на уровень и количество грунтовых вод влияют и гидравлические условия, и хозяйственная деятельность.

От глубины их залегания зависит многое в жизни человека:

  • нет смысла возводить дома и другие сооружения на месте с высоким залеганием грунтовых вод, поскольку рано или поздно они размоют фундамент, растворят цемент;
  • сельскохозяйственная деятельность также зависит от этого показателя, большинству растений удобнее располагаться в тех местах, где почва не склонна к заболачиванию, но и не слишком сухая;
  • эта разновидность подземных вод является индикатором чистоты окружающей среды: именно по уровню их загрязненности определяют, насколько на экосистему влияют свалки, места скопления химических отходов, заводы и т. д.
Какую бытовую химию лучше использовать для каркасных бассейнов: рейтинг популярных средств

Еще больше о грунтовых водах — здесь.

Как образуются?

Подземные воды могут образовываться следующими способами:

  1. Проникновение в почву осадков и влаги с поверхности. Этот способ считается основным и самым простым. Он носит название инфильтрация. Количество влаги, которая проникнет в почву, зависит от типа грунта, рельефа местности и обилия растений. Среднее количество осадков, попадающих внутрь земли – 20%.
  2. Осаждение водяного пара в трещинах скалистых пород.
  3. Образование первичных вод, которое происходит в процессе разделения и застывания магмы. Количество в чистом виде минимально, поскольку оно сразу же смешивается с другими видами.

На фото можно увидеть схему образования подземных вод:

Какую бытовую химию лучше использовать для каркасных бассейнов: рейтинг популярных средств

Источники

Случается, что водоносный горизонт становится переполненным, тогда воды начинает прорываться на поверхность, в результате чего и появляются источники подземных вод. Они проявляются в виде родников, ключей.

Количество прорвавшейся сквозь слой почвы влаги зависит от ряда факторов:

  • размер полости в слоях породы;
  • уровень давления;
  • количество снега и дождей;
  • антропогенный фактор.

Человек способен оказывать влияние на количество воды, выходящей из источника. Особенно это касается случаев потребления в промышленных масштабах (например, при бурении и использовании скважин).

Интересно! Источники могут носить не только наружный характер. На дне океана также существуют прорывы, богатые минеральными веществами. В местах скопления таких источников создается уникальный подводный мир.

Многие полагают, что вода, которая проливается в виде родника или ключа, находится в определенном замкнутом пространстве. Но на самом деле она может находиться и в движении, при этом прорываясь наверх в определенном месте.

Существуют и термальные источники, которые чаще всего находятся в местах вулканической активности. Они подпитываются водой, которая нагрета вулканическими камнями, и сохраняют температуру при выходе из земли.

Детальная информация об источниках подземных вод здесь.

Где находятся?

Какую бытовую химию лучше использовать для каркасных бассейнов: рейтинг популярных средствРасположены подземные воды в горных породах верхней части коры земли.

Что касается географического места локации, они существуют практически везде, даже в самой сухой пустыне.

Просто там уровень их залегания значительно ниже. Не стоит забывать, что даже если они находятся в газообразном состоянии в глубоких горных породах, они все равно есть.

Полная информации о местоположении подземных вод здесь.

Можно ли их назвать полезным ископаемым?

Подземные воды относятся к полезным ископаемым, поскольку они бесценны для человечества. Воды на планете очень много, но большая ее часть – это океаны и моря, вода в которых соленая и не пригодна для использования.

Важно! Подземные воды – это единственный источник пресной воды на земле. Именно она необходима для обеспечения осуществления полноценной жизнедеятельности человека.

Какие виды бывают?

Классификация подземных вод по уровню залегания:

  1. Какую бытовую химию лучше использовать для каркасных бассейнов: рейтинг популярных средствПочвенные носят временный, часто, сезонный характер. Необходимы для поддержания нормального развития растений. Расположены на глубине более 1,5 м.
  2. Грунтовые залегают не глубоко, без напора. Зависят от климатических условий, чем больше выпало осадков, тем мощнее они становятся и выше поднимаются.
  3. Межпластовые расположены между двумя водоупорными слоями. Располагаются достаточно глубоко, их уровень и свойства практически не зависят от количества выпавших осадков. Наполняются водой медленно, только в тех местах, где водоносные горизонты приближаются к поверхности почвы.
  4. Артезианские расположены в бассейне, который образуется в прогибе земной коры. Находятся под напором. Обеспечивают основную массу населения планеты пресной водой.

Подробную статью о классификации подземных вод по уровню залегания ищите тут.

Справка! Самый большой артезианский бассейн – Западно-Сибирский. Его площадь составляет 3 млн км2.

Химический состав

Химический состав подземных вод зависит от состава пород, в которыми они находятся в контакте. Подземные воды – это раствор, в котором содержатся множество химических элементов, микроорганизмы, газы.

Полный разбор химического состава подземных вод ищите здесь.

Загрязнение

Загрязнение подземных вод – это необратимый процесс изменения состава в результате попадания в него посторонних опасных элементов, в результате которого ее качество становится хуже.

Какую бытовую химию лучше использовать для каркасных бассейнов: рейтинг популярных средствВиды деятельности человека, вызывающие загрязнение:

  • бытовая;
  • сельскохозяйственная;
  • добыча и переработка нефтепродуктов;
  • химическая;
  • энергетическая;
  • производство бумаги и сопутствующих материалов;
  • организация свалок;
  • неправильная организация хранения химических отходов.

Для защиты от загрязнения предпринимают следующие действия:

  • в производство вводятся новые технологии, разработанные с целью минимального выхода опасных веществ в окружающую среду;
  • появляются современные методы очистки промышленных стоков;
  • повторное использование стоков там, где это возможно.

Химическая промышленность постепенно переходит на воздушное охлаждение, в результате чего количество потребляемой, а, значит, и загрязненной воды уменьшается более чем на 70%.

Детально о видах загрязнения подземных вод читайте по ссылке.

Мониторинг

Какую бытовую химию лучше использовать для каркасных бассейнов: рейтинг популярных средствДанный вид мониторинга считается первостепенным и самым проработанным на территории РФ среди всех видов мониторинга системы недр.

Он обеспечивается и осуществляется Федеральным агентством по недропользованию.

Исследование проводится ежегодно, в каждом регионе, после чего составляется соответствующая карта.

В случаях обнаружения повышенного уровня загрязнения разрабатывается комплекс мер по его снижению либо полному устранению.

Интересно! В тех случаях, когда на использование этого природного ресурса приобретена лицензия, такой мониторинг должен регулярно проводиться организацией, которая ее получила.

О мониторинге подробнее читайте в нашей статье.

Лицензия

Лицензия на пользование подземными водными ресурсами может потребоваться не только юридическому, но и физическому лицу. Она дает право на бурение новых источников и их использование.

Физическим лицам такой документ может потребоваться только в случае нахождения на их участке артезианской скважины или при гигантском расходе воды свыше 100м3. Это практически нереальный показатель. Юридическим лицам лицензия требуется чаще.

Обойтись без нее можно в следующих случаях:

  • Какую бытовую химию лучше использовать для каркасных бассейнов: рейтинг популярных средствземельный участок находится в собственности или в аренде у лица, которое не претендует на водопользование;
  • запасы не находятся на государственном балансе;
  • водоносный горизонт не используется для обеспечения центрального водоснабжения;
  • суточный расход воды меньше 100м3;
  • она не передается другим юридическим лицам.

Во всех остальных случаях требуется лицензия. Ее получение – долгий и дорогостоящий процесс, который занимает минимум 220 дней со всеми проводимыми исследованиями.

И это только в том случае, если ежедневное потребление ресурса составит не более 100 м3, в противном случае оформление документа займет значительно больше времени, поскольку будут проводиться обязательные исследования по гидрологии недр.

Все эти исследования должен будет оплачивать заказчик, а стоят они недешево.

Еще больше информации о лицензировании в нашей статье здесь.

Использование

Природный ресурс используется человеком:

  • в пищевых целях;
  • в бытовых целях;
  • в сельском хозяйстве;
  • в промышленности;
  • из термальных источников получают различные химические вещества.

Справка! Некоторые термальные источники считаются целебными, они используются в туристических и оздоровительных целях.

О применении подземных вод подробнее тут.

Заключение

Подземные воды – это уникальнейший дар природы человеку. Наличие пресной воды является одним из необходимых условий существования человечества.

Это нужно ценить и учитывать в своей ежедневной деятельности. Нерациональное использование и утрата этого ценнейшего ресурса способна привести к гибели всего живого на планете.

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

виды подземных вод

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

виды подземных вод по условиям залегания

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.

виды подземных вод россии

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).

виды движения подземных вод

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

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

виды загрязнения подземных вод

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

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.

Подземные воды

Воды, находящиеся в толщах горных пород верхней части земной коры в жидком, твердом и газообразном состоянии называются подземными водами.

По своему происхождению подземные воды делятся на 3 группы: вадозные, ювенильные, седиментационные воды – сохранившиеся в недрах воды древних водоемов.

Запасы подземных вод и условия их залегания зависят от состава горных пород определяющего пористость (наличие капиллярных пор) и скважность (присутствие капиллярных пустот). Они определяют влагоемкость (способность удерживать воду) и влагопроницаемость (способность пропускать через себя воду). Отсюда деление горных пород на водопроницаемые (песок, галечник) и водоупорные (глина, глинистый сланец).

Верхнюю часть земной коры в зависимости от особенностей распределения в ней подземных вод делят на зону аэрации в которой вода обычно не заполняет полностью поры и пустоты породы и зону насыщения поры породы которой заполнены водой.

Воду, содержащуюся в горных породах условно делят на

  1. химически связанную, входящую в молекулу вещества гидроксильной группой;
  2. парообразную, находящуюся в порах и пустотах пород и перемещающуюся, под влиянием разности упругостей пара;
  3. гигроскопическую – адсорбированную частицами породы и покрывающую их слоем в одну молекулу;
  4. пленочную – обволакивающую частицы породы поверх гигроскопической воды, она может перемещаться между частицами пород;
  5. капиллярную – заполняет сравнительно мелкие поры породы, перемещается под влиянием капиллярных сил;
  6. гравитационную или свободную – заполняет некапиллярные пустоты породы и перемещающаяся под действием силы тяжести;
  7. дополнительно к названным отдельно рассматривают воду в составе мерзлых почв, льда, не полностью разложившейся органики и в живых организмах.

Воды, залегающие выше первого водоупора – верховодка, между двумя водоупорными слоями – межпластовые (безнапорные и напорные).

Подземные воды могут выходить на дневную поверхность на склонах речных долин, в балках, оврагах. Такие выходы называются источники (родники, ключи). Особенно мощные выходы подземных вод наблюдаются в предгорьях на наклонных равнинах, в карстовых районах.

Для подземных вод характерны различные режимы: промывной (если ГКО больше испаряемости), непромывной, выпотный

По температуре подземные воды делятся на переохлажденные (ниже 0ºС), холодные (0-20 ºС), и термальные: теплые (20-37 ºС), горячие (37-50 ºС), очень горячие (50-100 ºС) и перегретые (более 100 ºС). Воды могут быть пресными, если содержание в них солей не превышает 1 г/л, солоноватыми (1-10 г/л), соленые (10-50 г/л) и рассолы (более 50 г/л).

Подземные воды имеют важнейшее значение для человека и в первую очередь как источник пресных вод для водоснабжения, особенно в засушливых районах, также их используют для нужд промышленности и сельского хозяйства (в том числе для орошения). Минеральные подземные воды используются в медицине, термальные – для нужд отопления. К сожалению, излишний отбор подземных вод зачастую проводит к истощению их запасов, просадкам грунтов, их загрязнению.

 


Подземные воды – это воды, находящиеся в горных породах в жидком, твердом и газообразном состоянии. В верхней части земной коры они образуются в основном из атмосферных осадков и называются вадозными. Вадозные воды подразделяются на три группы: инфильтрационные – просачивающиеся сквозь зернистые породы, инфлюационные – втекающие в глубь пород по трещинам, и конденсационные, образующиеся из водяного пара воздуха, находящегося в подземных порах и трещинах. Глубокие горизонты вод могут быть магматического происхождения (ювенилъные воды) или реликтовыми, сохранившимися со времен накопления морских осадков (седиментационные воды), т.е. это остатки древних водоемов.

Условия залегания и запасы подземных вод зависят от вещественного состава горных пород, определяющего их водно-физические свойства. Среди них важны пористость – наличие капиллярных пор и скважность – присутствие некапиллярных пустот. Они обусловливают такие важные свойства пород, как влагоемкость и водопроницаемость.

 

Влагоемкостъ – способность пород удерживать определенное количество воды. По влагоемкости горные породы подразделяются на сильновлагоемкие (торф, глина и др.), слабовлагоемкие (лёсс, мелкий песок и др.), невлагоемкие (галька, гравий, крупный песок и др.). Водопроницаемость – способность пород пропускать через себя воду. Обычно в земной коре, особенно на равнинах, чередуются слои различной водопроницаемости. Рыхлые породы (песок, гравий, галька) и трещиноватые скальные (известняк, опока, доломиты), хорошо пропускающие воду, называются водопроницаемыми, плотные породы (глины, глинистые сланцы и др.), которые задерживают воду,– водонепроницаемыми (водоупорными). Просочившаяся сверху вода задерживается на водоупорных слоях, заполняя пустоты рыхлых и трещиноватых водопроницаемых пород, в которых образуется водоносный горизонт.

Воды в рыхлых породах относятся к типу пластовых. Они равномерно распределены по всему пласту. Воды в трещиноватых породах называются трещинно-жильными, они движутся по крупным пустотам и трещинам. Мелкозернистым рыхлым породам свойственно ламинарное движение воды. В крупнообломочных и трещиноватых породах может происходить турбулентное движение, свойственное открытым потокам.

Воду, содержащуюся в породах, условно делят на разные категории, из которых для природных процессов наиболее важны два вида жидкой воды – капиллярная и гравитационная, так как они усваиваются растениями и участвуют в почвообразовании, рельефообразовании и поверхностном круговороте воды на Земле.

Капиллярная вода заполняет мелкие поры породы и передвигается в них под влиянием менисковых сил из зоны большего увлажнения в зону меньшего увлажнения. Различают капиллярную подпертую и подвешенную воду. В первом случае капиллярная вода соприкасается с верхним водоносным горизонтом, что характерно для гумидного климата. Во втором случае капиллярная вода отделена от него, что типично для зон недостаточного увлажнения.

Гравитационная – свободная вода, заполняющая некапиллярные пустоты породы. Под влиянием силы тяжести она просачивается в породе сверху вниз и движется в горизонтальном направлении, а под влиянием гидростатического напора может подниматься вверх, как в сообщающихся сосудах. Гравитационная вода обеспечивает миграцию химических элементов, от нее зависят условия проникновения в почвогрунты кислорода и соответственно аэробные и анаэробные условия почвообразования.

В зоне многолетнемерзлых пород – геокриозоне вода находится в твердом состоянии, либо в виде льдистых почвогрунтов, либо в виде линз ископаемого льда. Этим обусловлена специфика почвообразования и форм рельефа геокриозоны.

Водный режим почвогрунтов зависит от климата и от таких их свойств, как влагоемкость и водопроницаемость. Выделяют следующие типы водного режима почвогрунтов. Промывной тип существует в условиях влажного климата, при котором происходит ежегодное промачивание всей почвенно-грунтовой толщи до водоносного горизонта. Непромывной тип наблюдается в условиях умеренно-недостаточного неустойчивого увлажнения, при котором нет сплошного промачивания почвенно-грунтовой толщи и почвенная вода представлена формой подвешенной капиллярной воды. Выпотной тип существует в засушливом климате в условиях неглубокого залегания водоносного горизонта и резкого преобладания испаряемости над осадками. Застойный тип наблюдается в понижениях в условиях гумидного климата. Мерзлотный тип имеет место, когда летом почва перенасыщена водой, несмотря па небольшое количество осадков, поскольку неглубоко залегает мерзлый водоупорный слой.

По температуре подземные воды подразделяют на переохлажденные (ниже 0°С), холодные (от 0 до 20°С) и термальные: теплые (20-7°С), горячие (37-50 °С), очень горячие (50-100 °С) и перегретые (свыше 100°С). Высокотермальные воды в районах современного вулканизма (Исландия, Камчатка) используются для отопления жилищ, строительства геотермальных электростанций, тепличного теплоснабжения и т. д.

Подземные воды, которые благодаря своим физико-химическим свойствам оказывают благотворное физиологическое воздействие на организм людей и используются для лечебных целей, называются минеральными. Многие термальные воды тоже содержат различные полезные соли и газы и имеют бальнеологическое значение. Среди минеральных вод по степени минерализации выделяют воды: солоноватые (1-10 г/л), соленые (10-50 г/л) и рассолы (более 50 г/л). Химический состав минеральных вод весьма разнообразный: бывает углекислая вода (Кисловодск и другие курорты района Кавказских Минеральных вод. Боржоми, Карлови-Вари и др.), азотная (Цхалтубо), сероводородная (Мацеста), железистая, радоновая и др.

В речных долинах, в предгорьях, в балках и оврагах водоносные пласты могут вскрываться, образуя естественные выходы подземных вод на поверхность – источники (родники, ключи). Количество воды, даваемое родником (колодцем или скважиной) в единицу времени, называется дебитом (л/с, м3/с, м3/сут.). По характеру выхода вод на поверхность источники подразделяются на нисходящие (свободный сток грунтовых и межпластовых ненапорных вод) и восходящие (выходы напорных вод). В лечебных целях особенно ценятся минеральные источники.

Особым типом источников являются гейзеры – фонтанирующие источники, периодически выбрасывающие горячую воду и «пар» на большую высоту. Известностью пользуются Большой Гейзер в Исландии, высота фонтана которого достигает 55 м, гейзер Великан на Камчатке с высотой фонтана горячей воды (95-97°С) до 50 м, а столба «пара» – до 300 м, интервал извержения около 4 ч, который дает начало реке Гейзерной. Крупнейший гейзерный район – Йеллоустонский национальный парк в Скалистых горах США.

Подземные воды имеют большое значение в природе и хозяйственной деятельности людей. Это важный постоянный источник питания рек и озер. Они снабжают растения влагой и растворенными в воде питательными веществами. Подземные воды принимают участие в формировании оползневого, карстового, суффозионного и другого рельефа. При близком залегании от поверхности они вызывают процессы заболачивания. Пресные воды используются человеком для водоснабжения, промышленности, орошения и обводнения земель. Минеральная вода используется для лечебных целей и является источником химического сырья (глауберова соль, бура, йод и др.). Термальные воды дают тепло для обогрева зданий и теплиц.

Подземные воды, особенно пресные – национальное богатство каждой страны. Необходимо бережно их расходовать и охранять от сточных и промышленных вод, химических удобрений и ядохимикатов. В местах продолжительного интенсивного забора подземных вол на глубине образуются пустоты и часть территории оседает (Мехико, Токио). По возможности необходимо искусственное пополнение запасов пресных подземных вод во время половодий и паводков на реках, для чего уже разработаны и внедряются различные технологические приемы, основанные на фильтрации  воды в грунт.

Велика специфика подземных вод в области многолетней (вечной) мерзлоты которая занимает около четверти суши на земном шаре. С поверхности над слоем многолетнемерзлой породы залегает деятельный слой, который зимой промерзает, летом оттаивает. Мощность его составляет от 0,5 м до нескольких метров. К деятельному слою приурочены надмерзлотные воды, но есть еще межмерзлотные и подмерзлотные воды, которые залегают соответственно внутри мерзлой толщи или на водоупоре под ней. Он обычно сильно минерализованные. Надмерзлотные воды питаются атмосферными осадками, необильны, слабо минерализованы, летом ненапорны, осенью могут становиться напорными, зимой замерзают, в теплый сезон используются для бытовых нужд. Для хозяйственных и бытовых нужд зимой пользуются межмерзлотными и подмерзлотными водами.

Литература.

  1. Любушкина С.Г. Общее землеведение : Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по спец. "География" / С.Г. Любушкина, К.В. Пашканг, А.В. Чернов; Под ред. А.В. Чернова. - М. : Просвещение, 2004. - 288 с.

Еще статьи о водах суши.

подземных вод | Национальное географическое общество

Вода, которая спускалась с поверхности почвы и собиралась в промежутках между отложениями и трещинами в скале, называется грунтовой водой. Подземные воды заполняют все пустые пространства под землей, в так называемой насыщенной зоне, пока не достигнут непроницаемого слоя породы. Подземные воды удерживаются и протекают через массивы камней и отложений, называемых водоносными горизонтами. Время, в течение которого подземные воды остаются в водоносных слоях, называется временем их пребывания, которое может варьироваться в широких пределах: от нескольких дней или недель до 10 тысяч лет и более.

Верхняя часть насыщенной зоны называется уровнем грунтовых вод, а над уровнем грунтовых вод находится ненасыщенная зона, где пространства между камнями и отложениями заполнены как водой, так и воздухом. Вода, найденная в этой зоне, называется влажностью почвы и отличается от грунтовых вод.

Существующие подземные воды могут сбрасываться через источники, озера, реки, ручьи или искусственные колодцы. Он пополняется за счет осадков, таяния снега или просачивания воды из других источников, включая орошение и утечки из систем водоснабжения.

Для искусственного сброса подземных вод в скважину необходимо пробурить скважину, а для скважины обычно требуется насос для перемещения воды вверх из водоносного горизонта. Артезианские скважины пробурены в водоносных горизонтах, которые ограничены непроницаемым слоем породы как сверху, так и снизу, а давление воды из источника подзарядки, расположенного выше точки выхода из скважины, приведет к выталкиванию грунтовых вод вверх через артезианскую скважину, что приведет к использованию насоса ненужным.

Одна важная причина, по которой подземные воды добываются через колодцы, - это обеспечение питьевой водой.Фактически, подземные воды обеспечивают питьевой водой более 50 процентов населения США, включая почти 100 процентов сельского населения США. Он также используется для бытовых, промышленных и коммерческих целей, хотя большая часть подземных вод фактически используется для орошения сельскохозяйственных угодий.

Мы должны позаботиться, однако, мы не откачиваем слишком много грунтовых вод сразу. Это может привести к высыханию скважин, если поступление воды от пополнения не может идти в ногу с нашей скоростью удаления подземных вод. Это уже произошло в Восточном Портервилле, штат Калифорния, где продолжительная засуха вынудила людей бурить более глубокие скважины, что привело к снижению уровня грунтовых вод и дальнейшему высыханию скважин.Еще одной угрозой для подземных вод является загрязнение удобрениями, пестицидами и отходами из септиков, которые могут проникать в водоносные слои с поверхности почвы.

Подземные воды находятся повсюду под поверхностью почвы и могут постоянно присутствовать во многих местах, если их можно перезарядить. Даже в сухих условиях он поддерживает сток рек и ручьев, пополняя их, обеспечивая ценную замену осадков.

.

подземных вод - Википедия переиздано // WIKI 2

Вода, расположенная под поверхностью земли

The entire surface water flow of the Alapaha River near Jennings, Florida, going into a sinkhole leading to the Floridan Aquifer groundwater

Подземные воды - это вода, присутствующая под поверхностью Земли в поровых пространствах почвы и в трещинах скальных образований. Единица породы или неконсолидированное месторождение называется водоносным горизонтом, когда оно может дать полезное количество воды. Глубина, на которой поровые пространства почвы или трещины и пустоты в породе полностью насыщаются водой, называется уровнем грунтовых вод.Подземные воды пополняются с поверхности; он может естественным образом выделяться с поверхности в источниках и просачиваниях и может образовывать оазисы или заболоченные участки. Подземные воды также часто забираются для сельскохозяйственного, муниципального и промышленного использования путем строительства и эксплуатации добывающих скважин. Изучение распределения и движения подземных вод является гидрогеологией, также называемой гидрологией подземных вод.

Как правило, подземные воды рассматриваются как вода, протекающая через неглубокие водоносные горизонты, но в техническом смысле они также могут содержать влажность почвы, вечную мерзлоту (мерзлую почву), неподвижную воду в корне с очень низкой проницаемостью и глубокую геотермальную или нефтеносную воду. ,Предполагается, что грунтовые воды обеспечивают смазку, которая может повлиять на движение разломов. Вполне вероятно, что большая часть недр Земли содержит некоторое количество воды, которая в некоторых случаях может смешиваться с другими жидкостями. Подземные воды не могут быть ограничены только Землей. На формирование некоторых форм рельефа, наблюдаемых на Марсе, могли влиять подземные воды. Существует также доказательство того, что жидкая вода может также существовать в недрах луны Юпитера Европы. [1]

Подземные воды часто дешевле, удобнее и менее уязвимы для загрязнения, чем поверхностные воды.Поэтому он обычно используется для коммунального водоснабжения. Например, подземные воды являются крупнейшим источником полезного хранения воды в Соединенных Штатах, а Калифорния ежегодно забирает наибольшее количество подземных вод из всех штатов. [2] Подземные резервуары содержат гораздо больше воды, чем емкость всех поверхностных резервуаров и озер в США, включая Великие озера. Многие муниципальные системы водоснабжения получают исключительно из подземных вод. [3]

Загрязненные подземные воды менее заметны и более трудны для очистки, чем загрязнение в реках и озерах.Загрязнение подземных вод чаще всего возникает в результате неправильной утилизации отходов на суше. Основными источниками являются промышленная и бытовая химия и мусорные свалки, излишки удобрений и пестицидов, используемые в сельском хозяйстве, лагуны промышленных отходов, хвостохранилища и технологические сточные воды из шахт, промышленный фрекинг, соляные ямы нефтяных месторождений, протекающие подземные резервуары и трубопроводы для хранения нефти, осадки сточных вод и септики системы.

Энциклопедия YouTube

  • 1/5

    Просмотров:

    9 007

    91 481

    1 063 916

    84 330

    27 525

  • ✪ Геология 17 (Подземные воды)

  • ✪ Поток подземных вод - часть 1

  • Model Модель демонстрации потока подземных вод

  • ✪ Подземные воды - гидрогеология, 3 зоны, процессы и факторы, водоносные горизонты, Aquiclude, Aquitard

Содержание

Водоносный горизонт

Groundwater withdrawal rates from the Ogallala Aquifer in the Central United States

Водоносный горизонт представляет собой слой пористого субстрата, который содержит и передает грунтовые воды.Когда вода может течь непосредственно между поверхностью и насыщенной зоной водоносного горизонта, водоносный горизонт не ограничен. Более глубокие части неограниченных водоносных горизонтов обычно более насыщены, так как гравитация заставляет воду течь вниз.

Верхний уровень этого насыщенного слоя неограниченного водоносного горизонта называется водного уровня или фреатической поверхностью . Ниже уровня грунтовых вод, где в целом все поровые пространства насыщены водой, находится фреатическая зона.

Подложка с низкой пористостью, которая допускает ограниченную передачу подземных вод, известна как aquitard .Aquiclude - это субстрат с пористостью настолько низкой, что он практически непроницаем для грунтовых вод.

Ограниченный водоносный горизонт - это водоносный горизонт, который перекрыт относительно непроницаемым слоем камня или субстрата, такого как водная оболочка или аквитард. Если ограниченный водоносный горизонт следует за уклоном вниз по сравнению с его зоной пополнения , подземные воды могут становиться под давлением, когда они текут. Это может создать артезианские скважины, которые свободно текут без использования насоса и поднимаются на более высокую отметку, чем статический уровень воды в указанном выше неограниченном водоносном горизонте.

Характеристики водоносных горизонтов варьируются в зависимости от геологии и структуры субстрата и топографии, в которой они встречаются. В целом, более продуктивные водоносные горизонты встречаются в осадочных геологических формациях. Для сравнения, выветренные и трещиноватые кристаллические породы дают меньшее количество подземных вод во многих средах. Неконсолидированные в слабоцементированные аллювиальные материалы, которые накапливались в долинах крупных долин рек и геологически оседающих структурных бассейнах в качестве наполнителей долин, входят в число наиболее продуктивных источников подземных вод.

Высокая удельная теплоемкость воды и изолирующий эффект почвы и горных пород могут смягчать воздействие климата и поддерживать грунтовые воды при относительно постоянной температуре. В некоторых местах, где температура грунтовых вод благодаря этому эффекту поддерживается на уровне около 10 ° C (50 ° F), грунтовые воды могут использоваться для контроля температуры внутри конструкций на поверхности. Например, в жаркую погоду относительно прохладные грунтовые воды можно закачать через радиаторы в доме, а затем вернуть на землю в другой скважине.В холодное время года, поскольку она относительно теплая, воду можно использовать так же, как источник тепла для тепловых насосов, что намного эффективнее, чем использование воздуха.

Объем подземных вод в водоносном горизонте может быть оценен путем измерения уровня воды в местных скважинах и изучения геологических данных бурения скважин для определения степени, глубины и толщины водоносных отложений и горных пород. Прежде чем делать инвестиции в добывающие скважины, пробные скважины могут быть пробурены, чтобы измерить глубины, на которых встречается вода, и собрать образцы почв, камней и воды для лабораторных анализов.Тесты накачки могут быть выполнены в испытательных скважинах для определения характеристик потока водоносного горизонта. [3]

Водный цикл

Relative groundwater travel times

Относительное время прохождения подземных вод

Dzherelo, a common source of drinking water in a Ukrainian village

Подземные воды составляют около тридцати процентов мировых запасов пресной воды, что составляет около 0,76% всей воды в мире, включая океаны и постоянный лед. [4] [5] Глобальное хранилище подземных вод примерно равно общему количеству пресной воды, накопленной в снежном и ледяном пакете, включая северный и южный полюса.Это делает его важным ресурсом, который может выступать в качестве естественного хранилища, способного защищать от нехватки поверхностных вод, например, во время засухи. [6]

Подземные воды естественным образом пополняются поверхностными водами из осадков, ручьев и рек, когда эта подпитка достигает уровня грунтовых вод. [7]

Подземные воды могут быть долгосрочным «резервуаром» естественного водного цикла (со временем пребывания от дней до тысячелетий), [8] [9] в отличие от краткосрочных водоемов, таких как атмосфера и пресная вода. поверхностные воды (время пребывания которых составляет от нескольких минут до нескольких лет).На рисунке [10] показано, как глубоким грунтовым водам (которые находятся довольно далеко от поверхностного пополнения) может потребоваться очень много времени для завершения своего естественного цикла.

Большой Артезианский бассейн в центральной и восточной Австралии - одна из крупнейших систем замкнутых водоносных горизонтов в мире, протяженность которой составляет почти 2 миллиона километров 2 . Анализируя микроэлементы в воде, полученной из глубоких подземных источников, гидрогеологи смогли определить, что воде, извлекаемой из этих водоносных горизонтов, может быть более 1 миллиона лет.

Сравнивая возраст подземных вод, полученных из разных частей Большого артезианского бассейна, гидрогеологи обнаружили, что возраст увеличивается по всему бассейну. Там, где вода пополняет водоносные горизонты вдоль Восточного водораздела, возраст молод. По мере того, как подземные воды текут на запад через континент, они увеличиваются с возрастом, причем самые старые подземные воды встречаются в западных частях. Это означает, что для того, чтобы преодолеть почти 1000 км от источника пополнения за 1 миллион лет, подземные воды, протекающие через Большой Артезианский бассейн, перемещаются со средней скоростью около 1 метра в год.

Светоотражающий ковер, улавливающий почвенный водяной пар

Недавние исследования показали, что испарение подземных вод может играть важную роль в местном круговороте воды, особенно в засушливых регионах. [11] Ученые в Саудовской Аравии предложили планы по улавливанию и рециркуляции этой испаряющейся влаги для орошения сельскохозяйственных культур. На противоположной фотографии отражающий ковер площадью 50 сантиметров, сделанный из маленьких смежных пластиковых конусов, был помещен в сухую пустынную местность без растений на пять месяцев без дождя и орошения.Ему удалось собрать и сконденсировать достаточное количество грунтовых паров, чтобы оживить естественным образом захороненные семена под ним, с зеленой площадью около 10% площади ковров. Ожидается, что, если семена были положены перед укладкой этого ковра, гораздо более широкая область стала бы зеленой. [12]

Выпуски

Обзор

Определенные проблемы связаны с использованием подземных вод по всему миру. Точно так же, как речные воды были чрезмерно использованы и загрязнены во многих частях мира, водоносные горизонты тоже.Большая разница в том, что водоносные горизонты находятся вне поля зрения. Другая важная проблема заключается в том, что водохозяйственные органы при расчете «устойчивого вылова» водоносного горизонта и речной воды часто подсчитывают одну и ту же воду дважды, один раз в водоносном горизонте и один раз в его связанной реке. Эта проблема, хотя и понималась веками, сохраняется, частично благодаря инерции в государственных органах. В Австралии, например, до законодательных реформ, начатых Советом правительств Австралии по вопросам водной реформы в 1990-х годах, многие австралийские штаты управляли подземными и поверхностными водами через отдельные правительственные учреждения, что обусловлено конкуренцией и плохой связью.

В целом, временные лаги, присущие динамическому отклику подземных вод на развитие, игнорировались водохозяйственными органами спустя десятилетия после консолидации научного понимания проблемы. Короче говоря, последствия овердрафта подземных вод (хотя, несомненно, реальные) могут проявиться десятилетиями или столетиями. В классическом исследовании, проведенном в 1982 году, Bredehoeft и его коллеги [13] смоделировали ситуацию, когда добыча подземных вод в межгорном бассейне отнимала весь годовой запас, оставляя «ничто» для сообщества растительности, зависящей от естественных подземных вод.Даже когда поле скважины было расположено близко к растительности, 30% первоначальной потребности в растительности все еще могли быть удовлетворены за счет задержки, присущей системе после 100 лет. К 500 году этот показатель снизился до 0%, что свидетельствует о полной гибели растительности, зависящей от подземных вод. Наука была готова сделать эти вычисления в течение десятилетий; однако в целом агентства по управлению водными ресурсами игнорировали эффекты, которые появятся за пределами грубых временных рамок политических выборов (от 3 до 5 лет). Мариос Софоклеус [13] решительно утверждал, что органы управления должны определять и использовать соответствующие сроки при планировании подземных вод.Это будет означать расчет разрешений на забор подземных вод на основе прогнозируемых последствий десятилетия, а иногда и столетия в будущем.

Когда вода движется по ландшафту, она собирает растворимые соли, в основном хлорид натрия. Там, где такая вода попадает в атмосферу посредством суммарного испарения, эти соли остаются позади. В ирригационных районах плохой дренаж почв и поверхностных водоносных горизонтов может привести к выходу грунтовых вод на поверхность в низменных районах. Основные проблемы деградации земель, вызванные засолением почвы и заболачиванием, [14] в сочетании с повышением уровня соли в поверхностных водах.Как следствие, большой ущерб был нанесен местной экономике и окружающей среде. [15]

Четыре важных эффекта заслуживают краткого упоминания. Во-первых, схемы смягчения последствий наводнений, предназначенные для защиты инфраструктуры, построенной на поймах, привели к непреднамеренным последствиям сокращения пополнения водоносных горизонтов, связанных с естественными наводнениями. Во-вторых, длительное истощение подземных вод в обширных водоносных горизонтах может привести к оседанию земли, с соответствующим ущербом для инфраструктуры, а также, в-третьих, к проникновению соленых вод. [16] В-четвертых, осушение кислых сульфатных почв, часто встречающихся в низменных прибрежных равнинах, может привести к подкислению и загрязнению бывших пресноводных и устьевых потоков. [17]

Еще одной причиной для беспокойства является то, что истощение подземных вод из перераспределенных водоносных горизонтов может нанести серьезный ущерб как наземным, так и водным экосистемам - в некоторых случаях очень заметно, но в других весьма незаметно из-за продолжительного периода, в течение которого происходит повреждение. [18]

Овердрафт

Подземные воды - очень полезный и часто богатый ресурс. Тем не менее, чрезмерное использование, чрезмерная абстракция или овердрафт , могут вызвать серьезные проблемы для пользователей и окружающей среды. Наиболее очевидной проблемой (в том, что касается использования подземных вод человеком) является снижение уровня грунтовых вод за пределами досягаемости существующих скважин. Как следствие, скважины должны быть пробурены глубже, чтобы достичь подземных вод; в некоторых местах (например, в Калифорнии, Техасе и Индии) уровень грунтовых вод упал на сотни футов из-за интенсивной закачки скважины. [19] Например, в индийском регионе Пенджаб уровень грунтовых вод с 1979 года упал на 10 метров, а скорость истощения увеличивается. [20] Пониженный уровень грунтовых вод, в свою очередь, может вызвать другие проблемы, такие как оседание грунтовых вод и проникновение соленой воды.

Подземные воды также экологически важны. Важность подземных вод для экосистем часто игнорируется даже пресноводными биологами и экологами. Подземные воды поддерживают реки, водно-болотные угодья и озера, а также подземные экосистемы в пределах карстовых или аллювиальных водоносных горизонтов.

Конечно, не все экосистемы нуждаются в подземных водах. Некоторые наземные экосистемы - например, экосистемы открытых пустынь и аналогичных засушливых сред - существуют в результате нерегулярных осадков и влажности, которую они доставляют в почву, дополняемой влагой в воздухе. В то время как существуют другие наземные экосистемы в более гостеприимной среде, где подземные воды не играют центральной роли, подземные воды фактически являются фундаментальными для многих основных экосистем мира. Вода течет между подземными и поверхностными водами.Большинство рек, озер и водно-болотных угодий питаются подземными водами (в других местах или в разное время) в различной степени. Подземные воды питают почвенную влагу посредством фильтрации, и многие наземные растительные сообщества напрямую зависят либо от грунтовых вод, либо от перколированной влажности почвы над водоносным горизонтом, по крайней мере, часть каждого года. Гипорейные зоны (зона смешения водотоков и подземных вод) и прибрежные зоны являются примерами экотонов, в значительной степени или полностью зависящих от подземных вод.

Просадка

Оседание происходит, когда из-под земли выкачивается слишком много воды, что приводит к вымыванию пространства под поверхностью и, таким образом, к разрушению грунта.Результат может выглядеть как кратеры на земельных участках. Это происходит потому, что в своем естественном равновесном состоянии гидравлическое давление грунтовых вод в поровых пространствах водоносного горизонта и аквитарида поддерживает часть веса вышележащих отложений. Когда подземные воды удаляются из водоносных горизонтов путем чрезмерной откачки, может возникнуть поровое давление в капле водоносного горизонта и сжатие водоносного горизонта. Это сжатие может быть частично восстановимо, если давление восстановится, но в большинстве случаев это не так. Когда водоносный горизонт становится сжатым, это может вызвать оседание земли, падение поверхности земли.Город Новый Орлеан, штат Луизиана, сегодня фактически находится ниже уровня моря, и его оседание частично вызвано удалением грунтовых вод из различных систем водоносных горизонтов / аквакультур, расположенных под ним. [21] В первой половине 20-го века в долине Сан-Хоакин произошло значительное погружение, в некоторых местах до 8,5 метров (28 футов) [22] из-за удаления подземных вод. Города в дельтах рек, включая Венецию в Италии, [23] и Бангкок в Таиланде, [24] испытали поверхностное погружение; В Мехико, построенном на бывшем озерном русле, скорость оседания достигает до 40 см в год. [25]

Вторжение морской воды

Вторжение морской воды - это поток или присутствие морской воды в прибрежных водоносных горизонтах; это случай вторжения соленой воды. Это естественное явление, но оно может быть вызвано или усугублено антропогенными факторами. В случае однородных водоносных горизонтов вторжение морской воды образует солевой клин ниже переходной зоны к пресным грунтовым водам, стекающим сверху вниз. [26] [27]

Загрязнение

Iron (III) oxide staining (after water capillary rise in a wall) caused by oxidation of dissolved iron (II) and its subsequent precipitation, from an unconfined aquifer in karst topography. Perth, Western Australia. Окрашивание оксидом железа (III) (после капиллярного подъема воды в стенке), вызванное окислением растворенного железа (II) и его последующим осаждением из неограниченного водоносного горизонта в карстовой топографии.Перт, Западная Австралия.

Загрязненные подземные воды менее заметны, но их сложнее очистить, чем загрязнения в реках и озерах. Загрязнение подземных вод чаще всего возникает в результате неправильной утилизации отходов на суше. Основными источниками являются промышленные и бытовые химикаты и мусорные свалки, лагуны для промышленных отходов, хвостохранилища и технологические сточные воды из шахт, соляные ямы нефтяных месторождений, протекающие подземные резервуары для хранения нефти и трубопроводы, канализационные иловые и септические системы. Загрязненные грунтовые воды картируются путем отбора проб почв и грунтовых вод вблизи предполагаемых или известных источников загрязнения, чтобы определить степень загрязнения и помочь в разработке систем восстановления грунтовых вод.Для предотвращения загрязнения грунтовых вод вблизи потенциальных источников, таких как свалки, необходимо покрыть дно свалки водонепроницаемыми материалами, собрать все фильтраты со стоками и не допустить попадания дождевой воды на возможные потенциальные загрязнители, а также регулярно проводить мониторинг близлежащих подземных вод, чтобы убедиться, что загрязняющие вещества не просочились в подземная вода. [3]

Загрязнение грунтовых вод от загрязняющих веществ, выбрасываемых в землю, которые могут проникать в грунтовые воды, может создавать выбросы загрязняющих веществ в водоносном горизонте.Загрязнение может происходить от мусорных свалок, природного мышьяка, локальных систем санитарии или других точечных источников, таких как автозаправочные станции с протекающими подземными резервуарами для хранения или протекающими канализационными системами.

Движение воды и рассеивание в водоносном горизонте распространяет загрязняющее вещество по более широкой области, его продвигающаяся граница часто называется краем шлейфа, который затем может пересекаться с колодцами подземных вод или дневным светом в поверхностные воды, такие как просачивающиеся и родниковые, что делает водоснабжение небезопасным для людей и дикой природы.Различные механизмы влияют на перенос загрязняющих веществ, например, диффузия, адсорбция, осадки, распад в подземных водах. Взаимодействие загрязнения подземных вод с поверхностными водами анализируется с использованием гидрологических моделей переноса.

Опасность загрязнения коммунального водоснабжения сводится к минимуму путем размещения скважин в зонах глубоких подземных вод и непроницаемых почв, а также тщательного тестирования и мониторинга водоносного горизонта и близлежащих потенциальных источников загрязнения. [3]

Мышьяк и фтор

Около трети населения мира пьет воду из подземных вод.Из этого числа около 10 процентов, или около 300 миллионов человек, получают воду из ресурсов подземных вод, которые сильно загрязнены мышьяком или фтором. [28] Эти микроэлементы происходят в основном из природных источников путем выщелачивания из горных пород и отложений.

Новый метод определения веществ, опасных для здоровья

В 2008 году Швейцарский институт исследований водных ресурсов, Eawag, представил новый метод, с помощью которого можно составить карты опасностей для геогенных токсичных веществ в подземных водах. [29] [30] [31] [32] Это обеспечивает эффективный способ определения того, какие скважины следует проверить.

В 2016 году исследовательская группа предоставила свои знания в свободном доступе на платформе оценки подземных вод GAP. Это дает специалистам по всему миру возможность загружать свои собственные данные измерений, визуально отображать их и создавать карты рисков для областей по их выбору. GAP также служит форумом для обмена знаниями для дальнейшей разработки методов удаления токсичных веществ из воды.

Регламент

Соединенные Штаты

В Соединенных Штатах законы о владении и использовании подземных вод, как правило, являются законами штата; однако регулирование подземных вод с целью минимизации загрязнения подземных вод осуществляется как штатами, так и федеральным агентством по охране окружающей среды. Права собственности и пользования подземными водами обычно соответствуют одной из трех основных систем: [33]

  • Правило захвата дает каждому землевладельцу возможность захватывать столько подземных вод, сколько они могут использовать для полезного использования, но им не гарантируется какое-либо установленное количество воды.В результате владельцы скважин не несут ответственности перед другими землевладельцами за то, что они брали воду из-под своей земли. Государственные законы или нормативные акты часто определяют «полезное использование», а иногда и устанавливают другие ограничения, такие как запрет на добычу подземных вод, что вызывает оседание соседней собственности.
  • Ограниченные права частной собственности, аналогичные прибрежным правам в поверхностном потоке. Количество права на подземные воды основано на размере площади поверхности, где каждый землевладелец получает соответствующее количество доступной воды.После вынесения решения устанавливается максимальное количество права на воду, но это право может быть уменьшено, если общее количество доступной воды уменьшается, как, вероятно, во время засухи. Землевладельцы могут подавать в суд на других за нарушение их прав на подземные воды, и вода, перекачиваемая для использования на вышележащей земле, имеет преимущество перед водой, перекачиваемой для использования за пределами земли.
  • В ноябре 2006 года Агентство по охране окружающей среды опубликовало Правило по подземным водам в Федеральном реестре США. EPA обеспокоено тем, что система подземных вод будет уязвима для загрязнения фекалиями.Смысл этого правила состоял в том, чтобы не допустить микробных патогенов в общественных источниках воды. [34] Правило подземных вод 2006 года было поправкой к Закону о безопасной питьевой воде 1996 года.

Другие правила в Соединенных Штатах включают в себя:

  • Правило разумного использования (американское правило): Это правило не гарантирует землевладельцу определенное количество воды, но допускает неограниченную добычу, если в результате не причиняется необоснованный ущерб другим скважинам или системе водоносного горизонта. Обычно это правило придает большое значение историческим применениям и предотвращает новые применения, которые мешают предыдущему использованию.
  • Проверка подземных вод при сделках с недвижимостью в США. В США при проверке сделок с коммерческой недвижимостью как грунтовые воды, так и почва являются предметом проверки. Для участков «коричневых полей» (ранее загрязненных участков, которые были восстановлены), как правило, подготавливаются оценки окружающей среды на этапе I для изучения и выявления потенциальных проблем загрязнения. [35] В Калифорнийской долине Сан-Фернандо договоры на недвижимость для передачи собственности под Полевой лабораторией Санта-Сусана (SSFL) и на восток содержат положения, освобождающие продавца от ответственности за последствия загрязнения подземных вод в результате существующего или будущего загрязнения водоносного горизонта долины. ,

Индия

В Индии 65% орошения приходится на подземные воды. [36] Регулирование подземных вод контролируется и поддерживается центральным правительством и четырьмя организациями; 1) Центральная комиссия по водным ресурсам, 2) Центральные подземные воды, 3) Центральный орган по подземным водам, 4) Центральный совет по борьбе с загрязнением. [37]

Законы, правила и схемы, касающиеся подземных вод Индии:

  • 2019 Atal Bhujal Yojana (схема подземных вод Atal), 5-летняя схема (с 2020-21 по 2024-25) стоимостью 6 млрд. Рупий (854 млн. Долл. США) для управления спросом с планами водной безопасности на уровне панчаятов на селе, была утверждена для реализации. 8 350 деревень, испытывающих водные нагрузки, в 7 штатах, в том числе Харьяна, Гуджарат, Карнатака, Мадхья-Прадеш, Махараштра, Раджастан и Уттар-Прадеш. [38]
  • Национальный водный рамочный законопроект 2013 года гарантирует, что подземные воды Индии являются общественным ресурсом и не должны использоваться компаниями посредством приватизации воды. Национальный водный рамочный законопроект позволяет каждому иметь доступ к чистой питьевой воде, о праве на чистую питьевую воду в соответствии со статьей 21 «Право на жизнь» в Конституции Индии. Законопроект указывает на желание штатов Индии иметь полный контроль над подземными водами, содержащимися в водоносных горизонтах. Пока единственными, кто использует этот законопроект, являются Андхра-Прадеш, Ассам, Бихар, Гоа, Химачал-Прадеш, Джамму и Кашмир, Карнатака, Керала, Западная Бенгалия, Телангана, Махараштра, Лакшадвип, Пудучерри, Чандигарх, Дадра и Нагар-Хавели. [37]
  • В 2012 году была обновлена ​​Национальная водохозяйственная политика, которая ранее была введена в действие в 1987 году и обновлена ​​в 2002 году, а затем в 2012 году. [39]
  • В 2011 году правительство Индии разработало Типовой законопроект об управлении подземными водами; Эта модель выбирает, какие правительства штатов могут применять свои законы об использовании и регулировании подземных вод.
  • Закон о смягчении 1882 года отдает землевладельцам приоритет над поверхностными и подземными водами, которые находятся на их земле, и позволяет им давать или брать столько, сколько они хотят, пока вода находится на их земле.Этот закон не позволяет правительству обеспечивать соблюдение правил в отношении подземных вод, что позволяет многим землевладельцам приватизировать свои подземные воды, вместо этого получая доступ к ним в общественных зонах. Раздел 7 (g) Закона о смягчении 1882 года гласит, что каждый землевладелец имеет право собирать в своих пределах всю воду под землей и на ее поверхности, которая не проходит по определенному каналу. [37]

Канада

Значительная часть населения Канады зависит от использования подземных вод.В Канаде примерно 8,9 миллиона человек или 30% населения Канады используют подземные воды для бытовых нужд, и примерно две трети этих пользователей живут в сельской местности. [40]

  • Конституционный закон 1867 года не наделяет власть над подземными водами ни одному из распоряжений канадского правительства; следовательно, вопрос в значительной степени подпадает под провинциальную юрисдикцию
  • Федеральные и провинциальные правительства могут разделять обязанности при решении вопросов сельского хозяйства, здравоохранения, межобластных вод и национальных проблем, связанных с водой.
  • Федеральная юрисдикция в таких областях, как пограничные / трансграничные воды, рыболовство, судоходство и водоснабжение на федеральных землях, в заповедниках коренных народов и на территориях.
  • Федеральная юрисдикция над подземными водами, когда водоносные горизонты пересекают межобластные или международные границы.

Крупной федеральной государственной инициативой по подземным водам является разработка многобарьерного подхода. Многобарьерный подход представляет собой систему процессов, предотвращающих ухудшение качества питьевой воды из источника.Мультибарьер состоит из трех ключевых элементов:

  • Источник водозащиты,
  • Очистка питьевой воды и
  • Системы распределения питьевой воды. [41]

Иран

Согласно Закону о распределении воды (5-я глава) эти предметы являются преступлением (наказание: от 10 до 50 ударов плетью или от 15 до трех месяцев лишения свободы): [42]

  1. Человек, который хорошо копает для доступа к воде.
.

подземных вод | Описание и значение

Подземные воды , вода, которая находится под поверхностью Земли, где она занимает все или часть пустых пространств в почвах или геологических слоях. Его также называют подземными водами, чтобы отличать их от поверхностных вод, которые находятся в больших телах, таких как океаны или озера, или которые текут по суше в ручьях. Как поверхностные, так и подземные воды связаны через гидрологический цикл (непрерывная циркуляция воды в системе Земля-атмосфера).

Уровень грунтовых вод - уровень грунтовых вод. Поверхностная вода является открытой частью уровня грунтовых вод. Encyclopædia Britannica, Inc.

Британика Викторина

Мировой океан: факт или вымысел?

Больше океанов мира находится к югу от экватора, чем к северу от него.

Далее следует краткая обработка подземных вод.Для полной очистки см. Гидросфера : подземные воды.

Большая часть подземных вод поступает из осадков. Осадки проникают ниже уровня земли в почвенную зону. Когда почвенная зона насыщается, вода просачивается вниз. Зона насыщения возникает, когда все междоузлия заполнены водой. Существует также зона аэрации, где промежутки заняты частично водой и частично воздухом. Подземные воды продолжают опускаться до тех пор, пока на некоторой глубине не сольются в зону плотных пород.Вода содержится в порах таких пород, но поры не связаны, и вода не будет мигрировать. Процесс восполнения осадков, пополняющий запас подземных вод, известен как пополнение запасов. Как правило, перезарядка происходит только в дождливый сезон в тропическом климате или зимой в умеренном климате. Обычно от 10 до 20 процентов осадков, выпадающих на Землю, попадает в водоносные слои, которые известны как водоносные слои.

Подземные воды постоянно находятся в движении. По сравнению с поверхностными водами она движется очень медленно, фактическая скорость зависит от проницаемости и емкости водоносного горизонта.Естественный отток грунтовых вод происходит через родники и русла рек, когда давление грунтовых вод выше атмосферного в непосредственной близости от поверхности земли. Внутреннюю циркуляцию определить нелегко, но около уровня грунтовых вод среднее время цикла воды может составлять год или меньше, тогда как в глубоких водоносных горизонтах оно может достигать тысяч лет.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Подземные воды играют жизненно важную роль в развитии засушливых и полузасушливых зон, иногда поддерживая обширные сельскохозяйственные и промышленные предприятия, которые иначе не могли бы существовать.Особенно удачно, что водоносные горизонты, предшествующие образованию пустынь, остаются незатронутыми увеличением засушливости с течением времени. Однако изъятие приведет к истощению даже самых крупных бассейнов подземных вод, поэтому разработка, основанная на существовании водоносных горизонтов, в лучшем случае может быть только временной.

Намибия: грунтовые воды Узнайте об усилиях по поиску грунтовых вод в Намибии, где не хватает пресной воды. Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц Просмотреть все видео на эту статью

Огромное количество подземных вод распределено по всему миру, а большое количество резервуаров подземных вод все еще недостаточно развито или не исследовано.По оценкам ученых, около 5,97 квинтиллионных галлонов (22,6 миллиона кубических километров [5,4 миллиона кубических миль]) подземных вод находятся в верхних 2 км (1,2 мили) поверхности Земли. Наиболее часто исследуемые или эксплуатируемые резервуары подземных вод относятся к типу неуплотненных обломочных пород (в основном из песка и гравия) или карбонатных пород, обнаруженных в аллювиальных долинах и прибрежных равнинах в умеренных или засушливых условиях.

Хотя некоторые подземные воды растворяют вещества из горных пород и могут содержать следы старой морской воды, в большинстве подземных вод отсутствуют патогенные организмы, и очистка для бытового или промышленного использования не требуется.Кроме того, запасы подземных вод не подвергаются серьезному воздействию коротких засух и имеются во многих районах, где нет надежных источников поверхностных вод. Однако водоносные горизонты и другие запасы подземных вод подвергаются риску химического загрязнения от трещиноватости, сельскохозяйственных химикатов, негерметичных свалок и септиков, а также других точечных и неточечных источников загрязнения. Такое загрязнение может сделать грунтовые воды непригодными для использования, а также дорогостоящим и трудным для очистки.

Фонд «Подземные воды»: получите информацию: быстрые факты

Проверьте свои знания

Нажмите на картинку для ответа.


  • Где вода обычно движется медленнее всего?
    А.Водоносный горизонт
    B. Осадки
    C. Река
    D. Кран

  • Что происходит, когда из водоносного горизонта извлекается больше воды, чем возвращается обратно?
    А.Сток
    B. Затопление
    C. Истощение
    D. Насыщение

  • Приблизительно сколько галлонов воды используется для приготовления гамбургера, картофеля фри и безалкогольного напитка?
    А.35
    B. 3000
    C. 250
    D. 1400

  • Какое потребление забирает наибольшее количество подземных вод в день в U.С.?
    A. Ирригация
    B. Общественное снабжение
    C. Промышленность

  • Как долго человек может жить без воды?
    А.Один день
    B. Одна неделя
    C. Один час
    D. Один месяц

  • Сколько воды нужно, чтобы почистить зубы при выключенной воде?
    А.5 галлонов
    B. 2 галлона
    C. Менее 1 галлона
    D. 10 галлонов

Знаете ли вы?

  • Около 27 триллионов галлонов подземных вод изъято для использования в США.С. каждый год.
    Совет по охране подземных вод

  • Галлон воды весит около 8 фунтов.

  • Водоносный горизонт Высоких равнин охватывает восемь штатов и 175 000 миль.
    Геологическая служба США

  • 26% домашнего потребления воды, если для промывки унитаза.
    Американская водохозяйственная ассоциация

  • Около 25% всех осадков в США.С. становится подземными водами.
    Геологическая служба США

  • Вода - единственное вещество на Земле, которое встречается в природе в трех формах - твердом, жидком и газообразном.


Water1der

Чтобы узнать больше о подземных водах, попробуйте мобильное приложение The Groundwater Foundation, Water1der!

Доступно для устройств Apple.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *