Koliko je vode u podzemnim vodama. Podzemne vode: rezerve, proizvodnja, značaj i problemi
(do dubine 12-16 km) u tekućem, krutom i parovitom stanju. Većina ih nastaje uslijed curenja s površine kišnice, otopljene i riječne vode. Podzemna voda se neprestano kreće i vertikalno i horizontalno. Njihova dubina, smjer i intenzitet kretanja ovise o vodopropusnosti stijena. Propusne stijene uključuju šljunak, pijesak, šljunak. Za vodonepropusnost (vodootporan), praktički nepropusna za vodu - gline, gusta bez pukotina, smrznuta tla. Sloj stijene koji sadrži vodu naziva se vodonosnik.
Prema uvjetima nastanka podzemne vode se dijele na tri vrste: smještene u najgornjem, sloju tla; leži na prvom trajnom vodootpornom sloju od površine; interstratalni, smješten između dva vodootporna sloja. Podzemna voda se hrani infiltriranim sedimentima, vodama, jezerima,. Razina podzemne vode varira s godišnjim dobima i različita je u različitim zonama. Dakle, u njemu se praktički poklapa s površinom, nalazi se na dubini od 60-100 m. Rasprostranjeni su gotovo posvuda, nemaju pritisak, kreću se polako (u krupnozrnatom pijesku, na primjer, brzinom od 1,5- 2,0 m dnevno). Kemijski sastav podzemne vode varira i ovisi o topljivosti susjednih stijena. Prema kemijskom sastavu razlikuju se slatke (do 1 g soli u 1 litri vode) i mineralizirane (do 50 g soli u 1 litri vode) podzemne vode. Prirodni izlazi podzemne vode na zemljinu površinu nazivaju se izvori (vrela, vrela). Obično se formiraju na niskim mjestima gdje vodonosnici prelaze površinu zemlje. Izvori su hladni (ne viši od 20 °C, topli (od 20 do 37 °C) i vrući ili termalni (preko 37 °C). Topli izvori koji povremeno izbijaju nazivaju se gejziri. Nalaze se u područjima recentnih ili modernih (,).Vode izvora sadrže različite kemijske elemente i mogu biti ugljične, alkalne, solne itd. Mnoge od njih imaju ljekovitu vrijednost.
Podzemna voda obnavlja bunare, rijeke, jezera,; otapati razne tvari u stijenama i prenositi ih; izazvati klizišta. Biljkama osiguravaju vlagu, a stanovništvu pitku vodu. Izvori daju najčišću vodu. Vodena para i topla voda iz gejzira koriste se za grijanje zgrada, staklenika i elektrana.
Rezerve podzemnih voda su vrlo velike - 1,7%, ali se izuzetno sporo obnavljaju, te se o tome mora voditi računa pri njihovom trošenju. Jednako je važna i zaštita podzemnih voda od onečišćenja.
Voda je najzastupljenija tvar na našem planetu zahvaljujući kojoj se na njemu održava život. Nalazi se iu litosferi iu hidrosferi. Zemljina biosfera sastoji se od ¾ vode. Važnu ulogu u kruženju ove tvari igraju njezine podzemne vrste. Ovdje se može formirati iz plaštnih plinova, tijekom otjecanja itd. U ovom ćemo članku razmotriti vrste podzemnih voda.
koncept
Pod podzemnom vodom podrazumijeva se voda smještena u zemljinoj kori, smještena u stijenama ispod površine zemlje u različitim agregatnim stanjima. Oni čine dio hidrosfere. Prema V. I. Vernadskom, ove se vode mogu nalaziti na dubini do 60 km. Procijenjeni volumen podzemne vode koja se nalazi na dubini do 16 km je 400 milijuna kubičnih kilometara, što je jedna trećina vode oceana. Smješteni su na dvije etaže. U nižim od njih nalaze se metamorfne i magmatske stijene, pa je količina vode ovdje ograničena. Glavnina vode nalazi se u gornjem katu u kojem se nalaze sedimentne stijene.
Klasifikacija prema prirodi izmjene s površinskim vodama
U njemu postoje 3 zone: gornja je slobodna; srednji i donji - spora izmjena vode. Vrste sastava podzemnih voda u različitim zonama su različite. Dakle, u gornjem dijelu nalaze se slatke vode koje se koriste u tehničke, pitke i gospodarske svrhe. U srednjem pojasu nalaze se drevne vode različitog mineralnog sastava. U donjem dijelu nalaze se visoko mineralizirane slanice iz kojih se ekstrahiraju razni elementi.
Klasifikacija mineralizacije
Mineralizacijom se razlikuju sljedeće vrste podzemnih voda: ultrasvježe, relativno visoke mineralizacije - samo posljednja skupina može doseći razinu mineralizacije od 1,0 g / cu. dm; bočati, slani, visoki salinitet, salamure. U potonjem, mineralizacija prelazi 35 mg / cu. dm.
Klasifikacija pojavnosti
Prema uvjetima nastanka razlikuju se sljedeće vrste podzemnih voda: vodene vode, podzemne vode, arteške i vode tla.
Verkhovodka se uglavnom formira na lećama i izbočenim slojevima slabo propusnih ili vodootpornih stijena u zoni prozračivanja tijekom infiltracije površinskih i atmosferskih voda. Ponekad se formira zbog iluvijalnog horizonta ispod sloja tla. Nastanak ovih voda povezan je uz procese kondenzacije vodene pare uz gore navedene. U nekim klimatskim zonama formiraju dovoljno velike rezerve visokokvalitetne vode, ali uglavnom se formiraju tanki vodonosnici koji nestaju tijekom suše i formiraju se tijekom razdoblja intenzivne vlage. U osnovi, ova vrsta podzemne vode tipična je za ilovače. Njegova debljina doseže 0,4-5 m. Reljef ima značajan utjecaj na formiranje vodene vode. Na strmim padinama postoji kratko ili ga potpuno nema. Na ravnim stepama s udubljenjima u obliku tanjura i ravnim vododjelnicama, na površini riječnih putova, formira se stabilnija voda. Nema hidrauličku vezu s riječnim vodama, dok se drugim vodama lako zagađuje. Istodobno, može hraniti podzemnu vodu, a može se potrošiti na isparavanje. Verkhovodka može biti svježa ili blago mineralizirana.
Podzemna voda je dio podzemne vode. Nalaze se na prvom vodonosniku s površine, leže na prvom vodonosniku uzdržanom nad područjem. U osnovi, to su netlačne vode, mogu imati mali tlak u područjima s lokalnim nepropusnim preklopom. Dubina pojavljivanja, njihova kemijska i fizikalna svojstva podložni su periodičnim fluktuacijama. Rasprostranjen posvuda. Hrane se infiltracijom oborina iz atmosfere, filtracijom iz površinskih izvora, kondenzacijom vodene pare i isparavanjem unutar tla, dodatnom ishranom koja dolazi iz nižih vodonosnika.
Arteška voda je dio podzemne vode s pritiskom, a pojavljuje se u vodonosnicima između relativno vodootpornih i vodootpornih slojeva. Leže dublje od zemlje. U većini slučajeva njihova područja prehrane i pritiska ne odgovaraju. Voda se pojavljuje u bunaru ispod utvrđene razine. Svojstva ovih voda manje su podložna fluktuacijama i zagađenju u usporedbi s podzemnim vodama.
Vode u tlu su one koje su ograničene na sloj vode u tlu, sudjeluju u opskrbi biljaka ovom tvari, povezane su s atmosferom, akumuliranom vodom i podzemnom vodom. Imaju značajan utjecaj na kemijski sastav podzemne vode pri svom dubokom pojavljivanju. Ako su potonji smješteni plitko, tlo postaje natopljeno i počinje natapanje. Gravitacijska voda ne tvori zaseban horizont, kretanje se provodi odozgo prema dolje pod djelovanjem kapilarnih sila ili gravitacije u različitim smjerovima.
Klasifikacija formacija
Glavne vrste podzemnih voda su infiltracijske, koje nastaju infiltracijom atmosferskih oborina. Osim toga, mogu nastati kao rezultat kondenzacije vodene pare, koja zajedno sa zrakom ulazi u razlomljene i porozne stijene. Osim toga, razlikuju se reliktne (zakopane) vode koje su bile u drevnim bazenima, ali su zatrpane debelim slojevima sedimentnih stijena. Također, posebna vrsta su termalne vode koje su nastale u zadnjim fazama magmatskih procesa. Ove vode tvore magmatske ili juvenilne vrste.
Klasifikacija kretanja predmeta koji se razmatraju
Razlikuju se sljedeći tipovi kretanja podzemnih voda (vidi sliku).
Procjeđivanje i oborina iz atmosfere događa se u zoni prozračivanja. Istodobno, ovaj proces je podijeljen na slobodno provedenu i normalnu infiltraciju. Prvi uključuje kretanje odozgo prema dolje pod utjecajem gravitacije i kapilarnih sila kroz određene tubule i kapilarne pore, dok porozni prostor nije zasićen vodom, što doprinosi očuvanju kretanja zraka. Tijekom normalne infiltracije, gradijenti hidrostatskog tlaka pridružuju se gore navedenim silama, što dovodi do toga da su pore potpuno ispunjene vodom.
U zoni zasićenja djeluju hidrostatski tlak i gravitacija, što pridonosi kretanju slobodne vode duž pukotina i pora na strane, smanjenju tlaka ili nagibu površine horizonta koji nosi vodu. Ovo kretanje naziva se filtracija. Najveća brzina kretanja vode uočena je u podzemnim krškim špiljama i kanalima. Na drugom mjestu su kamenčići. U pijesku se primjećuje mnogo sporije kretanje - brzina je 0,5-5 m / dan.
Vrste podzemnih voda u zoni permafrosta
Ove se podzemne vode dijele na nad-permafrost, među-permafrost i sub-permafrost. Prvi se nalaze u debljini permafrosta na akvikludi, uglavnom u podnožju padina ili na dnu riječnih dolina. Oni su pak podijeljeni na sezonski smrzavajuće, smještene u aktivnom sloju; na sezonski djelomično smrznute, s gornjim dijelom u aktivnom sloju, na sezonski nesmrznute, čije se pojavljivanje bilježi ispod sezonsko smrznutog sloja. U nekim slučajevima može doći do loma u aktivnom sloju raznih tla, što dovodi do oslobađanja dijela supra-permafrost vode na površinu, gdje poprima oblik leda.
Vode međupermafrosta mogu biti prisutne u tekućoj fazi, ali su najčešće u čvrstoj fazi; u pravilu ne podliježu sezonskim procesima odmrzavanja/zamrzavanja. Ove vode u tekućoj fazi omogućuju izmjenu vode s vodama iznad i subpermafrosta. Mogu izaći na površinu kao izvori. Subpermafrostne vode su arteške. Mogu biti od svježih do slanih.
Vrste podzemnih voda u Rusiji iste su kao one koje smo gore opisali.
Onečišćenje razmatranih objekata
Razlikuju se sljedeće vrste onečišćenja podzemnih voda: kemijsko, koje se pak dijeli na organsko i anorgansko, toplinsko, radioaktivno i biološko.
Glavni kemijski zagađivači su tekući i kruti otpad iz industrijskih poduzeća, kao i pesticidi i gnojiva poljoprivrednih proizvođača. Teški metali i drugi toksični elementi najviše utječu na podzemne vode. Šire se vodonosnicima na znatne udaljenosti. Kontaminacija radionuklidima ponaša se na sličan način.
Biološku kontaminaciju uzrokuje patogena mikroflora. Izvori onečišćenja obično su štale, neispravne kanalizacije, septičke jame itd. Širenje mikroflore određeno je brzinom filtracije i preživljavanjem tih organizama.
Riječ je o porastu temperature podzemne vode do kojeg dolazi tijekom rada vodozahvata. Može se dogoditi na odlagalištima otpadnih voda ili kada se vodozahvat nalazi u blizini akumulacije s toplijom površinskom vodom.
Korištenje podzemlja
Vađenje podzemnih voda kao vrsta korištenja podzemlja regulirano je Saveznim zakonom "O podzemlju". Za vađenje ovih predmeta potrebna je dozvola. Izdaje se u odnosu na podzemne vode na razdoblje do 25 godina. Razdoblje korištenja počinje se računati od trenutka državne registracije licence.
Rudarstvo mora biti registrirano kod Rosreestra. Zatim izrađuju nacrt i daju ga na državnu ekspertizu. Zatim pripremaju projekt za organizaciju sanitarne zone za unos podzemnih voda, procjenjuju rezerve tih voda i prenose proračune državnoj ekspertizi, Geoinformacijskom fondu i Rosgeolfondu. Nadalje, primljenim dokumentima prilažu se potvrde o vlasništvu nad zemljištem, nakon čega se podnosi zahtjev za izdavanje dozvole.
Konačno
Koje vrste podzemnih voda postoje u Rusiji? Isto kao i u svijetu. Područje naše zemlje je prilično veliko, tako da ima permafrost, i arteške, i podzemne vode, i vode u tlu. Klasifikacija predmeta koji se razmatraju prilično je komplicirana, au ovom se članku odražava nepotpuno, ovdje su prikazane njegove najosnovnije točke.
Tema: Glavne vrste podzemnih voda. Uvjeti formiranja. Geološka aktivnost podzemnih voda
2. Glavne vrste podzemnih voda.
1. Klasifikacija podzemnih voda.
Podzemne vode su vrlo raznolike po kemijskom sastavu, temperaturi, podrijetlu, namjeni itd. Prema ukupnom sadržaju otopljenih soli dijele se u četiri skupine: slatke, slane, slane i salamure. Slatka voda sadrži manje od 1 g/l otopljenih soli; slane vode - od 1 do 10 g/l; slano - od 10 do 50 g / l; salamure - više od 50 g/l.
Prema kemijskom sastavu otopljenih soli podzemne vode dijelimo na bikarbonatne, sulfatne, kloridne i složenog sastava. (sulfat hidrokarbonat, klorid hidrokarbonat itd.).
Vode s ljekovitim vrijednostima nazivaju se mineralne. Mineralne vode izlaze na površinu u obliku izvora ili se umjetno izvlače na površinu uz pomoć bušotina. Prema kemijskom sastavu, plinovitosti i temperaturi mineralne vode dijelimo na ugljične, sumporovodikove, radioaktivne i termalne.
Karbonske vode rasprostranjene su na Kavkazu, Pamiru, Transbaikaliji i Kamčatki. Sadržaj ugljičnog dioksida u ugljičnim vodama kreće se od 500 do 3500 mg/l i više. Plin je prisutan u vodi u otopljenom obliku.
Sumporovodikove vode također su prilično raširene i vezane su uglavnom za sedimentne stijene. Ukupni sadržaj sumporovodika u vodi obično je nizak, ali je ljekovito djelovanje sumporovodikovih voda toliko značajno da im sadržaj H2 veći od 10 mg/l već daje ljekovita svojstva. U nekim slučajevima sadržaj sumporovodika doseže 140-150 mg / l (na primjer, poznati izvori Matsesta na Kavkazu).
Radioaktivne vode se dijele na radonske, koje sadrže radon, i radijeve, koje sadrže radijeve soli. Terapeutski učinak radioaktivnih voda je vrlo visok.
Po temperaturi termalne vode se dijele na hladne (ispod 20°C), tople (20-30°C), vruće (37-42°C) i vrlo tople (preko 42°C). Česti su u područjima mladog vulkanizma (na Kavkazu, Kamčatki i u središnjoj Aziji).
2. Glavne vrste podzemnih voda
Prema uvjetima nastanka razlikuju se sljedeće vrste podzemnih voda:
tlo;
· gornja voda;
tlo;
interstratalni;
· krš;
Fisure.
podzemne vode nalaze se na površini i ispunjavaju šupljine u tlu. Vlaga sadržana u sloju tla naziva se voda tla. Kreću se pod utjecajem molekularnih, kapilarnih i gravitacijskih sila.
U zoni prozračivanja razlikuju se 3 sloja vode u tlu:
1. horizont tla promjenljive vlažnosti - korijenski sloj. Izmjenjuje vlagu između atmosfere, tla i biljaka.
2. podzemni horizont, često ovdje ne dopire “kvašenje” i ostaje “suh”.
kapilarni horizon vlage – kapilarna granica.
Verkhovodka - privremena akumulacija podzemne vode u pripovršinskom sloju vodonosnika unutar zone prozračivanja, koja leži na lećastom, klinasto izvučenom vodonosniku.
Verkhovodka - podzemna voda bez pritiska, koja se javlja najbliže zemljinoj površini i nema kontinuiranu distribuciju. Nastaju infiltracijom atmosferskih i površinskih voda, zadržanih nepropusnim ili slabo propusnim izbočenim slojevima i lećama, kao i kondenzacijom vodene pare u stijenama. Karakterizira ih sezonskost postojanja: u sušnim vremenima često nestaju, a tijekom razdoblja kiše i intenzivnog topljenja snijega ponovno se pojavljuju. Podložne su oštrim kolebanjima ovisno o hidrometeorološkim prilikama (količini padalina, vlažnosti zraka, temperaturi i dr.). U vodene vode također spadaju vode koje se privremeno pojavljuju u formacijama močvara zbog prekomjernog hranjenja močvara. Nerijetko se nagomilana voda javlja kao posljedica curenja vode iz vodovoda, kanalizacije, bazena i drugih vodonosnih uređaja, što može rezultirati močvarnim područjem, plavljenjem temelja i podruma. U području rasprostranjenosti permafrostnih stijena, permafrostne vode se nazivaju supra-permafrostne vode. Vode Verhovodke su obično svježe, malo mineralizirane, ali su često onečišćene organskim tvarima i sadrže velike količine željeza i kremene kiseline. Verkhovodka, u pravilu, ne može poslužiti kao dobar izvor vodoopskrbe. Međutim, ako je potrebno, poduzimaju se mjere za umjetno očuvanje: uređenje ribnjaka; skretanja s rijeka koje osiguravaju stalnu struju izvorima kojima se upravlja; sadnja vegetacije koja odgađa topljenje snijega; izrada vodootpornih skakača itd. U pustinjskim predjelima, raspoređivanjem žljebova u glinovitim područjima - takirima, atmosferska voda se preusmjerava u susjedno područje pijeska, gdje se stvara leća ukočenih voda, što je izvjesna zaliha slatke vode.
podzemne vode leže u obliku trajnog vodonosnika na prvom od površine, više ili manje održivom, nepropusnom sloju. Podzemna voda ima slobodnu površinu koja se naziva zrcalo ili razina podzemne vode.
Međuslojne vode zatvoren između vodootpornih slojeva (slojeva). Interstratalne vode pod pritiskom nazivaju se tlačne ili arteške. Prilikom otvaranja bunara, arteške vode se dižu iznad krova vodonosnika i, ako oznaka razine tlaka (piezometrijska površina) na ovom mjestu prelazi oznaku površine Zemlje, tada će se voda izliti (izliti). Uvjetna ravnina koja određuje položaj razine tlaka u vodonosniku (vidi sl. 2) naziva se piezometrijska razina. Visina dizanja vode iznad vodonepropusnog krova naziva se tlak.
arteške vode leže u propusnim sedimentima zatvorenim između nepropusnih, potpuno ispunjavaju šupljine u ležištu i pod pritiskom su. Ugljikovodik koji se istaložio u bušotini naziva se piezometrijski, koji se izražava u apsolutnom iznosu. Samotekuće tlačne vode imaju lokalnu distribuciju i vrtlarima su poznatije kao "ključevi". Geološke strukture na koje su ograničeni arteški vodonosnici nazivaju se arteški bazeni.
Riža. 1. Vrste podzemnih voda: 1 - tlo; 2 - gornja voda; 3 - tlo; 4 ~ interstratal; 5 - vodonepropusni horizont; 6 - propusni horizont
Riža. 2. Shema strukture arteškog bazena:
1 - vodootporne stijene; 2 - propusne stijene s tlačnom vodom; 4 - smjer toka podzemne vode; 5 - dobro.
Kraške vode leže u krškim šupljinama nastalim otapanjem i ispiranjem stijena.
pukotinske vode ispunjavaju pukotine u stijenama i mogu biti pod pritiskom i bez pritiska.
3. Uvjeti za nastanak podzemne vode
Podzemna voda je prvi stalni vodonosnik sa zemljine površine.. Oko 80% ruralnih naselja koristi podzemne vode za vodoopskrbu. GW se dugo koristi za navodnjavanje.
Ako su vode svježe, tada na dubini od 1-3 m služe kao izvor vlage u tlu. Na visini od 1-1,2 m mogu uzrokovati natapanje vode. Ako je podzemna voda jako mineralizirana, tada na visini od 2,5 - 3,0 m može izazvati sekundarnu salinizaciju tla. Konačno, podzemne vode mogu otežati iskop građevinskih jama, zapaliti izgrađena područja, agresivno utjecati na podzemne dijelove objekata itd.
Formira se podzemna voda različiti putevi. Neki od njih su formirani kao rezultat infiltracije atmosferskih oborina i površinskih voda kroz pore i pukotine stijena. Takve se vode nazivaju infiltracija(riječ "infiltracija" znači procjeđivanje).
Međutim, postojanje podzemnih voda ne može se uvijek objasniti infiltracijom oborina. Na primjer, u područjima pustinja i polupustinja padne vrlo malo oborina i one brzo ispare. Međutim, čak iu pustinjskim područjima, podzemna voda je prisutna na određenoj dubini. Nastanak takvih voda može se samo objasniti kondenzacija vodene pare u tlu. Elastičnost vodene pare u toplom razdoblju u atmosferi je veća nego u tlu i stijenama, pa vodena para kontinuirano teče iz atmosfere u tlo i tamo stvara podzemnu vodu. U pustinjama, polupustinjama i suhim stepama voda kondenzacijskog podrijetla za vrućeg vremena jedini je izvor vlage za vegetaciju.
Podzemna voda može nastati zbog zakopavanja voda drevnih morskih bazena zajedno sa sedimentima koji se nakupljaju u njima. Vode ovih drevnih mora i jezera možda su bile sačuvane u zakopanim sedimentima, a zatim su procurile u okolne stijene ili izašle na površinu Zemlje. Takve podzemne vode nazivaju se sedimentne vode .
Dio izvora podzemnih voda može se povezati s hlađenje rastaljene magme. Oslobađanje vodene pare iz magme potvrđuje stvaranje oblaka i pljuskova tijekom vulkanskih erupcija. Podzemne vode magmatskog porijekla nazivaju se maloljetnički (od latinskog "juvenalis" - djevica). Prema oceanologu X. Wrightu, ogromna vodena prostranstva koja trenutno postoje "rasla su kap po kap tijekom života našeg planeta zbog vode koja je curila iz utrobe Zemlje."
Uvjeti za pojavu, rasprostranjenost i nastanak HS ovise o klimi, topografiji, geološkoj građi, utjecaju rijeka, tlu i vegetacijskom pokrovu te gospodarskim čimbenicima.
a) Odnos GW s klimom.
Oborina i isparavanje imaju važnu ulogu u formiranju planinskih voda.
Za analizu promjene ovog omjera preporučljivo je koristiti kartu opskrbljenosti biljaka vlagom. Identificirane su tri zone (regije) u odnosu na oborinu i isparavanje:
1. dovoljna vlažnost
2. nedovoljan
3. Mala vlaga
U prvoj zoni koncentrirana su glavna područja natopljenih zemljišta koja zahtijevaju odvodnju (u nekim razdobljima ovdje je potrebna vlaga). Područja nedovoljne i neznatne vlažnosti trebaju umjetno vlaženje.
U tri područja dovoda TVO oborinama i njihove topline u zonu prozračivanja razlikuju se.
U području dovoljne vlage, infiltracijska opskrba podzemnih voda na dubini većoj od 0,5 - 0,7 m prevladava nad njihovom toplinskom opskrbom u zonu prozračivanja. Ova se pravilnost primjećuje tijekom nevegetacijskih i vegetacijskih razdoblja, osim u izrazito sušnim godinama.
U području nedovoljne vlage, omjer infiltracije padalina i isparavanja HW pri njihovoj plitkoj pojavi različit je u šumsko-stepskoj i stepskoj zoni.
U šumskim stepama, u ilovastim stijenama, u vlažnim godinama, infiltracija prevladava nad toplinskom HW u zonu prozračivanja; u sušnim godinama omjer je obrnut. U stepskoj zoni, u ilovastim stijenama tijekom nevegetacijskog razdoblja, infiltracijska prehrana prevladava nad toplinskom HW, a tijekom vegetacijske sezone - manja potrošnja. Općenito, tijekom godine infiltracijska prehrana počinje prevladavati nad termalnim podzemnim vodama.
U području beznačajne vlage - u polu-pustinjama i pustinjama - infiltracija u ilovastim stijenama s plitkim GWL-om je nesamjerljivo mala u usporedbi s protokom u zonu prozračivanja. U pješčanim stijenama počinje se povećavati infiltracija.
Dakle, opskrba HW zbog oborina se smanjuje, a ispuštanje u zonu prozračivanja raste s prijelazom iz područja dovoljne u područje neznatne vlage.
b) Veza podzemnih voda s rijekama.
Oblici povezanosti podzemnih voda i rijeka određeni su reljefnim i geomorfološkim prilikama.
Duboko usječene riječne doline služe kao prijemnici podzemnih voda, odvodnjavajući susjedna zemljišta. Naprotiv, s malim usjecima karakterističnim za donje tokove rijeka, rijeke hrane podzemnu vodu.
Na dijagramu su prikazani različiti slučajevi odnosa površinskih i podzemnih voda.
Glavna projektna shema interakcije podzemne i površinske vode u uvjetima varijabilnosti površinskog otjecanja.
a - niska voda; b - uzlazna faza poplave; c - silazna faza poplave.
u) Veza podzemne vode s pritiskom.
Ako između podzemne vode i tlačnog horizonta ne postoji apsolutno nepropusni sloj, tada su među njima mogući sljedeći oblici hidrauličke veze:
1) GWL je veći od razine tlačnog voda, zbog čega GW može teći u tlačni vod.
2) Razine su gotovo iste. Sa smanjenjem GWL-a, na primjer, odvodima, GW će se hraniti tlačnim.
3) GWL povremeno prelazi razinu tlačne vode (tijekom navodnjavanja, oborina), ostatak vremena GW se hrani oborinama.
4) GWL je stalno ispod UNV, tako da potonji hrani podzemnu vodu.
Podzemne vode mogu se hraniti iz arteških voda i kroz tzv. hidrogeološke prozore - područja gdje je narušen kontinuitet vodootpornog sloja.
Moguće je hraniti ugljikovodike pritiskom kroz tektonske rasjede.
Hidrodinamičke zone GW-a, određene reljefom i geološkom strukturom, usko su povezane s geostrukturnim uvjetima teritorija. Zone visoke drenaže karakteristične su za planinska i predplaninska područja. Zone niske drenaže karakteristične su za korita i depresije platformskih ravnica.
Zoniranje HW ishrane najjasnije se očituje u zoni slabe drenaže u sušnim područjima. Sastoji se u dosljednom povećanju mineralizacije HW s udaljenošću od izvora opskrbe rijeke, kanala itd. Stoga se u sušnim područjima bunari za vodoopskrbu obično postavljaju uz kanale, rijeke.
4. Uvjeti za nastanak i pojavu arteških voda.
Arteške vode nastaju s određenom geološkom strukturom - izmjenom propusnih slojeva s nepropusnim. Ograničeni su uglavnom na sinklinalne ili monoklinalne formacije.
Područje razvoja jednog ili više arteških slojeva naziva se arteški bazen. AB može zauzimati od nekoliko desetaka do stotina tisuća km 2 .
Izvori energije tlačne vode - oborinske, procjedne vode rijeka, akumulacije, kanali za navodnjavanje itd. Tlačne vode se pod određenim uvjetima nadopunjuju podzemnom vodom.
Njihova potrošnja moguća je istovarom u riječne doline, izlaze na površinu u obliku izvora, polagano procjeđuju kroz slojeve koji sadrže tlačni sloj, s prelijevanjem u podzemne vode. Odabir AW za vodoopskrbu i navodnjavanje također čini stavke njihovih rashoda.
U arteškim bazenima postoje područja ishrane, tlaka i pražnjenja.
Područje hranjenja - područje gdje arteška formacija izlazi na površinu zemlje, gdje se hrani. Nalazi se na najvišim visinama arteškog bazena u planinskim područjima i slivovima itd.
Tlačno područje je glavno područje distribucije arteškog bazena. Unutar svojih granica podzemna voda ima pritisak.
Područje ispusta - područje izlaza tlačne vode na površinu - otvoreno ispuštanje (u obliku uzlaznih izvora ili područje skrivenog ispuštanja, na primjer u riječnim koritima i sl.)
Bunari koji otvaraju AB šikljaju, to je primjer umjetnog ispuštanja tlačnih voda.
U formacijama koje sadrže gips, anhidride, soli, arteške vode imaju povećanu mineralizaciju.
Vrste i zoniranje arteških voda
Arteške bazene obično karakterizira geostruktura vododrživih i vodootpornih stijena.
Na temelju toga razlikuju se dvije vrste arteških bazena (prema N.I. Tolstikhinu):
1. arteški platformski bazeni, obično karakterizirani vrlo velikim razvojnim područjem i prisutnošću nekoliko tlačnih vodonosnika (ovo su Moskva, Baltik, Dnjepar-Donjeck, itd.)
2. arteški bazeni naboranih područja ograničenih na intenzivno deformirane sedimentne, magmatske i metamorfne stijene. Razlikuju se u manjem području razvoja. Primjeri su Fergana, Chui i drugi bazeni.
5. Geološka aktivnost podzemnih voda.
Podzemne vode vrše razorno i stvaralačko djelovanje. Destruktivno djelovanje podzemnih voda očituje se uglavnom u otapanju u vodi topivih stijena, što je olakšano sadržajem otopljenih soli i plinova u vodi. Među geološkim procesima izazvanim djelovanjem PW-a prije svega treba spomenuti krške pojave.
krš.
Krš je proces otapanja stijena koje se u njima kreću pod zemljom i infiltriraju u površinske vode. Kao posljedica krša u stijenama nastaju špilje i šupljine različitih oblika i veličina. Njihova duljina može doseći mnogo kilometara.
Od krških sustava najduža je Mammoth Cave (SAD) s ukupnom duljinom prolaza od oko 200 km.
Kršu su podložne slanonosne stijene, gips, anhidridi i karbonatne stijene. Prema tome, razlikuje se krš: sol, gips, karbonat. Razvoj krša počinje širenjem (pod utjecajem ispiranja) pukotina. Krš uvjetuje specifične oblike reljefa. Glavna mu je značajka prisutnost kraških lijevaka promjera od nekoliko do stotina metara i dubine do 20 - 30 m. Krš se razvija utoliko intenzivnije, što padne više oborina i što je veća brzina podzemnih tokova.
Područja podložna kršu karakterizira brzo upijanje oborina.
Unutar masiva krških stijena razlikuju se zone silaznog kretanja vode i horizontalnog kretanja prema riječnim dolinama, moru i dr.
U krškim špiljama uočavaju se sinterske formacije pretežno karbonatnog sastava - stalaktiti (rastu prema dolje) i stalagmiti (rastu odozdo). Krš slabi stijene, smanjuje njihovu količinu kao osnovu hidrotehničkih građevina. Duž krških šupljina moguće je značajno curenje vode iz akumulacija i kanala. Ujedno, podzemne vode sadržane u krškim stijenama mogu biti vrijedan izvor za vodoopskrbu i navodnjavanje.
Destruktivna aktivnost podzemnih voda uključuje sufuziju (kopanje) - to je mehaničko uklanjanje sitnih čestica iz labavih stijena, što dovodi do stvaranja šupljina. Takvi se procesi mogu uočiti u lesu i lesu sličnim stijenama. Osim mehaničke, razlikuje se i kemijska sufozija, čiji je primjer krš.
Stvaralački rad podzemnih voda očituje se u taloženju raznih spojeva koji cementiraju pukotine u stijenama.
Test pitanja:
1 Dajte klasifikaciju podzemnih voda.
2. Pod kojim uvjetima nastaje podzemna voda?
3. Pod kojim uvjetima nastaju arteške podzemne vode?
4. Kakva je geološka aktivnost podzemne vode?
5. Navedite glavne vrste podzemnih voda.
6. Na koji način voda u kotaru utječe na konstrukciju?
Podzemne vode su sve vode ispod površine Zemlje gdje ispunjavaju šupljine u tlu ili geološkim formacijama. Oni se obnavljaju kišom, snijegom koji se topi i drugom vodom koja prodire kroz tlo, pijesak ili pukotine na cestama.
Dionice
Podzemne vode čine oko 20% svjetskih rezervi i oko 1% ukupnih, uključujući sve i ledenjake.
Znanstvenici kažu da Zemlja možda nije jedini planet na svijetu koji sadrži podzemnu vodu. Možda već dugo postoje na Marsu. Podzemne vode mogu biti i na Europi, Jupiterovom šestom mjesecu.
Najveća akumulacija podzemnih voda je zapadnosibirski arteški bazen, s površinom od 3 milijuna km². Vodonosci u njemu počeli su se formirati još god.
Obrazovanje
Podzemna voda se razlikuje od površinske vode, koja se nalazi u velikim hidrosferskim objektima kao što su rijeke. I površinske i podzemne vode povezane su (kontinuirano).
Većina podzemnih voda dolazi od oborina. Prodiru ispod površine zemlje u tlo. Kada zona tla postane zasićena, voda prodire ispod. Zona zasićenja je mjesto gdje su sve šupljine ispunjene vodom. Postoji i zona prozračivanja gdje je prostor dijelom zauzet vodom, a dijelom zrakom.
Podzemna voda nastavlja se spuštati sve dok na određenoj dubini ne dosegne stijenu. Voda se nakuplja u porama i pukotinama i tvori vodonosnik, koji se naziva i vodonosnik. Proces sedimentacije koji povećava podzemnu vodu poznat je kao punjenje. Općenito, punjenje se događa samo tijekom kišne sezone ili zime u umjerenim klimatskim područjima. Obično 10 do 20% oborina završi u vodonosnicima.
Podzemna voda se neprestano kreće. U usporedbi s površinskim vodama, to se događa vrlo sporo. Stvarna brzina kretanja ovisi o propusnosti i volumenu vodonosnika. Prirodno otjecanje podzemne vode događa se kroz izvore i riječna korita kada je tlak podzemne vode veći od atmosferskog tlaka u blizini zemljine površine. Unutarnju cirkulaciju nije lako odrediti, ali u blizini podzemne vode prosječno vrijeme kruženja vode može biti godinu dana ili manje, dok u dubokim vodonosnicima taj proces traje tisućama godina.
Značenje
Podzemne vode igraju vitalnu ulogu u razvoju sušnih i polusušnih zona. Oni su u stanju podržati velika poljoprivredna i industrijska poduzeća koja inače ne bi mogla postojati. Osobita je sreća što vodonosnici koji prethode stvaranju pustinja nisu pod utjecajem suše tijekom vremena.
Kako bi doveli podzemnu vodu iz podzemlja na površinu, znanstvenici i inženjeri koriste posebne proizvodne bušotine.
Neke podzemne vode otapaju tvari iz stijena i mogu sadržavati tragove drevne morske vode. Međutim, većina podzemnih voda je bez patogena i ne zahtijeva tretman za kućnu ili industrijsku upotrebu. Osim toga, zalihe podzemne vode nisu ozbiljno pogođene kratkim sušama i dostupne su u mnogim područjima koja nemaju pouzdane izvore površinske vode.
Problemi
Znanstvenici su zabrinuti zbog problema koji nastaju kada se previše podzemne vode koristi za svakodnevni život, uključujući dom, posao i poljoprivredu. Jedan problem je što se te vode sve više udaljavaju od površine Zemlje. Ljudi koriste podzemnu vodu brže nego što kiša ili topljenje snijega mogu obnoviti vodonosnike. To znači da je potrebno dublje bušiti da bi se došlo do izvora.
Možda se ne čini kao velika stvar, ali kada je podzemna voda tako daleko, tlo i glina koji čine površinski sloj Zemlje su pod stresom i postaju slabi. Na kraju, slaba površina može pasti i formirati lijevak. Ponori su ozbiljan problem i nalaze se u područjima gdje je minirana duboka podzemna voda.
Vodena ljuska Zemlje - hidrosfera - formirana je od podzemnih voda, atmosferske vlage, ledenjaka i površinskih vodenih tijela, uključujući oceane, mora, jezera, rijeke, močvare. Sve vode hidrosfere međusobno su povezane i u neprekidnoj su cirkulaciji.
Glavni sastav hidrosfere je slana voda. Slatka voda čini manje od 3% ukupnog volumena. Brojke su proizvoljne, budući da su u proračunu uzete u obzir samo istražene rezerve. U međuvremenu, prema pretpostavkama hidrogeologa, u dubokim slojevima Zemlje postoje kolosalna skladišta podzemne vode, čije naslage tek treba otkriti.
Podzemne vode kao dio vodenih resursa planeta
Podzemna voda - voda sadržana u vodonosnim sedimentnim stijenama koje čine gornji sloj zemljine kore. Ovisno o uvjetima okoline kao što su temperatura, tlak, vrste stijena, voda je u krutom, tekućem ili parovitom stanju. Klasifikacija podzemnih voda izravno ovisi o tlima koja čine zemljinu koru, njihovoj vlažnosti i dubini. Slojevi stijena zasićenih vodom nazivaju se "vodonosnici".
Slatkovodni vodonosnici smatraju se jednim od najvažnijih strateških resursa.
Karakteristike i svojstva podzemnih voda
Postoje netlačni vodonosnici, ograničeni slojem nepropusnih stijena odozdo i zvani podzemne vode, i tlačni vodonosnici, smješteni između dva nepropusna sloja. Klasifikacija podzemnih voda prema vrsti tla zasićenog vodom:
- porozan, javlja se u pijesku;
- pukotine koje ispunjavaju šupljine čvrste stijene;
- krš, nalazi se u vapnencu, gipsu i sličnim stijenama topivim u vodi.
Voda, univerzalno otapalo, aktivno apsorbira tvari koje čine stijene, zasićena je solima i mineralima. Ovisno o koncentraciji tvari otopljenih u vodi, razlikuju se slatka, boćata, slana voda i salamure.
Vrste vode u podzemnoj hidrosferi
Voda pod zemljom je u slobodnom ili vezanom stanju. U slobodne podzemne vode spadaju tlačne i netlačne vode koje se mogu kretati pod utjecajem gravitacijskih sila. Povezane vode uključuju:
- voda kristalizacije, koja je kemijski uključena u kristalnu strukturu minerala;
- higroskopna i filmska voda fizički vezana za površinu mineralnih čestica;
- voda u čvrstom stanju.
Rezerve podzemnih voda
Podzemne vode čine oko 2% ukupne hidrosfere planeta. Izraz "rezerve podzemne vode" znači:
- Količina vode sadržana u sloju tla zasićenom vodom je prirodna rezerva. Dopunjavanje vodonosnika događa se zbog rijeka, oborina, protoka vode iz drugih slojeva zasićenih vodom. Pri ocjeni zaliha podzemnih voda u obzir se uzima prosječni godišnji volumen protoka podzemnih voda.
- Volumen vode koji se može iskoristiti prilikom otvaranja vodonosnika je elastična rezerva.
Drugi izraz - "resursi" - odnosi se na operativne rezerve podzemne vode ili volumen vode određene kvalitete koji se može izvući iz vodonosnika po jedinici vremena.
Onečišćenje podzemnih voda
Stručnjaci klasificiraju sastav i vrstu onečišćenja podzemnih voda na sljedeći način:
Kemijsko onečišćenje
Netretirane tekuće otpadne vode i kruti otpad iz industrijskih i poljoprivrednih poduzeća sadrže razne organske i anorganske tvari, uključujući teške metale, naftne proizvode, otrovne pesticide, gnojiva za tlo i kemikalije za ceste. Kemikalije ulaze u vodonosnike kroz podzemne vode i nepropisno izolirane bunare iz susjednih formacija zasićenih vodom. Kemijsko onečišćenje podzemnih voda je široko rasprostranjeno.
Biološko onečišćenje
Nepročišćena kućna kanalizacija, neispravni kanalizacijski vodovi i polja za filtriranje smještena u blizini bunara mogu postati izvori kontaminacije vodonosnika patogenima. Što je veći kapacitet filtracije tla, to je sporije širenje biološkog onečišćenja podzemnih voda.
Rješavanje problema onečišćenja podzemnih voda
S obzirom da su uzroci onečišćenja podzemnih voda antropogeni, mjere zaštite resursa podzemnih voda od onečišćenja trebale bi uključivati praćenje kućnih i industrijskih otpadnih voda, modernizaciju sustava za pročišćavanje i zbrinjavanje otpadnih voda, ograničavanje ispuštanja otpadnih voda u površinska vodna tijela, stvaranje vodozaštitnih zona i poboljšanje proizvodnih tehnologija.