Что такое грунтовые воды: Что такое грунтовые воды? Расположение и характеристики грунтовых вод

Что такое грунтовые воды? Расположение и характеристики грунтовых вод

Что мы подразумеваем под понятием «грунтовые воды»? Это один из основных типов постоянных водоносных горизонтов, перечисленных в классификации «подземные воды». Грунтовые воды размещаются на первом от поверхности земли водоупоре, поэтому иногда их также называют подпочвенными. Благодаря близости к поверхности, на которую в течение года выпадают осадки в виде дождя и снега, грунтовый водоносный горизонт получает постоянную атмосферную подпитку, и поэтому имеет очень большую площадь распространения.

Размещение и уровень грунтовых вод

Грунтовый водоносный горизонт имеет незначительную мощность и высокую неравномерность распределения воды. Отсутствие сплошной кровли из водонепроницаемых пород приводит к большим сезонным колебаниям уровня и дебита воды. Над грунтовыми водами располагается так называемая верховодка. Верховодка не имеет признаков водоносного горизонта, представляет из себя отдельные скопления воды, которые непосредственно контактируют с атмосферой.

Во влажное время года уровень грунтовых вод повышается за счет дождя, таяния снега, разлива рек и озер. Подпочвенный водоносный горизонт гидравлически связан с питающим его озером или рекой. Поэтому изменение уровня воды в естественном водоеме сразу же оказывает влияние на уровень грунтовых вод. Наиболее мощными питающими источниками для грунтовых вод являются долины рек, районы предгорий, скопления неглубоко залегающего водоносного трещиноватого известняка. В сухое время — жаркое лето или морозная зима — уровень грунтовых вод падает до полного пересыхания. Это объясняется простым эффектом — в жару объем испарения превышает объем осадков. Морозной зимой также полностью прекращается поступление жидкой воды из атмосферы, почва промерзает на глубину 1,8 м, становясь водонепроницаемой.

колодец питается грунтовыми водами

В основном грунтовые воды ненапорные и движутся под действием сил гравитации. Просачиваясь сквозь рыхлые осадочные породы большая часть подпочвенной воды уходит глубже на более низкие горизонты — песчаный и артезианский. Необходимо уточнить, что песчаный водоносный горизонт менее зависим от атмосферных изменений, чем грунтовый. Артезианский водоносный горизонт вообще не подвержен прямому влиянию климата и времени года, поэтому вода в скважине на известняк зимой и летом имеет одинаковый уровень и дебит, что важно для организации бесперебойного водоснабжения.

Глубина залегания грунтового водоносного горизонта во многом зависит от рельефа и повторяет его профиль. Если поверхность земли сильно рассечена долинами рек и оврагами, то подпочвенные воды залегают гораздо глубже, чем на равнине. По крутым склонам подпочвенные воды стекают в низины и в нижней точке могут выйти на поверхность в виде родников.

родник ничем не защищен от загрязнений

Большое скопление растительности, кустарника и деревьев, развитая корневая система — все это задерживает атмосферные осадки, создавая условия для более интенсивного насыщения подпочвенных вод.

В различных природных зонах грунтовые воды залегают на разной глубине. Если в Подмосковье это первые метры от поверхности, то в сухой местности южных регионов с низким уровнем осадков грунтовые воды могут размещаться на глубинах 50-100 м. В зоне тундры уровень грунтовых вод практически совпадает с уровнем поверхности земли.

Характеристики грунтовых вод

Являясь безнапорными, грунтовые воды присутствуют только в рыхлых, водопронецаемых грунтах. Если родник выходит из скалы, это значит, что в сплошном на вид камне есть система трещин или пор, по которым движется вода. Учитывая варианты размещения и движения, грунтовая вода разделяется на типы:

• пластовая
• трещинная
• поровая

Породы, в которой могут размещаться подземные воды, различаются по типу. В соответствии с каждым типом общий объем подпочвенных вод в определенной местности значительно отличается:

• водопроницаемые: песок, галечник, гравий
• водоупорные: гранит, глина
• растворимые: гипс, доломит, мел

размыв известняка грунтовыми водами

Указанные геологические слои могут располагаться не только строго горизонтально, но также под углом, прерываться, пересекаться между собой. Это также оказывает непосредственное влияние на количество и поведение грунтовых вод. Иногда грунтовые воды в силу сложного геологического строения местности залегают между двумя водоупорами. В этом случае область питания водонесущего горизонта, то есть территория, с которой атмосферная и поверхностная вода попадает в грунт, будет располагаться не непосредственно над горизонтом, а в стороне — там, где кончается верхний водоупор.

карстовый провал

При движении грунтовых вод в рыхлой породе проявляется явление суффозия — вымывание частиц потоком воды. В результате в грунте могут появится пустоты и при некоторых условиях даже карстовые пещеры. Возможно проседание почвы и образование провалов. При химической суффозии подпочвенная вода растворяет гидрокарбонаты и соли. При не только осуществляется перенос частиц грунта, но также повышается минерализация воды.

Добыча грунтовой воды

Мелкое залегание грунтовой воды в рыхлых грунтах позволяет для ее добычи бурить неглубокие скважины. Можно обойтись без вызова профессиональной бригады с мощной буровой установкой на автомобильном шасси. Скважина на первый водоносный горизонт глубиной до 10 м может быть сделана мотобуром или даже вручную. Для упрощения и удешевления работ скважина бурится диаметром всего лишь несколько сантиметров. Опустить скважинный насос в столь узкую трубу нельзя, поэтому используется насос поверхностный, от которого в скважину подается шланг. Особенности гидравлики ограничивают глубину использования простых поверхностных насосов 9 м.

бурение мелкой скважины мотобуром

При большей глубине необходимо применять поверхностный насос с внешним эжектором. Существует вариант забивной скважины, называемой в народе абиссинский колодец. В почву в прямом смысле забивается, а не ввинчивается, металлическая труба с острым наконечником и отверстиями для поступления воды. Для подъема воды из забивной скважины часто используется самый простой ручной насос-качалка. Говорить о каком-либо качестве такого водоснабжения не приходится. Мелкие скважины можно рассматривать лишь как временный вариант.

Чистота грунтовых вод

Неглубокое залегание делает грунтовые воды абсолютно незащищенными от поступления загрязнений из атмосферы и с поверхности земли. Перед употреблением такой воды в бытовых целях ее необходимо очистить и продезинфицировать, особенно, если речь идет о приготовлении пищи. Делать химический и бактериологический анализ любой подземной воды необходимо, но в данном случае полная открытость земной поверхности — место сбора воды для грунтового горизонта — за короткое время сделает его результаты неактуальными. Картина загрязнения грунтовых вод меняется очень быстро. На это влияют промышленный выброс в атмосферу, слив стоков из фермерского хозяйства, дождевой смыв удобрений с полей, выгребные ямы, неправильно сделанные септики и многое другое. За считанные часы характер загрязнения воды может измениться настолько, что некоторые фильтры станут бесполезными.

Поэтому для очистки грунтовой воды необходимо использовать наиболее универсальные системы очистки — механический грубый фильтр для задерживания твердых частиц и волокон, универсальный фильтр балонного типа с засыпкой, рассчитанной на наиболее распространенные загрязнения, фильтр тонкой очистки. Так как мелкая скважина может дать лишь небольшой объем воды с низким напором, в систему можно добавить фильтр обратного осмоса. Его специальная мембрана способна отделить от воды практически все самые мелкие загрязнения, но следствием такой высокой эффективности стало медленное просачивание воды сквозь микронные отверстия. Для полной уверенности рекомендуем добавить ультрафиолетовый обеззараживатель.

Грунтовые воды. Определение, характеристика, зональность и их применение

Грунтовые воды – это гравитационные подземные воды первого от поверхности Земли постоянного водоносного горизонта, располагающегося на региональном водоупоре.

Образуются главным образом за счет инфильтрации (просачивания) атмосферных осадков и вод рек, озер, водохранилищ, оросительных каналов. В районах речных долин запасы грунтовых вод пополняются восходящими водами более глубоких горизонтов (например, водами артезианских бассейнов), а также за счет конденсации водяных паров.

Характеристика грунтовых вод

Поверхность грунтовых вод является свободной, т.к. грунтовые воды обычно безнапорные. На отдельных участках, где все же имеется местное водонепроницаемое перекрытие, грунтовые воды приобретают местный напор. Области питания и распространения грунтовых вод совпадают. Вследствие этого условия формирования и режим грунтовых вод отличаются от более глубоких артезианских вод: грунтовые воды чувствительны ко всем атмосферным изменениям. В зависимости от количества выпадающих атмосферных осадков и глубины залегания грунтовых вод их поверхность испытывает сезонные и многолетние колебания. Величины сезонных и многолетних амплитуд колебаний уровней грунтовых вод могут достигать 20 и более метров, что необходимо учитывать при строительстве различного рода объектов. Вблизи рек и водоемов изменения уровня, расхода и химического состава грунтовых вод определяются характером гидравлической связи их с поверхностными водами и режимом последних. Величина стока грунтовых вод за многолетний период приблизительно равна количеству воды, поступившей путем инфильтрации.

Зональность грунтовых вод

Различия условий формирования грунтовых вод обусловливают зональность их географического распределения, которая тесно связана с зональностью климата, почвенного и растительного покрова. В лесных, лесостепных и степных районах распространены пресные (или слабоминерализованные) грунтовыt вод; в пределах сухих степей, полупустынь и пустынь на равнинах преобладают соленые грунтовые воды, среди которых пресные воды встречаются лишь на отдельных участках. Наиболее значительные запасы грунтовых вод сосредоточены в аллювиальных отложениях речных долин, в конусах выноса предгорных областей, а также в неглубоко залегающих массивах трещиноватых и закарстованных известняков (реже в трещиноватых изверженных породах).

Применение грунтовых вод

Грунтовые воды в силу относительно слабой защищенности от загрязнения имеют ограниченное применение как источники водообеспечения промышленных предприятий и городов. Однако для водоснабжения поселков и населенных пунктов в сельской местности их роль достаточно велика. По величине антропогенного воздействия на грунтовые воды различают естественный, слабонарушенный, нарушенный, сильнонарушенный и искусственный режимы грунтовых вод.

Искусственный режим формируется преимущественно под влиянием техногенных факторов (интенсивная эксплуатация грунтовых вод, орошение земель в аридной зоне). Естественные многолетние изменения режима грунтовых вод во многих случаях могут быть причиной активизации оползневой деятельности, карстово-суффозионных процессов, регионального подтопления территории, угнетения наземных экосистем и др.

Для изучения закономерностей и механизмов формирования и прогноза режима грунтовых вод в России организована государственная и ведомственная службы его изучения и прогноза (гидрогеологический мониторинг). Разработана нормативно-методическая база ведения мониторинга и методы сезонных и долгосрочных прогнозов.

Источники: Общая гидрогеология. Климентов П.П. —М., 1980; Изучение, прогноз и картирование режима грунтовых вод. Семенов С. —М., 1980; Гидрогеология. Саваренский Ф.П. —М., 1935.

Грунтовые воды — это… Что такое Грунтовые воды?

Грунтовые воды

Грунтовые воды — подземные воды, залегающие на первом от поверхности земли водоупоре и представляющие собой постоянный во времени и значительный по площади распространения водоносный горизонт.

.

• Гравитационная вода
• Дебит

Смотреть что такое «Грунтовые воды» в других словарях:

• ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ — воды, находящиеся ниже поверхности земли и циркулирующие в пластах горных пород. Г. в. происходят гл. обр. от впитывания в землю дождевых и талых вод, а в нек рых случаях от впитывания вод, приносимых реками или искусственными каналами. Под… …   Технический железнодорожный словарь

• ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ — ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ, воды, находящиеся под поверхностью земли. Их источник, главным образом, дождь, хотя есть и воды вулканического или осадочного происхождения. Они просачиваются через пористые осадочные породы и почвы, накапливаются в колодцах.… …   Научно-технический энциклопедический словарь

• Грунтовые воды —         (a. ground waters; н. Grundwasser; ф. eaux de fond, eaux souterraines, eaux de terres; и. aguas subterraneas, aguas freaticas) гравитац. подземные воды первого от поверхности Земли постоянного водоносного горизонта. Oбразуются гл. обр. за …   Геологическая энциклопедия

• ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ — подпочвенные воды, гравитационные безнапорные воды первого от поверхности земли постоянно существующего водоносною горизонта, имеющего свободную поверхность, давление на которую равно атмосферному. В грунтовых водах обитают специфическая… …   Экологический словарь

• ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ — воды, расположенные на ближайшем от поверхности водонепроницаемом слое грунта. Г. в. имеют свободную поверхность, т. е. не имеют сверху водонепроницаемых пород, водное питание получают от атмосферных осадков. В понижениях рельефа наблюдаются… …   Прудовое рыбоводство

• ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ — подземные воды первого от поверхности Земли постоянного водоносного горизонта, не имеющего сверху сплошной кровли водонепроницаемых пород; не обладают напором и подвержены сезонным колебаниям уровня и дебита …   Большой Энциклопедический словарь

• грунтовые воды — Вода, находящаяся ниже земной поверхности в толще горных пород и в почве в любых физических состояниях. Syn.: подземные воды …   Словарь по географии

• ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ — воды, свободно расположенные поверх водоупорных пород (глина, мергель, др. нетрещиноватые породы), образующие водоносный горизонт и не имеющие сверху сплошной кровли из водонепроницаемых пород. Обычно так называют подземную воду первого от… …   Большая политехническая энциклопедия

• Грунтовые воды — Подземные воды  воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. Шипот подземный источник водоснабжения Содержание 1 Классификация 2 …   Википедия

• грунтовые воды — 3.9 грунтовые воды : Подземная вода первого от поверхности водоносного горизонта, расположенного над первым от поверхности земли водонепроницаемым слоем. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Грунтовые воды: разновидности и классификация

В данной статье мы поговорим о том, что часто является непредсказуемым и очень проблем явлением на многих из участков – подземные воды.

Основной способ их появления – это просачивание осадков , вод озер, рек, водохранилищ и др.

Можно выделить три типа подземных вод:

• Верховодка,




• Безнапорные грунтовые воды




• Артезианские напорные воды.

Как же понять с каким типом столкнулись Вы и чем Вам это грозит?

Воду, находящуюся на двух-трехметровой глубине над водоупорным слоем называют верховодкой. Там, где заканчивается водоупорный слой, верховодка стекает в нижние пласты водопроницаемых пород. А в засушливую и зимнюю погоду верховодка, как правило, вообще исчезает.

А безнапорными грунтовыми водами называют те воды, которые находятся выше первого водонепроницаемого слоя. Они образовываются из-за атмосферных осадков. Уровень воды сохраняется на глубине появления, т.к. отсутствует напор.

Соответственно, противоположными им являются артезианские напорные воды, которые располагаются между двумя водоупорными пластами. При строительстве котлована, такие воды поднимаются выше.

Самые опасные для строительства и нежелательными являются безнапорные грунтовые воды, потому что находятся в грунте всегда, в то время, когда верховодка может быть явлением временным. Что касается напорных вод, то их часто используют для водоснабжения дома.

     

Поэтому перед строительством дома очень важно провести инженерно-геологическую проверку, которая определяет наличие подземных вод , их химический состав и характер, а также водоприток можно ждать. Просчитывается возможное количество воды и скорость наполнения траншеи и котлована. Чтобы проверить наличие подобных вод в слое породы, проводится бурение разведочных скважин.

Если пренебречь подобной проверкой, то в итоге можно ждать, что:

Подземные воды изменят свойства грунта;

• Нулевой этап строительства растянется из-за траты времени на устранение проблем с грунтовыми водами;




• Грунт станет рыхлым и потеряет несущую способность, а отсюда проседание грунта и фундамента — возникновение трещин – разрушение.

Таким образом, мы приходим к выводу, что проверка наличия грунтовых вод обязательна перед строительством дома.

Что такое Подземные воды? | International Groundwater Resources Assessment Centre

Когда дождая вода выпадает на землю, часть ее стекает вдоль поверхности земли в ручьи, реки или озера, часть ее увлажняет почву. Часть этой воды используется растительностью; часть испаряется и возвращается в атмосферу. Часть воды также просачивается в землю, протекает в зону аэрации и достигает водное зеркало, воображаемую поверхность, ниже которой почва насыщена водой (смотри рисунок ниже).

Последнее и является подземными водами: вся вода, найденная под поверхностью земли в зоне насыщения.  

 Иллюстрация водного зеркала, насыщенной зоны и зоны аэрации

Подземные воды содержатся в так называемых «водоносных горизонтах». Водоносный горизонт (аквифер) представляет собой геологическую формацию или ее часть, состоящую из проницаемого материала, способного хранить/получать значительное количество воды. Водоносные горизонты могут состоять из различных материалов: рыхлых песков и гравия, проницаемых осадочных пород, таких как песчаники или известняки, обломков вулканических или кристаллических пород и.т.д.  

Подземные воды (в природе) пополняются дождевой водой и таянием снега, или водой, которая просачивается через дно некоторых озер и рек. Подземные воды также могут пополняться, когда происходит утечка системы водоснабжения или когда посевы орошаются большим количеством воды, чем требуется. Также существуют методы управления питанием водоносного горизонта и увеличения количества воды, просачивающейся в почву. 

Подземные воды могут быть найдены практически везде. Водное зеркало может залегать глубоко или неглубоко, в зависимости от ряда факторов, таких, как физические особенности региона, метеорологические условия, питание и степень эксплуатации. Сильные дожди могут привести к пополнению и вызвать повышение уровня водного зеркала. С другой стороны, длительная засуха может привести к падению уровня водного зеркала. 

Когда подземные воды достигают водоносный горизонт, они не стоят на месте. Как правило, они продолжают течь, но гораздо медленнее, чем до достижения водоносного горизонта. Скорость движения подземных вод зависит от характеристики водоносного горизонта. А движутся они, как правило, от высоких к низким уровням под действием гравитации, при условии отсутствия антропогенного воздействия, например насосных скважин. Подземные воды будут двигаться, пока они не втекут в другой водоносный горизонт или в другой водоем, например в озеро, реку, океан, или до тех пор, пока их не извлекут из колодца. 

Для того, чтобы иметь возможность хранить и производить подземные воды, водоносный горизонт должен обладать определенными физическими характеристиками. Он должен иметь пустоты (поры или трещины), в котором подземные воды могут храниться, и эти пустоты должны быть соединены между собой, что позволит подземным водам протекать через них. С технической точки зрения, при наличии соединенных между собой пустот, подобная геологическая формация является проницаемой. Когда пустот нет или они не связаны между собой, то такая геологическая формация является непроницаемой. Чем выше пористость и проницаемость водоносного горизонта, тем больше подземных вод хранится и производится в нем.

Проницаемые и непроницаемые геологические формации

Почему подземные воды так важны?

Подземные воды представляют собой около 30% мирового запаса пресной воды. Из других 70%, почти 69% содержатся в ледяном покрове и горных снегах/ледняках и лишь 1 % в реках и озерах. Подземные воды представляют собой в среднем одну треть потребляемой людьми пресной воды, а в некоторых частях мира этот процент может достигать 100%. На рисунке ниже дается краткий обзор распределения воды на Земле. 

Распределение воды на Земле

Подземные воды являются очень важным природным ресурсом и играют значительную роль в экономике. Это основной источник воды для орошения и пищевой промышленности. В целом, подземные воды являются надежным источником воды для сельского хозяйства и могут гибко использоваться: когда сухо и спрос выше, может быть извлечено больше подземных вод, а при выпадании достаточного количества осадков необходимость извлечения подземных вод будет меньше. Во всем мире, на орошение приходится более 70 % всего забора воды (как поверхностных, так и подземных вод). По оценкам, примерно 43 % общего объема воды, используемой для орошения, приходится на подземные воды.

Для окружающей среды подземные воды играют очень важную роль в поддержании уровня воды, они пополняют реки, озера и водно-болотные угодья. Особенно во период сухих месяцев, когда происходит очень мало прямого пополнения от дождевых осадков, они обеспечивают окружающую среду потоком подземных вод через дно этих водоемов и становятся существенными для диких животных и растений, обитающих в этой среде. Подземные воды также играют значимую роль в устойчивой навигации через внутренние воды в сухие сезоны. Выход подземных вод в реки помогает поддеживает  более высокий уровень воды. 

Подземные воды можно найти практически везде и качество их, как правило, очень хорошее. Тот факт, что подземные воды хранятся в слоях под поверхностью, и иногда на очень высокой глубине, помогает защитить их от загрязнения и сохранить их качество. Кроме того, подземные воды являются природным ресурсом, который часто может быть найден вблизи конечных потребителей и поэтому не требует больших вложений с точки зрения инфраструктуры и обработки, что часто бывает необходимым при добыче поверхностных вод. Самое главное в использовании подземных вод, это найти правильный баланс между водозабором и предоставлением водоносному горизонту возможности восстановиться, чтобы избежать чрезмерной эксплуатации и загрязнения этого важнейшего ресурса. 

Источники

• USGS – Вода в мире 
• USGS – Что такое подземные воды – Д. В. Кларк и Д.В. Брайэр. Открытый файл отчет 93-643, переиздан в апреле 2001
• Значимость подземных вод — Д – ЛОНГВУДСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Как определить уровень грунтовых вод на участке

ОПРЕДЕЛИТЬ УРОВЕНЬ ГРУНТОВЫХ ВОД НА УЧАСТКЕ

В процессе строительства важно учесть множество факторов, одним из которых является уровень грунтовых вод. От того, насколько правильно он будет определен, зависит не только местоположение дома на участке, но и его конфигурация. Если грунтовые воды подходят слишком близко к поверхности, то они могут служить причиной разрушения основания дома, сделав его аварийным.

ЧТО ПРЕДСТАВЛЯЮТ СОБОЙ ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ

Грунтовыми водами принято называть воду, залегающую под землей. Их источник – это реки и озера, находящиеся неподалеку, или осадки, впитываемые в землю. Наличие близкорасположенных грунтовых вод может существенно ограничить строительство:

• Нет возможности организовать подвал или погреб;
• Уличный туалет не может быть построен;
• Выбор фундамента очень сложный;
• Определенные стройматериалы не могут использоваться;
• В доме возможно образование плесени;
• Коммуникации в грунте достаточно проблематично провести.

В зависимости от того, как расположены грунтовые воды, различается три их основных вида – верховодка (на 2 м от поверхности), межпластовый и артезианский (может использоваться в качестве источника питьевой воды).

БУРЕНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРХОВОДКИ

Для того чтобы определить, имеется ли на участке верховодка (именно она особенно опасна для строительства частного дома), можно при помощи ручного бура. Если вода залегает на глубине больше 2 м, то можно не волноваться – строить можно спокойно. Для проверки понадобиться садовый бур, стальной пруток и рулетка.

Бурить необходимо на глубину более 2-х метров с обязательным выниманием грунта. Как только глубина достигнута, отверстие оставляется на 24 часа, по истечении которых, пруток опускается в него для оценки наличия и уровня жидкости в нем. Операция производится несколько дней подряд – если показатель неизменный, то он и будет действующим для определения уровня залегания грунтовых вод.

РАСТЕНИЯ В КАЧЕСТВЕ ИНДИКАТОРА ГРУНТОВЫХ ВОД

Многие не знают, но растения – это природный индикатор уровня залегания грунтовых вод. Для использования этого метода необходимо дать возможность растениям вырасти в естественных условиях. В качестве индикаторов можно использовать:

• Камыш – вода находится на глубине – 1-3 м;
• Рогоз – глубина залегания около 1 м;
• Полынь – вода залегает на 3-5 м;
• Солодка – вода может быть на глубине 1,5м.

КАК ЕЩЕ МОЖНО ОПРЕДЕЛИТЬ ГЛУБИНА ЗАЛЕГАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Один из самых простых и гарантированных способов определения глубины залегания подземных вод является обращение в региональную службу землеустройства, в которой можно получить соответствующие данные.

Не стоит забывать и о том, что можно самостоятельно определить уровень. Достаточно только осмотреться – если участок расположен на высоте, то можно не беспокоиться. Не менее востребованным вариантом является осмотр близлежащего колодца, по уровню воды в котором можно определить уровень залегания подземных вод.

Грунтовые воды на участке

Грунтовые воды — гравитационная вода, пролегающая в водоносном слое, первом горизонтальном уровне от поверхности земли. Затем ниже следует водоупорный слой или глинистый грунт. Он и не позволяет воде просачиваться глубже. Глубина подземных вод и уровень влажности на загородном участке оказывают решающее влияние на выбор типа и установку фундамента, а также на прокладку инженерных сетей.

Источники и влияние грунтовых вод

Воды скапливаются под землей за счет расположенных рядом озер, рек и прочих водоемов, за счет осадков и талой воды. Грунтовые воды — регулярное явление, но уровень и мощность слоя меняются в зависимости от сезона, времени года и погодных условий.

Весной в период таяния снега глубина значительно повышается. Осенью, а иногда и летом, при обильных и регулярных дождях уровень влаги тоже немного увеличивается. Наиболее низкие показатели наблюдаются в зимнее время.

Глубина расположения грунтовых вод является определяющим фактором при монтаже фундамента. Чем выше уровень, тем сильнее влажность и ниже глубина, тем слабее несущие характеристики и способности грунта. Поэтому в данном случае требуется заглубленный и наиболее прочный фундамент.

В некоторых случаях проводят усиление и дополнительную защитную обработку основания, осушение территории и насыпь искусственного грунта. Для влагонасыщенной почвы потребуется надежная система отвода влаги от дома и с участка, а именно усиленный водосток, отмостки и дренаж.

Уровень грунтовых вод

• Высокий уровень с глубиной пролегания вод до двух метров под землей характерен для низинной и болотистой местности, берегов водоемов и участков, расположенных у подошвы склона. В данном случае обязательно устраивают дренаж. Подходящим решением станет монолитное бетонное основание (монолитная плита), ленточная заглубленная конструкция на “плавающей подушке” и фундамент на сваях;
• Низкий уровень проходит глубже двух метров под землей. В этом случае показатели можно не учитывать и выбрать любую конструкцию фундамента. А какой фундамент подойдет для деревянного дома, читайте здесь.

Как определить уровень грунтовых вод

Определить уровень подземных вод и тип грунта нужно обязательно еще до строительства и проектирования дома, прокладки инженерных сетей и возведения других конструкций на участке. В любом случае фундамент закладывают ниже уровня грунтовых вод не менее, чем на 50 сантиметров. Кроме того, эксперты советуют на влагонасыщенной земле предварительно откачать лишнюю воду.

Если не подготовить земельный участок к строительству и заложить фундамент неправильно, это приведет к большому количеству проблем и негативных последствий. Подвальные помещения и цокольный этаж будут постоянно затапливаться. Из-за регулярного воздействия влаги стены фундамента и дома покроются плесенью. В результате древесина гниет, теряет цвет и презентабельный внешний вид. Основание дома пойдет трещинами и постепенно разрушится, потеряет несущую способность.

Глубину подземных вод измеряют весной, когда она имеет наибольшие показатели, чтобы рассчитать все риски. Делают это при помощи специальной скважины на участке либо расположенных поблизости колодцев. Эксперты “МариСруб” проведут необходимые работы по измерению, исследованию и анализу грунтовых вод, почвы и ландшафта земельного участка. А затем выполнят проектирование дома и фундамента с последующим строительством.

Анализ грунта и строительство дома с фундаментом

Компания «МариСруб» грамотно и быстро рассчитает глубину расположения подземных и степень промерзания почвы. Подберем подходящий тип фундамента и разработаем проект загородного дома, бани, беседки или гаража. Выполним установку основания и сборку сруба, монтаж и покрытие кровли, отделку внутри и снаружи строения. Проведем и подключим инженерные сети с учетом особенностей земельного участка.

Среди преимуществ строительной фирмы «МариСруб»:

• Широкий выбор готовых проектов в каталоге фирмы и индивидуальное проектирование;
• Бригада опытных строителей и отделочников, штат проектировщиков и архитекторов;
• Собственное производство и надежные пиломатериалы;
• Полный комплекс услуг в области строительства и отделки деревянных домов;
• Низкие цены, кредитование и обслуживание по гос. программам, в т.ч. Материнскому капиталу;
• Гарантия на усадку — 1 год!

Предлагаем утепление и гидроизоляцию фундамента, кровли и сруба. Проводим антисептирование и защитную обработку основания, крыши и дома. Это защитит конструкцию и пиломатериалы от негативного воздействия влаги, ультрафиолета и насекомых. Только в “МариСруб” вы можете заказать строительство дома из бруса или бревна недорого!

Фонд подземных вод: получение информации: основы: что такое подземные воды

Что такое подземные воды?

Подземные воды используют для получения питьевой воды более 50 процентов населения США, включая почти всех, кто живет в сельской местности. В основном грунтовые воды используются для орошения сельскохозяйственных культур.

Область, где вода заполняет водоносный горизонт, называется зоной насыщения (или зоной насыщения).Вершина этой зоны называется водным зеркалом. Уровень грунтовых вод может располагаться всего на фут ниже поверхности земли или на сотни футов ниже.

Водоносные горизонты обычно состоят из гравия, песка, песчаника или трещиноватой породы, например известняка. Вода может проходить через эти материалы, потому что они имеют большие соединенные пространства, которые делают их проницаемыми. Скорость, с которой течет грунтовая вода, зависит от размера пространств в почве или скале и от того, насколько хорошо эти пространства связаны между собой.

Подземные воды можно найти почти везде. Уровень грунтовых вод может быть глубоким или мелким; и может повышаться или понижаться в зависимости от многих факторов. Сильные дожди или тающий снег могут вызвать подъем уровня грунтовых вод, а сильная откачка грунтовых вод может вызвать падение уровня грунтовых вод.

Запасы подземных вод пополняются, или пополняются , за счет таяния дождя и снега, которые просачиваются в трещины и щели под поверхностью земли. В некоторых регионах мира люди сталкиваются с серьезной нехваткой воды, потому что грунтовые воды используются быстрее, чем они пополняются естественным путем.В других районах подземные воды загрязнены деятельностью человека.

Вода в водоносных горизонтах естественным образом выводится на поверхность из источника или может сбрасываться в озера и ручьи. Подземные воды также можно добывать через скважину, пробуренную в водоносный горизонт. Колодец — это труба в земле, которая заполняется грунтовыми водами. Эту воду можно вывести на поверхность с помощью насоса. Неглубокие колодцы могут высохнуть, если уровень грунтовых вод опустится ниже дна колодца. Некоторые колодцы, называемые артезианскими колодцами, не нуждаются в насосе из-за естественного давления, которое заставляет воду подниматься и выходить из колодца.

В областях, где материал над водоносным горизонтом проницаем, загрязнители могут легко проникать в подземные воды. Подземные воды могут быть загрязнены свалками, септическими резервуарами, негерметичными подземными резервуарами для газа, а также чрезмерным использованием удобрений и пестицидов. Если грунтовые воды загрязняются, пить их будет небезопасно.

Что такое подземные воды? | Международный центр оценки ресурсов подземных вод

Когда дождь падает на землю, часть его стекает по поверхности земли в ручьи, реки или озера, а часть увлажняет землю.Часть этой воды используется растительностью; часть испаряется и возвращается в атмосферу. Часть воды также просачивается в землю, проходит через ненасыщенную зону и достигает уровня грунтовых вод, который представляет собой воображаемую поверхность, с которой земля под ней насыщена (см. Иллюстрацию ниже).

Последний — подземные воды: вся вода, находящаяся под поверхностью земли в насыщенной зоне.

Уровень грунтовых вод, насыщенные и ненасыщенные зоны (важность подземных вод)

Подземные воды содержатся в так называемых «водоносных горизонтах».Водоносный горизонт — это геологическая формация или ее часть, состоящая из проницаемого материала, способного удерживать / давать значительные количества воды. Водоносные горизонты могут состоять из различных материалов: рыхлые пески и гравий, проницаемые осадочные породы, такие как песчаники или известняки, трещиноватые вулканические и кристаллические породы и т. Д.

Подземные воды (естественным образом) подпитываются дождевой водой и талым снегом или водой, которая просачивается через дно некоторых озер и рек. Подземные воды также можно пополнять при протечке систем водоснабжения и при орошении сельскохозяйственных культур большим количеством воды, чем требуется.Существуют также методы регулирования подпитки водоносного горизонта и увеличения количества воды, проникающей в землю.

Подземные воды можно найти почти везде. Уровень грунтовых вод может лежать глубоко или неглубоко в зависимости от нескольких факторов, таких как физические характеристики региона, метеорологические условия и скорость пополнения запасов и эксплуатации. Сильные дожди могут увеличить подпитку и вызвать повышение уровня грунтовых вод. Но с другой стороны, продолжительный период засушливой погоды может вызвать падение уровня грунтовых вод.

Когда грунтовые воды достигают водоносного горизонта, они не стоят на месте. Обычно он будет продолжать движение, но намного медленнее, чем до достижения водоносного горизонта. Скорость движения грунтовых вод зависит от характеристик водоносного горизонта. Направление, в котором он движется, обычно от высокого уровня к более низкому, регулируется силой тяжести, если нет какого-либо антропогенного воздействия, такого как насосные скважины. Подземные воды будут двигаться до тех пор, пока они не попадут в другой водоносный горизонт или другой водоем, например, в озеро, реку, океан, или пока они не будут извлечены из колодца.

Проницаемые и непроницаемые геологические образования (USGS, 2001)

Чтобы иметь возможность накапливать и отдавать грунтовые воды, водоносный горизонт должен иметь определенные физические характеристики. В нем должно быть пустое пространство (поры или трещины), где могут храниться грунтовые воды, и пространства должны быть соединены, чтобы позволить им протекать. С технической точки зрения, когда есть пространства и они взаимосвязаны, геологическая формация проницаема. Когда нет пространств или они не соединены между собой, геологическая формация непроницаема.Чем выше пористость и проницаемость водоносного горизонта, тем больше грунтовых вод накапливается и выводится водоносным горизонтом.

Почему грунтовые воды так важны?

Подземные воды составляют около 30% пресной воды в мире. Из остальных 70% почти 69% улавливаются ледяными шапками и горными снегами / ледниками, и только 1% находится в реках и озерах. Подземные воды составляют в среднем одну треть пресной воды, потребляемой людьми, но в некоторых частях мира этот процент может достигать 100%.На иллюстрации ниже представлен обзор распределения воды на Земле.

Водораспределение Земли (Шикломанов, 1993)

Подземные воды — очень важный природный ресурс и играют важную роль в экономике. Это основной источник воды для орошения и пищевой промышленности. В целом грунтовые воды являются надежным источником воды для сельского хозяйства и могут использоваться гибко: когда они сухие и есть большие потребности, может быть извлечено больше грунтовых вод, а когда выпадение дождя удовлетворяет потребности, необходимо будет извлекать меньше грунтовых вод. .В глобальном масштабе на орошение приходится более 70% общего забора воды (как поверхностных, так и подземных). Подземные воды, по оценкам, используются примерно для 43% от общего объема водопотребления для орошения.

Для окружающей среды грунтовые воды играют очень важную роль в поддержании уровня воды и впадают в реки, озера и водно-болотные угодья. Особенно в более засушливые месяцы, когда прямая подпитка от дождя незначительна, он обеспечивает среду потоком грунтовых вод через дно этих водоемов и становится важным для дикой жизни и растений, обитающих в этой среде.Подземные воды также играют очень важную роль в обеспечении судоходства по внутренним водам в более засушливые сезоны. Сбрасывая грунтовые воды в реки, он помогает поддерживать более высокий уровень воды.

Подземные воды встречаются почти повсюду, и их качество обычно очень хорошее. Тот факт, что грунтовые воды хранятся в слоях под поверхностью, а иногда и на очень больших глубинах, помогает защитить их от загрязнения и сохранить их качество. Кроме того, грунтовые воды — это природный ресурс, который часто можно найти рядом с конечными потребителями, поэтому они не требуют больших вложений в инфраструктуру и очистку, как это часто бывает при сборе поверхностных вод.Самое важное при использовании подземных вод — это найти правильный баланс между забором и восстановлением уровня водоносного горизонта, чтобы избежать чрезмерной эксплуатации и загрязнения этого важнейшего ресурса.

Источники

Подземные воды | Основы подземных вод

Что такое подземные воды?

Подземные воды — это вода, которая впитывается в почву из-за дождя или других осадков и движется вниз, заполняя трещины и другие отверстия в пластах из камней и песка. Следовательно, это возобновляемый ресурс, хотя скорость его обновления сильно различается в зависимости от
условия окружающей среды.

Это также богатый природный ресурс.

Из всей пресной воды в мире (за исключением полярных ледяных шапок) 95 процентов составляют подземные воды. Поверхностные воды (озера и реки) составляют всего три процента нашей пресной воды.

Значение подземных вод для окружающей среды

По оценкам гидрологов, согласно Национальному географическому обществу, запасы подземных вод в США составляют не менее 33 000 триллионов галлонов, что равно количеству, сброшенному в Мексиканский залив рекой Миссисипи за последние 200 лет.

В любой момент подземных вод в 20-30 раз больше, чем во всех озерах, ручьях и реках Соединенных Штатов.

Примерно четверть всех осадков в США приходится на подземные воды. Подземные воды обеспечивают большую часть потока многих ручьев; многие озера и ручьи являются «окнами» к зеркалу грунтовых вод. По большей части поток в ручье представляет собой воду, которая протекала.
с земли в русло ручья. По оценкам Геологической службы США, около 30 процентов U.S. речной сток происходит из грунтовых вод, хотя в одних местах он выше, а в других меньше.

Вся вода Земли, включая атмосферу, океаны, поверхностные и подземные воды, участвует в естественной системе, которую мы называем гидрологическим круговоротом. Поскольку вода многократно проходит через все эти элементы, система действительно циклична.

Значение подземных вод для людей

В то время как около 90 процентов наших запасов пресной воды находится под землей, менее 27 процентов воды, которую используют американцы, поступает из подземных источников, что свидетельствует о недостаточном использовании грунтовых вод.[1]

Соединенные Штаты используют 79,6 миллиарда галлонов пресных подземных вод в день для общественного и частного водоснабжения, орошения, животноводства, производства, добычи полезных ископаемых, термоэлектрической энергии и других целей. [2]

Калифорния перекачивает 10,7 миллиарда галлонов грунтовых вод в день для всех целей, что на треть больше, чем в штате, занимающем второе место, — Техас (8,02 баррелей в сутки). [3]

США обслуживают более 15,9 миллиона колодцев с водой различного назначения. [4]

По оценкам NGWA, ежегодно строится около 500 000 новых жилых скважин.Строительство этих жизненно необходимых систем водоснабжения предполагает использование более 18 460 буровых станков примерно 8 085 подрядчиками по подземным водам.
фирмы. [5]

NGWA определила, что 44 процента населения США зависит от подземных вод для питьевого водоснабжения — будь то из государственного источника или частного колодца. [6]

Колодцы в частных домах составляют самую большую долю всех колодцев в Соединенных Штатах — более 13,249 миллионов домохозяйств, проживающих круглый год, имеют свои собственные колодцы.[7]

Другие типы колодцев используются для коммунальных систем, промышленности, сельского хозяйства и контроля качества. Подземные воды составляют 33 процента всей воды, используемой муниципалитетами США. [8]

Мичиган с примерно 1 121 075 домохозяйствами, обслуживаемыми частными водозаборниками, является крупнейшим рынком штата, за ним следуют Пенсильвания, Северная Каролина, Нью-Йорк и Флорида. [9]

На орошение приходится наибольшее использование подземных вод в Соединенных Штатах. Около 57,2 миллиарда галлонов грунтовых вод ежедневно используются для орошения сельскохозяйственных угодий из 475 796 колодцев.[10] В 1900 году Соединенные Штаты использовали только 2,2 миллиарда галлонов грунтовых вод.
ежедневно на орошение из 17000 колодцев.

Более 90 процентов подземных вод, перекачиваемых из Огаллала, крупнейшего водоносного горизонта в стране, лежащего на площади около 250 000 квадратных миль от Техаса до Южной Дакоты, используется для орошения сельскохозяйственных угодий. Представляя около одной трети всех США
орошаемое земледелие создает около 20 миллиардов долларов в год в виде продовольствия и волокна.

Если распространить по всей территории Соединенных Штатов, подземные воды Огаллалы покроют все 50 штатов с 1.5 футов воды. По оценкам ученых, для естественного пополнения может потребоваться 6000 лет, если он когда-либо будет полностью извлечен.
[11]

Техас лидирует в стране по количеству ирригационных колодцев — 81 511. [12]

Количество орошаемых ферм в США в 2018 г. составило 231 474. [13]

Энергозатраты на перекачку воды для орошения в США в 2018 году составили 2,4 миллиарда долларов, в среднем 15 289 долларов на ферму. [13]

В первую пятерку штатов по площади орошаемых земель в 2018 году вошли Калифорния, Небраска, Арканзас, Техас и Айдахо.На эти штаты приходилось 50 процентов орошаемых в США акров и 56 процентов поливной воды. [13]

Объем воды, использованной для орошения в 2018 году, составил 83,4 миллиона акро-футов, что на 5,8 процента меньше, чем в 2013 году (1 акр-фут = 325 851 галлон). [13]

[1] Расчетное использование воды в Соединенных Штатах в 2005 г., Циркуляр Геологической службы США 1344, октябрь 2009 г.
[2] Расчетное использование воды в США в 2005 г., Геологическая служба США Циркуляр 1344, октябрь 2009 г.
[3] Там же.
[4] Оценка подготовлена ​​Национальной ассоциацией подземных вод на основе различных федеральных источников данных Агентства по охране окружающей среды США, Министерства сельского хозяйства США и переписи населения США.
[5] Оценка подготовлена ​​Национальной ассоциацией подземных вод из различных источников. Обследования отрасли, спонсируемые ассоциацией
[6] Постоянное население США в 2005 году составляло 296 410 404 человека, перепись США
[7] American Housing Survey, СШАБюро переписи населения, 2008 г.
[8] Расчетное использование воды в США в 2005 г., Циркуляр Геологической службы США 1344, октябрь 2009 г .; Агентство по охране окружающей среды США, Статистика питьевой и подземных вод, 2007 г., март 2008 г.
[9] Перепись США, 1990 г. (наилучшие доступные данные по штатам)
[10] Обследование Министерства сельского хозяйства, сельского хозяйства и ирригации на ранчо США, 2013 г. Ноябрь 2014 г. и Геологическая служба США, июнь 2018 г. отчет об использовании воды в 2015 г.
[11] Scientific American Water 3.0, март 2008 г .; Понимание водных рисков, Всемирный фонд дикой природы, март 2009 г .; Состояние водного хозяйства, Стратегическая группа TechKnowledgey, март 2009 г.
[12] Обследование Министерства сельского хозяйства, фермерских хозяйств и ирригации США, 2013 г., ноябрь 2014 г.
[13] Обследование ирригации и управления водными ресурсами, 2018 г., ранее — Фермы и ранчо Обследование ирригации, декабрь 2019 г.

подземные воды | Описание и значение

Подземные воды , вода, которая встречается ниже поверхности Земли, где она занимает все или часть пустот в почвах или геологических слоях.Их также называют подземными водами, чтобы отличить их от поверхностных вод, которые встречаются в крупных водоемах, таких как океаны или озера, или которые текут по суше ручьями. Как поверхностные, так и подземные воды связаны через гидрологический цикл (непрерывная циркуляция воды в системе Земля-атмосфера).

Британская викторина

Тест по подземным водам

Возможно, вы знаете все о том, что происходит с водой над землей, но что вы знаете о грунтовых водах? Проверьте свои знания с помощью этой викторины.

Далее следует краткая обработка грунтовых вод. Для полной очистки, см. гидросфера: Подземные воды.

Большая часть подземных вод поступает из атмосферных осадков. Осадки проникают под землей в почвенную зону. Когда почвенная зона становится насыщенной, вода просачивается вниз. Зона насыщения возникает там, где все пустоты заполнены водой. Также есть зона аэрации, в которой пустоты частично заняты водой и частично воздухом.Подземные воды продолжают опускаться до тех пор, пока на некоторой глубине не сливаются с зоной плотной породы. Вода содержится в порах таких пород, но поры не связаны между собой, и вода не будет мигрировать. Процесс выпадения осадков, пополняющих запасы грунтовых вод, известен как подпитка. Как правило, подзарядка происходит только в сезон дождей в тропическом климате или зимой в умеренном климате. Обычно от 10 до 20 процентов осадков, выпадающих на Землю, попадает в водоносные пласты, которые известны как водоносные горизонты.

Подземные воды постоянно находятся в движении. По сравнению с поверхностными водами, он движется очень медленно, фактическая скорость зависит от проницаемости и емкости водоносного горизонта. Естественный отток грунтовых вод происходит через родники и русла рек, когда давление грунтовых вод выше атмосферного давления вблизи поверхности земли. Внутреннюю циркуляцию нелегко определить, но около уровня грунтовых вод среднее время круговорота воды может составлять год или меньше, в то время как в глубоких водоносных горизонтах оно может достигать тысяч лет.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Подземные воды играют жизненно важную роль в развитии засушливых и полузасушливых зон, иногда поддерживая крупные сельскохозяйственные и промышленные предприятия, которые иначе не могли бы существовать. Особенно удачно то, что водоносные горизонты, существовавшие до образования пустынь, не подвержены влиянию увеличения засушливости с течением времени. Однако отвод воды приведет к истощению даже самого большого бассейна подземных вод, так что развитие, основанное на существовании водоносных горизонтов, может быть в лучшем случае только временным.

Изучите усилия правительства Намибии по обнаружению грунтовых вод с помощью специально оборудованного вертолета.

Узнайте об усилиях по обнаружению грунтовых вод в Намибии, где пресной воды мало.

Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц Посмотреть все видеоролики к этой статье

Огромное количество подземных вод распределено по всему миру, и большое количество резервуаров подземных вод все еще недостаточно изучены или не исследованы. По оценкам ученых, около 5.97 квинтиллионов галлонов (22,6 миллиона кубических километров [5,4 миллиона кубических миль]) подземных вод находятся в верхних 2 км (1,2 мили) поверхности Земли. Наиболее часто исследуемые или эксплуатируемые резервуары подземных вод относятся к рыхлому обломочному (в основном, песчано-гравийному) или карбонатному типу твердых пород, встречающемуся в аллювиальных долинах и прибрежных равнинах в умеренных или засушливых условиях.

Хотя некоторые подземные воды растворяют вещества из горных пород и могут содержать следы старой морской воды, большая часть подземных вод свободна от патогенных организмов, и очистка для бытового или промышленного использования не требуется.Кроме того, запасы грунтовых вод не подвергаются серьезному воздействию кратковременных засух и доступны во многих районах, не имеющих надежных источников поверхностных вод. Однако водоносные горизонты и другие запасы грунтовых вод подвержены риску химического загрязнения в результате гидроразрыва, сельскохозяйственных химикатов, протекающих или непригодных свалок и септических резервуаров, а также других точечных и неточечных источников загрязнения. Такое загрязнение может сделать грунтовые воды непригодными для использования, а очистить их дорого и трудно.

Что такое подземные воды? | Живая наука

Немногие природные ресурсы столь же важны или невидимы, как подземные воды.Несмотря на то, что они существуют почти повсюду в мире, мало кто понимает, что такое грунтовые воды и насколько важны эти огромные резервуары подземных вод для современной жизни.

«Под грунтовыми водами понимается любая вода, которая находится в водоносных горизонтах под поверхностью суши», — сказал Стивен Филлипс, гидролог Геологической службы США в Сакраменто, Калифорния. Хотя часть воды, которая выпадает в виде осадков, направляется в ручьи или озера, а часть используется растениями или испаряется обратно в атмосферу, большая часть ее просачивается под землю.

Океаны содержат около 97 процентов воды на Земле, но она, конечно, не пригодна для питья. Около 2 процентов замерзает на полюсах или в ледниках. По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), из оставшегося 1 процента почти все — около 96 процентов — это подземные воды. Остальная часть нашей пресной воды находится на поверхности в ручьях, озерах, реках и водно-болотных угодьях.

По данным U.С. Геологическая служба (USGS). «Уровень грунтовых вод» области — это уровень ниже поверхности, где находятся водонасыщенные почва и скальные породы; выше уровня грунтовых вод находится ненасыщенная почва — хотя эта почва влажная, она также содержит воздух.

Как движутся грунтовые воды

Поскольку их невозможно увидеть и трудно измерить, существует ряд мифов, связанных с грунтовыми водами. Например, широко распространено мнение, что подземные воды текут как подземная река: хотя есть несколько мест с большими подземными промежутками, где вода может течь быстро, они очень редки.

Подземные воды, однако, движутся, и они обычно стекают вниз под действием силы тяжести, потому что естественное восполнение происходит в горах, сказал Филлипс. По данным Министерства охраны окружающей среды Канады, в зависимости от плотности породы и почвы, через которые проходят грунтовые воды, они могут продвигаться медленно, до нескольких сантиметров за столетие. В других районах, где камни и почва более рыхлые и проницаемые, грунтовые воды могут перемещаться на несколько футов за день.

Более пористые породы, такие как известняк, песчаник и гравий, имеют бесчисленные небольшие пространства, которые могут удерживать воду.Некоторые из крупнейших в мире водоносных горизонтов — обширные подземные резервуары подземных вод — находятся в регионах с этими пористыми коренными породами.

Подземные воды также могут быть найдены в регионах, где коренная порода состоит из более плотного материала, такого как гранит или базальт, если эта коренная порода была расколота или раздроблена. По словам Филлипса, плотный непроницаемый материал, такой как глина или сланец, может выступать в качестве «водоема», то есть слоя камня или другого материала, который почти непроницаем для воды. Сквозь такой материал вода может пройти, это будет происходить очень медленно (если вообще будет).

Когда водоносный горизонт ограничен слоем водоносного горизонта, давления на грунтовые воды может быть достаточно, чтобы вытеснить воду из любой скважины, пробуренной в этот водоносный горизонт. Такие колодцы известны как артезианские колодцы.

Подземные воды могут задерживаться под поверхностью Земли в течение миллионов лет. Испытания древних подземных вод, капающих из трещин в глубокой шахте, показали, что возраст жидкости составляет от 1,1 до 2,7 миллиардов лет.

Качество подземных вод

В то время как качество поверхностных вод варьируется из-за эрозии, стока, загрязнения, растительных веществ, отходов животноводства и других возможных загрязнителей, качество подземных вод в целом более стабильно.И поскольку подземные воды обычно медленно проходят сквозь скалы, они очищаются от многих загрязняющих веществ, включая некоторые бактерии и вирусы. Эти факторы делают подземные воды важным источником питьевой воды.

Это не означает, однако, что грунтовые воды не могут быть загрязнены: во всем мире есть много случаев, когда важные ресурсы грунтовых вод (и запасы питьевой воды) были разрушены вторжением соленой воды (особая проблема в прибрежных районах), биологических загрязнителей, таких как как навоз или слив из септиков, а также промышленные химикаты, такие как пестициды или нефтепродукты.А как только грунтовые воды загрязнены, их, как известно, трудно исправить.

Помимо опасений по поводу качества грунтовых вод, общий объем грунтовых вод в водоносных горизонтах также является серьезной экологической проблемой. Подземные воды — это ограниченный ресурс, и даже из крупных водоносных горизонтов можно вывести большую часть своей воды, особенно во время засухи, когда водоносные горизонты не подпитываются осадками.

В южной части Калифорнии, в долине Сан-Хоакин, уровень грунтовых вод упал более чем на 150 футов (46 метров) во время сильной засухи в штате в 1976-1977 годах.Этот сценарий повторялся во время последующих засух.

«Мы наблюдаем значительную потерю запасов в водоносном горизонте Центральной долины в Калифорнии», — сказал Филлипс. «Оно превратилось из озера в южной части долины Сан-Хоакин в место, где уровень грунтовых вод находится на 500 футов [152 м] ниже поверхности».

Потери грунтовых вод

Чрезмерная откачка грунтовых вод может привести к понижению уровня грунтовых вод; в тяжелых случаях, когда потребность в перекачке высока, а подпитка водоносного горизонта медленная, уровень грунтовых вод может упасть настолько низко, что станет ниже глубины колодца.Когда это происходит, колодец «высыхает», и вода не может быть удалена, пока грунтовые воды не пополнятся, что в некоторых случаях может занять сотни или тысячи лет. Понижение уровня грунтовых вод также уменьшает сток воды в озера, реки и ручьи.

«Подземные воды являются важным экологическим ресурсом как для животных, так и для нас, и у нас уже были серьезные проблемы во многих областях, где иссякли крупные источники воды для диких животных, в частности водоплавающих птиц», — сказал Филлипс.

Важность сохранения ресурсов подземных вод подчеркивается количеством мест, которые зависят от подземных вод для питьевой воды, промышленного использования и других нужд.Техас получает почти 60 процентов воды из грунтовых вод; во Флориде подземные воды обеспечивают более 90 процентов пресной воды штата. По данным Геологической службы США, на центральную долину Калифорнии, ориентированную на сельское хозяйство, приходится 20 процентов всего забора подземных вод страны.

Но в этих штатах и ​​во многих других ресурсам подземных вод угрожают конкурирующие интересы, от сельского хозяйства и горнодобывающей промышленности до частных домов с колодцами питьевой воды на территории.

Например, водоносный горизонт Огаллала — обширный резервуар подземных вод площадью 174 000 квадратных миль (450 000 квадратных километров) — находится под Великими равнинами, простираясь от Южной Дакоты до Техаса.Огаллала обеспечивает почти одну треть сельскохозяйственных грунтовых вод Америки, но к 2010 году около 30 процентов подземных вод водоносного горизонта были использованы.

Части водоносного горизонта Огаллала в настоящее время высохли, а уровень грунтовых вод снизился более чем на 300 футов в других областях, по данным Техасского совета по развитию водных ресурсов. Эти потери грунтовых вод не только имеют серьезные последствия для сельскохозяйственного производства и региональной экономики, они также могут иметь значительные и немедленные последствия для более чем 1 человека.8 миллионов человек, которые получают питьевую воду из водоносного горизонта Огаллала.

«Хотя глубоко под землей по-прежнему много грунтовых вод, чем дальше вы идете, тем они становятся соленее и соленее», — сказал Филлипс.

Дополнительная информация от Марка Лалланиллы.

Дополнительные ресурсы

• Геологическая служба США отслеживает использование подземных вод в Соединенных Штатах.
• Служба наблюдения за подземными водами Геологической службы США предоставляет информацию о примерно 850 000 скважин с подземными водами, собранных за последние 100 лет.
• U.S. Water Monitor — это ежедневный отчет о состоянии воды, в котором обобщается федеральная информация о водных ресурсах.

Follow Becky Oskin @beckyoskin . Подпишитесь на LiveScience @livescience , Facebook и Google+ .

Что такое подземные воды? | OARS

Используйте кнопки следующей и предыдущей страницы внизу каждой страницы, чтобы прочитать круговорот воды.

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

Откуда это?
Это не так загадочно, как кажется.Настоящие источники грунтовых вод — это дождь и снег. Дождь и тающий снег проникают в землю и пропитывают поры между камнями и частицами почвы. Геологи называют этот процесс подпиткой грунтовых вод, а места, где это происходит, — областями подпитки.

Куда это девается?
Достигнув зоны насыщения под землей, грунтовые воды начинают медленно перемещаться под действием силы тяжести через соединяющиеся между собой поровые пространства, пока не достигнут области разгрузки, где они просачиваются или вытекают в заболоченное место, родник, реку или пруд, чтобы стать частью поверхностных вод.

Вода испаряется с поверхностных водоемов и с поверхности суши и возвращается в атмосферу. Растения выделяют воду в атмосферу. Вода в атмосфере конденсируется в дождь. Часть дождя подпитывает грунтовые воды, и цикл повторяется. Другими словами, подземные воды являются частью гидрологического цикла. Подземные и поверхностные воды взаимосвязаны; подземные воды становятся поверхностными при сбросе в поверхностные водоемы. Большинство водотоков продолжают течь в засушливые летние месяцы, потому что подземные воды попадают в них из зоны насыщения — этот поток называется базовым стоком.При определенных условиях поток может быть изменен, и поверхностные воды могут подпитывать грунтовые воды. Только часть воды, которая выпадает в виде дождя или снега в Массачусетсе, фактически пополняет подземные воды. Остальное стекает в поверхностные водоемы, поглощается растениями и испаряется или испаряется.

Движение грунтовых вод
Подземные воды всегда перемещаются из областей с более высоким питанием в области с более низким уровнем 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 грунтовых вод определяется типами материала, через который они должны протекать, и крутизной градиента от зоны подпитки к зоне разгрузки. Вода легче проходит через большие поры песка и гравия, например, чем через материал, содержащий мелкий ил и глину.

Уровень грунтовых вод находится в верхней части зоны насыщения, но не всегда остается на одном уровне. Подъем и падение уровня грунтовых вод — естественная часть системы грунтовых вод.Это происходит каждый год сезонно. В конце зимы и в начале весны (февраль, март, апрель) тающий снег и дождь просачиваются в землю, поднимая уровень грунтовых вод до годового высокого уровня. В течение вегетационного периода дождевая вода используется растениями для транспирации или испаряется. В результате в конце весенних и летних месяцев подпитка грунтовых вод незначительна или отсутствует. Однако в это время подземные воды продолжают поступать в ручьи, озера и заболоченные земли, поэтому уровень грунтовых вод падает.К осени (октябрь и ноябрь) уровень грунтовых вод упал на целых пятнадцать футов до самого низкого годового уровня. Подземные воды снова пополняются дождями, которые выпадают после вегетационного периода. Зимой, когда земля промерзла, подпитки не происходит, но подпитка может происходить во время оттепелей в середине зимы. Зимой вода хранится в снежном покрове. Весной тающий снег подпитывает грунтовые воды, снова поднимая уровень грунтовых вод до годового уровня.

Уровень грунтовых вод также реагирует на циклические периоды засух и обильных осадков, которые длятся несколько лет.Например, начиная с августа и зимой 2001/2002 года Массачусетс страдает от засухи, так что к апрелю уровни грунтовых вод на контрольной скважине в Эктоне (состояние грунтовых вод в реальном времени Геологической службы США: http://waterdata.usgs.gov/nwis / gw) были более чем на 2 фута ниже нормы в течение месяца.

СЛЕДУЮЩАЯ СТРАНИЦА

Адаптировано из:
Массачусетское общество Одубона: Информационный буклет № 1 о грунтовых водах «Знакомство с грунтовыми водами и водоносными горизонтами».Ноябрь / декабрь 1983 г .; Пересмотрено в январе 1993 г.

Massachusetts Audubon Society: Информационный буклет № 2 о грунтовых водах «Подземные воды и загрязнение из водораздела в колодец». Январь / февраль 1984 г .; Печатается в мае 1985 г.

Загрузите версию этого документа в формате PDF: Groundwater.pdf

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

Грунтовые воды — Фонд безопасной питьевой воды

Свалки могут загрязнять грунтовые воды при выщелачивании вниз вредных химических веществ.Свалки должны иметь защитные нижние слои для предотвращения выщелачивания, но есть некоторые свалки, на которых этот защитный слой отсутствует, либо он старый и потрескавшийся, и это позволяет химическим веществам просачиваться через них.

По оценкам, в Соединенных Штатах насчитывается более десяти миллионов заглубленных резервуаров для хранения жидкостей, таких как бензин, нефть и химикаты. В 1950-х и 1960-х годах в Канаде было установлено большое количество подземных стальных резервуаров для хранения. Без надлежащей защиты до половины стальных резервуаров к 15 годам будут подвергаться коррозии и образовывать трещины.

Неправильно спроектированные, расположенные или сконструированные септические системы могут допускать попадание вредных бактерий, вирусов и химикатов в источники воды. Для получения дополнительной информации о септических системах см. Информационный бюллетень «Очистка сточных вод». В Соединенных Штатах известно более 20 000 заброшенных и неконтролируемых свалок с опасными отходами. Опасные отходы могут загрязнять воду химическими веществами, на наличие которых во многих городах и муниципалитетах не проводятся регулярные проверки. Случайные разливы также могут загрязнить запасы грунтовых вод.Группа химикатов, называемых плотными жидкостями в неводной фазе (DNAPL), используется в химической чистке, консервации древесины, асфальтовых операциях, производстве и ремонте транспортных средств, а также может выбрасываться при авариях. Разливы DNAPL труднее очистить, чем разливы нефти, потому что DNAPL тяжелее воды и быстро опускается на дно. За исключением крупных городов, вода не проверяется на наличие DNAPL.

Но я думал, что почва может удалить загрязнители из воды, прежде чем она достигнет водоносного горизонта?

Во многих случаях почва может удалять бактерии, вирусы и химические вещества из воды, которая просачивается вниз.В конце концов, это один из способов, которым природа очищает воду. Но не все почвы удаляют загрязняющие вещества так же эффективно, как другие, а бытовые и промышленные отходы также могут превышать способность почвы удалять химические вещества и загрязняющие вещества. Некоторые почвы позволяют воде быстро просачиваться в водоносный горизонт. Обычно это означает, что будет удалено меньше загрязняющих веществ. Кроме того, когда загрязняющие вещества происходят из подземного источника, такого как резервуар для хранения или септическая система, они могут находиться очень близко к грунтовым водам, и почва не успевает удалить все вредные вещества.Качество грунтовых вод зависит от температуры, давления (которое зависит от глубины грунтовых вод), типа породы и почвы и времени пребывания воды.

Подземные воды движутся очень медленно, обычно от нескольких миллиметров до нескольких метров каждый день. Это означает, что загрязнение имеет тенденцию концентрироваться и локализоваться вблизи источника загрязнения. Однако загрязнение может распространяться внутри водоносного горизонта или на близлежащие озера и ручьи. Часто загрязнение грунтовых вод не замечается до тех пор, пока вода уже не загрязнена и не требуется дорогостоящий процесс восстановления.Избавиться от загрязнения грунтовых вод чрезвычайно дорого и сложно, и могут пройти десятилетия, прежде чем вода снова станет пригодной для использования. В Вилле Мерсье, Квебек, сброс промышленных отходов в лагуны старого гравийного карьера происходил в течение многих лет. В конечном итоге это сделало грунтовые воды непригодными для использования, и воду пришлось откачивать за десять километров, чтобы снабжать водой тысячи людей. Для получения информации об очистке после загрязнения источников воды, включая грунтовые воды, см. Информационный бюллетень «Очистка после загрязнения».

Для получения дополнительной информации о водоносных горизонтах, в том числе о том, как они могут быть загрязнены, см. «Что такое водоносный горизонт в любом случае?» план урока в программе Operation Water Flow.

У Фонда безопасной питьевой воды есть образовательные программы, которые могут дополнить информацию, содержащуюся в этом информационном бюллетене. Операция «Капля воды» рассматривает химические загрязнители, обнаруженные в воде; он предназначен для научного класса. Операция Water Flow рассматривает, как используется вода, откуда она берется и сколько это стоит; в нем есть уроки, предназначенные для классов обществознания, математики, биологии, химии и естественных наук.Операция «Дух воды» представляет взгляд коренных народов на воду и окружающие ее проблемы; он предназначен для занятий по естественным наукам или обществознанию. Операция Water Health рассматривает общие проблемы со здоровьем, связанные с питьевой водой в Канаде и во всем мире, и предназначена для сотрудничества в области здравоохранения, науки и социальных исследований. Операция «Загрязнение воды» фокусируется на том, как происходит загрязнение воды и как она очищается, и была разработана для сотрудничества в области науки и социальных исследований. Чтобы получить дополнительную информацию об этих и других образовательных мероприятиях, а также дополнительные информационные бюллетени, посетите веб-сайт Фонда безопасной питьевой воды www.safewater.org.

Знаете ли вы, что в любой момент времени в Канаде действует более 1000 консультативных центров по питьевой воде? Пожалуйста, помогите нам продолжать работать над тем, чтобы безопасная питьевая вода стала реальностью для всех канадцев! Пожалуйста, внесите 5 долларов или пожертвуйте 20 долларов или более и получите официальную квитанцию ​​о пожертвовании для целей налогообложения доходов.

.