Основной источник подземных вод: Основной источник подземных вод — ответ на Uchi.ru

Водные ресурсы | Экология и природные ресурсы Кемеровской области — Кузбасса

Гидрографическая сеть Кузбасса принадлежит бассейну верхней Оби и представлена густой сетью малых и средних рек, озерами, водохранилищами, болотами.

Реки

Всего на территории Кузбасса протекает 32109 рек общей протяженностью 245 152 км. Все реки принадлежат бассейну реки Оби, которая занимает первое место в России по площади водосбора. Шесть рек Кузбасса протекают по территории двух и более субъектов Российской Федерации – Томь, Иня, Кия, Яя, Чулым, Чумыш.

На территории области формируется четыре основных водных бассейна: р. Томь, р. Иня, р. Чулым, р. Чумыш, которые являются реками федерального значения.

Вследствие особенностей рельефа, климата, геологических условий речная сеть развита не равномерно и делится на реки равнинного и горного типа.

Реки Томь и Иня – основные поверхностные источники водоснабжения Кемеровской области.

Река Иня́

Иня́ – правый приток Оби, ее истоки расположены на Тарадановском увале. Протекает река по промышленным и сельскохозяйственным районам центральной части Кемеровской области. Длина Ини – 663 км, протяженность участка на территории Кемеровской области 433 км, площадь водосбора – 17600 км². В пределах области река зарегулирована Беловским водохранилищем.

Река Томь

Самая большая и полноводная река Кемеровской области – Томь, правый приток Оби. Река берет свое начало на западном склоне Абаканского хребта и впадает в реку Обь. Длина реки – 827 км, протяженность участка реки в пределах Кемеровской области – 596 км. Бассейн реки вытянут в северо-западном направлении на 485 км. Он занимает западные склоны Кузнецкого Алатау, Горную Шорию и межгорную Кузнецкую котловину.

Водопотребителями реки Томь являются 37 предприятий городов и районов области.

С ростом индустрии водные ресурсы долины Томи приобретают все большую ценность. Сейчас уже нельзя считать воду неистощимым даром природы. Как энергетический и сырьевой элемент материального производства, она стала определяющим фактором развития производительных сил региона.

Река Кия

Скалистая река Кия начинает свою жизнь в центральной части Кузнецкого Алатау. Ки́я – левый приток реки Чулым (приток Оби). Длина ее – 548 км и почти полностью (468 км) река протекает по северо-востоку Кемеровской области.

Основные притоки: Тяжин, Четь – справа; Кожух, Антибес — слева. Более мелкие притоки: Кундат, Кия-Шалтырь, Мокрый Берикуль (правый), Серта, Юра, Чебула, Песчанка.

Кия – одна из самых рыбных рек на юге Западной Сибири. В среднем течении Кия служит своеобразным «детским садом» для Оби. На дне широких синих плесов нерестится в реке обская нельма. А в низовьях реки, на Колеульских,Туйлинских и Окуневских песках и ямах, нагуливают вес могучие двухпудовые осетры и шустрая стерлядь. Также река знаменита своими туристическими маршрутами. Кию знают как красивейшую реку в Сибири.

Озера

Общее количество озер (вместе с речными старицами) составляет 850, суммарной площадью 101 км², что составляет 0,1 % от всей площади Кузбасса. В нашей области преобладают пойменные озера. Они возникли в речных долинах в результате прокладывания реками новых русел. Старые русла постепенно отрывались от новых и превращались в старицы, а затем в озера. Особенно много их в долинах крупных равнинных рек и, в частности, в долине реки Иня. Много пойменных озер, в равнинной части широких долин рек Томь, Кия и Яя. В долине реки Кия их насчитывается более 100, некоторые имеют протяженность до нескольких километров.

Озер площадью более 1 км² всего 5: Б. Берчикуль – 25 км², М. Берчикуль – 2,2 км², Моховое, Б. Базыр, Шумилка – по 1 км².

Особняком стоят 65 высокогорных озер Кузнецкого Алатау, заполненных хрустально чистой водой и имеющих в перспективе, туристское направление использования.

Также для Кузбасса характерно наличие искусственных озер, образованных в результате добычи угля и полезных ископаемых.

В целом в Кузбассе небольшое количество изолированных озер вне речных долин.

Болота

На территории области болота занимают площадь 908 км², что составляет 1 % от территории Кузбасса. Из них наиболее крупные это: Антибесское – 102 км², Усть-Тяжинское – 40 км², Шестаковское и Новоивановское – по 24 км²

Водохранилища, пруды

На территории Кемеровской области имеется множество водохозяйственных систем: водохранилища, пруды, гидроотвалы, отстойники, золоотвалы, мелиоративные системы, системы технического водоснабжения промышленных предприятий, электростанций, системы очистки сточных вод и коллекторно-дренажных вод общим числом более 2 тыс. шт.

Подземные воды

Подземные воды в Кемеровской области являются основным источником водоснабжения крупных промышленных центров, рабочих поселков и сельских населенных пунктов. Воды используются для питьевого и технического водоснабжения населения и в технологических процессах металлургической, горнодобывающей и других видах промышленности. На территории Кемеровской области разведано на 01.01.2006 г. 152 месторождения и участка подземных вод. Удивительные родники встречаются в горах! Они поражают как количеством воды, выбрасываемой из земных недр, так и ее качеством: холодная, чистая, вкусная – так бы и пил всю жизнь.

Больших и малых родников в районе Зубьев – сотни. Но особенно впечатляет один – с легкой руки туристов он получил название «Чаша». Огромная, диаметром в три метра пиала, закопанная в землю и до краев наполненная прозрачнейшей водой. Ежесекундно снизу в нее низвергается не менее 100 литров воды и столько же стекает по каменному ложу в виде солидного ручья в Амзас.

Минеральные подземные воды

Минеральные воды Кузбасса представлены двумя основными видами: углекислые и гидрокарбонатные натриевые.

Терсинское месторождение минеральных (углекислых) вод расположено в центральной части Терсинского геолого-экономического района Кузнецкого бассейна и по административному делению входит в состав земель Новокузнецкого района. Непосредственно месторождение расположено в долине р. Верхняя Терсь между селом Макариха и поселкомЗагадное.

По ионному составу и степени минерализации они близки к водам известного курорта Грузии «Боржоми» и «Поляна» (Украина).

Борисовское месторождение минеральных вод (гидрокарбонатные натриевые) находится вблизи с. Борисово Крапивинского района. Территория месторождения приурочена к центральной части Кузнецкой впадины, которая с востока ограничивается горными сооружениями Кузнецкого Алатау, с юго-запада – Салаирским кряжем, а на юге сливается с платообразными возвышенностями Горной Шории. Район занимает междуречье рек Томь и Иня и представляет собой всхолмленную, пониженную к северу равнину.

Обоснование источников водоснабжения олимпийских объектов «Сочи-2014» за счет подземных вод

Подробности

Автор: Боревский Б.В., Ершов Г.Е., Кузнецов А.В., Кувыкина Ю.Ю.

В статье рассматривается принципиальная схема водоснабжения Олимпийских объектов, которое полностью базируется на подземных водах. Олимпийские объекты разделены на две группы: приморскую, расположенную на территории Имеритинской впадины и горную – район поселка Красная Поляна. Рассмотрены гидрогеологические особенности формирования запасов подземных вод на Псоусском, Эсто-Садок-Мзымтинском месторождениях подземных вод и объектах водоснабжения горного кластера «Роза Хутор». Ключевые слова: водоснабжение, олимпийские объекты, подземных воды, долины горных рек, кольматация, Сочи, Красная Поляна.

Водоснабжение олимпийских объектов зимней олимпиады «Сочи-2014» предполагается полностью базировать на подземных водах. Основные ресурсы подземных вод в количестве достаточном для удовлетворения потребностей олимпийских объектов приурочены к водоносному горизонту современных аллювиальных отложений долин рек Псоу, Мзымта и ее притоков. Этот водоносный горизонт в долинах рек исторически является основным источником водоснабжения Большого Сочи, поскольку другие значимые источники водоснабжения за счет подземных вод на Черноморском побережье отсутствуют. За счет подземных вод других отложений могут быть решены задачи водоснабжения с потребностью не более десятков, в лучшем случае – первых сотен м³/сут.

Все олимпийские объекты разделены на две группы: Приморская на территории Имеретинской низменности и Горная – в основном в районе пос.Красна Поляна – Эсто-Садок и вновь осваиваемые участки – выше впадения в р.Мзымту ее притока Ачипсе. Естественно, что источники водоснабжения Приморских и Горных объектов территориально разделены между собой (рис.1).

Принципиально определение источников водоснабжения олимпийских объектов входили в первоочередной блок работ по проектированию олимпийских объектов. ЗАО «ГИДЭК» выполнял и продолжает выполнять разведочные работы и обоснование исходных данных для проектирования на всех объектах, включенных в Программу олимпийского строительства.

Основным источником водоснабжения объектов Приморской группы будет водозабор на р.Псоу. Его I очередь должна полностью удовлетворить потребность олимпийских объектов в воде – 20 тыс. м³/сут. В дальнейшем при развитии водозабора на послеолимпийских объектах мощность водозаборов будет увеличена до 37 тыс.м³/сут. Месторождение на р.Псоу было разведано в 70-х годах ХХ века. Эксплуатационные запасы подземных вод были утверждены на так называемом правобережном Гумарийском участке, разделенном на 2 блока: Северный (20 тыс.м³/сут) и Южный (40 тыс.м³/сут). Одновременно на левом берегу напротив Северного блока был разведан водозабор на территории республики Абхазия производительностью 30 тыс.м³/сут для водоснабжения объектов этой территории. Поэтому необходимо было учитывать взаимодействие при оценке запасов водозаборов на разных берегах р.Псоу. Приближенная аналитическая оценка, наследство последствие такого взаимодействия, была сделана еще на стадии первой оценки запасов в 1977 г. Федоровым А.В.

Однако при подготовке материалов для проектирования олимпийского водозабора на 20 тыс.м³/сут и оценки возможности его расширения, возникли следующие проблемы:

— Южный основной участок с запасами 40 тыс. м³/сут оказался в значительной мере застроенным, а оставшаяся часть занята садами; по существу он оказался в значительной степени недоступным для освоения;

— произошла миграция русла р.Псоу в сторону правого российского берега, что привело к уменьшению мощности водовмещающих пород на линии проектируемого водозабора;

— на южном фланге Северного участка имеются действующие водозаборы с суммарным лицензированным водоотбором около 3.0 тыс.м³/сут.

В этих условиях необходимо было выполнить доизучение участка, оценить максимально возможный водоотбор с учетом взаимодействия с левобережным водозабором на территории Абхазии. Кроме того, требовалось доизучение качества подземных вод в соответствии с современными требованиями.

Доразведка Северного участка, названного впоследствии Северогумарийским, была выполнена «ГИДЭК» в кратчайшие сроки с февраля по сентябрь 2009 г. Для переоценки запасов была разработана трехслойная математическая модель, позволяющая учитывать взаимодействие водозаборов на разных берегах между собой и с рекой, в т. ч. в условиях отрыва уровня от реки. Ключевым в этих условиях является изменение параметра взаимосвязи подземных вод с рекой в периоды разной водности реки в условиях кольматации – декольматации русловых отложений А_о.

Поскольку в условиях Черноморских рек Кавказа параметр А_о в естественных и эксплуатационных условиях в периоды максимального развития процессов кольматации русловых отложений различается в десятки раз, для целей прогноза его значение может приниматься только по аналогии. В качестве объекта-аналога был принят Лазаревский водозабор на р.Псезуапсе с презентативным рядом наблюдений за его режимом.

Для подсчета запасов на Северогумарийском участке был использован параметр фильтрационного сопротивления подрусловых отложений А_о, определенный на объекте-аналоге. При этом учитывалось, что его максимальное значение (3 сут) достигается только к концу летней межени. Затем, в период осенних дождей, происходит быстрая и интенсивная декольматация подрусловых отложений и восполнение сработанных в межень емкостных запасов. При этом установлено, что период интенсивной кольматации русловых отложений и отрыва уровня от реки продолжается не более 3-х месяцев. Причем в течение этого времени значение А_о возрастает постепенно.

Более полный учет всех особенностей формирования запасов на разработанной математической модели Северогумарийского участка с использованием аналогии позволил более обоснованно принять параметры взаимосвязи подземных и поверхностных вод, оценить условия взаимодействия левобережного и правобережного водозабора и обосновать возможность увеличения запасов этого участка с 20 до 40 тыс.м³/сут.

Резервным для водоснабжения Приморских олимпийских объектов принят действующий Гумарийский водозабор как второй источник водоснабжения на период чрезвычайных ситуаций.

Водоснабжение Горных олимпийских объектов предполагается обеспечить, в основном, за счет Бешенского (11 тыс.м³/сут) и Эсто-Садок-Мзымтинского месторождений подземных вод (14 тыс.м³/сут), позволяющих подавать воду в пос. Красная Поляна и Эсто-Садок с двух разных сторон.

Бешенское месторождение приурочено к мощному делювиально-пролювиальному шлейфу валунно-галечных отложений с песчано-глинистым заполнителем. Поэтому фильтрационные параметры водовмещающих пород здесь ниже, чем современных аллювиальных отложений долин рек Мзымта и Псоу, где в песчаном заполнителе валунно-галечных отложений, глинистый материал. Соответственно ниже производительность скважин. Если на Эсто-Садок-Мзымтинском месторождении дебиты скважин максимальны и достигают 4.5-5.0 тыс.м³/сут, то на Бешенском месторождении 0.8-1.2 тыс.м³/сут.

Эсто-Садок-Мзымтинское месторождение находится несколько ниже слияния рек Мзымта и Ачипсе на участке расширения долины реки, что приводит к увеличению расхода подземного потока за счет усиления поглощения поверхностных вод. Поэтому в отличие от Псоуского месторождения, здесь в верхней части разреза водовмещающих отложений уже сформировался заиленный слой, и отрыв уровня от реки наблюдается уже в естественных условиях – глубины уровня подземных вод на 5-6 м ниже дня реки. В таких условиях эксплуатационной кольматации водовмещающих пород не происходит и параметры пропускной способности русла реки, сформировавшиеся за многолетний период, могут быть использованы для прогнозных расчетов. Эсто-Садок-Мзымтинский участок позволяет реализовать наиболее эффективный и компактный водозабор в горной части олимпийских объектов. Отсюда будут подаваться подземные воды не только вниз по долине в поселки Эсто-Садок и Красная Поляна, где будут размещаться бoльшая часть гостей Олимпиады, но и вверх на объекты горного кластера «Роза Хутор», где размещены горная олимпийская деревня и объекты горнолыжных соревнований и других горных видов зимнего спорта. Здесь будут размещены дополнительные водозаборы «Нижняя база» ГЛК

«Роза Хутор» производительностью 3.2 тыс.м³/сут, а также временные водозаборы непосредственно на горном склоне для водоснабжения горной олимпийской деревни (ВЗУ «Горный Приют») и финишной зоны горнолыжных соревнований (ВЗУ «Финишная зона») производительностью первые сотни м³/сут.

Характерно, что все более или менее крупные водозаборы способные обеспечивать устойчивое водоснабжение олимпийских объектов расположены в долинах р.Мзымты и ее притоков. Непосредственно в горной части водоносные горизонты, приуроченные к делювиально-пролювиально-полювиальным рыхлообломочным отложениям с глинистым заполнителем маловодообильны. Причем отмечается очень сильная динамика колебаний уровня, существенно различающихся в зимнее и летнее время. Это приводит к осушению наиболее обводненной части разреза. Поэтому, в летнее время дебиты скважин в 3-5 раз ниже, чем в зимнее, изменяясь от 400-600 м³/сут до 100-150 м³/сут.

Таким образом, постоянное водоснабжение горных олимпийских объектов будет базироваться на водозаборах в речных долинах, а временные на одиночных водозаборных узлах в горной части.

Работы по обоснованию эксплуатационных запасов подземных вод Бешенского и Эсто-Садок-Мзымтинского месторождений были выполнены ЗАО «ГИДЭК» в 2006-2008 г. г., в пределах ГЛК «Роза Хутор» продолжаются до настоящего времени.

• < Назад
• Вперёд >

Происхождение и количество подземных вод на земле

Происхождение, источники и другие подробности (с диаграммой)

РЕКЛАМА:

Вода, существующая в пустотах геологической толщи под поверхностью земли, называется подземной водой. Подземные воды находятся в порах и трещинах горных пород. Она регулируется количеством и скоростью дождей, степенью испарения во время дождя, температурой, уклоном местности, сухостью воздуха, пористостью и водопроницаемостью горных пород, растительным покровом и водопоглотительной способностью почвы.

Подземные воды составляют 0,58% от общего количества водных ресурсов, имеющихся в природе, и 22,21% от пресноводной части (2,6%) от общего количества водоемов. Он расположен на глубине до 4 км от земной поверхности (табл. 4.1). Ее также называют подповерхностной водой, так как она находится ниже поверхности земли.

Описание развития подземных вод имеется с древних времен. В Ветхом Завете содержится много подробностей о подземных водах в виде родников и колодцев. Роллман дал описание подземных водных каналов Египта и Сирии в 80 г. до н.э., а греческие и римские философы также описали принципы образования водопадов. Гомер, Фалес и Платон объясняли образование водопадов из воды морей.

ОБЪЯВЛЕНИЯ:

Говорят, что морская вода течет под землей по водным путям под горами. Сенека и Пильни также следовали греческому мышлению. Шилпы Витрвияс, объясняя инфильтрацию, четко рассказал, что в холмистой местности идут сильные дожди, из-за которых вода, просачиваясь в нижние слои, появляется в виде водопадов на более низких уровнях холмов. Французский философ Бернар Пелизи (1510-1589).) повторил принцип инфильтрации в 1580 году.

Четкие знания о гидрологическом цикле стали доступны в 17 веке, когда впервые был сделан анализ на основе наблюдений и количественных данных. С этой точки зрения вклад Пире Пера (1608–1680), Эдмена Мериоте (1620–1689) и Эдмунда Хейли (1652–1742) остается достойным похвалы.

Перат измерял количество осадков в течение трех лет и обнаружил сток в верхней части бассейна реки Сиены. Мериотт после измерений реки Сиены близ Парижа прояснил работу Пера. Минжар назвал Marriott «отцом гидрогеологии». Английский географ и ученый Эдмунд Хейли после измерения процесса парообразования пришел к выводу, что сток всех рек и водопадов зависит от парообразующей активности морей.

В первом десятилетии девятнадцатого века во Франции были построены первые артезианские колодцы. Таким образом, в настоящее время гидрогеология стала самостоятельной отраслью, в которой изучаются различные географические аспекты подземных вод.

Происхождение подземных вод :

Общий объем воды на земле составляет 13,84,12,0000 куб.км, из которых 8,00,0042 куб.км составляют подземные воды. Кроме того, 61 234 км3 приходится на почвенную влагу. Грунтовые воды и почвенная влага вместе составляют подповерхностное количество воды. Подземные воды накапливаются в различных слоях земли за счет инфильтрации через поры и трещины проницаемых горных пород.

Подземные воды в основном поступают из трех источников. Это, во-первых, «метеорная вода», которая является основным источником подземных вод и поступает в виде дождя и снега. Эта вода просачивается с поверхности через трещины, поры и трещины горных пород, пока не скапливается на непроницаемых горных породах в виде подземных вод; Второй: «связанная вода», существующая в порах и полостях осадочных пород морей и озер. Ее также называют осадочной водой. В-третьих: «магматическая вода», которая превращается в воду после конденсации пара в результате вулканического действия во время входа в раскаленные породы.

ОБЪЯВЛЕНИЯ:

Основным источником подземных вод являются осадки. Он медленно просачивается через просачивание в землю и собирается там. Ее также называют «плутонической водой». Подземные воды являются важной частью круговорота воды, который также включает ту часть поверхностных и атмосферных вод, которая уходит под землю с осадками, реками и озерами.

Источники подземных вод:

Вода, поступившая на поверхность земли из разных источников, становится подземной при выходе под землю после сведения через поры проницаемых горных пород.

РЕКЛАМА:

Источники:

(i) Метеорная вода:

Это основной источник подземных вод. Эта вода поступает в виде дождя и снега. Вода из резервуаров, озер, рек и морей после испарения снова принимается землей. Вода получается путем таяния снега или дождя, поэтому ее называют «метеорной» или «водой падающей звезды». С поверхности земли эта вода просачивается вниз через трещины пород, поры и трещины горных пород и сохраняется на уровне непроницаемых горных пород в виде подземных вод.

Возникает в атмосфере, выпадает в виде осадков и просачивается через почву, превращаясь в грунтовые воды. Возможно, вы замечали колебания уровня воды в колодцах. В сезон дождей уровень поднимается, а летом снижается. Это свидетельствует о том, что подземные воды в значительной степени зависят от атмосферных вод.

Другим способом получения подземных вод непосредственно из атмосферной влаги является конденсация водяного пара из воздуха, циркулирующего через поры и пустоты. Это также известно как «конденсатная вода» и является основным источником пополнения в засушливых и полузасушливых районах.

Летом земля теплее, чем воздух в почве. Это приводит к разнице давлений между водяным паром в атмосфере и почвой. Водяной пар из атмосферы проникает в горные породы по мере того, как температура водяного пара падает в более прохладной почве. Таким образом может скапливаться некоторое количество воды.

Третьим источником являются просачивание сточных вод из озер, рек, океанов, а также искусственных каналов, но важность этого зависит от климата соответствующего района. Фактически, во влажных регионах подземные воды вносят свой вклад в речной сток за счет просачивания сточных вод, и уклон этих насыщенных подземных вод чаще всего имеет уклон в сторону поверхностных водоемов и океанов.

(ii) Реликтовая вода:

Вода, содержащаяся в порах и полостях осадочных пород под морями и озерами, называется реликтовой водой. Ее также называют «осадочной водой». Это второй по значимости источник подземных вод. Это вода, захваченная в порах осадочных и вулканических пород во время отложения. Связанные воды сильно минерализованы и солены и плохо смешиваются с метеоритными подземными водами. Реликтовая вода обычно находится глубоко в нижних слоях зоны насыщения.

(iii) Магматическая вода:

Горячая магма попадает в горные породы из-за вулканического воздействия, после чего капли пара конденсируются и превращаются в воду. Это называется магматической водой. Кроме него, другими источниками являются те, в которых подземные воды снова становятся доступными на поверхности земли.

В основном это родники, колодцы и гейзеры. Считается, что такая вода образовалась в недрах земли. Следовательно, он впервые попал в верхние слои земной поверхности; это также известно как магматическая вода.

Строение горных пород и грунтовые воды:

Ниже поверхности земли доступность грунтовых вод зависит от состава горных пород. Водоудерживающая способность и водоотдача зависят от состава горных пород и на этом основании решается вертикальное или горизонтальное распределение воды. Понятно, что важное место в гидрогеологии занимает геология. Родники и ручьи включаются в специальные подземные воды на землях, постоянно покрытых снегом.

РЕКЛАМА:

Под поверхностью земли грунтовые воды остаются в проницаемой группе горных пород. Такие группы горных пород называются водоносными. Из водоносных горизонтов вода в достаточном количестве может поступать к родникам или колодцам. Благодаря составу водоносных горизонтов достаточное количество воды остается подвижной в обычных местных условиях.

Резервуары подземных вод и водонасыщенная группа горных пород (скальное ложе, пласты или залежи) являются синонимами. В противоположность этому водоносные горизонты представляют собой такую ​​непроницаемую группу горных пород, которая не удерживает воду и не является проницаемой. Его состав похож на твердый гранит. Горные породы без твердых минералов или других подобных частей почвы могут удерживать грунтовые воды. Такие пространства известны как пустоты, поры или трещины. Поскольку такие пустоты работают как водопровод для грунтовых вод, они очень важны. Поэтому их форма, тип, неравномерность и распределение специально изучаются в подземных водах.

Основные пространства образованы теми самыми геологическими реакциями, которые образуют группы горных пород и встречаются в изверженных и осадочных породах. Промежутки образуются после образования горных пород. В эту категорию входят стыки скал, трещины, отверстия для раствора и пустоты, созданные растительностью.

В зависимости от формы эти пространства подразделяются на капиллярные, надкапиллярные и субкапиллярные. Капиллярные пространства настолько малы, что вода удерживается в них за счет поверхностного натяжения. Надкапиллярные пространства — это те, которые больше, чем капилляры. Субкапиллярные пространства настолько малы, что вода удерживается в них силами адгезии. Из-за их связи с другими пустотами они называются изолированными.

На рис. 4.1 показаны различные типы пространств и их связь с пористостью. С точки зрения рециркуляции подземных вод особое значение имеют зернистые осадочные отложения. Пористость таких отложений зависит от различных типов гранул и их расположения, распределения по размерам, степени цементации и уплотнения.

Большое значение имеет также растворение минеральных веществ, исходящих из сцементированных групп горных пород, и состояние раздробленных горных пород. По вышеуказанным причинам диапазон пористости колеблется от 0 до 50. В таблице 4.1 приведены основные сведения об осадочных породах.

Вертикальное распределение подземных вод:

Наличие подземных вод можно разделить на «зону насыщения» и «зону аэрации». В пространствах зоны насыщения существует сжатая жидкая вода. В пространствах аэрируемой зоны присутствует частично вода и частично воздух. В большинстве частей земного шара над каждой отдельной насыщенной зоной существует единственная аэрируемая зона, простирающаяся до поверхности земли. Это показано на рис. 4.2.

Верхняя часть зоны насыщения сохраняется либо до точки насыщения, либо ограничена непроницаемыми уровнями. Нижняя часть зоны насыщения распространяется на нижележащие непроницаемые породы, такие как коренные породы или глины. При отсутствии вышележащих водоупорных пород верхний уровень водонасыщенной зоны называется уровнем грунтовых вод или уровнем грунтовых вод.

Называется уровнем атмосферного давления и после введения уровня водоносного горизонта определяется по высоте уровня воды в колодце. В действительности насыщение остается немного выше подземного уровня из-за капиллярной гравитации, даже тогда вода доступна при меньшем давлении, чем атмосферное давление.

Обычно вода, находящаяся в зоне насыщения, рассматривается как форма подземных вод. В аэрируемой зоне существует взвешенная вода или вадокс-вода. Эту нормальную часть также можно подразделить на часть почвенной воды, среднюю часть и капиллярную часть (рис. 4.2). Расширение и распределение воды в каждой зоне описано в следующих параграфах.

Межзерновые пространства сильно различаются по размеру. Мельчайшие пустоты между составляющими частицами глины, сланца и сланца могут быть на одном конце спектра, в то время как большие промежутки между галькой хорошо отсортированного и рыхлого долинного гравия могут быть на другом конце спектра. Массивные пространства — это те, которые встречаются между большими блоками горных пород, такими как трещины, трещины и плоскости напластования, иногда увеличивающиеся в процессе растворения.

Капиллярные промежутки или пространства достаточно малы, чтобы выдерживать силы поверхностного натяжения (рис. 4.3). Их можно разделить на два типа: суперкапиллярные и субкапиллярные. Первый большой и иногда может быть размером с известняковую пещеру. Последние очень малы и вода в них удерживается в основном за счет молекулярных сил.

Здесь кратко упомянем важную характеристику потока подземных вод. Движение подземных вод, как и поверхностных вод, зависит от гравитации. Так же, как все остальное имеет низкий уровень, низкий уровень также был сформулирован для выражения взаимосвязи между капиллярным ламинарным потоком и гидравлическим градиентом. Это было впервые сформулировано Пуазейлем и упоминается как закон Пуазейля в физике. Но именно Дарси подтвердил применение этого закона к движению подземных вод через природные материалы.

С тех пор геологи знают его как закон Дарси, который выражается в виде уравнения:

q = KH/L

q — скорость потока подземных вод H — разность напоров между двумя разделенными точками на расстоянии L

К – гидравлическая проводимость.

Количество подземного стока можно определить с помощью уравнения проводимость пористой среды

Следует отметить, что первоначальные пустоты образовались во время образования породы, а вторичные пустоты являются результатом действия последующих геологических, климатических или биотических факторов исходной породы.

Зона почвенных вод:

Воды в зоне почвенных вод меньше, чем в зоне насыщения. Иногда из-за дождей или дополнительного количества поливной воды эта часть также может быть временно насыщена. Эта зона простирается от поверхности земли до корневой зоны. Его толщина зависит от типа почвы и типа растительности. Поскольку почвенная вода посылает влагу к корням, следовательно, из-за ее важности для сельского хозяйства ученые глубоко изучили движение и распределение воды в этой зоне.

Бриггс разделил почвенную воду на три части в зависимости от концентрации воды. Первая – это гигроскопическая вода: это вода, получаемая из воздуха, которая образует тонкие пленки влаги на уровне гранул. Из-за чрезмерной адгезионной прочности эта вода не становится доступной для растений.

Вторая — капиллярная вода, которая существует со всех сторон гранул почвы непрерывными слоями. Он остается удерживаемым за счет силы обратного давления и начинает двигаться за счет капиллярного действия. Эта вода становится доступной для растений. Гравитационная вода – это дополнительная почвенная вода, которая утекает из почвы под действием гравитационной силы.

Коэффициент гигроскопичности представляет собой количество максимальной влаги, которую предварительно высушенный грунт извлекает из атмосферы, содержащей 50 процентов влаги, на высоте 250 см. Точка увядания – это количество капель воды, при которых растения увядают навсегда. Опытным путем доказано, что он не имеет определенного стандарта, а зависит от растений, окружающей среды, корневой системы и места тестируемой почвы.

Полевая емкость – это количество воды в почве, которое сохраняется даже после оттока избыточной воды под действием силы тяжести и просачивания воды под землю. Эквивалент влаги — это количество воды, которое после использования 1000-кратной центробежной силы гравитации остается в насыщенной почве после децентрализации.

Полевая емкость песка больше влагобалансирующего показателя, но у суглинистого песка она равна. Поскольку полевая емкость и точка увядания указывают соответственно максимальный и минимальный пределы воды для развития растений, следовательно, вода, необходимая для развития растительности, равна разности этих двух величин. Вода, необходимая для насыщения всех пустот почвы, есть максимальное содержание воды в ней. Это называется максимальной пропускной способностью воды.

Изучение влажности почвы разработало множество методов измерения влажности почвы в зависимости от изменения места и времени. Наиболее правильным методом является «метод измерения веса образцов почвы, при котором образцы взвешиваются и снова взвешиваются после высыхания».

В этом методе используется гравитационный всасывающий блок, который заглубляется в почву и извлекается из нее. В этих пористых частях происходит выравнивание влаги с почвой, благодаря чему можно установить соотношение массы с влагой.

Ричардс и другие лица сказали, что для выяснения измерения напряжения или капиллярного великодушия, измерение напряжения от нуля (по насыщению) до 0,85 остается ограниченным атмосферным давлением.

Согласно механическому составу почвы более половины имеющегося запаса воды попадает в этот предел. На принципе измерения электрического сопротивления материалов, хранящихся в почве, разработано много приборов, в которых установлена ​​связь между сопротивлением и влажностью почвы.

Для амальгамирования электродов используются различные всасывающие материалы, в том числе гипс, нейлон и стекловолокно. Поскольку почвенная влага получается в результате управления теплом почвы, следовательно, на основе этого принципа были разработаны различные устройства, когда нагревательные элементы заглубляются под землю.

Для определения влажности почвы полезен метод нейтронного рассеяния. Известно, что быстрые нейтроны становятся бездействующими по сравнению с другими органами при столкновении с водородом. Водород в большинстве почв существует почти полностью в виде воды.

Используя эти факты, источник быстрых нейтронов объединяется с источником покоящихся нейтронов и вставляется в специальное отверстие в грунте. Подсчет спящих нейтронов, вызванных водородом почвы, является измерением влажности почвы. После калибровки можно легко определить изменения влажности почвы в зависимости от времени и глубины скважины.

Промежуточная зона:

Средняя часть простирается от нижней части грунтовых вод до границы верхней части капиллярной части (рис. 4.4). Толщина этой части может варьироваться от нуля до сотен футов. Это ноль футов, когда пограничная часть смешивается с высоким уровнем грунтовых вод на поверхности земли. Его толщина составляет сотни футов при глубоком уровне грунтовых вод.

Основной функцией этой части является соединение частей у поверхности земли с уровнем грунтовых вод, через которые вода должна спускаться вниз в вертикальной форме. Неподвижная вода средней части, или пленочная вода, остается неподвижной за счет капиллярного натяжения и влажности и эквивалентна по полевой емкости почвенной воде. Дополнительная вода – это гравитационная вода, которая движется вниз под действием гравитационной силы. Капиллярная часть простирается от уровня грунтовых вод до капиллярной опоры.

Толщина капиллярной части изменяется не только в зависимости от состава грунта и горных пород, но и в слое с бесчисленными пустотами, где размеры пустот велики, ее граница даже под микроскопом выглядит как перевернутые стороны. Физически с подъемом на высоту количество влаги уменьшается или капиллярная вода сохраняется почти во всех пустотах над уровнем грунтовых вод. По мере увеличения высоты вода остается только в мелких пустотах, а на еще более высоких уровнях только самые мелкие сообщающиеся между собой пустоты содержат воду, в которой присутствует вода выше уровня грунтовых вод.

Зона насыщения:

Поскольку все пространства зоны насыщения заполнены грунтовыми водами, следовательно, удельная пористость непосредственно измеряется сферой доступной воды. Общее количество такой воды не может быть выкачано из скважины или сброшено с суши, так как атомарное и противодавление удерживает часть воды на одном месте.

Следовательно, удерживаемая вода – это та вода, которая остается удерживаемой, несмотря на силу гравитации. Специальная удерживающая способность любой почвы или горной породы представляет собой процентное соотношение между водой, удерживаемой против силы тяжести после насыщения, и общей водоудерживающей способностью.

Таким образом, специальный продукт является частью пористости водоносного горизонта. Его величина зависит от размера и формы гранул, распределения пустот и устойчивости слоя. Для однородного песка спецпродукт может составлять до 30%, а в аллювиальных водоносных горизонтах его размер составляет от 10 до 20%.

Чтобы найти особый продукт, компания Meinzer предложила семь методов:

1. Пропитать образцы в лаборатории и дать возможность слиться из них воде.

2. Уровень насыщенной воды и достаточная масса материала остаются над капиллярной частью и отводят природную воду вниз.

3. Отберите пробы сразу над капиллярной частью после снижения уровня грунтовых вод.

4. После откачки воды из колодца в известном количестве определить ширину отложений выброса воды.

5. Определить толщину насыщения отложений по измеренному просачиванию одного или двух потоков воды.

6. Узнать специальный продукт косвенно после определения влажности путем центрифугирования.

7. Определите специальный продукт или специальную фиксацию после определения пористости с помощью механического анализа.

Все эти методы имеют ограничения. Образцы лаборатории могут быть нарушены или могут иметь дефектное представление. В полевых экспериментах контроль и измерение переменных представляет собой сложную задачу, и, таким образом, окончательный подсчет может быть неверным.

Большая часть земли постоянно покрыта снегом. Он включает в себя большую часть тундры и всю Антарктиду, которые остаются вечно замороженными. Около 60% территории Аляски также покрыто льдом. В России и на Аляске были проведены исследования по водоснабжению на землях с постоянным снежным покровом и связанным с этим механическим проблемам.

В зависимости от наличия подземных вод земли, постоянно покрытые мерзлотой, делятся на надмерзлотные, внутримерзлотные и подмерзлотные. Надмерзлотные подземные воды, находящиеся в верхней части мерзлоты, создают временный запас мелководья.