Водоносный горизонт
Геология Водоносный горизонт
просмотров — 288
Зеркало грунтовых вод
Зеркало грунтовых вод может располагаться глубоко, как, к примеру, под холмами, либо близко к поверхности, как, к примеру, в долинах рек. Зеркало грунтовых вод может подниматься выше, либо понижаться в зависимости от ряда факторов. Так, сильные и затяжные дожди увеличивают восполнение подземных вод и вызывают подъем зеркала грунтовых вод. В засушливые сезоны восполнение подземных вод снижается и зеркало грунтовых вод понижается. Вблизи действующих эксплуатационных скважин зеркало грунтовых вод также понижается.
Понятие водоносный пласт, либо горизонт широко используется в гидрогеологии. Под ним понимают подемные грунты, либо горные породы, через которые может легко перемещаться (фильтроваться) вода.Количество воды, которая можетпротекать через грунт, либо горную породу зависит от размера свободного пространства (поры, трещины, каверны) в них и их сообщения между собой.
Количество свободного пространства принято называть пористостью. Чем больше эта величина, тем больше поровое пространство в горной породе.
Другой важный в гидрогеологии параметр – проницаемость характеризует насколько хорошо эти пространства (пор, трещин, каверн) сообщаются между собой.
Водоносные горизонты (пласты) обычно сложены гравием, песком, песчаником, либо к примеру доломитом, в котором часто встречаются каверны, трещиноватыми породами, такими как известняки и даже породы кристаллического фундамента͵ к примеру граниты. Эти типы горных пород называют проницаемыми. Οʜᴎ имеют сообщающееся между собой пространство пор, каверн, либо трещин, через ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ может перемещаться вода. Свободные пространсва, в водоносном пласте, сложенном гравием, песком, песчаником, называют порами. . Свободные пространсва, в водоносном пласте в трещиноватом коллекторе называют трещинами
.В случае если в горной породе имеются поры, либо трещины, которые не связаны между собой, тогда подземная вода не может перемещаться от одного пространства, к примеру – трещины, к другому.
Такие горные породы называют непроницаемыми. Такие отложения, как глины, или сланцы, имеют очень мало пор и эти поры не имеют связи, либо плохую связь между собой. По этой причине глины обычно препятствуют фильтрации подземных вод.
Режим подземных вод. Общие сведения о балансе подземных вод. Лекция №27 План: 1. Факторы обслуживающие режим подземных вод. 2. Естественные режимы подземных вод. 3. Нарушенные режимы подземных вод. 4. Особенности баланса подземных вод. Ключевые слова:Режим,… [читать подробенее]
.. [читать подробенее]Виды подземных вод | Инженерная гидрогеология
Круговорот воды и метеорные воды
Почти 80% вод земного шара заключено в океанах, 19% — а порах горных пород, залегающих ниже поверхности Земли, 1% содержится в виде льда, 0,002% — в реках, речках, ручьях и озерах и только около 0,0008% — в атмосфере.
Атмосфера получает воду при ее испарении с поверхности океанов и в меньшей степени при испарении воды, находящейся на поверхности континентов. При охлаждении насыщенного влагой воздуха водяной пар конденсируется с образованием облаков; если капли воды (или льда) в облаках становятся достаточно большими, то выпадает дождь или снег (т.е. осадки).
Круговорот воды в природе
Охлаждение атмосферы, вызывающее осадки, обычно обусловлено расширением воздуха при его подъеме. Восходящее движение воздуха может быть следствием крупномасштабной циркуляции атмосферы (как, например, в экваториальном поясе) или вынужденного его подъема над горным поясом.
Поступление влажного воздуха с океана в прибрежные горные районы обычно приводит к выпадению обильных осадков на наветренных склонах гор (например, в горах штатов Орегон, Вашингтон, Британская Колумбия в Северной Америке и в горах Норвегии и Шотландии в Европе) и сравнительно небольших осадков на противоположных склонах. Осадки, образующиеся в подобных условиях, называются орографическими.
При выпадении дождевых осадков на сушу с ними может случиться разное. Часть воды задерживается в виде капель на растениях или в верхних слоях почвы и вскоре после прекращения дождя испаряется. Некоторая ее часть поглощается корнями растений и подвергается испарению через листья — этот процесс называется транспирацией. Суммарные процесс испарения и поглощения растениями называется эвапотранспирацией. Часть воды может просачиваться в почву, где она мигрирует к поверхностным водотокам, — этот процесс называется внутрипочвенным стоком. Когда идут очень сильные или длительные дожди и инфильтрация оказывается недостаточной, вода стекает по поверхности земли в виде склонового стока.
Многие процессы дают начало речным водам, Когда нет дождей, уровень воды в реке (ее меженный сток) поддерживается главным образом подземными водами. Во время интенсивных дождей и непосредственно после них меженный сток возрастает за счет почвенного и склонового стока, а также за счет выпадения дождей на водную поверхность реки.
Часть выпавшей воды инфильтруется в горные породы и питает водоносные горизонты.
Формирование подземных водоносных горизонтов за счет инфильтрации метеорных вод
На некоторой глубине от поверхности земли поры, пустоты и открытые разломы и трещины в породах заполнены водой. Зеркало грунтовых вод есть поверхность раздела между породами, поры которых целиком заполнены водой, и породами, в которых поры частично заняты воздухом. Строго говоря, зеркало грунтовых вод относится к системам, в которых поры пород достаточно велики для того, чтобы эффект капиллярного поднятия воды был незначительным; процесс капиллярного поднятия, наблюдающийся в мелкозернистых породах, приводит к подъему воды на некоторую высоту над истинным зеркалом грунтовых вод, в связи с чем образуется капиллярная кайма.
Пространство выше зеркала грунтовых вод представляет зону аэрации, а ниже зеркала— фреатическую, или зону насыщения. Нередко почвы и содержащиеся в них воды рассматриваются как отдельная система, так как влажность и химия вод в почвенной зоне весьма изменчивы, а в более глубоких зонах относительно стабильны.
Поведение подземных водоносных систем в основном контролируется пористостью и проницаемостью вмещающих пород. Пористость есть часть (или процентный объем) горной породы, составляющая ее полое пространство.
Проницаемость определяет меру способности породы пропускать флюиды. Обычной единицей проницаемости является дарси. С проницаемостью тесно связана гидравлическая проводимость, которая отличается тем, что ее численное значение зависит от свойства флюида (вода, газ, нефть) и от свойств среды. Грубозернистый несцементированный песчаник имеет, как правило, высокие пористость и проницаемость, потому что поры в нем крупные и сообщаются друг с другом. Глина может иметь высокую пористость, но ее проницаемость должна быть незначительной, так как поры настолько малы, что вода в них может течь только с малой скоростью.
Известняки часто имеют низкую пористость, но очень высокую проницаемость, потому что «поры» в них представляют собой большие каналы растворения или трещины. Даже изверженные породы, такие, как граниты, могут иметь значительную проницаемость за счет образования в них трещин выветривания и отдельности. Водоносный горизонт представляет собой водонасышенную породу, пористость и проницаемость которой достаточны для течения воды к скважинам.
В случае однородной проницаемой породы зеркало грунтовых вод в общем виде отражает рельеф земной поверхности. Реки, озера, источники и болота представляют собой место пересечения зеркала грунтовых вод с дневной поверхностью. Областью питания для такой системы (т.е. областью, где вода поступает в водоносный горизонт) является, по-видимому, вся площадь за пределами русла реки. К области разгрузки (т.е. области, где водоносный горизонт обезвоживается) относится, по-видимому, русло реки, куда вода может стекать непосредственно, а также прилегающая к реке площадь, в пределах которой корни растений могут находиться ниже зеркала грунтовых вод и расходовать последнюю на транспирацию.
Реки могут подпитывать водоносные горизонты на некоторых участках своего пути, особенно в аридных областях.
Уровень зеркала грунтовых вод варьирует в зависимости от изменения интенсивности питания (контролируемой осадками). Когда зеркало грунтовых вод не горизонтально, вода течет из районов, где зеркало грунтовых вод имеет более высокие отметки, в районы, где его отметки ниже. Скорость течения определяется градиентом зеркала грунтовых вод и проницаемостью породы. Движение подземных вод нередко очень медленное, например, скорость течения в главном водоносном горизонте центральной Флориды составляет 2-8 м/год.
При чередовании проницаемых и водоупорных пород создаются более сложные условия. В местах, где водонасышенные проницаемые породы отделяются от нижезалегающих безводных пород непроницаемым барьером, может образоваться верховодка. Горизонт напорных, или артезианских, вод образуется, когда его кровля контактирует с пластом непроницаемой породы, а не с толщей безводных проницаемых пород.
Если напорный водоносный горизонт вскрыт скважиной, то вода в ней поднимется выше кровли горизонта. Поверхность, до которой вода поднимается в серии таких скважин, называется пьезометрической поверхностью. При установлении последней выше земной поверхности вода свободно изливается из скважин. Артезианские воды широко используются для орошения полей во многих частях мира. Если расход воды превышает естественное питание, то водоносный горизонт истощается, и пьезометрическая поверхность прогрессивно снижается.
Не метеорные воды
Наибольшая по объему часть вод, распространенных на континентах, имеет метеорное происхождение, т.е. воды поступили из атмосферы в виде дождя или снега в относительно недавнее геологическое время. Существуют и другие типы вод, которые, хотя и незначительно, влияют на химию поверхностных вод в любой момент времени, но могут дать заметный суммарный эффект в переносе растворенных веществ в масштабе геологического времени.
При образовании осадка на дне океана морская вода заполняет межзерновые пространства.
Если осадок затем захороняется, то захваченная им вода называется коннетной или сингенетической. Обычно нельзя сказать, является ли вода в порах древнего осадка той самой водой, которая была захвачена им в момент образования, поэтому использование термина «коннетный» не рекомендуется, формационной водой называют воду (часто соленую), которая заключена в порах глубокозалегаюших осадочных пород. Использование этого термина не предполагает генетического смысла.
При выветривании горных пород образуются глинистые минералы, содержащие химически связанную воду. Эти минералы превращаются затем в осадочные породы, а последние могут подвергаться воздействию температуры и давления, что ведет к превращению их в метаморфические породы. В процессе метаморфизма водосодержащие глинистые минералы превращаются в менее гидратированные фазы, а вода вытесняется из породы. Такая вода называется метаморфической. Совершенно очевидно, что в процессе миграции метаморфической воды к земной поверхности происходит смешение ее с метеорными водами, поэтому идентифицировать ее трудно.
Возможно, что некоторые углекислые источники Калифорнии содержат значительную долю метаморфической воды.
Извержение вулкана
В мантии Земли заключена химически связанная вода, которая переносится к земной поверхности в результате вулканических процессов. Возможно, что вулканические газы базальтовых лав содержат ювенильную воду, но это трудно доказать, так как вулканическая магма обычно захватывает воду из других источников при подъеме в земной коре,
Еще одним типом вод, которые могут показаться иного происхождения, являются воды горячих источников и гейзеров. В действительности они почти всегда оказываются метеорными водами, испытавшими нагревание на контакте с горячей породой. Горячие источники встречаются также на дне океанов, особенно в осевых зонах спрединга. Вода этих источников (по происхождению морская) нагревается и химически изменяется на контакте с горячими породами.
Данные о подземных водах USGS для страны
Текущие условия (1 954 сайта) |
Текущие условия на выбранных объектах основаны на самых последних данных с местного автоматизированного записывающего оборудования. |
Исторические наблюдения (5 701 сайт) |
Те же данные, к которым можно получить доступ по ссылке «Текущие условия» выше, но включая как активные, так и закрытые сайты. с данными за любую часть периода с 1 октября 2007 г. по настоящее время. Значения могут включать «Утверждено» (данные гарантированного качества, которые могут быть опубликованы) и/или более свежие «предварительные» данные (непроверенной точности и подлежит пересмотру). |
Ежедневные данные (8 357 сайтов) |
Сводка всех данных за каждый день за период записи
и может представлять среднее значение за день, медиану, максимум, минимум и/или другое производное значение. |
Статистика (4 317 сайтов) Годовой Ежемесячно Ежедневно |
Статистические данные рассчитываются на основе утвержденных среднесуточных данных на каждом участке. Эти ссылки предоставляют сводку утвержденных исторических ежедневных значений для ежедневных, месячный и годовой (водный год или календарный год) периоды времени. |
Полевые измерения (912 199 сайтов) |
Ручные замеры глубины до воды в колодцах. |
Значения могут включать «Утверждено» (данные гарантированного качества, которые могут быть опубликованы) и/или более свежие «Предварительные» данные.
(непроверенной точности и подлежит пересмотру).
Пример.
Введение
Национальная информационная система по водным ресурсам Геологической службы США (NWIS) содержит обширную данные о воде для нации. Публичный доступ ко многим из этих данных предоставлено через сайт USGS Water Data for the Nation (дополнительный фон). База данных подземных вод состоит из более 850 000 записей о колодцах, родниках, испытательных скважинах, тоннелях, дренах и раскопки в США. Доступная описательная информация о сайте включает информацию о местоположении скважины, такую как широта и долгота, глубина скважины и водоносный горизонт. Геологическая служба США ежегодно отслеживает уровень грунтовых вод в тысячах
скважины в США. Данные об уровне грунтовых вод
собираются и сохраняются либо в виде дискретных измерений уровня воды в полевых условиях, либо в виде
непрерывные данные временных рядов от автоматических регистраторов. Как только полный день чтений получен от сайт, ежедневные сводные данные генерируются и размещены в Интернете. Геологическая служба США завершает обработку данных на отдельных участках непрерывная основа как условия окружающей среды и гидрологические характеристики разрешать. |
Данные из
некоторые станции непрерывной записи передаются в Геологическую службу США.
офисы по всей стране по телефонным линиям или через спутник
передачи, обеспечивающие доступ к текущим подземным водам
данные.грунтовые воды | Определение и факты
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- В этот день в истории
- Викторины
- Подкасты
- Биографии
- Резюме
- Популярные вопросы
- Обзор недели
- Инфографика
- Демистификация
- Списки
- #WTFact
- Товарищи
- Галереи изображений
- Прожектор
- Форум
- Один хороший факт
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
- Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы. - Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы. - #WTFact Videos
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти. - На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
- Студенческий портал
Britannica — это лучший ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д. - Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня. - 100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
