Поиск

Классификация подземных вод по условиям залегания
16.06.2015

Подземные воды, находящиеся в земной коре, по условиям залегания можно разделить на воды зоны аэрации, находящиеся непосредственно у поверхности Земли, грунтовые воды — воды первого от поверхности постоянного водоносного горизонта, не прикрытые водонепроницаемым пластом (как правило, ненапорные), и воды межпластовые (напорные и ненапорные), заключенные между двумя водонепроницаемыми слоями.
Воды зоны аэрации включают почвенные воды и верховодку.
Верховодка — подземная вода, залегающая на небольшой глубине и имеющая ограниченное распространение и временное существование. Режим верховодки зависит от режима атмосферных осадков. Неглубокое ее залегание, плохая фильтрация объясняют сильное загрязнение верховодки, поэтому использование ее в бытовых целях ограниченно.
Грунтовые воды распространены почти повсеместно и существуют длительное время. Пласты горных пород с заключенными в них грунтовыми водами называются водоносными пластами или водоносными горизонтами, а их поверхность — зеркалом грунтовых вод. Мощность водоносного горизонта — расстояние от поверхности водоупорного пласта до зеркала грунтовых вод.
Грунтовые воды питаются главным образом атмосферными осадками. Наибольшее значение имеют неинтенсивные длительные обложные дожди. Накапливающийся за зиму снег служит источником питания грунтовых вод весной. Так как просачивание атмосферной влаги — процесс медленный, повышение уровня грунтовых вод происходит не сразу, а через значительный промежуток времени после выпадения обильных осадков или таяния снега. Только в трещиноватых и закарстованных породах изменение уровня грунтовых вод происходит сравнительно быстро (иногда через несколько часов).
В пустынях некоторое значение приобретает конденсационное питание грунтовых вод.
Колебания уровня грунтовых вод носят сезонный характер. В условиях континентального климата умеренных широт самый высокий уровень связан с таянием снега и приходится на весну. В морском климате наиболее высокий уровень грунтовых вод зимой, когда испарение наименьшее, а осадков выпадает достаточно.
Поверхность зеркала грунтовых вод обычно слабоволнистая, с уклоном в сторону понижений в рельефе (речные долины, балки и т. д.). В зависимости от уклона зеркала грунтовые воды фильтруются с той или иной скоростью в сторону понижения, образуя грунтовые потоки. Реже, обычно там, где поверхность водонепроницаемого пласта имеет углубление, возникают грунтовые бассейны.
Скорость перемещения грунтовых вод в крупнозернистых песках — 1,5—2,0 м/сутки, в мелкозернистых песках и супесях — 0,5—1,0, в суглинках и лёссах — 0,1—0,3 м/сутки.
Выходы грунтовых вод на поверхность образуют источники. Распространенным местом выхода грунтовых вод являются речные долины и овраги.
Как правило, уровень грунтовых вод в сторону реки или озера понижается; грунтовые воды питают реку (озеро). Ho в половодья и в паводки уровень в реке оказывается выше уровня грунтовых вод, получающих в это время речную воду. После понижения уровня реки большая часть воды возвращается снова в реку.
На положение уровня грунтовых вод оказывает влияние лес. В лесу меньше, чем на открытом месте, потери влаги с поверхности на испарение. Благодаря высокой инфильтрационной способности почв весной больше, чем в другие времена года, успевает просочиться влаги вглубь. Это способствует увеличению количества грунтовых вод и повышению их уровня. Ho в то же время лес испаряет очень много влаги, забирая ее в горизонте расположения корневой системы деревьев, и это может вызывать понижение уровня грунтовых вод. Вопрос влияния леса на уровень грунтовых вод нужно рассматривать в конкретных условиях. В зависимости от сочетания условий лес может и повышать и понижать положение зеркала грунтовых вод.
Температура грунтовых вод обычно изменяется в зависимости от температуры воздуха. Эта зависимость проявляется тем больше, чем ближе к поверхности залегают грунтовые воды. Колебания температуры грунтовых вод повторяют (в сглаженном виде) колебания температуры воздуха. Моменты наступления максимума и минимума температуры запаздывают тем больше, чем глубже залегают грунтовые воды. В тех случаях, когда грунтовые воды связаны с водами рек или озер, заметна связь колебаний их температуры.
Химический состав и степень минерализации грунтовых вод зависят от состава вмещающих их пород, почв, через которые просачивается вода, и питающих вод, от глубины их залегания и от климатических условий местности.
Большую роль в минерализации грунтовых вод играет общее увлажнение территории. При избыточном увлажнении грунтовые воды пресные или пониженной минерализации, при недостаточном увлажнении минерализация их повышается. Поэтому чем суше климат, тем выше степень минерализации грунтовых вод. В связи с распределением осадков и испарения в течение года, а также в связи с таянием снега отмечаются сезонные колебания минерализации грунтовых вод. Особенно заметно опреснение грунтовых вод вблизи рек во время паводков и половодий.
Поскольку режим и минерализация грунтовых вод зависят в огромной степени от климата, от характера почвенного и растительного покрова, подчиняющихся географической зональности, постольку грунтовые воды зональны:
1) в зонах избыточного увлажнения (коэффициент увлажнения 1,5)—тундра, влажные тропические леса — грунтовые воды ультра-пресные и очень близко расположены к поверхности;
2) во влажных зонах (коэффициент увлажнения 1,5—1) — лесная зона умеренных широт и граница влажных тропических лесов с саваннами — грунтовые воды пресные, высокостоящие;
3) в зонах умеренного увлажнения (коэффициент увлажнения 1—0,3) — лесостепи, степи, саванны — грунтовые воды слабоминерализованные, залегают глубоко;
4) в засушливых зонах (коэффициент увлажнения<0,3) — полупустыни — грунтовые воды минерализованные и глубокозалегающие. Для этих зон характерны ископаемые линзы пресной воды, слабо участвующие в современном круговороте воды, застойные воды.
В каждой из отмеченных зон наблюдается большое разнообразие грунтовых вод, связанное с рельефом, геологическим строением, литологическим составом пород и т. д.
Естественные выходы грунтовых вод на поверхность — источники, как правило, безнапорные. Их делят на эрозионные, контактовые и переливающиеся. Эрозионные источники возникают в оврагах и в речных долинах. Контактовые источники расположены там, где водоносный слой сменяется водоупорным. Переливающиеся источники связаны с неровностями водоупорного слоя, вызванными разными причинами. Вода преодолевает препятствие и затем изливается, образуя нисходящий источник.
Межпластовые подземные воды могут быть ненапорными и напорными (артезианскими). Ненапорные воды не полностью насыщают водоносный пласт. Питание межпластовых вод происходит на участках, где верхний водоупорный пласт отсутствует. При увеличении количества воды ненапорные воды могут стать напорными.
Напорные межпластовые воды (артезианские) залегают в определенных геологических условиях, образуя артезианские бассейны. При бурении под напором воды поднимаются выше перекрывающего их водоупорного пласта. В артезианском бассейне выделяются области питания, напора и разгрузки. В области питания водоносные пласты не перекрываются водоупорным пластом. Здесь могут быть и ненапорные воды. В области напора при наличии скважин вода поднимается и может фонтанировать. В области разгрузки вода вытекает на поверхность, переходит в грунтовые воды или непосредственно питает реки.
Артезианские воды не могли образоваться исключительно за счет просачивания атмосферных осадков; вероятно, они возникли одновременно с накоплением осадков (седиментация). Во время морских трансгрессий вода проникла в породы и осталась в них, претерпевая постепенно изменения.
Химический состав артезианских вод весьма различен. Верхние пласты (на глубине 100—600 м) пресные (до 1 г/л) или слабоминерализованные, гидрокарбонатные, на них сказывается определяющее влияние атмосферных, поверхностных и грунтовых вод. Глубоко залегающие воды представляют собой рассолы (свыше 50 г/л), преимущественно хлоридные. Происхождение солей связано с происхождением этих вод (в основном седиментационных). В промежуточных горизонтах артезианских вод происходит смешение слабо- и высокоминерализованных вод, сопровождающееся изменением минерализации. Большой интерес представляют минеральные воды, обладающие лечебными свойствами: углекислые, сероводородные, радоновые, железистые и др.
Артезианские воды в некоторых случаях имеют очень высокую температуру. Считают, что на платформенных участках земной коры на глубине 10 км температура воды должна быть выше 300°. В условиях высокого давления вода закипает при температуре, значительно превышающей 100°, и поэтому может встречаться до глубины 10—12 км, глубже возможно присутствие только водяного пара. Таким образом, температура артезианских вод зависит от глубины их залегания, играют также роль климатические условия.
Воду, имеющую температуру от 20 до 37°, называют теплой, от 37 до 42° — термальной и свыше 42° — горячей (гиперотермальной). Горячие подземные воды находят все большее применение, например в Рейкьявике («бухта пара») все жилые дома и промышленные предприятия отапливаются природными горячими водами. Используется тепло подземных вод и для выработки дешевой электроэнергии (она в 10—12 раз дешевле энергии тепловых станций). Сотни артезианских скважин вскрыли в Советском Союзе водоносные пласты с горячей водой. В Махачкале глубинные буровые скважины дают в сутки 4000 куб. м воды с температурой 55—68°, используемой для бытовых целей. Созданы проекты более широкого использования тепла подземных вод. На Камчатке строится первая в России гидротермическая электростанция (река Паужетка).
Запасы межпластовых подземных вод очень велики. Особенно важно наличие их в районах засушливых, бедных водой. В пустынях Средней Азии почти повсеместно на глубине от 10 до 200 м, и более залегают соленые подземные воды. Они частично питаются водами, стекающими с отдаленных гор. По пути эти воды растворяют соли в почве и в породах водоносных слоев и осолоняются. На поверхности соленой воды плавают линзы пресной воды местного происхождения. Их возникновение объясняют просачиванием редко выпадающих в этих местах осадков. В западной части низменности Каракумы, в Чильмамедкуме, скопление воды определяется сотнями миллиардов кубических метров.
Мощные водоносные слои обнаружены на Западно-Сибирской низменности. Они простираются примерно от линии Кустанай — Семипалатинск — Бийск—Красноярск на север и занимают все пространство между Енисеем и восточными предгорьями Урала; на севере они, вероятно, уходят под дно Карского моря. Постепенно с юга на север глубина залегания вод увеличивается от нескольких десятков метров до 1500 м и глубже, температура повышается от 5 до 70° и выше.
Естественные выходы межпластовых вод на поверхность возникают в местах наиболее благоприятного сочетания геологической структуры и рельефа и образуют обычно восходящие источники.


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: *