Какие подземные воды: Подземные воды — урок. География, 7 класс.

Содержание

грунтовые и межпластовые (напорные (артезианские) и безнапорные)

Подземные воды и условия их образования

Подземные воды – воды, находящиеся в земной коре, в толще горных пород в жидком, твердом и газообразном состоянии.

Для образования подземных вод необходимы атмосферные осадки и способность горных пород пропускать воду. Вода, выпавшая в виде атмосферных осадков, просачивается через поры и трещины горных пород, пополняя, тем самым, подземные воды (см. Рис. 1).

Рис. 1. Подземные воды и осадки

Хорошо пропускают воду пески, гравий, щебень. Не пропускают воду гранит, глина. Горные породы, пропускающие воду, называются водопроницаемыми, не пропускающие ее – водоупорными.

Воды сами могут проделывать щели, пустоты в легкорастворимых горных породах (гипс, соли). Благодаря этому могут образовываться пещеры, подземные озера (см. Рис. 2).

Рис. 2. Карстовая пещера

Грунтовые и межпластовые воды

Грунтовые воды – воды, находящиеся в водоносном слое и не прикрытые водоупорными породами(см. Рис. 3, 4).Грунтовые воды пополняются выпавшими осадками. В течение года уровень грунтовых вод меняется.

Рис. 3. Схема грунтовых вод

Рис. 4. Схема различных подземных вод

Воды, находящиеся между водоупорными слоями, называются межпластовые.

Иногда подземные воды могут выходить на дневную поверхность в виде источников (родников).

Рис. 5. Родник

Во многих подземных водах могут быть растворены различные соли, вещества и газы, тогда такие воды называют минеральные.

Значение и охрана подземных вод

Значение подземных вод

1. Один из главных источников питьевой воды.

2. Используются в хозяйственной деятельности человека.

3. Пополняют другие водные источники.

4. Используются при лечении (минеральные воды).

5. Зачастую чище поверхностных вод.

Не стоит забывать, что так же, как и поверхностные воды, подземные воды нуждаются в охране и разумном использовании, кроме того, их нужно беречь от загрязнений.

Список литературы

Основная

1. Начальный курс географии: Учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений / Т.П. Герасимова, Н.П. Неклюкова. – 10-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010. – 176 с.

2. География. 6 кл.: атлас. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа; ДИК, 2011. – 32 с.

3. География. 6 кл.: атлас. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, ДИК, 2013. – 32 с.

4. География. 6 кл.: конт. карты. – М.: ДИК, Дрофа, 2012. – 16 с.

Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники

1. География. Современная иллюстрированная энциклопедия / А.П. Горкин. – М.: Росмэн-Пресс, 2006. – 624 с.

Материалы в сети Интернет

1. Федеральный институт педагогических измерений (Источник).

2. Русское Географическое Общество (Источник).

3. Geografia.ru (Источник).

4. Википедия (Источник).

✅Подземные воды Портал Мордовии

Территория Республики Мордовия расположена в юго-западной части Волго-Сурского и северо-западной периферии Приволжско-Хоперского артезианских бассейнов.

Воды четвертичных отложений

К четвертичным отложениям приурочены воды, связанные с породами различного генезиса. Наибольшую значимость для водопотребителей имеют современно-среднечетвертичный аллювиальный водоносный и флювиогляциальный водоносный горизонты (комплексы).

Водоносный (локально-слабоводоносный) нижнечетвертично-современный аллювиальный горизонт (комплекс) приурочен к долинному комплексу. Водовмещающими отложениями повсеместно являются пески разнозернистые. Мощность обводненных пород составляет 10–22 м. Подстилающим водоупором обычно служат нижнемеловые и юрские глинистые отложения. Воды обычно безнапорные. Глубина их залегания до 17 м. Дебиты родников изменяются до 0,5 л/с. Питание водоносного горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков. Кроме того, происходит питание горизонта паводковыми водами. Разгружаются грунтовые воды в гидрографическую сеть. Химический состав вод гидрокарбонатно-сульфатный кальциево-натриевый и магниево-кальциевый. Минерализация до 0,9 г/дм³. Воды используются населением посредством обустройства колодцев и родников.

Водоносный (локально-слабоводоносный) флювиогляциальный горизонт. Водовмещающими породами являются пески кварцевые, в основном мелкозернистые, реже среднезернистые, хорошо отсортированные. Общая мощность отложений до 7,6 м, в отдельных случаях – 12,5 м. Глубина залегания водоносного горизонта до 6,0 м. На большей части площади распространения водоносный горизонт залегает первым от поверхности и является безнапорным со свободной поверхностью грунтовых вод. Водообильность горизонта слабая, расходы родников составляют до 0,55 л/с. Коэффициент фильтрации песков 0,45 м/сут. Воды горизонта по химическому составу гидрокарбонатно-кальциевые, в единичных случаях сульфатно-натриевые, пресные, величина минерализации колеблется от 0,48 до 0,65 г/дм³. Воды мягкие и умеренно жесткие, общая жесткость 0,76–5,75 мг-экв/л. Питание горизонта происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков. Разгрузка осуществляется в овражно-балочную сеть. Водоносный горизонт используется местным населением в хозяйственно-бытовых целях.

Воды палеогеновых и верхнемеловых отложений

Подземные воды распространены в южной и юго-восточной частях республики. Наибольшее хозяйственное значение имеют следующие водоносные горизонты (комплексы).

Водоносный (слабоводоносный) сызранский терригенный комплекс (горизонт). Чаще всего воды заключены в толще песков, трещиноватых опок, песчаников, опоковидных песчаников. Водообильность неравномерна. Родники в верховьях ручьев и рек имеют дебиты около 3 л/с. Воды отличаются мягкостью и пониженной минерализацией, общая жесткость 3,6 мг-экв/л, сухой остаток 330 мг/л.

Водоносная (слабоводоносная) верхнемеловая карбонатная серия. Водовмещающими породами комплекса являются трещиноватые мел и мелоподобный мергель. Воды безнапорные трещинно-жильные, залегают на глубине до 25,5 м. Дебиты родников 1,0–2,5 л/с. Воды имеют невысокую минерализацию и мягкость, сухой остаток равен 137 г/дм³. Воды обладают хорошим питьевым качеством, но в силу ограниченности распространения и невысокого дебита могут быть использованы для водоснабжения небольших водопотребителей.

Воды нижнемеловых и юрских отложений

В разрезе нижнемеловых и юрских отложений, широко распространенных в пределах республики, зафиксировано несколько водоносных и слабоводоносных горизонтов.

Водоносный (слабоводоносный) нижнемеловой терригенный комплекс. Водосодержащими породами являются трещиноватые опоки, песчаники и мелкозернистые пески, залегающие в толщах глин в виде слоев. Глубина залегания подземных вод до 20 м. Воды комплекса обладают небольшим и непостоянным дебитом. Подземные воды мягкие, слабоминерализованные, гидрокарбонатные натриевые, вполне пригодные для мелкого водоснабжения. Основным источником питания подземных вод являются атмосферные осадки.

Водоносный (слабоводоносный) юрский терригенный комплекс. Воды приурочены к тонко- и мелкозернистым пескам, песчаным глинам и к прослойкам мергелей. Глубина залегания водовмещающих пород от 6,8 до 208,5 м. Дебит горизонтов незначителен, что связано со слабой водоотдачей вмещающих пород. Используются для хозяйственно-бытовых нужд мелкими водопотребителями посредством эксплуатации срубовых колодцев в северо-западной части республики.

Воды пермских и каменноугольных отложений

Водосодержащая толща пермских и каменноугольных отложений объединяется в самостоятельный раздел в силу литологической особенности водоносных пород. Они представлены карбонатными породами – известняками, доломитами трещиноватыми, кавернозными.

Водоносный каменноугольно-пермский карбонатный комплекс является основным источником для крупного централизованного водоснабжения. Формирование подземных вод происходит главным образом за счет инфильтрации атмосферных осадков в местах выходов на дневную поверхность карбонатных отложений. К таким условиям относится южная часть Алатырского поднятия в северо-западной части республики, присклоновая часть Окско-Цнинского вала, расположенного западнее Мордовии, и отдельные участки сурско-мокшинских поднятий в пределах бассейна р. Иссы. В центральной части республики воды вскрываются на глубине 50–100 м, в юго-восточной – 150–200 м.

В западной и центральной Мордовии воды имеют пониженную минерализацию с содержанием сухого остатка до 0,5 г/дм3 и общую жесткость от 1,0 до 15,0 мг-экв/л при преобладании карбонатов. По характеру минерализации воды имеют гидрокарбонатный кальциево-магниевый, гидрокарбонатно-сульфатный магниево-кальциевый состав. В восточной части Мордовии воды имеют повышенную минерализацию с содержанием сухого остатка от 1,0 до 3,0 г/дм³, общую жесткость до 30 мг-экв/л и хлоридно-сульфатный натриевый состав.

Водоносный (слабоводоносный) нижнекаменноугольный терригенно-карбонатный комплекс развит повсеместно. По химическому составу воды близки подземным водам верхне-среднекаменноугольного горизонта, содержание сухого остатка 282 мг/л. Воды имеют хлоридно-гидрокарбонатный кальциево-натриевый состав.

Воды девонских и додевонских отложений

В разрезе девонских отложений вскрыт целый ряд водоносных горизонтов. По химическому составу воды хлоридные, натриево-кальциевые с минерализацией до 176,9 г/дм³ и с общей жесткостью до 985 мг-экв/л.

Подземные воды додевонских отложений вскрыты в толще мелкозернистых песчаников на глубине 1 480 м от поверхности. Они имеют хлоридный натриево-кальциево-магниевый состав с минерализацией 156,6 г/дм³ при содержании брома 80,0 мг/дм³. Эти воды представляют интерес как сырье для химической промышленности.

Ресурсы подземных вод

Волго-Сурский артезианский бассейн занимает основную часть территории республики (80 %). В его пределах расположены централизованные водозаборы и перспективные участки с утвержденными запасами подземных вод для водоснабжения городов Саранск, Рузаевка, Краснослободск, Ардатов и с. Большие Березники, а также водозаборы районных центров, работающие на неутвержденных запасах.

Приволжско-Хоперский артезианский бассейн занимает только юго-западную часть республики (около 20 %). На его территории расположены водозаборы районных центров (р. п. Зубова Поляна, р. п. Торбеево и г. Инсар), работающие на неутвержденных запасах, и перспективные участки с утвержденными запасами подземных вод для водоснабжения г. Ковылкино, г. Инсар и р. п. Торбеево.

Прогнозные эксплуатационные ресурсы подземных вод (ПЭРПВ) составляют 2 604,4 тыс. м³/сут, в том числе подземных вод питьевого качества (с минерализацией менее 1,5 г/дм³) 2 314,8 тыс. м³/сут. Обеспеченность прогнозными ресурсами питьевого качества составляет 3,04 м³/сут на одного человека. По состоянию на 1 января 2011 г. на территории Республики Мордовия разведаны эксплуатационные запасы подземных вод по 21 участку месторождений в количестве 447,485 тыс. м³/сут. Степень разведанности прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод составляет 17,2 %.

Из 21 месторождения и участка месторождений, имеющихся на территории Республики Мордовия, эксплуатируются только 11. Степень освоения разведанных эксплуатационных запасов составляет 31,2 %. Обеспеченность разведанными эксплуатационными запасами подземных вод на 1 человека составляет 0,52 м³/сут.

ПЭРПВ сосредоточены в трещиноватых, кавернозных, иногда закарстованных известняках и доломитах пермских и каменноугольных отложений и составляют 2,604 млн м³/сут, в том числе подземных вод питьевого качества (с минерализацией менее 1,5 г/дм³) – 2 314,8 тыс. м³/сут. Обеспеченность прогнозными ресурсами питьевого качества составляет 2,7 м³/сут на одного человека.

Для водоснабжения потребителей юго-восточной и восточной Мордовии целесообразно комплексное освоение минерализованных вод каменноугольно-пермского карбонатного комплекса и пресных вод волжско-валанжинского и верхнемелового водоносных горизонтов. ПЭРПВ верхнемелового водоносного горизонта – 152 тыс. м³/сут, а ресурсы волжско-валанжинского горизонта – 7,94 тыс. м³/сут.

На территории Республики Мордовия выделено 3 участка минеральных вод различных типов. Запасы минеральных подземных вод утверждены на 3 участках Саранского месторождения. На 1 января 2011 г. разведанные эксплуатационные запасы минеральных подземных вод составляли 574 м³/сут. За последние годы (2001–2010) они не увеличились. Фактический их отбор в 2009 г. по Республике Мордовия составил 2,37 м³/сут. Степень освоения минеральных ресурсов составила 0,4 % от разведанных эксплуатационных запасов. Добычу минеральных вод осуществляют 2 водопользователя.

Подземные минеральные воды бальнеологического состава приурочены к отложениям среднего и верхнего девона. Потенциальные эксплуатационные запасы превышают 2 тыс. м³/сут.

Минеральная вода «Мокшанка». Источник был открыт в 1987 г. Глубина скважины 340 м. Реакция воды слабощелочная, pН – 7,15–7,6. Минерализация воды изменяется от 6,98 до 15 г/дм³. По химическому составу вода хлоридно-натриевая. В ее составе преобладают анионы хлоридов, сульфатов, гидрокарбонатов; в составе катионов – натрий, кальций, магний. Из специфических компонентов обнаружены фтор – 2,1–2,8 мг/дм³, бром – 19–22, йод – 0,1, железо – 0,4 мг/дм³. По газовому составу вода азотно-углекислая: азот – 14,47 мг/дм³, углекислый газ – 14,34 мг/дм³. Температура воды при изливе 80 ºС.

Согласно бальнеологическому заключению, «Мокшанка» является хлоридной среднеминерализованной лечебно-столовой водой, близкой по составу с водой «Минская» и «Ессентуки-17», используется при лечении заболеваний желудочно-кишечного тракта. Особенно показана для лечения хронических гастритов с секреторной недостаточностью, хронических холециститов, хронических колитов. Рекомендуется и вполне здоровым людям с целью улучшения пищеварения. Кроме приема внутрь, минеральная вода используется для приготовления лечебных минеральных ванн, оказывая успокаивающее действие на организм человека и способствуя нормализации обмена веществ.

Промышленные воды. Глубокими скважинами (1,0–1,5 км) вскрывались и опробовались гидрогеологическими откачками подземные воды, приуроченные к девонским отложениям, а также к породам верхнего протерозоя.

Из редких элементов в подземных водах встречены бром, бор, иод, стронций и литий. Концентрация четырех последних ниже норм отнесения их к промышленным. Заслуживает внимания высокое содержание в подземных водах брома. Концентрация этого элемента варьирует от 400 до 800 мг/дм³ при норме отнесения к промышленной 200 мг/дм³. Подземные воды девона и протерозоя характеризуются как компонент противогололедной обработки дорожного полотна взамен соли, ввозимой в республику из других регионов России.

Ориентировочно эксплуатационные запасы подземных вод, пригодных для промышленного извлечения брома, составляют около 1 тыс. м³/сут. При этом из одной скважины можно получить 200–250 м³/сут рассола, обогащенного бромом. Использование рассолов в настоящее время возможно из существующих скважин в г. Саранске (АО «Водогрязелечебница»), п. Ясная Поляна (база отдыха в Зубово-Полянском районе), с. Лопатино Торбеевского района.

Подземные воды

На полный экран

Ресурсы подземных вод

На полный экран

Артезианские бассейны

На полный экран

Область питания каменноугольно-пермского водоносного горизонта

На полный экран

Минерализация вод каменноугольно-пермского водоносного горизонта

На полный экран

Содержание фтора в воде каменноугольно-пермского комплекса

На полный экран

Географическое положение
Геологическое строение
Полезные ископаемые
Рельеф
Климат
Реки
Озера, болота, родники
Почвы
Растительность
Лесные ресурсы
Животный мир
Ландшафты

Место под рекламу

Гидрогеологический разрез по линии р.

п. Зубова Поляна — г. Алатырь

Источник, образовавшийся при разгрузке верхнемелового водоносного комплекса

Колодцы и родники юго-восточной Мордовии

Водозабор подземных вод в с. Кочкурово

Путник, утоли жажду, отдожни душой и теплым словом помяни предков

Что такое подземные воды? | OARS

Используйте кнопки перехода на следующую и предыдущую страницы внизу каждой страницы, чтобы прочитать круговорот воды.

Подземная вода – это вода под поверхностью земли в зоне насыщения, где каждое поровое пространство между породой и частицами почвы насыщено водой. Выше зоны насыщения находится область, где воздух и влага находятся в промежутках между почвой и частицами породы. Это называется зоной аэрации. Вода просачивается (движется вниз) через эту зону, пока не достигнет зоны насыщения. Уровень грунтовых вод является верхней частью зоны насыщения.

Откуда это?
Это не так загадочно, как кажется. Настоящими источниками подземных вод являются дождь и снег. Дождь и талый снег просачиваются в землю и насыщают поры между частицами камня и почвы. Геологи называют этот процесс подпиткой подземных вод, а места, где это происходит, – площадями подпитки.

Куда это идет?
Достигнув зоны насыщения под землей, подземные воды начинают медленно двигаться под действием силы тяжести через сообщающиеся поровые пространства, пока не достигнут области разгрузки, где они просачиваются или вытекают в заболоченные земли, родник, реку или водоем, чтобы стать частью поверхностных вод.

Вода испаряется из поверхностных водоемов и с поверхности земли и возвращается в атмосферу. Растения транспирируют воду в атмосферу. Вода в атмосфере конденсируется в дождь. Часть дождя пополняет грунтовые воды, и цикл продолжает повторяться. Грунтовые воды, другими словами, являются частью гидрологического цикла. Подземные и поверхностные воды взаимосвязаны; подземные воды становятся поверхностными при сбросе в поверхностные водоемы. Большинство ручьев продолжают течь в засушливые летние месяцы, потому что в них из зоны насыщения впадают подземные воды — такой сток называется базисным. При определенных условиях поток может быть обратным, и поверхностные воды могут пополнять запасы подземных вод. Только часть воды, выпадающей в виде дождя или снега в Массачусетсе, фактически пополняет грунтовые воды. Остальное стекает в поверхностные водоемы, поглощается растениями и испаряется или испаряется.

Движение подземных вод
Подземные воды всегда перемещаются из более высоких областей питания в более низкие области разгрузки; однако он движется медленно. Движение грунтовых вод измеряется в футах в день или, в некоторых случаях, в футах в год. Напротив, движение поверхностных вод измеряется в футах в секунду. Скорость движения подземных вод определяется типами материала, через который они должны протекать, и крутизной уклона от области питания к области разгрузки. Например, вода легче проходит через большие поры песка и гравия, чем через материал, содержащий мелкий ил и глину.

Уровень грунтовых вод находится в верхней части зоны насыщения, но не остается все время на одном уровне. Подъем и падение уровня грунтовых вод является естественной частью системы подземных вод. Это происходит сезонно каждый год. В конце зимы и ранней весной (февраль, март, апрель) тающие снега и дожди просачиваются в землю, поднимая уровень грунтовых вод до годового максимума. В течение вегетационного периода дождевая вода используется растениями для транспирации или испаряется. В результате в конце весны и в летние месяцы пополнение запасов подземных вод происходит незначительно или вообще не происходит. Однако в это время грунтовые воды продолжают сбрасываться в ручьи, озера и заболоченные земли, поэтому уровень грунтовых вод падает. К осени (октябрь и ноябрь) уровень грунтовых вод опустился на пятнадцать футов до самого низкого годового уровня. Подземные воды снова пополняются дождями, выпадающими после вегетационного периода. Зимой, когда земля промерзает, подпитки нет, но подпитка может происходить во время зимних оттепелей. Зимой вода хранится в снежном покрове. Весной таяние снега пополняет запасы грунтовых вод, снова поднимая уровень грунтовых вод до своего годового максимума.

Уровень грунтовых вод также реагирует на циклические периоды засухи и обильных осадков, которые длятся несколько лет. Например, начиная с августа и зимой 2001/2002 гг. Массачусетс страдал от засухи, так что к апрелю уровень грунтовых вод в контрольной скважине в Актоне (состояние грунтовых вод Геологической службы США в режиме реального времени: http://waterdata.usgs.gov/nwis /gw) были более чем на 2 фута ниже нормы за месяц.

СЛЕДУЮЩАЯ СТРАНИЦА

Адаптировано из:
Massachusetts Audubon Society: Информационный буклет № 1 о подземных водах «Введение в подземные воды и водоносные горизонты». ноябрь/декабрь 1983 г.; Пересмотрено в январе 1993 г.

Массачусетское общество Одюбона: Информационный флаер № 2 о подземных водах «Подземные воды и загрязнение из водораздела в колодец». январь/февраль 1984 г.; Перепечатано в мае 1985 г.

Загрузите версию этого документа в формате PDF: Groundwater.pdf

Или перейдите к публикации Геологической службы США «Подземные и поверхностные воды: единый ресурс»

Подземные воды

ЭЭНС 1110	Физическая геология
Университет Тулейн	Проф. Стивен А. Нельсон
Подземные воды

Подземные воды – это вода, которая существует в порах и трещинах горных пород и отложений.
под поверхностью Земли. Он возникает в виде дождя или снега, а затем перемещается по
почву в систему подземных вод, откуда она в конечном итоге возвращается на поверхность
ручьи, озера или океаны.

Подземные воды составляют около 1% воды на Земле (большая часть воды находится в океанах).
Но грунтовые воды примерно в 35 раз превышают количество воды в озерах и ручьях.
Подземные воды встречаются повсюду под поверхностью Земли, но обычно ограничиваются
глубины менее 750 метров.
Объем подземных вод эквивалентен 55-метровому слою, раскинувшемуся на
всю поверхность Земли.
Это важный ресурс для питьевой воды, ирригации и промышленности.
Поскольку он в значительной степени скрыт от глаз, о нем часто забывают и подвергают заражению неосторожные люди.
Подземные воды являются основным фактором химического выветривания и ответственны за образование пещер и воронок.

Система подземных вод

Подземные воды находятся в пустотах горных пород, отложений или почвы, полностью заполняя пустоты. Общий объем открытого пространства, в котором могут находиться подземные воды, составляет пористость . Пористость определяет количество воды, которое может содержать порода или осадок.

Пористость

В отложениях или осадочных породах пористость зависит от размера зерен, формы
зерен, и степенью сортировки, и степенью цементации.

Хорошо окатанные крупнозернистые отложения обычно имеют более высокую пористость, чем мелкозернистые отложений, так как зерна плохо стыкуются друг с другом.

Плохо отсортированные отложения обычно имеют меньшую пористость, т.к. стремятся заполнить открытое пространство.

Поскольку цементы имеют тенденцию заполнять поры, высокосцементированные осадочные породы меньшая пористость.

В магматических и метаморфических породах пористость обычно низкая, потому что минералы имеют тенденцию сросшиеся, оставляя мало свободного места. сильнотрещиноватых магматических и метаморфических пород, однако может иметь высокую пористость

Вторичная пористость – пористость, возникшая после образования породы. Такие процессы, как трещинообразование, разломы и растворение, могут создавать вторичную пористость.

Проницаемость является мерой степени заполнения поровых пространств.
взаимосвязанных, и размер взаимосвязей. Низкая пористость обычно приводит к низкой
проницаемость, но высокая пористость не обязательно означает высокую проницаемость. это
возможно иметь высокопористую породу с небольшими взаимосвязями между порами или без них. А
хорошим примером породы с высокой пористостью и низкой проницаемостью является везикулярный вулканит.
порода, где пузырьки, которые когда-то содержали газ, придают породе высокую пористость, но поскольку
эти отверстия не связаны друг с другом, порода имеет низкую проницаемость.

Тонкий слой воды всегда
притягиваться к минеральным зернам из-за неудовлетворенного ионного заряда на
поверхность.
Это называется силой молекулярного притяжения . Если размер
взаимосвязей не так велика, как зона молекулярного притяжения,
вода не может двигаться.

Таким образом, крупнозернистые породы обычно более проницаемы, чем мелкозернистые
скалы и пески более проницаемы, чем глины.

Водоносные горизонты

Водоносный горизонт представляет собой большой объем проницаемого материала, где грунтовые воды
присутствует и заполняет все поровое пространство. Хорошие водоносные горизонты – это водоносные горизонты с высокой проницаемостью, такие как
плохо сцементированные пески, гравий или сильно трещиноватые породы. Водоупор представляет собой корпус из материала с очень низкой проницаемостью. Как правило, плотные глины, хорошо сцементированные песчаники, а также магматические и метаморфические породы без трещин являются хорошими водоупорами. Крупные водоносные горизонты
могут быть отличными источниками воды для использования людьми, такими как водоносный горизонт Высоких Равнин (в
пески и гравий) или Флоридский водоносный горизонт (в пористых известняках), как указано в вашем
текст.

Водоносные горизонты могут быть двух типов:

Безнапорные водоносные горизонты — наиболее распространенный тип водоносных горизонтов, где вода
стол подвергается воздействию атмосферы Земли через зону аэрации. .
Напорные водоносные горизонты – менее распространены, но встречаются, когда водоносный горизонт
заключены между слоями водоупорных толщ (водоупоров).

Уровень грунтовых вод

Дождь, падающий на поверхность, просачивается сквозь почву в зону, называемую
зона аэрации или ненасыщенная зона (также называемая аэрационная зона ), где большая часть
поровые пространства заполнены воздухом. По мере того, как он проникает глубже, он в конце концов попадает в зону, где
все поровые пространства и трещины заполнены водой.

Эта зона называется насыщенной
зона или фреатическая зона . Поверхность, ниже которой все отверстия в скале заполнены водой (т.
верхней части насыщенной зоны) называется уровнем грунтовых вод .

Уровень грунтовых вод встречается повсюду под поверхностью Земли. В пустынных районах это
присутствует всегда, но редко пересекает поверхность.

В более влажных регионах достигает
поверхности у ручьев и озер и обычно имеет тенденцию повторять топографию поверхности. Глубина
Однако уровень грунтовых вод может измениться, так как количество воды, поступающей в и из
изменения зоны насыщения.

В засушливые сезоны глубина до уровня грунтовых вод увеличивается. В течение
во влажные сезоны глубина до уровня грунтовых вод уменьшается.

В недрах могут существовать прерывистые водоупоры и водоносные горизонты.
Они останавливают инфильтрацию вниз к уровню грунтовых вод и образуют так называемые взгроможденные грунтовые воды. Они перекрывают ненасыщенный материал, и их можно спутать с основным уровнем грунтовых вод. Поскольку они меньше, они легче обезвоживаются или загрязняются.

Движение подземных вод

Подземные воды находятся в постоянном движении, хотя скорость их движения обычно
медленнее, чем он двигался бы в потоке, потому что он должен пройти через сложную
проходы между свободным пространством в скале. Сначала грунтовые воды движутся вниз из-за
притяжение гравитации. Но он также может двигаться вверх, потому что он будет течь из-за более высокого давления.
области в области с более низким давлением, как это видно из простого эксперимента, показанного ниже.
Представьте, что у нас есть U-образная трубка, наполненная водой. Если мы окажем давление на
с одной стороны трубы, уровень воды с другой стороны поднимается, поэтому вода движется из
зоны высокого давления в зоны низкого давления.

То же самое происходит под поверхностью Земли, где давление
выше под холмами и ниже под долинами

Поверхность Земли можно разделить на области, где часть воды
падающая на поверхность просачивается в зону насыщения и другие участки, откуда вода вытекает
зоны насыщения на поверхность. Места, где вода попадает в зону насыщения,
позвонил зоны подпитки , потому что зона насыщения подзаряжается
подземные воды под этими участками. Места выхода грунтовых вод на поверхность (озера,
ручьи, болота и родники) называются местами сброса , потому что
вода сбрасывается из зоны насыщения. Как правило, площади перезарядки превышают
зоны разгрузки.

Движение подземных вод медленнее, чем в поверхностных водотоках. Это связано с тем, что он должен просачиваться через отверстия пор и дополнительно замедляется трением и электростатическими силами.

Для сравнения, типичные скорости потока следующие:

Океанские течения — 3 км/час
Крутое русло реки — 30 км/час
Подземные воды — 0,00002 км/час

Поток подземных вод бывает разного масштаба.
Локальный — мелководный поток возникает в течение короткого времени и на короткие расстояния, тогда как глубокий дальний поток возникает в течение столетий.

Скорость, с которой грунтовые воды проходят через насыщенный
зона зависит от проницаемости породы гидравлического напора .
Гидравлический напор определяется как разница высот между двумя точками на уровне грунтовых вод.

Гидравлический градиент представляет собой гидравлический напор, деленный на расстояние
между двумя точками на уровне грунтовых вод.

Скорость потока подземных вод V определяется выражением:

В = К(ч ₂ — ч ₁ )/л

, где К — гидравлическая проводимость , которая является мерой проницаемости материала, через который проходит вода.

Если мы умножим это выражение на площадь А, через которую проходит вода
движется, то получаем разряд, Q.

Q = АК(ч ₂ — ч ₁ )/л

что Закон Дарси . В нем просто говорится, что расход пропорционален гидравлическому градиенту, умноженному на проницаемость. Расход выше, если гидравлический градиент высок и/или проницаемость высока.

Обратите внимание, что, как и сток ручья, Q имеет единицы измерения объема за время (т. е. кубические метры в секунду).

Пружины

Родник – это участок на поверхности Земли, где уровень грунтовых вод пересекает
поверхности и вода вытекает из-под земли. Некоторые родники возникают, когда водоупор пересекает водоносный горизонт на поверхности Земли.
Такое сопоставление проницаемой и непроницаемой породы может происходить вдоль геологических
контакты и зоны неисправности (см. рис. 19.10 в вашем тексте для других примеров),

Горячие источники и гейзеры

Горячие источники – это выходы подземных вод с температурой от 30° до 104°C.
Воды обычно богаты растворенными минералами, которые часто выпадают в осадок вокруг источников.
Они развиваются в двух условиях: (1) там, где глубокие грунтовые воды выходят на поверхность вдоль разломов или трещин, и (2) в геотермальных регионах, где грунтовые воды нагреваются неглубокой магмой или горячими породами. Горячие источники являются отличительной геологической особенностью. Если поверхность через вулканический пепел, они превращаются в вязкую суспензию, называемую грязевыми котлами. Если они осаждают растворенные минералы при охлаждении, они могут образовывать отложения, подобные травертину, состоящему из кальцита.

Горячие источники также могут давать широкий спектр цветов из-за термочувствительных бактерий, которые метаболизируют минералы серы.

Гейзеры образуются, когда горячая вода извергается на поверхность. Они вызваны кипением воды на глубине, что вызывает подъем пузырьков пара и снижение давления. Это приводит к быстрому кипению, которое выбрасывает воду на поверхность в виде гейзера. Затем цикл повторяется после того, как пустая камера снова заполняется водой и нагревается до температуры кипения.

См. http://mysite.du.edu/~jcalvert/geol/geyser.htm

Горячие источники и гейзеры распространены в активных вулканических регионах, особенно в Йеллоустонском парке в Вайоминге.

Скважины

Колодец – это искусственная яма, вырытая или пробуренная достаточно глубоко, чтобы пересечь воду.
стол. В качестве источника подземных вод обычно используют колодцы. Если колодец вырыт под
уровень грунтовых вод, вода заполнит открытое пространство до уровня грунтовых вод, и может быть
вытягивается ведром или насосом. Системы переломов и водоемы с выступами
часто может затруднить поиск лучшего места для скважины.

Особым видом замкнутого водоносного горизонта является
артезианская система, показанная ниже. В артезианской системе водоносный горизонт заключен между водоносными горизонтами и включен таким образом, что давление внутри водоносного горизонта может выталкивать воду из колодца или подниматься вверх почти до того же уровня, что и верхняя часть зеркала грунтовых вод. Артезианские системы желательны, потому что они приводят к бесплатному
течет артезианские источники и артезианские скважины.

Изменения в системе подземных вод

Когда сброс подземных вод превышает пополнение системы, несколько неблагоприятных последствий
может произойти. Наиболее распространенным является понижение уровня грунтовых вод, что приводит к высыханию родников и
колодцы должны быть выкопаны на более глубокие уровни. Если воду откачивать из водоносного горизонта, поры
давление в водоносном горизонте может быть снижено, что может привести к уплотнению уже высохшего
водоносный горизонт и привести к проседанию земли. В некоторых случаях забор подземных вод превышает
подпитываются естественными процессами, поэтому подземные воды следует рассматривать как невозобновляемую
природное ископаемое.

Качество воды и загрязнение подземных вод

Качество воды относится к таким вещам, как температура воды,
количество растворенных твердых веществ и отсутствие токсичных и биологических загрязнителей. Вода, которая
содержит большое количество растворенного материала из-за действия химического выветривания может
имеют горьковатый вкус и обычно называют жесткой водой. Горячая вода может появиться, если
вода поступает из глубинного источника или встречает остывающее магматическое тело на своем пути через
система подземных вод. Такая горячая вода может понадобиться для бань или геотермальной энергии,
но обычно нежелательно для потребления человеком или в сельскохозяйственных целях. Большинство
загрязнение подземных вод является результатом биологической деятельности, в значительной степени человеческой. Среди
источники загрязнения:

Канализационные и септиктенки

Свалки отходов (как промышленных, так и жилых)

Бензобаки (подобные расположенным под всеми заправочными станциями)

Биологические отходы. Биологические загрязнители могут быть удалены из подземных вод.
естественными процессами, если водоносный горизонт имеет взаимосвязи между порами, которые мельче
чем микробы. Например, песчаный водоносный горизонт может выступать в качестве фильтра для биологических
загрязнения.

Сельскохозяйственные загрязнители, такие как удобрения и пестициды.

Загрязнение соленой водой – в результате чрезмерного сброса пресных подземных вод в
прибрежная зона.

Загрязнение подземных вод может быть результатом точечного источника, при котором шлейф загрязнения исходит из 1 точки. Концентрация загрязнителя максимальна вблизи источника и уменьшается по мере удаления от источника. Или из широко распространенного источника, когда загрязнение попадает на обширную территорию и распространяется по грунтовым водам на обширной территории. Загрязнители из неточечных источников трудно идентифицировать и устранить.

Шлейфы загрязнения подземных вод со временем меняются.
Они увеличиваются в длину с течением грунтовых вод.
Они увеличиваются в ширину за счет диффузии и дисперсии.
Большие шлейфы загрязняют большие территории и затрагивают многих людей.

Рекультивация проблем загрязнения подземных вод

Чтобы начать восстановление, сначала выполняется характеристика загрязнения. Мониторинговые скважины устанавливаются для оценки поведения потока. Это позволяет проводить химические испытания для количественного определения количества и характера загрязняющих веществ. Затем разрабатываются стратегии для снижения рисков для здоровья.

Исправление обычно довольно дорогое. Большинство стратегий включают удаление источника загрязнения, затем откачку грунтовых вод и их очистку. Иногда для испарения грунтовых вод закачивают тепло или закачивают пар для очистки защитной оболочки. Недавно разработанные методы используют бактерии для очистки грунтовых вод в процессе, называемом биоремедиацией .

Предотвращение загрязнения подземных вод

Лучше всего предотвратить загрязнение, управляя землепользованием.
Полигоны теперь требуют облицовки дна полигона непроницаемой глиной и пластиковыми вкладышами.
Подземные резервуары для хранения требуют двойной облицовки для предотвращения утечек.
Тем не менее, наилучшей практикой является требование, чтобы загрязняющие вещества не попадали в систему подземных вод.

Геологическая активность подземных вод

Растворение. Напомним, что вода является основным агентом химического выветривания.
Подземные воды являются активным агентом выветривания и могут выщелачивать ионы из горных пород, а в случае
карбонатных пород, таких как известняк, может полностью растворить породу.

Химическая цементация и замена

— Вода также является основным агентом, действующим во время
диагенез. Он несет растворенные ионы, которые могут осаждаться с образованием химических цементов.
которые скрепляют осадочные породы. Подземные воды также могут заменять другие молекулы в
вещество на молекулу за молекулой, часто сохраняя первоначальную структуру, например, в
окаменелость или окаменелое дерево.

Пещеры и пещеры — Если большие площади известняка под землей растворены
под действием грунтовых вод эти полости могут стать пещерами или кавернами (пещеры с большим количеством
соединенные камеры) после понижения уровня грунтовых вод. Как только пещера образовалась, она открыта для
атмосфера и просачивающаяся вода могут осаждать новый материал, такой как обычный
пещерные украшения, такие как сталактиты (свисают с потолка), сталагмиты (растут из
этаж вверх), а также капельницы и известняки.

Воронки — Если крыша пещеры или каверны обрушится, это приведет к
воронка. Воронки, как и пещеры, обычны в районах, подстилаемых известняками. За
Например, во Флориде, которая подстилается известняками, примерно один раз образуется новая воронка.
каждый год, пожирая машины и дома в процессе.

Карстовые ландшафты — В районе, где основным типом выветривания является растворение
(как в известняковых ландшафтах), образование пещер и воронок, их обрушение и
слияние может привести к очень неправильной топографии, называемой карстовыми ландшафтами
(см. рис. 19.29 в вашем тексте) .

Примеры вопросов по этому материалу, которые можно задать на экзамене.