Поиск

Виды воды в порах породы и ее перемещение
16.06.2015

Содержащаяся в породе вода находится под действием силы тяжести, увлекающей ее вниз, и под действием молекулярных сил, стремящихся удержать воду в породе. Сила тяжести действует во всей поре, и, так как величина ее зависит от расстояния частицы от центра Земли, можно считать, что в пределах поры она не изменяется. Молекулярные силы в поре очень велики, но радиус их действия ограничен. Соотношение между силой тяжести и молекулярными силами по направлению к центру поры изменяется. На расстоянии, называемом радиусом эффективного действия молекулярных сил (р), действие этих сил преобладает над действием силы тяжести. Если пора мала (d≤2p, d — диаметр поры), эффективное действие молекулярных сил может охватывать ее полностью и находящаяся в ней вода задерживается. Если же пора велика (d>2р), молекулярные силы в центральной части ее действуют слабее, чем сила тяжести, которая заставляет воду стекать из поры. В первом случае порода водонепроницаема, во втором — водопроницаема. Водопроницаемость породы не зависит от ее пористости, так как она определяется не объемом пор, а их размерами. Глина, имеющая большую пористость, водонепроницаема, тогда как песок водопроницаем.
Вода, удерживаемая в порах молекулярными силами, образует вокруг частичек породы пленку и называется пленочной. Молекулы воды, непосредственно соприкасающиеся с породой и особенно сильно ею удерживаемые, образуют гигроскопическую воду. Для возникновения гигроскопической воды не обязательно просачивание влаги: порода способна притягивать к себе воду из воздуха. Удалить гигроскопическую воду из породы можно только выпариванием при высокой температуре. Под влиянием притяжения соседних частиц породы молекулы воды, находящиеся на поверхности пленки, окружающей частицу, могут перемещаться от пленки к пленке вверх, вниз и в стороны. Пленочная вода обнаруживается взвешиванием породы до и после ее непосредственного соприкосновения с водой. Песок, приобретший пленочную воду, теряет сыпучесть и становится темнее на вид.
Вода, движущаяся в порах породы под влиянием силы тяжести, называется гравитационной водой. Достигая водонепроницаемых слоев, гравитационная вода образует водоносный горизонт и продолжает двигаться в соответствии с уклоном его поверхности. Движение гравитационной воды имеет преимущественно характер ламинарного. Скорость зависит от уклона (i) и от водопроницаемости породы (К). V=Ki (формула Дарси). Способность гравитационной воды вытекать под влиянием силы тяжести из насыщенной водой породы называется водоотдачей.
Над водоносным горизонтом (над уровнем гравитационной воды) может подниматься капиллярная вода. Она заполняет поры и мелкие трещины и удерживается в них силами поверхностного натяжения. Высота капиллярного поднятия определяется диаметром капилляров, зависящим от гранулометрического состава горной породы: в породах мелкозернистых она больше, в породах крупнозернистых — меньше (например, в песке мелкозернистом — от 35 до 120 см, в песке крупнозернистом — от 2 до 3,5 см). В лёссах и глинах капиллярная вода поднимается на несколько метров, например в глине до 12 л.
Так как капиллярная вода часто гидравлически связана с уровнем подземных вод, верхняя граница капиллярного поднятия («бахрома») испытывает вертикальные колебания в соответствии с колебаниями уровня гравитационных вод. Капиллярная вода свободно засасывается корневыми волосками растений. В засушливом климате с капиллярным поднятием связаны процессы засоления почв.
Пространство в порах породы, не заполненное водой, занимает воздух и водяной пар. Его наличие вызвано, с одной стороны, процессом испарения воды, находящейся в порах, а с другой — процессом проникновения водяных паров из атмосферы. Водяной пар перемещается в порах породы независимо от циркуляции воздуха под влиянием различий в упругости. Так как упругость паров возрастает с повышением температуры, движение пара направлено от более нагретых слоев к менее нагретым. В результате поступления все новых количеств водяного пара в менее нагретом слое может произойти его конденсация. Выделяющаяся при этом скрытая теплота парообразования приводит к выравниванию температуры в почве.
Горные породы содержат связанную воду, входящую в состав минералов; так, например, в гипсе более 20% связанной воды, в мирабилите — 55%. Связанная вода может выделяться только при полном разрушении минералов при нагревании (часто до очень высоких температур — выше 400°). Общее количество связанной воды в земной коре очень велико.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *