Gruntsūdens parādības. Gruntsūdeņi: īpašības un veidi

Pazemes ūdens avoti lielākoties tiek uzskatīti par stratēģiskiem ūdens resursiem.
Ūdens nesējslāņi, kas pārvietojas savas gravitācijas ietekmē, veido brīvas plūsmas un spiedienu nesošus horizontus. To rašanās apstākļi ir atšķirīgi, kas ļauj tos klasificēt tipos: augsne, grunts, starpslāņu, artēziskais un minerālais.

Gruntsūdeņu atšķirības

Tie aizpilda poras, plaisas un visas spraugas starp iežu daļiņām. Tie tiek uzskatīti par īslaicīgu pilināmā ūdens uzkrāšanos virsmas slānī un nav saistīti ar apakšējo ūdens nesējslāni.

Tie veido pirmo ūdensizturīgo horizontu no virsmas. Šis slānis piedzīvo zināmas svārstības dažādos gadalaikos, tas ir, līmeņa paaugstināšanās pavasara-rudens periodā un pazemināšanās karstajā sezonā.

Atšķirībā no gruntsūdeņiem tiem ir nemainīgāks līmenis laikā un tie atrodas starp diviem spītīgiem slāņiem.

Aizpildot visu starpstrāvu horizontu, avots tiek uzskatīts par spiediena galvu un, būtiski, tīru attiecībā pret gruntsūdeņiem.

Tos uzskata par spiedienu nesošiem, iežogotiem iežu slāņos. Atverot, tie bieži izplūst, paceļoties virs zemes virsmas līmeņa. Tie rodas 100-1000 metru dziļumā.

Tie ir ūdeņi ar izšķīdušo sāļu un mikroelementu saturu, bieži vien ārstnieciska rakstura.

Gruntsūdens rezerves

Augsnes ūdens rezerves ir tieši atkarīgas no to papildināšanas ar lietus un kausējuma noteci. To līmeņa maiņas periodi iekrīt pavasarī - vasarā un vasarā - rudenī. Pirmajā gadījumā augsnes mitrums iztvaiko par 2-4 mm / dienā, otrā gadījumā - par 0,5-2,0 mm / dienā. To līdzsvars būtiski mainās atkarībā no laikapstākļiem, kā rezultātā ūdens resursi palielināt vai samazināt. Bet, ja nav nopietnas atmosfēras ietekmes, to rezerves augsnes masā paliek nemainīgas. To pašu rezervju aprēķins tiek veikts empīriski.

Gruntsūdeņu rezerves tiek papildinātas augsnes mitruma augšējo slāņu infiltrācijas rezultātā, īpaši nokrišņu sezonā. Plūst pāri piesātinātiem horizontiem, tie atrod izejas uz virsmu avotu veidā, papildinot un veidojot strautus, dīķus, ezerus un citus zemes avotus. Veidojas, infiltrējoties upju, ezeru ūdeņos, atmosfēras nokrišņu ietekmē. Tie tiek papildināti arī ar avotiem, kas paceļas no dziļiem apvāršņiem. Lielas rezerves koncentrējas upju ieleju un pakājes apvidos, seklu pārakmeņojušo kaļķakmeņu plaisās.

Starp citu, ir informācija, kas paredz strauju saldūdens rezervju samazināšanos 2 reizes nākamo 25 gadu laikā. Ņemot vērā, ka to kopējās rezerves ir 60 miljoni km³ un 80 planētas valstis jau piedzīvo mitruma deficītu, tad sliktas prognozes var piepildīties.

Zemes iedzīvotājiem par lielu bēdu ūdens krājumi netiek atjaunoti.

Gruntsūdeņu izcelsme

Pazemes ūdeņi atbilstoši rašanās apstākļiem sastāv no atmosfēras nokrišņiem un gaisa mitruma kondensācijas. Tos sauc par augsni vai "karājām", un, tā kā tie nav pamatā esošie necaurlaidīgie apvāršņi, tiem ir svarīga loma stādījumu uzturā. Zem šīs zonas parādās sausu iežu slāņi, kas satur tā saukto plēves ūdeni. Spēcīgas lietusgāzes, sniega kušanas periodā virs sausiem slāņiem veidojas gravitācijas ūdeņu uzkrājumi.

Gruntsūdeņus, kas ir pirmie no zemes virsmas, baro arī atmosfēras nokrišņi un zemes avoti. To rašanās dziļums ir atkarīgs no ģeoloģiskajiem likumiem.

Starpstrāvu avoti atrodas zem gruntsūdens avotiem un atrodas starp ūdensizturīgiem slāņiem. Apvāršņus ar atvērtu spoguli sauc par brīvi plūstošiem horizontiem. Ūdens lēca ar slēgtu virsmu tiek uzskatīta par spiediena lēcu un biežāk tiek saukta par artēzisko lēcu.

Tādējādi gruntsūdeņu izcelsme lielā mērā ir atkarīga no iežu fizikālajām īpašībām. Tas var būt porainība un darba cikls. Tieši šie rādītāji raksturo iežu mitruma saturu un ūdens caurlaidību.

Tātad divas zonas - aerācijas un piesātinājuma zona nosaka pazemes avotu rašanos. Aerācijas zona apzīmē intervālu no zemes plaknes līdz gruntsūdeņu plaknei, ko sauc par augsni. Piesātinājuma zona ietver zemes dzīslu līdz starpstrāvu horizontam.

Tēma: Galvenās gruntsūdeņu šķirnes. Veidošanās apstākļi. Gruntsūdeņu ģeoloģiskā aktivitāte

2. Galvenie gruntsūdeņu veidi.

1. Gruntsūdeņu klasifikācija.

Gruntsūdeņi ir ļoti dažādi pēc ķīmiskā sastāva, temperatūras, izcelsmes, mērķa utt. Pēc kopējā izšķīdušo sāļu satura tos iedala četrās grupās: svaigie, iesāļie, sāļie un sālījumi. Svaigs ūdens satur mazāk par 1 g/l izšķīdušo sāļu; iesāļi ūdeņi - no 1 līdz 10 g / l; sāļš - no 10 līdz 50 g / l; sālījumi - vairāk nekā 50 g / l.

Atbilstoši izšķīdušo sāļu ķīmiskajam sastāvam gruntsūdeņus iedala hidrokarbonātos, sulfātos, hlorīdos un kompleksā sastāvā. (sulfāta hidrokarbonāts, hlorīda hidrokarbonāts utt.).

Ūdeņus ar ārstniecisku vērtību sauc par minerālūdeņiem. Minerālūdeņi nonāk virszemē avotu veidā vai tiek mākslīgi nogādāti virszemē, izmantojot urbumus. Pēc ķīmiskā sastāva, gāzes satura un temperatūras minerālūdeņus iedala oglekļa dioksīda, sērūdeņraža, radioaktīvajos un termiskajos.

Oglekļa ūdeņi ir plaši izplatīti Kaukāzā, Pamirā, Aizbaikalijā, Kamčatkā. Oglekļa dioksīda saturs oglekļa dioksīda ūdeņos svārstās no 500 līdz 3500 mg / l un vairāk. Gāze atrodas ūdenī izšķīdinātā veidā.

Arī sērūdeņraža ūdeņi ir plaši izplatīti un saistīti galvenokārt ar nogulumiežiem. Kopējais sērūdeņraža saturs ūdenī parasti ir neliels, bet sērūdeņraža ūdeņu terapeitiskais efekts ir tik ievērojams, ka H2 saturs, kas pārsniedz 10 mg/l, jau dod tiem ārstnieciskas īpašības. Dažos gadījumos sērūdeņraža saturs sasniedz 140-150 mg / l (piemēram, labi zināmie Matsesta avoti Kaukāzā).

Radioaktīvos ūdeņus iedala radonā, kas satur radonu, un rādijā, kas satur rādija sāļus. Radioaktīvo ūdeņu dziedinošais efekts ir ļoti augsts.

Pēc temperatūras termālos ūdeņus iedala aukstos (zem 20 ° C), siltos (20–30 ° C), karstos (37–42 ° C) un ļoti karstos (virs 42 ° C). Tie ir izplatīti jaunā vulkānisma zonās (Kaukāzā, Kamčatkā, Vidusāzijā).

2. Galvenie gruntsūdeņu veidi

Atkarībā no rašanās apstākļiem izšķir šādus gruntsūdeņu veidus:

· Augsne;

· Augšējais ūdens;

· Zemējums;

· Interstratal;

· Karsts;

· Ieplaisājis.

Augsnes ūdens atrodas netālu no virsmas un aizpilda tukšumus augsnē. Mitrumu augsnes slānī sauc par augsnes ūdeni. Tie pārvietojas molekulāro, kapilāro un gravitācijas spēku ietekmē.

Aerācijas joslā izšķir 3 augsnes ūdens slāņus:

1.augsnes horizonts ar mainīgu mitruma saturu - sakņu slānis. Tas apmainās ar mitrumu starp atmosfēru, augsni un augiem.

2. zemes dzīļu horizonts, bieži "slapjš" šeit nesasniedz un paliek "sauss".

kapilārais mitruma horizonts - kapilāra robeža.

Verhovodka - īslaicīga gruntsūdeņu uzkrāšanās ūdens nesējslāņu virszemes slānī aerācijas zonā, kas atrodas uz lēcveida, izspiežot ūdenskrātuvi.

Verhovodka - brīvas plūsmas pazemes ūdeņi, kas atrodas vistuvāk zemes virsmai un kuriem nav nepārtrauktas izplatības. Tie veidojas, infiltrējoties atmosfēras un virszemes ūdeņiem, ko ieslodzījuši necaurlaidīgi vai slikti caurlaidīgi slāņi un lēcas, kā arī ūdens tvaiku kondensācijas rezultātā iežos. Tiem ir raksturīga pastāvēšanas sezonalitāte: sausos gadalaikos tie bieži pazūd, un lietus un intensīvas sniega kušanas periodos tie atkal parādās. Tie ir pakļauti krasām svārstībām atkarībā no hidrometeoroloģiskajiem apstākļiem (nokrišņu daudzuma, gaisa mitruma, temperatūras utt.). Arī ūdeņi, kas īslaicīgi parādās purvu veidojumos purvu pārbarošanas dēļ, pieder arī augšējiem ūdeņiem. Diezgan bieži ūdens aizsērēšana notiek ūdens noplūdes rezultātā no ūdensvada, kanalizācijas, peldbaseiniem un citām ūdeni nesošām ierīcēm, kas var izraisīt teritorijas aizsērēšanu, pamatu un pagrabu applūšanu. Mūžīgā sasaluma iežu izplatības zonā mūžīgais sasalums tiek klasificēts kā suprapermafrost ūdeņi. Verhovkas ūdeņi parasti ir svaigi, nedaudz mineralizēti, bet bieži piesārņoti ar organiskām vielām un satur palielinātu dzelzs un silīcija skābes daudzumu. Parasti Verhovodka nevar kalpot kā labs ūdens piegādes avots. Taču nepieciešamības gadījumā tiek veikti pasākumi mākslīgai saglabāšanai: dīķu sakārtošana; atzarojumi no upēm, nodrošinot pastāvīgu elektroapgādi ekspluatētajām akām; veģetācijas stādīšana, kas aizkavē sniega kušanu; ūdensnecaurlaidīgu pārsedžu izveide u.c. Tuksnešainajos apgabalos ar rievu palīdzību mālainās vietās - takyros, atmosfēras ūdeņi tiek novirzīti uz blakus esošo smilšu zonu, kur tiek izveidots objektīvs verhovodkai, kas ir noteikta rezerve. saldūdens.

Grunts ūdens atrodas pastāvīga ūdens nesējslāņa veidā uz pirmā, vairāk vai mazāk noturīgā, ūdensnecaurlaidīgā slāņa no virsmas. Gruntsūdeņiem ir brīva virsma, ko sauc par gruntsūdens spoguli vai līmeni.

Starpstrāvu ūdeņi noslēgts starp ūdensizturīgiem slāņiem (slāņiem). Starpstrāvu ūdeņus zem spiediena sauc par ierobežotiem vai artēziskajiem. Atverot akas, artēziskie ūdeņi paceļas virs ūdens nesējslāņa virsotnes, un, ja spiediena līmeņa atzīme (pjezometriskā virsma) šajā vietā pārsniedz Zemes virsmas atzīmi, tad ūdens iztecēs (izplūdīs). Nosacīto plakni, kas nosaka spiediena galvas stāvokli ūdens nesējslānī (sk. 2. att.), sauc par pjezometrisko līmeni. Ūdens pacēluma augstumu virs ūdensizturīgā jumta sauc par galvu.

Artēziskie ūdeņi atrodas caurlaidīgos nogulumos, kas ir noslēgti starp ūdensnecaurlaidīgiem, pilnībā aizpilda veidojumā esošos tukšumus un ir zem spiediena. Akā izveidoto ogļūdeņradi sauc pjezometrisks, ko izsaka absolūtās zīmēs. Pašplūstošam spiediena ūdenim ir vietēja izplatība, un tas dārznieku vidū ir labāk pazīstams kā "atslēgas". Ģeoloģiskās struktūras, kurās atrodas artēziskie ūdens nesējslāņi, sauc par artēziskajiem baseiniem.

Rīsi. 1. Gruntsūdeņu veidi: 1 - augsne; 2 - augšējais ūdens; 3 - zemējums; 4 ~ starpslāņu; 5 - ūdensizturīgs horizonts; 6 - caurlaidīgs horizonts

Rīsi. 2. Artēziskā baseina uzbūves shēma:

1 - necaurlaidīgi ieži; 2 - caurlaidīgi ieži ar zem spiediena ūdeni; 4 - gruntsūdeņu plūsmas virziens; 5 - labi.

Karsta ūdeņi rodas karsta dobumos, kas veidojas iežu šķīšanas un izskalošanās rezultātā.

Plaiss ūdens aizpilda plaisas akmeņos un var būt gan spiediena, gan bezspiediena.

3. Gruntsūdeņu veidošanās nosacījumi

Gruntsūdeņi ir pirmais pastāvīgais ūdens nesējslānis no zemes virsmas... Apmēram 80% lauku apdzīvoto vietu ūdens apgādei izmanto gruntsūdeņus. Karstu ūdeni jau sen izmanto apūdeņošanai.

Ja ūdeņi ir svaigi, tad 1–3 m dziļumā tie kalpo kā augsnes mitruma avots. 1-1,2 m augstumā tie var izraisīt ūdens aizsērēšanu. Ja gruntsūdeņi ir ļoti mineralizēti, tad 2,5 - 3,0 m augstumā tie var izraisīt augsnes sekundāru sasāļošanos. Visbeidzot, gruntsūdeņi var apgrūtināt būvbedru rakšanu, apdedzināt apbūvētās vietas, agresīvi ietekmēt konstrukciju pazemes daļas utt.

Gruntsūdeņu formas Dažādi ceļi. Daži no tiem veidojas atmosfēras nokrišņu un virszemes ūdens aizplūšanas rezultātā caur akmeņu porām un plaisām... Tādus ūdeņus sauc infiltratīvs(vārds "infiltrācija" nozīmē noplūde).

Tomēr gruntsūdeņu esamība ne vienmēr ir izskaidrojama ar atmosfēras nokrišņu infiltrāciju. Piemēram, tuksnešu un pustuksnešu apgabalos nokrīt ļoti maz nokrišņu, un tie ātri iztvaiko. Tajā pašā laikā pat tuksnešainās vietās gruntsūdeņi atrodas zināmā dziļumā. Šādu ūdeņu veidošanos var tikai izskaidrot ūdens tvaiku kondensācija augsnē... Ūdens tvaiku elastība siltajā sezonā atmosfērā ir lielāka nekā augsnē un akmeņos, tāpēc ūdens tvaiki no atmosfēras nepārtraukti ieplūst augsnē un veido gruntsūdeņus. Tuksnešos, pustuksnešos un sausās stepēs kondensācijas izcelsmes ūdens karstā laikā ir vienīgais veģetācijas mitruma avots.

Var veidoties gruntsūdeņi sakarā ar seno jūras baseinu ūdeņu apglabāšanu kopā ar uzkrātajiem nogulumiem... Šo seno jūru un ezeru ūdeņi varēja izdzīvot apraktos nogulumos un pēc tam iesūkties apkārtējos iežos vai izkļūt uz Zemes virsmas. Tādus pazemes ūdeņus sauc sedimentācijas ūdeņi .

Daži no gruntsūdeņu izcelsmes var būt saistīti ar kausētas magmas dzesēšana... Ūdens tvaiku izdalīšanos no magmas apliecina mākoņu veidošanās un lietusgāzes vulkānu izvirdumu laikā. Tiek saukti magmatiskas izcelsmes pazemes ūdeņi nepilngadīgais (no latīņu valodas "juvenalis" - jaunava). Saskaņā ar okeanologa H. Raita teikto, mūsdienās pastāvošie milzīgie ūdens plašumi "visā mūsu planētas dzīves laikā pieauga pa pilienam, jo ​​ūdens sūcas no Zemes zarnām".

HS sastopamības, izplatības un veidošanās apstākļi ir atkarīgi no klimata, reljefa, ģeoloģiskās struktūras, upju ietekmes, augsnes un augu segas, kā arī no ekonomiskajiem faktoriem.

a) Karstā ūdens un klimata attiecības.

Kalnu ūdeņu veidošanā liela nozīme ir nokrišņiem un iztvaikošanai.

Lai analizētu šīs attiecības izmaiņas, ieteicams izmantot augu mitruma piegādes karti. Saistībā ar nokrišņiem un iztvaikošanu tiek noteiktas 3 zonas (apgabali):

1.pietiekams mitrums

2.nepietiekams

3.nedaudz mitrinošs

Pirmajā zonā koncentrējas galvenās apūdeņoto zemju platības, kurām nepieciešama drenāža (dažos periodos šeit ir nepieciešams mitrums). Nepietiekama un nenozīmīga mitruma zonām nepieciešams mākslīgais mitrums.

Trīs reģionos BA padeve ar nokrišņiem un to siltums aerācijas zonai ir atšķirīgas.

Pietiekamas mitrināšanas zonā gruntsūdeņu infiltrācijas padeve dziļumā, kas pārsniedz 0,5 - 0,7 m, dominē pār to siltuma padevi aerācijas zonai. Šis modelis tiek novērots neaugšanas un augšanas sezonās, izņemot ļoti sausus gadus.

Nepietiekama mitruma apgabalā nokrišņu infiltrācijas attiecība pret HS iztvaikošanu to seklumā ir atšķirīga meža stepju un stepju zonās.

Mežstepēs mālajos iežos mitros gados infiltrācija dominē pār termisko HS aerācijas zonā, sausos gados attiecība ir pretēja. Steppe zonā, smilšmālajos iežos, neaugšanas sezonā pārsvarā ir infiltrācijas uzturs pār siltumu GW, bet augšanas sezonā - mazāks patēriņš. Kopumā gada laikā infiltrācijas atjaunošanās sāk dominēt pār gruntsūdeņu termisko atjaunošanos.

Nenozīmīga mitruma zonā - pustuksnešos un tuksnešos - infiltrācija smilšmālajos iežos ar seklu GWL gultni ir nesalīdzināmi maza, salīdzinot ar plūsmas ātrumu aerācijas zonā. Smilšainos iežos infiltrācija sāk palielināties.

Tādējādi HS padeve nokrišņu dēļ samazinās, un plūsmas ātrums uz aerācijas zonu palielinās, pārejot no pietiekama apgabala uz nenozīmīga mitruma reģionu.

b) Gruntsūdeņu savienojums ar upēm.

Gruntsūdeņu un upju savienojuma formas nosaka reljefs un ģeomorfoloģiskie apstākļi.

Dziļi iegrieztās upju ielejas kalpo kā gruntsūdeņu izlietne, nosusinot blakus esošās zemes. Gluži pretēji, ar nelielu iegriezumu, kas raksturīgs upju lejtecēm, upes baro gruntsūdeņus.

Diagrammā parādīti dažādi virszemes un pazemes ūdeņu attiecības gadījumi.

Principiālā projektēšanas shēma pazemes un virszemes ūdeņu mijiedarbībai virszemes noteces mainīguma apstākļos.

a - zems ūdens līmenis; b - plūdu pieaugošā fāze; c - plūdu lejupejošā fāze.

v) Gruntsūdeņu un spiediena ūdens saistība.

Ja starp gruntsūdeņiem un apakšējo ierobežoto horizontu nav absolūti ūdensnecaurlaidīga slāņa, tad starp tiem ir iespējami šādi hidrauliskā savienojuma veidi:

1) GWL ir augstāks par spiediena ūdens līmeni, kā rezultātā iespējama karstā ūdens pārplūde spiedūdenī.

2) Līmeņi ir gandrīz vienādi. Samazinoties GWL, piemēram, ar notekcaurulēm, GW tiks papildināta ar zem spiediena.

3) GWL periodiski pārsniedz ierobežoto ūdeņu līmeni (apūdeņošanas, nokrišņu laikā), pārējā laikā GW tiek barots ar nokrišņiem.

4) Gruntsūdens līmenis pastāvīgi ir zemāks par UNV, tāpēc pēdējie baro gruntsūdeņus.

Gruntsūdeņus var barot no artēziskajiem ūdeņiem un caur tā sauktajiem hidroģeoloģiskajiem logiem – zonām, kur tiek traucēta ūdensizturīgā slāņa nepārtrauktība.

Ir iespējams padot ogļūdeņražus ar spiediena galvu caur tektoniskiem lūzumiem.

GW hidrodinamiskās zonas, ko nosaka reljefs un ģeoloģiskā struktūra, ir cieši saistītas ar teritorijas ģeostrukturālajiem apstākļiem. Augstas drenāžas apgabali ir raksturīgi kalnu un kalnu pakājēm. Zemas drenāžas vietas ir raksturīgas platformu līdzenumu siles un ieplakas.

HS barošanas zonējums visspilgtāk izpaužas sauso reģionu zemās drenāžas zonā. Tas sastāv no HS mineralizācijas pakāpeniskas palielināšanās ar attālumu no upes, kanāla utt., Tāpēc sausos reģionos ūdensapgādes akas parasti tiek izvietotas gar kanāliem un upēm.

4. Artēzisko ūdeņu veidošanās un rašanās apstākļi.

Artēziskie ūdeņi veidojas noteiktā ģeoloģiskā struktūra- ūdenscaurlaidīgu rezervuāru maiņa ar ūdensizturīgām. Tie galvenokārt attiecas uz sinhroniem vai monoklināliem gultņu veidojumiem.

Viena vai vairāku artēzisko slāņu attīstības zonu sauc par artēzisko baseinu. AB var aizņemt no vairākiem desmitiem līdz simtiem tūkstošu km 2.

Spiedienūdens apgādes avoti ir nogulumi, upju notekūdeņi, ūdenskrātuves, apūdeņošanas kanāli uc Spiedienūdeņi noteiktos apstākļos tiek papildināti ar gruntsūdeņiem.

To patēriņš iespējama, izkraujot tos upju ielejās, izplūstot virszemē avotu veidā, lēnām izsūcot cauri spiediena slāni aptverošajiem slāņiem, pārplūstot gruntsūdeņos. To izdevumu pozīcijas veido arī ūdens krājumu izvēle ūdens apgādei un apūdeņošanai.

Artēziskajos baseinos izšķir uztura, spiediena un izplūdes zonas.

Uzlādēšanās zona - vieta, kur artēziskais slānis parādās uz zemes virsmas, kur tas tiek barots. Tas atrodas artēziskā baseina reljefa augstākajos augstumos kalnu apvidos un ūdensšķirtnēs utt.

Spiediena zona ir galvenā artēziskā baseina izplatības zona. Tās robežās gruntsūdeņiem ir spiediens.

Izplūdes zona - spiedienūdens izplūdes laukums uz virsmu - atklāta izplūde (augšupejošu avotu veidā vai slēptās izplūdes zonā, piemēram, upju gultnēs utt.)

Akas, kas iekļūst AB, izplūst, tas ir mākslīgas spiediena ūdens novadīšanas piemērs.

Formējumos, kas satur ģipsi, anhidrīdus, sāļus, artēziskajiem ūdeņiem ir pastiprināta mineralizācija.

Artēzisko ūdeņu veidi un zonējums

Artēziskos baseinus parasti raksturo ūdeni nesošu un ūdensizturīgu iežu ģeostruktūra.

Pamatojoties uz to, tiek izdalīti divu veidu artēziskie baseini (saskaņā ar N. I. Tolstikhinu):

1.Artēziskās platformas baseini, kuriem parasti ir raksturīga ļoti liela attīstības zona un vairāku slēgtu ūdens nesējslāņu klātbūtne (tie ir Maskavas, Baltijas, Dņepras-Doņeckas uc)

2. artēziskie baseini, kuros ir salocīti apgabali, kuros ir intensīvi izmežģīti nogulumieži, magmatiskie un metamorfie ieži. Tie atšķiras mazākā attīstības zonā. Piemēri ir Fergana, Chui un citi baseini.

5. Gruntsūdeņu ģeoloģiskā aktivitāte.

Gruntsūdeņi veic destruktīvu un konstruktīvu darbu. Gruntsūdeņu postošā darbība izpaužas galvenokārt ūdenī šķīstošo iežu šķīdināšanā, ko veicina ūdenī izšķīdušo sāļu un gāzu saturs. Pie WR darbības izraisītajiem ģeoloģiskajiem procesiem, pirmkārt, jānosauc karsta parādības.

Karsts.

Karsts ir iežu šķīšanas process, kas pārvietojas pazemē un caur tiem izplūst. virszemes ūdeņi... Karsta rezultātā klintīs veidojas dažādas formas un izmēra alas un tukšumi. To garums var sasniegt vairākus kilometrus.

No karsta sistēmām vislielākais garums ir Mamutu alai (ASV), kuras eju kopējais garums ir aptuveni 200 km.

Sālsieži, ģipsis, anhidrīdi un karbonātu ieži ir pakļauti karstam. Attiecīgi izšķir karstu: sāli, ģipsi, karbonātu. Karsta attīstība sākas ar plaisu izplešanos (izskalošanās ietekmē). Karsts nosaka konkrētas reljefa formas. Tā galvenā iezīme ir karsta piltuvju klātbūtne ar diametru no vairākiem līdz simtiem metru un dziļumu līdz 20-30 m Karsts attīstās, jo intensīvāk, jo vairāk nokrišņu un jo lielāks pazemes straumju kustības ātrums.

Teritorijām, kurās ir nosliece uz karstu, raksturīga strauja nokrišņu uzsūkšanās.

Karsta iežu masīvu ietvaros izšķir ūdens lejupejošās un horizontālās kustības zonas upju ieleju, jūras u.c. virzienā.

Karsta alās novērojami dominējoša karbonāta sastāva pilienu veidojumi - stalaktīti (aug uz leju) un stalagmīti (aug no apakšas). Karsts vājina akmeņus, samazina to daudzumu kā GTS pamatu. Caur karsta tukšumiem iespējama ievērojama ūdens noplūde no rezervuāriem un kanāliem. Un tajā pašā laikā karsta iežos ieslodzītie gruntsūdeņi var būt vērtīgs ūdens apgādes un apūdeņošanas avots.

Gruntsūdeņu destruktīvā darbība ietver sufūziju (iznīcināšanu) - tā ir nelielu daļiņu mehāniska noņemšana no irdeniem akmeņiem, kas izraisa tukšumu veidošanos. Šādi procesi novērojami lesā un lesveidīgajos iežos. Papildus mehāniskajai sufūzijai izšķir ķīmisko sufūziju, kuras piemērs ir karsts.

Pazemes ūdeņu radošais darbs izpaužas dažādu savienojumu nogulsnēšanā, iecementējot plaisas akmeņos.

Kontroles jautājumi:

1 Norādiet gruntsūdeņu klasifikāciju.

2. Kādos apstākļos rodas gruntsūdeņi?

3. Kādos apstākļos veidojas artēziskie gruntsūdeņi?

4. Kas izpaužas ģeoloģiskā darbība gruntsūdeņi?

5. Nosauc galvenos pazemes ūdeņu veidus.

6. Kā vermikomposts ietekmē būvniecību?

(līdz 12-16 km dziļumam) šķidrā, cietā un tvaika stāvoklī. Lielākā daļa no tām veidojas lietus, kušanas un upju ūdeņu noplūdes rezultātā. Gruntsūdeņi pastāvīgi pārvietojas gan vertikāli, gan horizontāli. To rašanās dziļums, kustības virziens un intensitāte ir atkarīga no iežu ūdens caurlaidības. Caurlaidīgi ieži ir oļi, smiltis, grants. Ūdensizturīgs (ūdensizturīgs), praktiski ūdens necaurlaidīgs - māli, blīvs bez plaisām, sasalušas augsnes. Iežu slāni, kas satur ūdeni, sauc par ūdens nesējslāni.

Atbilstoši rašanās apstākļiem gruntsūdeņus iedala trīs veidos: atrodas augšējā augsnes slānī; guļus uz pirmā pastāvīgā ūdensnecaurlaidīgā slāņa no virsmas; interstratal, kas atrodas starp diviem ūdensizturīgiem slāņiem. Gruntsūdeņus baro noplūduši nogulumi, ūdeņi, ezeri,. Gruntsūdens līmenis mainās atkarībā no gadalaikiem un ir atšķirīgs dažādās zonās. Tātad tajā praktiski sakrīt ar virsmu, atrodas 60-100 m dziļumā.Tie ir izplatīti gandrīz visur, nav spiediena, pārvietojas lēni (rupja graudainā smiltī, piemēram, ar ātrumu 1,5 -2,0 m dienā). Gruntsūdeņu ķīmiskais sastāvs nav vienāds un atkarīgs no blakus esošo iežu šķīdības. Pēc ķīmiskā sastāva izšķir svaigos (līdz 1 g sāls uz 1 l ūdens) un mineralizēto (līdz 50 g sāļu uz 1 l ūdens) pazemes ūdeņus. Gruntsūdeņu dabiskās izplūdes uz zemes virsmu sauc par avotiem (avoti, avoti). Tie parasti veidojas zemās vietās, kur zemes virsmu šķērso ūdens nesējslāņi. Avoti ir auksti (ar ne augstāku par 20 ° C, silti (no 20 līdz 37 ° C) un karsti vai termiski (virs 37 ° C). Periodiski izplūstošos karstos avotus sauc par geizeriem. Tie atrodas nesen vai mūsdienu apstākļos. (,).Avotu ūdeņi satur dažādus ķīmiskos elementus un var būt oglekļa dioksīds, sārmains, sāļš uc Daudziem no tiem ir ārstnieciska vērtība.

Pazemes ūdeņi papildina akas, upes, ezerus,; izšķīdina dažādas vielas iežos un pārnes tās; izraisīt zemes nogruvumus,. Tie nodrošina augus ar mitrumu un populāciju dzeramais ūdens... Avoti nodrošina tīrāko ūdeni. Ūdens tvaiki un karsts ūdens geizerus izmanto ēku, siltumnīcu un spēkstaciju apsildīšanai.

Gruntsūdeņu rezerves ir ļoti lielas – 1,7%, taču tās atjaunojas ārkārtīgi lēni, un tas jāņem vērā, tos izmantojot. Ne mazāk svarīga ir gruntsūdeņu aizsardzība no piesārņojuma.

1. lapa no 6

- tie ir ūdeņi zem zemes virsmas un atrodas zemes garozas augšējā slāņa ūdeni saturošajos nogulumiežu iežos un augsnē.

Gruntsūdeņi - pazemes ūdens rezerves, pazemes ūdens resursi.

Tie ir daļa no planētas hidrosfēras (2% no tilpuma) un piedalās vispārējā ūdens ciklā dabā. Gruntsūdens rezerves vēl nav pilnībā izpētītas. Tagad oficiālajos datos ir skaitlis 60 miljoni kubikkilometru, taču hidroģeologi ir pārliecināti, ka Zemes zarnās ir kolosālas neizpētītas pazemes ūdens atradnes, un kopējais ūdens daudzums tajās var sasniegt simtiem miljonu kubikmetru. metri.

Gruntsūdeņi atrodas urbumos līdz pat vairāku kilometru dziļumā. Atkarībā no apstākļiem, kādos rodas gruntsūdeņi (piemēram, temperatūra, spiediens, iežu veidi utt.), tie var būt cietā, šķidrā un gāzveida stāvoklī. Saskaņā ar V.I. Vernadskis, gruntsūdeņi var pastāvēt līdz 60 km dziļumam, jo ​​ūdens molekulas pat 2000 ° C temperatūrā sadalās tikai par 2%.

• Lasiet par pazemes ūdens rezervēm: Ūdens okeāni pazemē. Cik daudz ūdens ir uz Zemes?

Novērtējot pazemes ūdeņus, papildus jēdzienam "gruntsūdens rezerves" tiek lietots termins "gruntsūdens resursi", kas raksturo ūdens nesējslāņa atjaunošanos.

Gruntsūdens rezervju un resursu klasifikācija:

1. Dabas rezervāti - gravitācijas ūdens tilpums, kas ieslodzīts ūdeni nesošo iežu porās un plaisās. Dabas resursi - pazemes ūdeņu daudzums, kas dabīgos apstākļos nokļūst ūdens nesējslānī, infiltrējoties atmosfēras nokrišņiem, filtrējoties no upēm, pārplūstot no augstākiem un zemākiem ūdens nesējslāņiem.

2. Mākslīgie krājumi Ir gruntsūdeņu tilpums rezervuārā, kas veidojas apūdeņošanas, filtrēšanas no rezervuāriem, gruntsūdeņu mākslīgas papildināšanas rezultātā. Mākslīgie resursi Ir ūdens plūsmas ātrums, kas ieplūst ūdens nesējslānī filtrēšanas laikā no kanāliem un rezervuāriem apūdeņotās vietās.

3. Piesaistītie resursi - tas ir ūdens plūsmas ātrums, kas nonāk ūdens nesējslānī, palielinot gruntsūdeņu piegādi, ko izraisa ūdens ņemšanas iekārtu darbība.

4. Jēdzieni darbības rezerves un darbības resursi būtībā ir sinonīmi. Ar tiem saprot pazemes ūdeņu daudzumu, ko var iegūt ar tehniski un ekonomiski racionālām ūdens ņemšanas būvēm noteiktam darbības režīmam un ar prasībām atbilstošu ūdens kvalitāti visā paredzamajā ūdens patēriņa periodā.

www.whymap.org - pilna versija gruntsūdens rezervju kartes.

• Zilie apgabali kartē - apgabali, kas bagāti ar gruntsūdeņiem,
• Brūni - apgabali, kur trūkst gruntsūdens saldūdens.

Kā redzams kartē, Krievija ir viena no valstīm ar ievērojamām gruntsūdeņu rezervēm. Arī Brazīlija un Centrālāfrikas un Dienvidāfrikas valstis, kur tropiskās lietusgāzes veicina gruntsūdeņu krājumu papildināšanu visa gada garumā, nejūt gruntsūdeņu trūkumu. Bet ne visur pasaulē gruntsūdeņu rezerves ir atjaunojamas. Piemēram, Ziemeļāfrikā un Arābijas pussalā gruntsūdens rezervuāri tika piepildīti pirms 10 000 gadu, kad teritorija bija mitrāka.

Visā pasaulē gruntsūdeņu resursi tiek aktīvi izmantoti, bet dažās valstīs gruntsūdeņi ir praktiski vienīgais ūdens patēriņa avots.

• Eiropas Savienībā jau 70% no visa ūdens, ko izmanto ūdens patērētāji, tiek ņemti no pazemes ūdens nesējslāņiem.
• Sausajās valstīs ūdens gandrīz pilnībā tiek ņemts no pazemes avotiem (Maroka - 75%, Tunisija - 95%, Saūda Arābija un Malta - 100%).

Gruntsūdeņi - gruntsūdeņu ķīmiskais sastāvs.

Gruntsūdeņu ķīmiskais sastāvs nav vienāds un atkarīgs no blakus esošo iežu šķīdības. Gruntsūdeņi ir dabisks šķīdums, kas satur vairāk nekā 60 ķīmiskos elementus un mikroorganismus. Ūdenī izšķīdušo vielu daudzums, izņemot gāzes, nosaka tā mineralizāciju (izteiktu g / l vai mg / l).

Pēc ķīmiskā sastāva izšķir šādus gruntsūdeņu veidus:

• - svaigs (līdz 1 g sāls uz 1 litru ūdens),
• — nedaudz mineralizēts(līdz 35 g sāļu uz 1 litru ūdens),
• — mineralizēts(līdz 50 g sāļu uz 1 litru ūdens).

Šajā gadījumā gruntsūdeņu augšējie horizonti parasti ir svaigi vai nedaudz mineralizēti, un apakšējie horizonti var būt ļoti mineralizēti.

Tiek saukti gruntsūdeņi, kuri savu fizikāli ķīmisko īpašību dēļ labvēlīgi fizioloģiski iedarbojas uz cilvēka organismu un tiek izmantoti medicīniskiem nolūkiem. minerāls. Minerālūdeņu ķīmiskais sastāvs ir ļoti daudzveidīgs: ir ogļskābā ūdens (Kislovodska un citi Kaukāza reģiona kūrorti Minerālūdeņi, Borjomi, Karlovi-Vari u.c.), slāpeklis (Tskhal-tubo), sērūdeņradis (Matsesta), dzelzs, radons utt.

Pēc vispārējās mineralizācijas pakāpes izšķir ūdeņus (pēc V.I. Vernadska):

• svaigi (līdz 1 g / l),
• iesāļi (1-10 g / l),
• sālīti (10-50 g / l),
• sālījumi (vairāk nekā 50 g / l) - vairākās klasifikācijās tiek pieņemta vērtība 36 g / l, kas atbilst Pasaules okeāna ūdeņu vidējam sāļumam.

Austrumeiropas platformas baseinos saldūdens zonas biezums svārstās no 25 līdz 350 m, sālsūdens - no 50 līdz 600 m, sālsūdens - no 400 līdz 3000 m.

Iepriekš minētā klasifikācija norāda uz būtiskām ūdens sāļuma izmaiņām – no desmitiem miligramu līdz simtiem gramu uz 1 litru ūdens. Irkutskas baseinā nesen tika konstatēta maksimālā mineralizācijas vērtība, kas sasniedz 500 - 600 g / l.

Plašāku informāciju par gruntsūdeņu ķīmisko sastāvu, pazemes ūdeņu ķīmiskajām īpašībām, klasifikāciju pēc ķīmiskā sastāva, faktoriem, kas ietekmē gruntsūdeņu ķīmisko sastāvu un citiem aspektiem, lasiet atsevišķā rakstā: Gruntsūdeņu ķīmiskais sastāvs.

Gruntsūdeņi - gruntsūdeņu izcelsme un veidošanās.

Atkarībā no izcelsmes gruntsūdeņi ir:

• 1) infiltrācija,
• 2) kondensācija,
• 3) sedimentogēns,
• 4) "nepilngadīgs" (vai magmogēns),
• 5) mākslīgs,
• 6) metamorfogēns.

Gruntsūdeņi ir gruntsūdens temperatūra.

Pēc temperatūras gruntsūdeņi tiek sadalīti aukstajos (līdz +20 ° С) un termiskajos (no +20 līdz +1000 ° С). Termālajos ūdeņos parasti ir daudz dažādu sāļu, skābju, metālu, radioaktīvo un retzemju elementu.

Temperatūras ziņā pazemes ūdeņi ir:

Aukstos gruntsūdeņus iedala:

• hipotermisks (zem 0 ° С),
• auksts (no 0 līdz 20 ° С)

Termiskie pazemes ūdeņi tiek iedalīti:

• silts (20-37 ° С),
• karsts (37-50 ° С),
• ļoti karsts (50-100 ° С),
• pārkarsēts (virs 100 ° C).

Gruntsūdens temperatūra ir atkarīga arī no ūdens nesējslāņu dziļuma:

1. Gruntsūdeņi un seklie starpstrāvu ūdeņi piedzīvo sezonālas temperatūras svārstības.
2. Gruntsūdeņi nemainīgas temperatūras joslas līmenī, visu gadu uztur nemainīgu temperatūru, kas ir vienāda ar apgabala vidējo gada temperatūru.

• Tur, kur gada vidējā temperatūra ir negatīva, gruntsūdeņi nemainīgas temperatūras joslā ir ledus veidā visu gadu. Tādā veidā veidojas mūžīgais sasalums ("mūžīgais sasalums").
• Apgabalos kur gada vidējā temperatūra ir pozitīva, gluži pretēji, nemainīgas temperatūras joslas pazemes ūdeņi neaizsalst pat ziemā.

3. Gruntsūdeņi, kas cirkulē zem nemainīgas temperatūras joslas, uzkarsēts virs apgabala gada vidējās temperatūras un endogēnā siltuma dēļ. Ūdens temperatūru šajā gadījumā nosaka ģeotermālā gradienta lielums, un tā sasniedz maksimālās vērtības mūsdienu vulkānisma apgabalos (Kamčatkā, Islandē utt.), Okeāna vidus grēdu zonās, sasniedzot temperatūru 300- 4000C. Augsti termiski gruntsūdeņi mūsdienu vulkānisma zonās (Islande, Kamčatka) tiek izmantoti māju apkurei, ģeotermālo spēkstaciju celtniecībai, siltumnīcu apkurei utt.

Gruntsūdeņi - metodes gruntsūdeņu atrašanai.

• teritorijas ģeomorfoloģiskais novērtējums,
• ģeotermālā izpēte,
• radonometrija,
• izpētes urbumu urbšana,
• no urbumiem iegūtā serdeņa izpēte laboratorijas apstākļos,
• pieredzējusi aku izsūknēšanu,
• zemes izpētes ģeofizika (seismiskā un elektriskā izpēte) un urbumu mežizstrāde

Gruntsūdeņi - gruntsūdeņu ieguve.

Svarīga gruntsūdeņu kā minerāla īpašība ir nepārtraukts ūdens patēriņa raksturs, kas rada nepieciešamību pastāvīgi izņemt ūdeni no zemes dzīlēm noteiktā daudzumā.

Nosakot gruntsūdeņu ieguves iespējamību un racionalitāti, tiek ņemti vērā šādi faktori:

• Gruntsūdens vispārējās rezerves,
• Ikgadējā ūdens ievade ūdens nesējslāņos,
• Ūdeni nesošu iežu filtrēšanas īpašības,
• Līmeņa dziļums,
• Tehniskie ekspluatācijas nosacījumi.

Tādējādi, pat ja ir lielas pazemes ūdeņu rezerves un to ievērojama ikgadējā ieplūde ūdens nesējslāņos, pazemes ūdeņu ieguve ne vienmēr ir racionāla no ekonomiskā viedokļa.

Piemēram, gruntsūdeņu ieguve būs neracionāla šādos gadījumos:

• ļoti zemi urbumu ražošanas rādītāji;
• ekspluatācijas sarežģītība tehniskā ziņā (slīpēšana, mērogošana akās utt.);
• nepieciešamā sūknēšanas aprīkojuma trūkums (piemēram, ekspluatējot agresīvus rūpnieciskos vai termālos ūdeņus).

Augsti termiski gruntsūdeņi mūsdienu vulkānisma zonās (Islande, Kamčatka) tiek izmantoti māju apkurei, ģeotermālo spēkstaciju celtniecībai, siltumnīcu apkurei utt.

Šajā rakstā mēs apskatījām tēmu Gruntsūdeņi: vispārīgs raksturlielums. Turpini lasīt: