Požeminio vandens reiškiniai. Požeminis vanduo: savybės ir tipai

Požeminiai vandens šaltiniai dažniausiai laikomi strateginiais vandens ištekliais.
Vandeningieji sluoksniai, judantys veikiami savo gravitacijos, sudaro laisvo tekėjimo ir slėgio horizontus. Jų atsiradimo sąlygos yra skirtingos, todėl jas galima suskirstyti į tipus: dirvožemio, podirvio, tarpsluoksnių, artezinių ir mineralinių.

Požeminio vandens skirtumai

Jie užpildo poras, įtrūkimus ir visus tarpus tarp uolienų dalelių. Jie laikomi laikina lašelinio vandens sankaupa paviršiniame sluoksnyje ir nesusiję su apatiniu vandeninguoju sluoksniu.

Jie sudaro pirmąjį vandeniui atsparų horizontą nuo paviršiaus. Šis sluoksnis skirtingais sezonais patiria tam tikrų svyravimų, tai yra, pavasario-rudens laikotarpiu padidėja lygis ir sumažėja karštasis sezonas.

Skirtingai nuo požeminio vandens, jų lygis laike yra pastovesnis ir yra tarp dviejų užsispyrusių sluoksnių.

Užpildydamas visą tarpsluoksninį horizontą, šaltiniu laikomas slėgio aukštis ir, svarbiausia, švarus, palyginti su požeminiu vandeniu.

Jie laikomi turinčiais slėgį, uždaryti uolienų sluoksniuose. Atidarius jie dažnai trykšta, pakyla virš žemės paviršiaus lygio. Jie atsiranda 100-1000 metrų gylyje.

Tai vandenys, kuriuose yra ištirpusių druskų ir mikroelementų, dažnai vaistinio pobūdžio.

Požeminio vandens atsargos

Dirvožemio vandens atsargos tiesiogiai priklauso nuo jų pasipildymo lietaus ir lydalo nuotėkiu. Jų lygio kitimo laikotarpiai patenka į pavasarį – vasarą ir vasarą – rudenį. Pirmuoju atveju dirvožemio drėgmė išgaruoja 2–4 ​​mm per dieną, kitu atveju – 0,5–2,0 mm per dieną. Jų pusiausvyra labai kinta priklausomai nuo oro sąlygų, dėl to vandens ištekliai padidinti arba sumažinti. Tačiau jei nėra rimtų atmosferos poveikių, jų atsargos dirvožemio masėje išlieka nepakitusios. Tų pačių atsargų apskaičiavimas atliekamas empiriškai.

Požeminio vandens atsargos pasipildo prasiskverbus į viršutinius dirvožemio drėgmės sluoksnius, ypač kritulių sezono metu. Tekėdami per prisotintus horizontus, jie randa išėjimus į paviršių šaltinių pavidalu, papildydami ir formuodami upelius, tvenkinius, ežerus ir kitus antžeminius šaltinius. Susidaro infiltruojant upių, ežerų vandenis, dėl atmosferos kritulių. Jie taip pat pasipildo šaltiniais, kylančiais iš gilių horizontų. Didelės atsargos telkiasi upių slėnių papėdėse ir papėdėse, seklių suakmenėjusių kalkakmenių plyšiuose.

Beje, yra informacijos, kuri prognozuoja, kad per ateinančius 25 metus gėlo vandens atsargos smarkiai sumažės 2 kartus. Atsižvelgiant į tai, kad jų bendri rezervai siekia 60 milijonų km³, o 80 planetos šalių jau jaučia drėgmės trūkumą, blogos prognozės gali išsipildyti.

Dideliam žemiečių apmaudui vandens tiekimas neatnaujinamas.

Požeminio vandens kilmė

Požeminiai vandenys pagal atsiradimo sąlygas susideda iš atmosferos kritulių ir oro drėgmės kondensacijos. Jie vadinami dirvožemiu arba "kabančiomis" ir, nebūdami pagrindiniais nepralaidžiais horizontais, vaidina svarbų vaidmenį sodinant. Žemiau šios zonos atsiranda sausų uolienų sluoksniai, kuriuose yra vadinamasis plėvelinis vanduo. Stipraus liūčių prasisunkimo, sniego tirpimo laikotarpiu virš sausų sluoksnių susidaro gravitacinių vandenų sankaupos.

Požeminis vanduo, kuris yra pirmasis iš žemės paviršiaus, taip pat yra maitinamas atmosferos kritulių ir žemės šaltinių. Jų atsiradimo gylis priklauso nuo geologinių dėsnių.

Tarpsluoksniai šaltiniai yra žemiau požeminio vandens šaltinių ir yra tarp vandeniui atsparių sluoksnių. Horizontai su atviru veidrodžiu vadinami laisvai tekančiais horizontais. Vandens lęšis su uždaru paviršiumi laikomas slėgio lęšiu ir dažniau vadinamas arteziniu lęšiu.

Taigi požeminio vandens kilmė labai priklauso nuo fizinių uolienų savybių. Tai gali būti poringumas ir darbo ciklas. Būtent šie rodikliai apibūdina uolienų drėgnumą ir vandens laidumą.

Taigi, požeminių šaltinių atsiradimą lemia dvi zonos - aeracijos ir prisotinimo zona. Aeracijos zona reiškia intervalą nuo žemės plokštumos iki požeminio vandens plokštumos, vadinamos dirvožemiu. Prisotinimo zona apima žemės gyslą iki tarpsluoksnio horizonto.

Tema: Pagrindinės požeminio vandens atmainos. Formavimo sąlygos. Požeminio vandens geologinis aktyvumas

2. Pagrindinės požeminio vandens rūšys.

1. Požeminio vandens klasifikacija.

Požeminis vanduo yra labai įvairus pagal cheminę sudėtį, temperatūrą, kilmę, paskirtį ir kt. Pagal bendrą ištirpusių druskų kiekį jos skirstomos į keturias grupes: šviežias, sūrus, sūrus ir sūrymus. Gėlavame vandenyje yra mažiau nei 1 g/l ištirpusių druskų; sūrūs vandenys - nuo 1 iki 10 g / l; sūrus - nuo 10 iki 50 g / l; sūrymai - daugiau nei 50 g / l.

Pagal ištirpusių druskų cheminę sudėtį požeminis vanduo skirstomas į hidrokarbonatinį, sulfatinį, chloridinį ir kompleksinį. (sulfato hidrokarbonatas, chlorido hidrokarbonatas ir kt.).

Gydomosios vertės vandenys vadinami mineraliniais. Mineraliniai vandenys iškyla į paviršių šaltinių pavidalu arba dirbtinai iškeliami į paviršių naudojant gręžinius. Pagal cheminę sudėtį, dujų kiekį ir temperatūrą mineraliniai vandenys skirstomi į anglies dioksidą, sieros vandenilį, radioaktyvųjį ir terminį.

Anglies vandenys paplitę Kaukaze, Pamyre, Užbaikalijoje, Kamčiatkoje. Anglies dioksido kiekis anglies dvideginio vandenyse svyruoja nuo 500 iki 3500 mg / l ir daugiau. Vandenyje dujos yra ištirpusios.

Sieros vandenilio vandenys taip pat plačiai paplitę ir daugiausia susiję su nuosėdinėmis uolienomis. Bendras sieros vandenilio kiekis vandenyje paprastai yra nedidelis, tačiau vandenilio sulfido vandenų gydomasis poveikis yra toks reikšmingas, kad daugiau nei 10 mg/l H2 jau suteikia jiems gydomųjų savybių. Kai kuriais atvejais vandenilio sulfido kiekis siekia 140–150 mg / l (pavyzdžiui, gerai žinomi Matsesta šaltiniai Kaukaze).

Radioaktyvieji vandenys skirstomi į radoną, kuriame yra radono, ir radį, kuriame yra radžio druskų. Radioaktyviųjų vandenų gydomasis poveikis yra labai didelis.

Pagal temperatūrą terminiai vandenys skirstomi į šaltus (žemiau 20 °C), šiltus (20–30 °C), karštus (37–42 °C) ir labai karštus (virš 42 °C). Jie paplitę jauno vulkanizmo srityse (Kaukaze, Kamčiatkoje, Vidurinėje Azijoje).

2. Pagrindinės požeminio vandens rūšys

Pagal atsiradimo sąlygas išskiriami šie požeminio vandens tipai:

· Dirvožemis;

· Viršutinis vanduo;

· Įžeminimas;

· Interstratal;

· Karstas;

· Įtrūkęs.

Dirvožemio vanduo yra šalia paviršiaus ir užpildo dirvoje esančias tuštumas. Dirvožemio sluoksnyje esanti drėgmė vadinama dirvožemio vandeniu. Jie juda veikiami molekulinių, kapiliarinių ir gravitacijos jėgų.

Aeracijos juostoje yra 3 dirvožemio vandens sluoksniai:

1.kintamo drėgnumo dirvožemio horizontas – šaknų sluoksnis. Jis keičiasi drėgme tarp atmosferos, dirvožemio ir augalų.

2. podirvio horizontas, dažnai "šlapias" čia nepasiekia ir lieka "sausas".

kapiliarinis drėgmės horizontas – kapiliarinė riba.

Verchovodka - laikinas požeminio vandens susikaupimas paviršiniame vandeningųjų sluoksnių sluoksnyje aeracijos zonoje, gulinčiame ant lęšio formos, išsikišusiame vandeningajame sluoksnyje.

Verchovodka - laisvo tekėjimo požeminiai vandenys, esantys arčiausiai žemės paviršiaus ir neturintys nuolatinio pasiskirstymo. Jie susidaro prasiskverbiant į atmosferos ir paviršinius vandenis, įstrigusius dėl nepralaidžių arba prastai pralaidžių išsikišančių sluoksnių ir lęšių, taip pat dėl ​​vandens garų kondensacijos uolienose. Jiems būdingas egzistavimo sezoniškumas: sausais metų laikais jie dažnai išnyksta, o lietaus ir intensyvaus sniego tirpimo laikotarpiais vėl atsiranda. Jie gali smarkiai svyruoti priklausomai nuo hidrometeorologinių sąlygų (kritulių kiekio, oro drėgmės, temperatūros ir kt.). Viršutiniam vandeniui priklauso ir vandenys, laikinai atsirandantys pelkių dariniuose dėl per didelio pelkių maitinimosi. Gana dažnai užmirkimas atsiranda dėl vandens nutekėjimo iš vandentiekio, kanalizacijos, baseinų ir kitų vandenį nešančių įrenginių, dėl kurių gali užmirkti teritorija, užlieti pamatai ir rūsiai. Amžinojo įšalo uolienų pasiskirstymo srityje amžinasis įšalas priskiriamas suprapermafrost vandenims. Verchovkos vandenys dažniausiai yra gėli, šiek tiek mineralizuoti, tačiau dažnai užteršti organinėmis medžiagomis, juose yra padidėjęs geležies ir silicio rūgšties kiekis. Paprastai Verkhovodka negali būti geras vandens tiekimo šaltinis. Tačiau esant reikalui, imamasi priemonių dirbtiniam išsaugojimui: tvenkinių sutvarkymas; šakos iš upių, užtikrinančios nuolatinį elektros tiekimą eksploatuojamiems šuliniams; sniego tirpimą stabdančios augmenijos sodinimas; vandeniui atsparių sąramų kūrimas ir kt. Dykumose, grioveliais molingose ​​vietose - takyruose, atmosferos vandenys nukreipiami į gretimą smėlio zoną, kur sukuriamas lęšis verchovodkai, kuri yra tam tikras rezervas. gėlo vandens.

Požeminis vanduo yra nuolatinio vandeningojo sluoksnio pavidalu pirmame daugiau ar mažiau atspariame vandeniui sluoksnyje nuo paviršiaus. Požeminis vanduo turi laisvą paviršių, vadinamą požeminio vandens veidrodžiu arba lygiu.

Tarpsluoksniniai vandenys tarp vandeniui atsparių sluoksnių (sluoksnių). Tarpsluoksniniai vandenys, veikiami slėgio, vadinami uždarais arba arteziniais. Atidarius šulinius, arteziniai vandenys pakyla virš vandeningojo sluoksnio viršaus, o jei slėgio lygio žymė (pjezometrinis paviršius) viršija Žemės paviršiaus ženklą šioje vietoje, vanduo išsilieja (išlieja). Sutartinė plokštuma, kuri lemia slėgio galvutės padėtį vandeningajame sluoksnyje (žr. 2 pav.), vadinama pjezometriniu lygiu. Vandens pakilimo virš vandeniui atsparaus stogo aukštis vadinamas galva.

Arteziniai vandenys guli laidžiose nuosėdose, uždarytose tarp vandeniui nelaidžių, visiškai užpildo darinyje esančias tuštumas ir yra spaudžiamos. Šulinyje įsitvirtinęs angliavandenilis vadinamas pjezometrinis, kuri išreiškiama absoliučiais ženklais. Savaime tekantis slėginis vanduo paskirstomas vietiniu mastu ir sodininkų tarpe geriau žinomas kaip „raktai“. Geologinės struktūros, kuriose yra arteziniai vandeningieji sluoksniai, vadinamos arteziniais baseinais.

Ryžiai. 1. Požeminio vandens rūšys: 1 - gruntas; 2 - viršutinis vanduo; 3 - žemė; 4 ~ tarpsluoksnis; 5 - vandeniui atsparus horizontas; 6 - pralaidus horizontas

Ryžiai. 2. Artezinio baseino sandaros schema:

1 - nepralaidžios uolienos; 2 - laidžios uolienos su slėgiu vandeniu; 4 - požeminio vandens tekėjimo kryptis; 5 - gerai.

Karstiniai vandenys atsiranda karstinėse ertmėse, susidarančiose tirpstant ir išsiplovus uolienoms.

Plyšęs vanduo užpildyti uolienų įtrūkimus ir gali būti slėginis arba neslėgis.

3. Požeminio vandens susidarymo sąlygos

Požeminis vanduo yra pirmasis nuolatinis vandeningasis sluoksnis nuo žemės paviršiaus... Apie 80% kaimo gyvenviečių vandens tiekimui naudoja požeminį vandenį. Karštas vanduo nuo seno naudojamas laistymui.

Jei vandenys yra gėli, tada 1–3 m gylyje jie yra dirvožemio drėgmės šaltinis. 1-1,2 m aukštyje jie gali sukelti užmirkimą. Jei gruntinis vanduo labai mineralizuotas, tai 2,5 - 3,0 m aukštyje jie gali sukelti antrinį dirvožemio įdruskėjimą. Galiausiai požeminis vanduo gali apsunkinti statybinių duobių kasimą, apdeginti užstatytas vietas, agresyviai paveikti požemines konstrukcijų dalis ir pan.

Požeminio vandens formos Skirtingi keliai. Dalis jų susidaro dėl atmosferos kritulių ir paviršinio vandens prasiskverbimo per uolienų poras ir plyšius... Tokie vandenys vadinami infiltracinis(žodis „infiltracija“ reiškia prasisunkimą).

Tačiau požeminio vandens egzistavimą ne visada galima paaiškinti atmosferos kritulių infiltracija. Pavyzdžiui, dykumų ir pusdykumų vietose kritulių iškrenta labai mažai, jie greitai išgaruoja. Tuo pačiu metu net dykumose tam tikrame gylyje yra požeminio vandens. Tokių vandenų susidarymą galima tik paaiškinti vandens garų kondensacija dirvožemyje... Vandens garų elastingumas šiltuoju metų laiku atmosferoje yra didesnis nei dirvožemyje ir uolienose, todėl vandens garai iš atmosferos nuolat teka į dirvožemį ir ten formuoja gruntinius vandenis. Dykumose, pusdykumėse ir sausose stepėse karštuoju metu kondensacijos kilmės vanduo yra vienintelis drėgmės šaltinis augalijai.

Gali susidaryti požeminis vanduo dėl senovinių jūrų baseinų vandenų šalinimo kartu su susikaupusiomis nuosėdomis... Šių senovinių jūrų ir ežerų vandenys galėjo išlikti palaidotose nuosėdose ir tada prasiskverbti į aplinkines uolienas arba iškilti į Žemės paviršių. Tokie požeminiai vandenys vadinami sedimentaciniai vandenys .

Kai kuri požeminio vandens kilmė gali būti susijusi su aušinanti išlydyta magma... Vandens garų išsiskyrimą iš magmos patvirtina ugnikalnių išsiveržimų metu susidarantys debesys ir lietus. Magminės kilmės požeminiai vandenys vadinami nepilnamečių (iš lotynų kalbos „juvenalis“ – mergelė). Anot okeanologo H. Wrighto, šiuo metu egzistuojantys didžiuliai vandens plotai „lašas po lašo augo per visą mūsų planetos gyvavimą dėl vandens, prasisunkusio iš Žemės gelmių“.

HS atsiradimo, paplitimo ir susidarymo sąlygos priklauso nuo klimato, reljefo, geologinės sandaros, upių įtakos, dirvožemio ir augalinės dangos bei ekonominių veiksnių.

a) Karšto vandens ir klimato ryšys.

Krituliai ir garavimas vaidina svarbų vaidmenį formuojantis kalnų vandenims.

Norint išanalizuoti šio santykio pokytį, patartina pasinaudoti augalų drėgmės tiekimo žemėlapiu. Kalbant apie kritulių kiekį ir garavimą, išskiriamos 3 zonos (sritys):

1.pakankamas drėgmės kiekis

2.nepakankamas

3.lengvas drėkinimas

Pirmoje zonoje susitelkę pagrindiniai užmirkusių žemių plotai, kuriuos reikia nusausinti (kai kuriais laikotarpiais čia reikalinga drėgmė). Nepakankamos ir nereikšmingos drėgmės vietoms reikalinga dirbtinė drėgmė.

Trijuose regionuose skiriasi KV tiekimas krituliais ir jų šiluma į aeracijos zoną.

Pakankamo drėkinimo zonoje daugiau nei 0,5–0,7 m gylyje vyrauja gruntinio vandens infiltracinis tiekimas, o ne jų šilumos tiekimas į aeracijos zoną. Šis modelis stebimas neaugimo ir auginimo sezonais, išskyrus labai sausus metus.

Nepakankamo drėgmės zonoje kritulių įsiskverbimo ir HS išgaravimo santykis jų atsiradimo metu skiriasi miško stepių ir stepių zonose.

Miško stepėse, priemolio uolienose drėgnais metais infiltracija vyrauja virš šiluminės HS į aeracijos zoną, sausais metais santykis yra atvirkštinis. Stepių zonoje, priemolio uolienose, neauginimo sezono metu vyrauja infiltracinė mityba virš šilumos GW, o auginimo sezono metu suvartojama mažiau. Apskritai, metams bėgant, infiltracijos papildymas pradeda vyrauti prieš požeminio vandens terminį papildymą.

Nereikšmingos drėgmės srityje - pusdykumėse ir dykumose - infiltracija priemolio uolienose su sekliu GWL sluoksniu yra nepalyginamai maža, palyginti su srautu į aeracijos zoną. Smėlėtose uolienose infiltracija pradeda didėti.

Taigi, HS tiekimas dėl kritulių mažėja, o srautas į aeracijos zoną didėja pereinant iš pakankamo kiekio į nereikšmingos drėgmės sritį.

b) Gruntinių vandenų sujungimas su upėmis.

Ryšio tarp gruntinio vandens ir upių formas lemia reljefas ir geomorfologinės sąlygos.

Giliai įsirėžę upių slėniai tarnauja kaip gruntinio vandens kriauklė, nusausinanti gretimas žemes. Priešingai, su nedideliu pjūviu, būdingu upių žemupiui, upės maitina gruntinį vandenį.

Diagramoje parodyti įvairūs paviršinio ir požeminio vandens santykio atvejai.

Pagrindinė požeminio ir paviršinio vandens sąveikos projektinė schema paviršinio nuotėkio kintamumo sąlygomis.

a - mažas vanduo; b - potvynio kylančioji fazė; c – potvynio mažėjimo fazė.

v) Požeminio vandens ir slėginio vandens ryšys.

Jei tarp požeminio vandens ir apatinio uždaro horizonto nėra visiškai vandeniui atsparaus sluoksnio, tarp jų galimos šios hidraulinės jungties formos:

1) GWL yra aukštesnis nei slėginio vandens lygis, dėl to galimas karšto vandens perpylimas į slėginį vandenį.

2) Lygiai beveik vienodi. Sumažėjus GWL, pavyzdžiui, kanalizacijomis, GW bus papildytas slėginiais.

3) GWL periodiškai viršija uždarų vandenų lygį (drėkinimo, kritulių metu), likusį laiką GW maitina krituliai.

4) Požeminio vandens lygis nuolat žemesnis už UNV, todėl pastarieji maitina gruntinį vandenį.

Gruntinis vanduo gali būti maitinamas iš artezinių vandenų ir per vadinamuosius hidrogeologinius langus – zonas, kuriose pažeidžiamas vandeniui atsparaus sluoksnio tęstinumas.

Per tektoninius lūžius galima tiekti angliavandenilius slėgio galvute.

GW hidrodinaminės zonos, nulemtos reljefo ir geologinės sandaros, yra glaudžiai susijusios su teritorijos geostruktūrinėmis sąlygomis. Didelio drenažo plotai būdingi kalnuotoms ir priekalnių vietovėms. Žemo drenažo plotai būdingi platforminių lygumų loviams ir įduboms.

HS maitinimosi zonavimas ryškiausiai pasireiškia sausringų regionų žemo drenažo zonoje. Jį sudaro nuoseklus HS mineralizacijos padidėjimas, atsižvelgiant į atstumą nuo upės, kanalo ir kt., Todėl sausringuose regionuose vandens tiekimo šuliniai dažniausiai įrengiami palei kanalus ir upes.

4. Artezinių vandenų susidarymo ir atsiradimo sąlygos.

Arteziniai vandenys susidaro tam tikru geologinė struktūra- vandeniui pralaidžių rezervuarų kaitaliojimas su vandeniui atspariais. Jie daugiausia apsiriboja sinklininiais arba monoklininiais lovų dariniais.

Vieno ar kelių artezinių sluoksnių vystymosi sritis vadinama arteziniu baseinu. AB gali užimti nuo kelių dešimčių iki šimtų tūkstančių km2.

Slėginio vandens tiekimo šaltiniai yra nuosėdos, upių nutekėjimo vandenys, rezervuarai, drėkinimo kanalai ir kt. Slėginiai vandenys tam tikromis sąlygomis pasipildo požeminiu vandeniu.

Jų sunaudojimas galimas iškraunant juos į upių slėnius, išeinančius į paviršių šaltinių pavidalu, lėtai prasiskverbiant per slėginį sluoksnį gaubiančius sluoksnius, išsiliejant į gruntinius vandenis. Vandens tiekimo ir drėkinimo reikmenų parinkimas taip pat yra jų išlaidų straipsniai.

Arteziniuose baseinuose išskiriamos mitybos, slėgio ir išleidimo sritys.

Pasikrovimo zona – sritis, kurioje artezinis sluoksnis iškyla žemės paviršiuje, kur jis maitinamas. Jis yra aukščiausiose artezinio baseino reljefo aukštumose kalnuotose vietovėse ir vandens baseinuose ir kt.

Slėgio sritis yra pagrindinė artezinio baseino pasiskirstymo sritis. Savo ribose požeminis vanduo turi slėgį.

Išleidimo zona - slėginio vandens išleidimo į paviršių sritis - atviras išleidimas (kylančių šaltinių pavidalu arba paslėpto išleidimo plotas, pavyzdžiui, upių vagose ir kt.)

Šuliniai, kurie prasiskverbia į AB, išsiveržia, tai yra dirbtinio slėginio vandens išleidimo pavyzdys.

Formacijose, kuriose yra gipso, anhidridų, druskų, artezinis vanduo padidino mineralizaciją.

Artezinių vandenų tipai ir zonavimas

Arteziniams baseinams paprastai būdinga vandeniui atsparių ir vandeniui atsparių uolienų geostruktūra.

Tuo remiantis išskiriami du artezinių baseinų tipai (pagal N.I. Tolstikhiną):

1.Artezinės platformos baseinai, kuriems paprastai būdingas labai didelis išsivystymo plotas ir keletas uždarų vandeningųjų sluoksnių (tai yra Maskvos, Baltijos, Dniepro-Donecko ir kt.)

2. arteziniai baseinai iš susilankstytų plotų, apribotų intensyviai išnirusių nuosėdinių, magminių ir metamorfinių uolienų. Jie skiriasi mažesnėje plėtros srityje. Pavyzdžiai yra Ferganos, Chui ir kiti baseinai.

5. Požeminio vandens geologinis aktyvumas.

Gruntinis vanduo atlieka destruktyvų ir konstruktyvų darbą. Ardomasis požeminio vandens aktyvumas daugiausia pasireiškia vandenyje tirpių uolienų tirpimu, kurį palengvina vandenyje ištirpusių druskų ir dujų kiekis. Tarp geologinių procesų, sukeltų WR veiklos, pirmiausia reikėtų įvardinti karstinius reiškinius.

Karst.

Karstas yra po žeme judančių ir per jas prasiskverbiančių uolienų tirpimo procesas. paviršiniai vandenys... Dėl karsto uolienose susidaro įvairių formų ir dydžių urvai ir tuštumos. Jų ilgis gali siekti daugybę kilometrų.

Iš karstinių sistemų didžiausio ilgio yra Mamuto urvas (JAV), kurio bendras praėjimų ilgis siekia apie 200 km.

Druskingos uolienos, gipsas, anhidridai ir karbonatinės uolienos yra karstinės. Atitinkamai išskiriamas karstas: druska, gipsas, karbonatas. Karsto vystymasis prasideda nuo išsiplėtimo (išplovimo įtakos) įtrūkimų. Karstas lemia specifines reljefo formas. Pagrindinis jo bruožas – nuo ​​kelių iki šimtų metrų skersmens ir iki 20-30 m gylio karstinių piltuvėlių buvimas.Karstas vystosi kuo intensyviau, tuo daugiau iškrenta kritulių ir tuo didesnis požeminių upelių judėjimo greitis.

Vietovėms, linkusioms į karstą, būdingas greitas kritulių įsisavinimas.

Karstinių uolienų masyvuose išskiriamos vandens judėjimo žemyn ir horizontalaus judėjimo zonos upių slėnių, jūros ir kt.

Karstiniuose urvuose stebimi vyraujančios karbonatinės sudėties lašeliniai dariniai - stalaktitai (augantys žemyn) ir stalagmitai (augantys iš apačios). Karstas susilpnina uolienas, sumažina jų kiekį kaip GTS pagrindą. Per karstines tuštumas galimas didelis vandens nutekėjimas iš rezervuarų ir kanalų. Ir tuo pat metu karstinėse uolienose įstrigęs gruntinis vanduo gali būti vertingas vandens tiekimo ir drėkinimo šaltinis.

Gruntinio vandens naikinamoji veikla apima sufuziją (arimą) - tai mechaninis smulkių dalelių pašalinimas iš laisvų uolienų, dėl kurio susidaro tuštumos. Tokius procesus galima stebėti liose ir į liasą panašiose uolienose. Be mechaninio, išskiriama cheminė sufuzija, kurios pavyzdys yra karstas.

Požeminių vandenų kūrybinis darbas pasireiškia įvairių junginių nusodinimu, cementuojant uolienų plyšius.

Kontroliniai klausimai:

1 Nurodykite požeminio vandens klasifikaciją.

2. Kokiomis sąlygomis susidaro požeminis vanduo?

3. Kokiomis sąlygomis susidaro artezinis gruntinis vanduo?

4. Kas pasireiškia geologinė veikla požeminis vanduo?

5. Įvardykite pagrindines požeminio vandens rūšis.

6. Kaip vermikompostas įtakoja konstrukciją?

(iki 12-16 km gylio) skystoje, kietoje ir garinėje būsenoje. Dauguma jų susidaro dėl prasisunkimo nuo lietaus, tirpsmo ir upių vandenų paviršiaus. Požeminis vanduo nuolat juda tiek vertikaliai, tiek horizontaliai. Nuo uolienų vandens laidumo priklauso jų atsiradimo gylis, kryptis ir judėjimo intensyvumas. Pralaidžios uolienos yra akmenukai, smėlis, žvyras. Vandeniui atsparus (vandeniui atsparus), praktiškai nepralaidus vandeniui - molis, tankus be įtrūkimų, įšalęs dirvožemis. Uolienų sluoksnis, kuriame yra vandens, vadinamas vandeninguoju sluoksniu.

Pagal atsiradimo sąlygas gruntinis vanduo skirstomas į tris tipus: esantis viršutiniame dirvožemio sluoksnyje; gulėti ant pirmojo nuolatinio vandeniui atsparaus sluoksnio nuo paviršiaus; tarpsluoksnis, esantis tarp dviejų vandeniui atsparių sluoksnių. Požeminį vandenį maitina nutekėjusios nuosėdos, vandenys, ežerai,. Požeminio vandens lygis kinta priklausomai nuo metų laiko ir skiriasi įvairiose zonose. Taigi jame praktiškai sutampa su paviršiumi, yra 60-100 m gylyje.. Jie pasiskirstę beveik visur, neturi slėgio, juda lėtai (stambiagrūde smėlyje, pvz., 1,5 greičiu). -2,0 m per dieną). Požeminio vandens cheminė sudėtis nėra vienoda ir priklauso nuo gretimų uolienų tirpumo. Pagal cheminę sudėtį išskiriamas gėlas (iki 1 g druskos 1 l vandens) ir mineralizuotas (iki 50 g druskų 1 l vandens) požeminis vanduo. Natūralūs požeminio vandens išleidimai į žemės paviršių vadinami šaltiniais (šaltiniais, šaltiniais). Paprastai jie susidaro žemose vietose, kur žemės paviršių kerta vandeningieji sluoksniai. Šaltiniai yra šalti (ne aukštesnė kaip 20 ° C, šilti (nuo 20 iki 37 ° C) ir karšti, arba terminiai (virš 37 ° C). Periodiškai trykštančios karštosios versmės vadinamos geizeriais. Jie yra naujausių ar šiuolaikinių vietovių (,) Šaltinių vandenyse yra įvairių cheminių elementų, gali būti anglies dioksido, šarminių, druskingų ir kt. Daugelis jų turi gydomąją vertę.

Požeminiai vandenys papildo šulinius, upes, ežerus,; uolienose ištirpinti įvairias medžiagas ir jas pernešti; sukelti nuošliaužas,. Jie aprūpina augalus drėgme ir populiacija geriamas vanduo... Šaltiniai suteikia gryniausią vandenį. Vandens garai ir karštas vanduo geizeriai naudojami pastatams, šiltnamiams ir elektrinėms šildyti.

Gruntinio vandens atsargos labai didelės – 1,7 proc., tačiau jos atsinaujina itin lėtai, į tai reikia atsižvelgti juos naudojant. Ne mažiau svarbi požeminio vandens apsauga nuo taršos.

1 puslapis iš 6

- tai vandenys, esantys žemiau žemės paviršiaus ir esantys vandenį turinčiose nuosėdinėse uolienose viršutiniame žemės plutos sluoksnyje ir dirvožemyje.

Požeminis vanduo – požeminio vandens atsargos, gruntinio vandens ištekliai.

Jie yra planetos hidrosferos dalis (2% tūrio) ir dalyvauja bendrame vandens cikle gamtoje. Požeminio vandens atsargos dar nėra iki galo ištirtos. Dabar oficialiuose duomenyse yra 60 milijonų kubinių kilometrų skaičius, tačiau hidrogeologai yra įsitikinę, kad Žemės gelmėse yra milžiniškų neištirtų požeminio vandens telkinių, o bendras vandens kiekis juose gali siekti šimtus milijonų kubinių metrų. metrų.

Gruntinis vanduo randamas gręžiniuose iki kelių kilometrų gylyje. Priklausomai nuo požeminio vandens sąlygų (pavyzdžiui, temperatūra, slėgis, uolienų tipai ir kt.), jie gali būti kietos, skystos ir dujinės būsenos. Pasak V.I. Vernadskio, požeminis vanduo gali egzistuoti iki 60 km gylio dėl to, kad vandens molekulės, net esant 2000 ° C temperatūrai, yra atskirtos tik 2%.

• Skaitykite apie požeminio vandens atsargas: Vandens vandenynai po žeme. Kiek vandens yra Žemėje?

Vertinant požeminį vandenį, be sąvokos „požeminio vandens atsargos“, vartojama sąvoka „požeminio vandens ištekliai“, apibūdinanti vandeningojo sluoksnio papildymą.

Požeminio vandens atsargų ir išteklių klasifikacija:

1. Gamtos draustiniai - gravitacinio vandens tūris, įstrigęs vandenį turinčių uolienų porose ir plyšiuose. Gamtos turtai - požeminio vandens kiekis, patenkantis į vandeningąjį sluoksnį natūraliomis sąlygomis prasiskverbiant atmosferos krituliams, filtruojant iš upių, išsiliejus iš aukštesnių ir žemesnių vandeningųjų sluoksnių.

2. Dirbtinės atsargos Ar požeminio vandens tūris rezervuare, susidaręs dėl drėkinimo, filtravimo iš rezervuarų, dirbtinio požeminio vandens papildymo. Dirbtiniai ištekliai Ar vandens srautas, patenkantis į vandeningąjį sluoksnį filtravimo metu iš kanalų ir rezervuarų drėkinamose vietose.

3. Pritraukti ištekliai - tai į vandeningąjį sluoksnį patenkančio vandens debitas didinant požeminio vandens tiekimą, nulemtas eksploatuojant vandens paėmimo įrenginius.

4. Sąvokos veiklos rezervai ir veiklos ištekliai iš esmės yra sinonimai. Jie suprantami kaip požeminio vandens kiekis, kurį galima gauti techniškai ir ekonomiškai racionaliais vandens paėmimo statiniais tam tikru darbo režimu ir su reikalavimus atitinkančia vandens kokybe per visą numatomą vandens suvartojimo laikotarpį.

www.whymap.org – pilna versija požeminio vandens atsargų žemėlapiai.

• Mėlynos sritys žemėlapyje – sritys, kuriose gausu požeminio vandens,
• Ruda – sritys, kuriose trūksta požeminio vandens gėlo vandens.

Kaip matote iš žemėlapio, Rusija yra viena iš šalių, turinčių didelius požeminio vandens atsargas. Požeminio vandens trūkumo nejaučia ir Brazilija bei Centrinės ir Pietų Afrikos šalys, kur smarkios tropinės liūtys prisideda prie požeminio vandens atsargų papildymo ištisus metus. Tačiau ne visur pasaulyje požeminio vandens atsargos yra atsinaujinančios. Pavyzdžiui, Šiaurės Afrikoje ir Arabijos pusiasalyje požeminio vandens rezervuarai buvo užpildyti prieš 10 000 metų, kai vietovė buvo drėgnesnė.

Visame pasaulyje aktyviai naudojami požeminio vandens ištekliai, tačiau kai kuriose šalyse požeminis vanduo yra praktiškai vienintelis vandens vartojimo šaltinis.

• Europos Sąjungoje jau 70% viso vandens vartotojų sunaudojamo vandens paimama iš požeminių vandeningųjų sluoksnių.
• Sausose šalyse vanduo beveik visas paimamas iš požeminių šaltinių (Marokas – 75%, Tunisas – 95%, Saudo Arabija ir Malta – 100%).

Požeminis vanduo – požeminio vandens cheminė sudėtis.

Požeminio vandens cheminė sudėtis nėra vienoda ir priklauso nuo gretimų uolienų tirpumo. Požeminis vanduo yra natūralus tirpalas, kuriame yra daugiau nei 60 cheminių elementų ir mikroorganizmų. Vandenyje ištirpusių medžiagų kiekis, neįskaitant dujų, lemia jo mineralizaciją (išreiškiama g/l arba mg/l).

Pagal cheminę sudėtį išskiriami šie požeminio vandens tipai:

• - šviežias (iki 1 g druskos 1 litrui vandens),
• — šiek tiek mineralizuotas(iki 35 g druskų 1 litrui vandens),
• — mineralizuotas(iki 50 g druskų 1 litrui vandens).

Šiuo atveju viršutiniai požeminio vandens horizontai dažniausiai būna gėli arba šiek tiek mineralizuoti, o apatiniai gali būti labai mineralizuoti.

Požeminiai vandenys, kurie dėl savo fizikinių ir cheminių savybių daro teigiamą fiziologinį poveikį žmogaus organizmui ir yra naudojami medicininiais tikslais, vadinami mineralinis. Mineralinių vandenų cheminė sudėtis labai įvairi: yra angliarūgštės vandens (Kislovodskas ir kiti Kaukazo regiono kurortai Mineraliniai vandenys, Borjomi, Karlovi-Vari ir kt.), azotas (Tskhal-tubo), vandenilio sulfidas (Matsesta), geležis, radonas ir kt.

Pagal bendrosios mineralizacijos laipsnį išskiriami vandenys (pagal V.I. Vernadskį):

• švieži (iki 1 g / l),
• sūrūs (1-10 g / l),
• sūdyti (10-50 g / l),
• sūrymai (daugiau nei 50 g / l) - daugelyje klasifikacijų naudojama 36 g / l vertė, atitinkanti vidutinį Pasaulio vandenyno vandenų druskingumą.

Rytų Europos platformos baseinuose gėlo požeminio vandens zonos storis svyruoja nuo 25 iki 350 m, sūraus vandens – nuo ​​50 iki 600 m, sūrymų – nuo ​​400 iki 3000 m.

Aukščiau pateikta klasifikacija rodo reikšmingus vandens druskingumo pokyčius – nuo ​​dešimčių miligramų iki šimtų gramų 1 litrui vandens. Irkutsko baseine pastaruoju metu nustatyta didžiausia mineralizacijos vertė, siekianti 500–600 g/l.

Daugiau informacijos apie požeminio vandens cheminę sudėtį, chemines požeminio vandens savybes, klasifikaciją pagal cheminę sudėtį, veiksnius, turinčius įtakos požeminio vandens cheminei sudėčiai ir kitus aspektus rasite atskirame straipsnyje: Požeminio vandens cheminė sudėtis.

Požeminis vanduo – požeminio vandens kilmė ir susidarymas.

Priklausomai nuo kilmės, požeminis vanduo yra:

• 1) infiltracija,
• 2) kondensacija,
• 3) sedimentogeninis,
• 4) „jaunatvinis“ (arba magmogeninis),
• 5) dirbtinis,
• 6) metamorfogeninis.

Požeminis vanduo yra požeminio vandens temperatūra.

Pagal temperatūrą požeminis vanduo skirstomas į šaltą (iki +20 ° С) ir terminį (nuo +20 iki +1000 ° С). Terminiuose vandenyse dažniausiai yra daug įvairių druskų, rūgščių, metalų, radioaktyviųjų ir retųjų žemių elementų.

Kalbant apie temperatūrą, požeminiai vandenys yra:

Šaltasis požeminis vanduo skirstomas į:

• hipotermija (žemesnė nei 0 ° С),
• šalta (nuo 0 iki 20 ° С)

Terminiai požeminiai vandenys skirstomi į:

• šilta (20-37 ° С),
• karšta (37–50 ° С),
• labai karšta (50 - 100 ° С),
• perkaitintas (virš 100 °C).

Požeminio vandens temperatūra taip pat priklauso nuo vandeningųjų sluoksnių gylio:

1. Požeminis vanduo ir seklūs tarpsluoksniai vandenys patirti sezoninius temperatūros svyravimus.
2. Požeminis vanduo pastovios temperatūros juostos lygyje, ištisus metus palaikyti pastovią temperatūrą, lygią vidutinei metinei vietovės temperatūrai.

• ten, kur vidutinė metinė temperatūra yra neigiama, požeminis vanduo pastovios temperatūros juostoje yra ledo pavidalo ištisus metus. Taip susidaro amžinasis įšalas („amžinasis įšalas“).
• Srityse kur vidutinė metinė temperatūra yra teigiama, priešingai, pastovios temperatūros juostos požeminiai vandenys neužšąla net žiemą.

3. Požeminis vanduo, cirkuliuojantis žemiau pastovios temperatūros juostos, šildomas virš vidutinės metinės vietovės temperatūros ir dėl endogeninės šilumos. Vandens temperatūrą šiuo atveju lemia geoterminio gradiento dydis ir ji pasiekia didžiausias reikšmes šiuolaikinio vulkanizmo srityse (Kamčiatka, Islandija ir kt.), Vidurio vandenyno kalnagūbrių zonose, pasiekiančiose 300 laipsnių temperatūrą. 4000C. Labai šiluminis gruntinis vanduo šiuolaikinio vulkanizmo vietovėse (Islandijoje, Kamčiatkoje) naudojamas namų šildymui, geoterminių elektrinių statybai, šiltnamių šildymui ir kt.

Požeminis vanduo – požeminio vandens radimo būdai.

• vietovės geomorfologinis įvertinimas,
• geoterminiai tyrimai,
• radonometrija,
• žvalgomųjų gręžinių gręžimas,
• iš šulinių išgautos šerdies tyrimas laboratorinėmis sąlygomis,
• patyręs siurbiant iš šulinių,
• žemės žvalgybos geofizika (seisminis ir elektrinis žvalgymas) ir gręžinių kirtimas

Gruntinis vanduo – požeminio vandens gavyba.

Svarbi požeminio vandens, kaip mineralo, savybė yra nuolatinis vandens suvartojimo pobūdis, dėl kurio būtina nuolat ištraukti vandenį iš podirvio tam tikru kiekiu.

Nustatant požeminio vandens gavybos pagrįstumą ir racionalumą, atsižvelgiama į šiuos veiksnius:

• Bendrosios požeminio vandens atsargos,
• Kasmetinis vandens įtekėjimas į vandeninguosius sluoksnius,
• Vandenį turinčių uolienų filtravimo savybės,
• Lygio gylis,
• Techninės eksploatavimo sąlygos.

Taigi, net ir esant dideliems požeminio vandens rezervams ir reikšmingam metiniam jo nutekėjimui į vandeninguosius sluoksnius, požeminio vandens gavyba ekonominiu požiūriu ne visada yra racionali.

Pavyzdžiui, požeminio vandens gavyba bus neracionali šiais atvejais:

• labai mažas šulinių gamybos lygis;
• eksploatacijos sudėtingumas techniniu požiūriu (šlifavimas, skalavimas šuliniuose ir kt.);
• reikalingos siurbimo įrangos trūkumas (pavyzdžiui, eksploatuojant agresyvius pramoninius ar terminius vandenis).

Labai šiluminis gruntinis vanduo šiuolaikinio vulkanizmo vietovėse (Islandijoje, Kamčiatkoje) naudojamas namų šildymui, geoterminių elektrinių statybai, šiltnamių šildymui ir kt.

Šiame straipsnyje apžvelgėme temą Požeminis vanduo: bendroji charakteristika. Skaityk: