Откуда берутся подземные воды: Откуда под землей появляется вода. Как пополняются подземные источники воды

Содержание

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

Подземные воды

Подземные воды — это воды, находящиеся в верхней части земной коры (до глубины 12-16 км) в жидком, твердом и парообразном состояниях. Основная масса их образуется вследствие просачивания с поверхности дождевых, талых и речных вод. Подземные воды постоянно перемещаются как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Глубина их залегания, направление и интенсивность движения зависят от водопроницаемости пород. К водопроницаемым породам относят галечники, пески, гравий. К водонепроницаемым (водоупорным), практически не пропускающим воду — глины, плотные без трещин горные породы, мерзлые грунты. Слой горной породы, в котором заключена вода, называется водоносным.

По условиям залегания подземные воды подразделяют на три вида: почвенные, находящиеся в самом верхнем, почвенном слое; грунтовые, залегающие на первом от поверхности постоянном водоупорном слое; межпластовые, находящиеся между двумя водоупорными пластами. Грунтовые воды питаются просочившимися атмосферными осадками, водами рек, озер, водохранилищ. Уровень грунтовых вод колеблется по сезонам года и различен в разных зонах. Так, в тундре он практически совпадает с поверхностью, в пустынях находится на глубине 60-100 м. Распространены они почти повсеместно, не обладают напором, перемещаются медленно (в крупнозернистых песках, например, со скоростью 1,5-2,0 м в сутки). Химический состав подземных вод неодинаков и зависит от растворяемости прилегающих пород. По химическому составу различают пресные (до 1 г солей на 1 л воды) и минерализованные (до 50 г солей на 1 л воды) подземные воды. Естественные выходы подземных вод на земную поверхность называется источниками (родниками, ключами). Они образуются обычно в пониженных местах, где земную поверхность пересекают водоносные горизонты. Источники бывают холодными (с температурой воды не выше 20°С, теплыми (от 20 до 37°С) и горячими, или термальными (свыше 37°С). Периодически фонтанирующие горячие источники называются гейзерами. Они находятся в областях недавнего или современного вулканизма (Исландия, Камчатка, Новая Зеландия, Япония). Воды минеральных источников содержат разнообразные химические элементы и могут быть углекислыми, щелочными, соляными и т.д. Многие из них имеют лечебное значение.

Подземные воды пополняют колодцы, реки, озера, болота; растворяют различные вещества в породах и переносят их; вызывают оползни, заболачивание. Они обеспечивают растения влагой и население питьевой водой. Источники дают наиболее чистую воду. Водяной пар и горячая вода гейзеров служат для отопления зданий, теплиц и энергетических установок.

Запасы подземных вод очень велики — 1,7%, но возобновляются крайне медленно, и это необходимо учитывать при их расходовании. Не менее важна и охрана подземных вод от загрязнений.

что это такое, как образуются, значение для человека, определение, причины образования, откуда берутся, особенности

Переоценить значение водных источников под землей невозможно. Они необходимы человечеству практически как воздух. Но это не значит, что каждый житель нашей планеты достаточно хорошо осведомлен о подземных водах, знает, что это такое, может дать определение и классифицировать их на подвиды. Поэтому это сделаем мы в нашей статье.

Понятие термина

Это водный раствор, который находится в верхней части земной коры. По своему агрегатному состоянию это может быть жидкость, лед или пар, переход из одной формы в другую – естественный процесс, происходящий в более глубоких грунтовых слоях. Наука, которая это изучает, называется гидрогеология. Наиболее часто мы встречаемся с большими потоками, которые влияют на течение рек, их полноту, а также с ключами и источниками – небольшими струями влаги. Но не все они выходят на поверхность, намного чаще они остаются в грунте. В таком случае люди давно научились выкапывать в водоносном почвенном слое углубление, чтобы получать ресурс. Таким образом работают колодцы, скважины и другие точки водозабора.

Химический состав и особенности подземных вод

Неверно считать, что для всех проб, взятых в любом водоеме или в грунте, будет правильна единая формула – Н2О. Конечно, на молекулярном уровне именно соединение молекул кислорода и водорода дают знакомую нам всем жидкость. Но на практике, количество примесей и загрязнений может варьироваться в зависимости от состава горных пород. В среднем такой водный раствор содержит около 60 микроэлементов плюс микроорганизмы. Одни из них полезны для организма, от других нужно избавляться перед употреблением, производить фильтрацию. По тому, как много минеральных веществ содержится, ресурс делят на уровни минерализации:

  • пресные;
  • слабоминерализованные;
  • минерализованные.

Как правило, чем глубже пролегает источник, тем более он насыщен солями и иными веществами. Поэтому часто на поверхности можно встретить питьевой ключ, который в недрах земли намного солонее.

Интересен химический состав минеральных вод, их также называют лечебными или целебными. В них содержится большая концентрация минералов, полезных для организма. Так различают бюветы углекислые, как Боржоми или в Кисловодске (наиболее популярные), а также радоновые, азотные, сероводородные. Их принимают не только в качестве напитка, но и для обертываний, гидротерапии.

Каково значение подземных вод для человека

Переоценить его практически невозможно. Что еще больше вызывает недоумение – почему человечество так небрежно относится к источнику жизни на Земле, загрязняет реки и озера, отравляет грунт различными химикатами, неразлагающимся мусором. В зависимости от того, к какой категории относится водный ресурс, он имеет такое значение:


  • Питьевое и промышленное. Все скважины, которые мы используем при гидродобычи, питают грунтовые ископаемые. Поэтому вода необходима просто для жизни, а также для развития сельского хозяйства (орошение полей, наполнение поилок для скота), производственных мощностей.

  • Бальнеологическое, то есть оздоровительное. К этой категории относятся минерализованные и термальные источники, которые применяются в санаториях и на других курортах.

  • Энергетическое. За это отвечают высокотермальные ключи.

Таким образом, большинство сфер нашей жизни так или иначе связано с этим водным ресурсом, даже (или особенно?) если вы проживаете в городе и не задумываетесь, откуда появляется холодное водоснабжение.

Как называются подземные воды по видам

Классификация, которую мы приведем ниже, зависит от глубины залегания ресурса. Кроме того, используют разделение на три класса, их называют горизонтами:


  • Верхний. Гидродобыча проходит в пласте от 25 до 350 метров. Обычно это пресноводные ключи, которые идут на бытовые и промышленные нужды.

  • Средний. По глубине это 60-600 м, но по качеству – высокое содержание минеральных примесей, солей.

  • Нижний. Самый глубокий горизонт – от 400 до 3 тысяч метров. Обычно уровень минералов здесь зашкаливает.

Еще одна интересная классификация затрагивает в основном глубинные слои. Там жидкость может быть молодой, только что созданной, или реликтовой. Вторая не значит, что она испорченная. Содержащиеся в ней вещества могут ее отлично законсервировать.

А теперь переходим к видам вод, в зависимости от глубины залегания.

Почвенные

Это влага, которая находится в верхнем слое почвы. Ее также называют верховодка. Она буквально питает грунт. Ее частицы пребывают в подвешенном состоянии, то есть они не имеют твердую опору, поэтому у них нет течений. Особенно большое количество такой жидкости скапливается при весеннем таянии снега. Она является самой полезной, чистой, необходимой для сельскохозяйственных культур и для лесных растений.

Грунтовые

Они тоже находятся в верхнем слое земной коры, но на небольшом углублении. Они пополняются не источниками изнутри, а дождевыми осадками. Если их выпало избыточное количество, то местность часто подтапливается, что можно обнаружить по повышенной влажности в погребах. Если они выходят на поверхность, то мы говорим о том, что бьет ключ, течет ручей. Обычно они пригодны для питья. При избыточном количестве потоки скапливаются в одном месте, где они образуют водоем – болото или озеро, пруд естественного происхождения.

Понятие межпластовых подземных вод

Они находятся также в верхнем водном горизонте, как почвенные и грунтовые, но по отношению к ним – намного глубже. Они имеют принципиальное отличие:


  • Более статичное положение, поскольку они залегают между двумя неподвижными породами грунта – водоупорными ложей и кровлей.

  • Относительная стабильность объемов и химического состава, так как они практически не зависят от метеоусловий.

  • Повышенная чистота, благодаря тому, что загрязнения земляного пласта почти не проникают так глубоко.

Минеральные

Они считаются самыми глубоководными из питьевых. Концентрация минералов в них высокая и постоянная, поэтому их также называют целебными. Их ценность для здоровья приводит к тому, что повсеместно на бальнеологических курортах строятся бюветы, а также ресурс используется для водных процедур, компрессов, обертываний. Раствор минерализуется, проходя вблизи разных пород. Так происходит его обогащение сероводородом, углекислым газом, азотом, йодом, бромом, радоном и прочими веществами.

Артезианские

Глубина этих источников – от 100 м до 1000 м. Это лучший вариант для ежедневного питья и употребления при готовке. В связи с этим многие жители пригорода используют индивидуальные пункты гидродобычи, бурят скважины до залегания артезианских водных ресурсов. Необходимо отметить, что несмотря на их чистоту, любая скважинная добыча нуждается в фильтрации. Обратитесь в компанию «Вода Отечества», чтобы установить подходящую систему водоочистки.

Особенность этого гидропласта – наличие внутреннего давления. Поэтому при бурении жидкость под напором вырывается наружу. Это, как и ее чистота, обусловлено залеганием между горными породами. Специалисты, гидрогеологи, определяют наличие на данной местности источника по особенным признакам – впадинам, флексурам, мульдам.

Что делают с подземными водами: классификация по назначению

Как мы уже отмечали, назначение ресурса очень разнообразно. Но принято делить всю полученную влагу только на две категории. В основном это определяет ее чистоту, химический состав, а также санитарные нормативы, которые регламентируют ее использование.

Питьевая

Это пресные и слабоминерализованные источники, которые при правильной гидродобыче и водоподготовке можно использовать для питья. В ряде случаев вторичная фильтрация не требуется, достаточно только грубой очистки от частиц грунта.

Техническая

Ее разнообразие больше. Это может быть просто пресная жидкость, которая не нуждается в тщательной водоподготовке и подходит для решения технологических задач на производстве, например, охлаждение. Или может быть минерализованной, тогда цель ее использования – добыча микроэлементов. Также не забываем про высокотермальные источники, которые применяются в качестве топлива для обеспечения тепловой энергии на электростанции.

Структура подземных вод по химическому составу

Есть несколько классификаций, которую используют ученые. Самую распространенную оставим напоследок. В.И. Вернадский выделяет 4 категории:


  • пресные – до 1 г/л минералов;

  • солоноватые – концентрация солей не превышает 10 г/л;

  • соленые – до 50 г/л;

  • рассолы – более 50 г/л (или 36 г/л), именно так он называет Мировой океан.

А.М. Овчинников производит еще более подробное деление, выделяя в отдельную группу ультрапресные воды (до 0,2), с повышенной минерализацией (от 0,5 до 1) и несколько других переходных стадий. Но для большинства промышленных и гидрогеологических задач используют самую краткую классификацию.

Пресная жидкость

В ней содержание солей не превышает 1 грамма на литр чистой влаги. Обычно она добывается из верхних горизонтов. Верховодка почти всегда пригодна для питья после неглубокой механической фильтрации.

Слабоминерализованная

В ней примесей не более 35 г/л. Эта граница соответствует уровню солености Мирового океана. Пить ее можно с большой осторожностью и только при уверенности в химическом составе, поэтому – только после проверок.

Минерализованная

Допускает концентрацию минералов до 50 г/л. Они при правильной дозировке и использовании могут оказывать положительное воздействие на здоровье человека.

Классификация по температуре

Есть несколько состояний воды – твердое (лед, соответственно, ниже 0 градусов), жидкое, наиболее привычное для нас, и газообразное, когда происходит испарение из-за чрезмерного нагрева. Жидкости, в свою очередь, также разделяются.

Холодные

Они имеют не более 20 градусов тепла. Это основная часть верховодки, а также большинства минеральных и артезианских источников. Часто они бывают даже ледяными, что особенно сильно чувствуется в летнюю жару.

Термальные и высокотермальные

Они составляют больший процент от подземных потоков, и чем глубже они залегают, тем жарче могут быть. Близко к нижнему краю земной коры жидкости нагреваются вплоть до 600 градусов. Для человека более интересны те, что пробиваются на 5-6 км из глубин почвы и не превышают обычно 50-60. Они дают тепло, а также часто такие водоемы разрабатываются в бальнеологических целях для купания.

Откуда берутся подземные воды

Не зря экологи борются за рациональный расход пресноводной жидкости, потому что пополнение водоемов, как и влаги, находящейся в грунте, происходит очень медленно за счет таяния ледников. Конечно, слои вечной мерзлоты очень обширны, но только их не хватит при таком расходовании ресурса, который имеет место сейчас. Кроме того, есть несколько путей образования грунтовых и почвенных источников:


  • Атмосферные осадки. Они образуются в ходе испарения с поверхностей рек, участвуют в круговороте влаги. Дождь и снег на 20% питают почву.

  • Таяние ледников приводит к образованию крупных озер под землей.

  • Ювенильное происхождение – это соединение кислорода и водорода, которые высвобождаются при охлаждении магмы.

Причины образования подземных вод носят естественный характер. Природа – единственная сила, которая влияет на этот процесс, поэтому нельзя грубо вмешиваться в него, не зная всех механизмов.

Мониторинг

Гидроразведка на местности – возможность оценить:


  • есть ли подземные воды на участке;

  • какой они температуры;

  • какие возраст, толщина образца горной породы;
  • химический состав водного ресурса – определяется в условиях лаборатории.

После этого данные заносятся в специальные карты, на которых указывается состояние гидрологических особенностей местности.

Проблемы загрязнения

Это актуальный вопрос, который касается не только экологов, но и каждого жителя планеты. Воздействие на почвенные слои может быть двух типов.

Химическое

Сильнее всего виноваты сельскохозяйственные угодья, использующие пестициды и другие средства для обработки культур, а также промышленные предприятия. Они сбрасывают и хранят отходы, содержащие химикаты, на открытых свалках или иным образом, недостаточно защищающим экологию.

Биологическое

Сток, канализационные системы, обилие выгребных ям, захоронения людей и трупов скота – все это приводит к тому, что на участке могут развиваться болезнетворные бактерии.

Классификация запасов

Влага считается полезным ископаемым, которое, как и другие, имеет ограниченное количество. Поэтому очень важно, сколько ресурса хранится в почве, а также в созданных людьми резервуарах. Все запасы можно разделить на несколько категорий.

Естественные

Это водные массы, которые находятся в самых обыкновенных, природных условиях в пространстве между двумя пластами грунта. Частично их называют упругими. Это значит, что поток можно извлечь из земли, благодаря внутреннему давлению и сжатию пористых пород. Их сложнее всего измерить, поскольку необходимо складывать всю влагу, которая участвует в круговороте – то есть и осадки, и испарения, и содержание ее в растениях, и водоемы. Также существуют дополнительные термины потоков – «вековые», «статические».

Искусственные

Они сохраняются в толще земли, благодаря вмешательству человека. Это такие процессы и процедуры, как орошение полей, создание прудов, дамб, водохранилищ. Также сейчас активно применяется специальное питание грунтового ресурса при засухах.

Привлекаемые

Работает это так: человек ставит водозаборную башню, чтобы проводить гидродобычу из глубинных слоев. А чтобы уравновесить все, русла рек или иных водоемов направляются на этот участок.

Эксплуатационные

По сути, это не запасы, а ресурсы, но первый термин закреплен в научной литературе. Это жидкость, получаемая при водозаборе.

Заключение

В статье мы рассмотрели понятие подземных вод, в результате чего узнали, как они образуются, какие бывают, чем отличаются. Но помните о том, что даже самый чистый источник нуждается в фильтрации перед употреблением.

Откуда столько воды под землей?

Главная » Занимательная геология » Откуда столько воды под землей?

Вода может поступать в землю после дождя, просачиваясь по порам в песчаных, гравелистых, галечных грунтах. Ученые называют такой процесс инфильтрационным путем образования вод под землей (жидкости в горных породах, двигаясь по порам, не текут,а фильтруються). Таким же образом могут просачиваться в землю не только дождевые осадки, но и воды из рек и озер.

Пример. Вода в песке за 1 месяц проходит 60 п.м., а в глине то же расстояние за 90 лет.

Представим себе, прошел дождь. Капли воды просочились по крупным порам вниз. Но вот пласт песка кончился и дальше идет слой глины(водоупор) и капли воды начинают накапливаться. Над глиной в песке образуется слой воды, который ученые называют водоносный горизонт. Первый от поверхности слой воды над первым водоупором получил название грунтовые воды. Уровень грунтовой воды сильно зависит от погоды — если дожди идут часто, вода есть. Если дожди идут редко, воды мало или нет вообще. Это самый загрязнённый слой подземной воды, поскольку фильтрация через грунт была минимальной.

Так же запасы подземных вод образуются там, где водонепроницаемый слой создаёт на своей поверхности углубления. В этих местах образуются подземные реки от более высоких углублений к более низким. Пласт водоупора может быть не сплошным, в этом случае вода поступает в образующиеся в нем «окна». Пласты водоупора могут где-то заканчиваться или, как говорят геологи, выклиниваться. В местах, где водонепроницаемый слой прерывается, вода спускается на более низкий уровень.

Таким образом вода попадает в более низкие водоносные слои. Глубина залегания таких слоев начинается от 30 метров и может достигать 300  и глубже. Чем глубже залегает вода, тем она чище и тем меньше уровень воды зависит от выпадения осадков.

Далее вода уходит ещё глубже под землю, либо изливаются на поверхность в виде родников, ключей, гейзеров, источников и прочих подобных явлений. Кроме естественного выхода подземных вод существуют и искусственный — это скважины.

Все статьи >>

Подземные воды – Всё самое интересное!

Продолжаем пополнять раздел “Вода” и подраздел “Виды воды” новыми видами воды. Сегодня в гостях – подземные воды. Мы поговорим про то, что такое подземные воды, откуда они берутся и куда деваются. По ходу развеем парочку общеобычных заблуждений на тему подземных вод.

Подземные воды – это собирательное название разнообразных залежей воды под землёй. Вода под землёй бывает пресная, очень пресная, солоноватая, солёная, сверхсолёная (например, в криопегах, которые мы затронули в статье “Разнообразие воды в мире“).

Общее для всех интересных типов подземных вод: они располагаются над водонепроницаемым слоем почвы. Водонепроницаемый слой почвы – это грунт, который содержит большое количество глины (не пропускает воду) или грунт из сплошной скальной породы с минимальным количеством трещин.

Если выйти на улицу и расстелить на земле лист полиэтилена, то получится не что иное, как модель водонепроницаемого слоя почвы. Если налить на полиэтилен воду, то она соберётся во впадины, будет перетекать из более высоко расположенных мест в более низкие. Получится модель распределения подземных вод. А если в полиэтилене сделать несколько дырочек разного размера, получится модель проникновения верхних вод в нижележащие горизонты.

Точно так же запасы подземных вод образуются там, где водонепроницаемый слой создаёт углубления. Образуются подземные реки от более высоких углублений к более низким. В местах, где водонепроницаемый слой прерывается, верхние воды спускаются на нижний уровень.

В виде рисунка это можно представить так:

Теперь о том, откуда появляются подземные воды.

Основной источник: дождь. Дождь выпадает, впитывается в землю. Вода проникает через рыхлые верхние рыхлые слои почвы и скапливается в углублениях верхнего водонепроницаемого слоя земли. Этот тип воды называется “верховодка”. Он сильно зависит от погоды – если дожди идут часто, вода есть. Если дожди идут реже, воды мало или нет вообще. Также это самый загрязнённый слой подземной воды, поскольку фильтрация через грунт была минимальной, и вода содержит всё – и нефтепродукты, и удобрения, и ядохимикаты и т.д. и т.п. Глубина залегания этого типа воды в основном от 2 до 10 метров.

Далее, в местах разрыва верхнего водонепроницаемого слоя дождевая вода попадает в более низкие водоносные горизонты. Их количество различно, глубина залегания также очень отличается. Так, верхняя граница начинается от 30 метров и может достигать 300 и глубже. Кстати, например, на Украине, частным лицам запрещено использовать воду глубже 300 метров, так как это – стратегический запас страны.

Интересная закономерность – чем глубже расположен водоносный горизонт, тем реже в нём встречаются места связи с более верхними слоями. Так, например, в пустыне Сахара используют подземные воды, которые попали под землю в Европе. Другая закономерность – чем вода глубже, тем она чище и тем менее она зависит от выпадения осадков.

Часто считается, что подземные воды расположены в пустотах. Это случается, но в основном подземные воды – это смесь песка, гравия, других минералов и большого количества воды.

Было сказано, откуда подземные воды берутся, как перемещаются, но не было сказано, куда они деваются. А деваются они либо ещё глубже под землю, либо изливаются на поверхность в виде родников, ключей, гейзеров, источников и прочих подобных явлений. Так, например, Днепр берёт своё начало из-под земли где-то в Белоруссии. Возле мыса Айа (Крым, недалеко от Севастополя), есть источник пресной воды, бьющий в море. Я сам не видел (он держится в тайне:), но ныряльщик рассказывал: ныряешь с бутылкой, открываешь её под водой горлышком вниз, туда набирается пресная вода.

Помимо естественных типов выхода подземных вод существуют и искусственные. Это скважины. И со скважинами связано такое интересное явление, как артезианские воды. Давно, во Франции, в Артезе, пробурили скважину в поисках воды. А вода стала бить из скважины фонтаном. То есть, артезианские воды – это такие воды, которые поднимаются из-под земли без помощи насосов. Таких случаев немного, чаще всего попадаются безнапорные скважины.

Итак, как и всё в природе, подземные воды имеют начало, изменение и конец – они попадают под землю с дождём, путешествуют под землёй из слоя в слой и в конце концов изливаются на поверхность.

Круговорот подземных вод, так сказать 🙂

Из каких слоев берется подземная вода. Подземные воды Ленинградской области.


Несмотря на то, что человека всегда и всюду окружала вода (реки, озера, ручьи), время зарождения интереса к подземным водам и начало их практического использования теряются в глубине тысячелетий. Есть все основания полагать, что уже задолго до начала нашей эры в Древнем мире, применяли подземную воду. И не только в местах ее естественного выхода на поверхность в виде родников, но и получали бурением скважин. Буровые технологии, играющие сегодня экстраважную роль в развитии цивилизации (нефте- и газодобыча решающим образом определяют лицо современного мира) начиналась с бурения на воду.


 


 


Предваряя ответ на вопрос, «из каких слоев берется подземная вода?», будет небесполезным определиться с тем,


 


Что такое подземные воды, и какое место они занимают в водных ресурсах планеты Земля?


 



Подземные воды содержатся в горных породах земной коры. И не только в жидком, но в парообразном и твердом состоянии. Подземные воды ─ составная часть гидросферы ─ прерывистой водной оболочки Земли, представляющей собой совокупность всех видов природных вод: океанов, поверхностных вод суши, подземных вод, ледников. А если смотреть более широко, ─ то еще и атмосферной воды, а также воды, содержащейся внутри живых организмов.


 


Какова же доля подземных вод в гидросфере? По разным данным от 94 до 98 % ее состава ─ это Мировой океан. Но если говорить о жизненно необходимой человеку пресной воде ─ значение подземных вод огромно. Земные недра хранят влаги втрое больше, чем полярные ледники, в 200 раз больше, чем внутренние водоемы и в 50 000 (!) раз больше, чем все реки Земли вместе взятые. 


 


 


Очевидно, что слова «подземные воды» объединяют огромное число самых разных природных объектов, поэтому заслуживает внимания вопрос,


 


Подземные воды ─ какие они? 


 



Любая классификация ─ и подземных вод тоже ─ достаточно условна и во многом зависит от того под каким углом зрения и с учетом каких аспектов подойти к классифицируемому явлению.


 


В зависимости от таких факторов как гранулометрический состав (особенно его однородность), минеральный состав, пористость, температура, давление и других, воды, содержащиеся в горных породах (они же ─ подземные), принято разделять на 7 категорий.


 


В воздухе, заполняющем пустоты, поры и трещины может находиться парообразная вода, а в мерзлых горных породах в зонах вечной мерзлоты ─ замороженная вода в твердом состоянии.


 


Гигроскопичные (адсорбированные) и  пленочные подземные воды прилипают к твердым веществам под действием молекулярных сил.


 


Капиллярная вода под действием сил поверхностного натяжения заполняет капиллярные поры, стыки и тонкие трещины.


 


Химически связанная вода принимает участие в строении кристаллических решеток различных минералов.


 


Все эти воды принято считать связанными.


 


Наибольший практический интерес вызывает свободная (гравитационная) вода, подчиняющаяся главным образом действию силы тяжести, градиента напора (в верхних водоносных горизонтах) и геостатическому давлению (в глубокозалегающих горизонтах).


 


Именно гравитационная вода, легко отдаваемая горными породами, добывается для водоснабжения.


 


Все вышеперечисленные формы взаимосвязаны. Четкой границы между ними нет. Вместе они образуют подземную гидросферу.


 


Подземные воды классифицируют также в зависимости от пустот водовмещающих пород.


 


Поровые (порово-пластовые) воды залегают в обломочных породах ─ песках, галечниках  и др.


 


Трещинные (жильные, трещинно-пластовые, трещинно-жильные) циркулируют в нарушенных трещинами плотных осадочных, магматических и метаморфических горных породах; характеризуются высокими фильтрационными свойствами, низкой минерализацией, слабо- или безнапорным режимом.


 


Карстовые (трещинно-карстовые, карстово-пластовые) встречаются в растворимых породах (известняках, доломитах, гипсах и др.).


 


В Ленинградской области представлены преимущественно порово-пластовые, трещино-пластовые и карстово-пластовые воды.


 


Один из важнейших аспектов классификации –


 


Условия залегания подземных вод


 


В верхней части геологического разреза, поры и трещины в горных породах содержат не только воду, но и атмосферный воздух. Это ─ т. н. зона аэрации ─ место, где находятся почвенные воды. Они образуются как за счет поступающих атмосферных осадков, так и миграции грунтовых вод. Именно почвенные воды, словно сок земли, проступают на поверхность, стоит копнуть ее лопатой. При их избытке происходит заболачивание. Уровень почвенных вод непостоянен, и говорить об их использовании, почти не приходится.


 


Если почвенные воды находят водоупорное ложе, сложенное водонепроницаемыми породами, они переходят в новое качество, становясь, тем, что носит название «верховодка». Мощность слоя верховодки редко превышает несколько метров. Верховодка очень зависит от рельефа и климатических условий. В ней, как правило, содержится значительное количество органических веществ, а ее санитарное состояние часто вызывает много вопросов.


 


Если содержащие свободную (гравитационную) воду рыхлые отложения или верхняя трещиноватая часть коренных пород залегает на первом от поверхности выдержанном водоупоре, образуя стабильный водоносный горизонт («стабильный» в данном случае ─ ключевое слово), появляются основания употреблять термин грунтовые воды.    


 


Поверхность грунтовых вод свободна. При вскрытии скважиной их уровень не меняется. Говорят о потоках и бассейнах грунтовых вод. Потоки образуются при их движении к ближайшему понижению; бассейны – в понижениях водоупорного основания. Часто встречается сочетание потоков и бассейнов.


 


Глубина залегания грунтовых вод закономерно изменяется от полюсов к экватору, в северном полушарии увеличиваясь с севера на юг. В средней полосе она составляет несколько метров. Грунтовые воды играют заметную роль как источники, в т. ч. хозяйственно-питьевого водоснабжения.


 


Артезианские воды – это подземные межпластовые напорные воды. Межпластовые означает – находящиеся в водоносных горизонтах, перекрытых и подстилаемых водоупорными пластами. Гидростатический напор обуславливает подъем уровня воды над кровлей пласта при его вскрытии скважинами. Режим артезианских вод мало зависит от поверхностных факторов. Темп водообмена на глубинах в несколько сотен метров измеряется столетиями, а на километровой и более – десятками и сотнями тысяч лет.


 


Как правило, близкие к поверхности слои пресные, но с глубиной их минерализация возрастает, они могут становиться солеными или рассолами.


 


Артезианские водоносные горизонты и комплексы образуют артезианские бассейны. Основную часть территории Ленинградской области занимает Ленинградский артезианский бассейн. На Юго-востоке вклинивается Московский артезианский бассейн, а на крайнем Северо-Западе – Восточно-Балтийский гидрогеологический массив. 


 


 


И здесь подошло время подробнее сказать, о формах или,  употребив совсем не научную терминологию, ─ о форматах залегания подземных вод.


 


«Форматы» залегания подземных вод


 


Даже беглого взгляда на любую геологическую, в т. ч. гидрогеологическую карту достаточно, чтобы понять, насколько она сложнее и мозаичнее любой политической карты, как насыщенна непонятными для непосвященного значками и терминами ее легенда. Таким же запутанным и многообразным выглядит геологический разрез, отображающий строение верхних слоев земной коры, часть которой составляют водовмещающие породы.


Чтобы всю эту мозаику и хаос привести к какому-то общему знаменателю, используется понятие водоносный горизонт. Под этим термином объединяют толщу пород, которые есть основания рассматривать как единое целое.  


  


Как было сказано выше, выделяют напорные (расположенные между водоупорными толщами) и безнапорные (или грунтовые) водоносные горизонты. Кроме того они могут быть однослойными, двухслойными и многослойными, а по типу водоупорного ложа ─ наклонными, горизонтальными, смешанными.


 


Когда строение обводненной толщи пород особенно сложное, и вычленить выдержанные водоносные горизонты не получается, используют термин водоносный комплекс, объединяя под ним водоносные зоны, относящиеся к горным породам определенного возраста.


 


Скопления подземных вод разделяют на два основных типа:


● пластовые ─ они приурочены к слоистым осадочным толщам в пределах платформ и предгорных равнин;


● трещинные ─ тяготеют к изверженным, метаморфическим или сильно метаморфизованным породам.


 


В одном из недавних докладов «О состоянии окружающей среды в Ленинградской области», составленном областным Комитетом по природным ресурсам подземные воды региона, представленные двумя большими группами (воды в молодых четвертичных отложениях и воды в древних дочетвертичных горных породах) разделены на 23 водоносных горизонта и комплекса.


 


Подробную информацию о подземных водах российского региона под номером 47 (Ленинградской области) трудно уместить даже в толстых фолиантах, поэтому только несколько штрихов к портрету того, что называется


 


Подземные воды Ленинградской области


 


Основная часть территории Ленинградской области хорошо обеспечена пресными подземными водами.


 


Большая часть из них продолжает оставаться экологически безупречными. В той или иной степени загрязнено менее 10 % подземных вод. Имеются две региональные депрессии: в кембрийском водоносном комплексе почти на всем Юго-Западе области, а в вендском водоносном комплексе – вокруг города Сланцы.


 


Воды Ордовикского водоносного комплекса охватывающего значительную территорию, включая Волосовский, Волховский, Гатчинский, Кингисеппский, Киришский, Кировский, Ломоносовский и Лужский районы Ленинградской области, а также юго-западную часть Санкт-Петербурга, широко используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Пресная, с повышенной жесткостью, вода этого комплекса, содержащаяся в трещиноватых закарстованных известняках и доломитах, имеет выраженную связь с атмосферными осадками и поверхностными водами.


 


Преимущественно напорные и высоконапорные воды залегающего под четвертичными отложениями на глубине 1–10 м кембро-ордовикского водоносного комплекса добывают в Волховском, Гатчинском, Кингисеппском, Кировском, Лужском, Сланцевском и Тосненском районах. К югу и юго-востоку он погружается на глубину более 200 м, а его мощность существенно увеличивается – от 2-4 до 50-60 м.


 


Воды Нижнекембрийского (ломоносовского) водоносного горизонта мощностью 1-25 м в силу низкой водообильности используются для водоснабжения объектов с небольшой водопотребностью в западной части области. Водовмещающие породы – песчаники, переслаивающиеся с глинами. Глубина на побережье Финского залива 4-14 м, на западе области – свыше двухсот метров. Мощность также увеличивается в этом направлении – с 5-12 до 35–65 метров.


 


Почти повсеместно кроме северной и северо-западной части территории области представлены воды Вендского водоносного комплекса. Водовмещающие породы – преимущественно песчаники. Глубина залегания увеличивается от 100-140 м в центральной части области до 600 метров и выше – в южной. Мощность растет с северо-запада на юго-восток от 40–70 до 200–250 м.


 


В Приозерском и Выборгском районах для водоснабжения используются воды архейско-нижнепротерозойского комплекса кристаллических пород, сложенного разнообразными кристаллическими сланцами, гранито-гнейсами, гнейсами и другими породами. Комплекс отличает низкая водообильность. В юго-восточном направлении воды становятся минерализованными и малопригодными для водоснабжения.  


 


Пресные воды гдовского водоносного комплекса распространены в северной части Карельского перешейка.


 


Подземные воды верхнепротерозойского водоносного комплекса применяются для водоснабжения в восточной части области, например, в районе пос. Вознесенье.


 


У подземных вод есть несколько неоспоримых преимуществ перед пресными поверхностными. Во-первых, их запасы намного больше. Во-вторых, они есть там, где наблюдается острейший дефицит поверхностных вод ─ в зонах пустынь и полупустынь, степях и т. д. И наконец, подземные воды не так уязвимы к пагубному воздействию цивилизации. Защищенные слоями водоупорных пород они гораздо дольше, чем реки и озера, способны сохранять свою первозданную чистоту.


 


 



А ведь чем дальше, тем большее значение для развития экономики и роста (или хотя бы поддержания на достойном уровне) благосостояния населения будут иметь доступ к водным ресурсам и качество этих ресурсов. Более того,  дефицит чистой пресной воды способен поставить под вопрос само существование цивилизации.


 


Как говорится в докладе ООН «Управление водными ресурсами в условиях неопределенности и риска», вода является единственным средством, с помощью которого могут быть в совокупности решены основные глобальные проблемы человечества: кризисы ─ экономический, продовольственный, энергетический, и катастрофические изменения климата.


 


А потому есть все основания утверждать, что значение подземных вод со временем будет неуклонно возрастать, вне зависимости от того откуда (из каких слоев) они добываются.


 


 


 

Вода в подземных шахтах — какой она бывает и куда исчезает? — Энциклопедия горношахтного оборудования

При любых горных работах, предполагающих значительное углубление в грунт и проходку разных его слоев, в том числе водоносных, в выработки стекают подземные воды. Часть из них просачивается с поверхности и представляет собой впитывающиеся в землю осадки, другая часть — исключительно грунтовые воды, количество которых связано с гидрогеологическими условиями в районе организации шахты и с сезонными особенностями. Объем воды, стекающей во все относящиеся к одной шахте горные выработки за час или сутки — это т.н. приток. Существует у шахтеров и другое понятие, связанное с подземными водами — относительная водообильность, измеряемая количеством воды, которая приходится на 1 т добываемого материала. Даже при разработках в засушливых районах владельцам шахт важно учитывать не только стоимость буровых установок и другого специального оборудования, но и стоимость организации шахтного водоотлива, чтобы предотвратить обрушения, затопления и другие неприятные последствия, влекомые оставленными без контроля подземными водами.

Если оценивать шахтные воды по количеству растворенных в них минералов и органических веществ, их можно разделить на жесткие, опресненные и кислые. На жесткость влияет наличие в воде извести. Если этот параметр превышает 30 мг/л, жесткость считается крайне высокой. В кислой воде много растворенной серной кислоты — врага металлических конструкций, коими изобилует любая шахта: рельс, труб, насосного оборудования, перегружателей и др. Исключительно вредными кислые воды начинают считаться при наличии в них от 10 мг/л свободной серной кислоты. Умывшись такой водой, человек рискует получить ожог глаз, ввиду чего контактировать с грунтовыми водами в горных выработках следует с осторожностью, полностью исключая их питье. Нельзя пить в забое также потому, что в подземных водах могут содержаться болезнетворные бактерии и вирусы.    

Воду из выработок откачивают насосами и направляют в трубы. Если позволяет уклон выработки — удаляют самотеком, выкапывая неглубокие канавы, ведущие к стволу. Проходя по канавам, вода оказывается в специальных накопительных резервуарах, находящихся рядом со стволом, затем попадает в водоотливные машины, проходит через каскад центробежных насосов и поступает на поверхность.

Поток подземных вод и водный цикл

• Школа водных наук ГЛАВНАЯ • Темы подземных вод • Водный цикл •

Компоненты круговорота воды »Атмосфера · Конденсация · Испарение · Эвапотранспирация · Пресноводные озера и реки · Поток подземных вод · Накопление подземных вод · Снег Накопление льда и снега · Океаны · Осадки · Таяние снегов · Источники · Ручьи · Сублимация · Поверхностный сток

Воды больше, чем вы можете видеть.

Разгрузка подземных вод происходит из источников в известняковой стене Редволл в Гранд-Каньоне в реку Колорадо в районе Васи-Парадайз.

Авторы и права: R.A. Макниш, USGS

Вы видите воду вокруг себя каждый день в виде озер , рек , льда, снега и дождя . Есть также огромное количество невидимой воды — воды, существующей в земле . И хотя грунтовых вод не видно, они сейчас движутся под вашими ногами.Как часть водного цикла , подземные воды являются основным источником стока во многих ручьях и реках и оказывают сильное влияние на речные и водно-болотные среды обитания растений и животных. Люди использовали грунтовые воды тысячи лет и продолжают использовать их сегодня, в основном для питьевой воды и орошения . Жизнь на Земле зависит от грунтовых вод точно так же, как и от поверхностных вод .

Под нашими ногами текут реки… миф?

Вы когда-нибудь слышали, что есть реки с водой, текущие под землей? Как вы думаете, это правда? На самом деле, это в значительной степени миф. Несмотря на то, что есть пещеры, лава и ледяные трубы, а также горизонтальные источники, которые могут переносить воду, подавляющее большинство подземных вод занимает пространства между камнями и подземным материалом. Обычно подземная вода больше похожа на воду в губке. Он занимает промежутки между частицами почвы и горной породы. На определенной глубине ниже поверхности земли пространства между почвой и частицами породы могут быть полностью заполнены водой, в результате чего образуется водоносный горизонт , из которого грунтовые воды могут откачиваться и использоваться людьми.

Подземные водотоки

Подземные воды протекают под землей … с разной скоростью

Часть осадков , которые выпадают на сушу , проникают в землю и становятся грунтовыми водами. Если вода достигает уровня грунтовых вод (ниже которого почва насыщена), она может перемещаться как по вертикали, так и по горизонтали. Вода, движущаяся вниз, также может встречаться с более плотными и водостойкими непористыми породами и почвой, что заставляет ее течь более горизонтально, как правило, к ручьям, океану или глубже в землю.

Если подземные воды хотят быть достойным участником круговорота воды, они не могут быть полностью статичными и оставаться там, где они есть. Как показано на диаграмме, направление и скорость движения подземных вод определяется различными характеристиками водоносных горизонтов и ограничивающих слоев подземных пород (в которые вода с трудом проникает) в земле. Движение воды под землей зависит от проницаемости (насколько легко или трудно перемещаться воде) и от пористости (количества открытого пространства в материале) подземной породы.Если скала имеет характеристики, позволяющие воде относительно свободно перемещаться по ней, то грунтовые воды могут перемещаться на значительные расстояния за несколько дней. Но подземные воды также могут опускаться в глубокие водоносные горизонты, где требуется тысячи лет, чтобы вернуться в окружающую среду, или даже уходить в глубокое хранилище подземных вод , где они могут оставаться в течение гораздо более длительных периодов.

Иногда, когда копаешь яму … берегись!

Если водоносный горизонт находится под достаточным давлением, артезианская скважина , вскрывающая водоносный горизонт, может привести к выбросу воды под давлением над поверхностью земли.

Вода в бутылках — очень популярный напиток во всем мире. Иногда это связано с тем, что местная питьевая вода более низкого качества, а иногда просто для удобства. Некоторая вода в бутылках рекламируется как «вода из артезианских скважин». Действительно ли вода отличается от других грунтовых вод?

Артезианская скважина, Долина Сикамора, Миссури

Кредит: Джеймс Бон

Вода из артезианских скважин практически не отличается от воды из неартезианских скважин, но выходит на поверхность по-другому. На диаграмме выше вы можете видеть, что в земле есть неограниченные и замкнутые водоносные горизонты. Ограничение воды в водоносном горизонте, которое может вызвать давление, определяет, является ли поступающая из него вода артезианской или нет. Скважины, пробуренные в замкнутых водоносных горизонтах, могут давать артезианскую воду.

  • Неограниченные водоносные горизонты: В неограниченных водоносных горизонтах вода просто просочилась с поверхности и пропитала подземный материал. Если люди пробуривают скважину в неограниченном водоносном горизонте, они должны установить насос, чтобы вытолкнуть воду на поверхность.
  • Замкнутые водоносные горизонты: Замкнутые водоносные горизонты имеют слои горных пород над и под ними, которые не очень проницаемы для воды. В водоносном горизонте может существовать естественное давление; давление, которого иногда может быть достаточно, чтобы вытолкнуть воду в колодец над поверхностью земли. Нет, не все замкнутые водоносные горизонты производят артезианскую воду, но, как показывает этот снимок артезианской скважины в Миссури, США, артезианское давление может выталкивать воду на поверхность с большим давлением.

Чем же отличается бутилированная артезианская колодезная вода от другой колодезной воды? В основном компания, которая разливает его по бутылкам, не должна тратить деньги на установку насоса в колодец.

Подземные воды и глобальное водораспределение

Как показывают эти диаграммы, даже несмотря на то, что количество воды, заключенной в грунтовых водах, составляет небольшой процент от всей земной воды , это составляет большой процент от общего количества пресной воды на Земле. Круговая диаграмма показывает, что около 1,7% всей воды Земли составляют грунтовые воды, а около 30,1% пресной воды на Земле приходится на грунтовые воды. Как показано на гистограмме, на Земле существует около 5 614 000 кубических миль ( 3 миль) или 23 400 000 кубических километров ( 3 км) подземных вод.Около 54 процентов являются солеными, а остальные 2 526 000 миль 3 (10 530 000 км 3 ), около 46 процентов, пресноводных .

Одна оценка глобального распределения водных ресурсов
Источник воды Объем воды,
кубических миль
Объем воды,
кубических километров
% от общего количества воды В процентах от общего количества пресной воды
Пресные подземные воды 2,526,000 10 530 000 0.8% 30,1%
Подземные воды 5 614 000 23 400 000 1,7%
Всего мировых водных ресурсов 332 500 000 1,386,000,000

Источник: Глейк П. Х., 1996: Водные ресурсы. В Энциклопедии климата и погоды, изд. С. Х. Шнайдер, Oxford University Press, Нью-Йорк, т. 2. С. 817-823.

Вы думаете, что знаете о грунтовых водах?
Пройдите наш тест «Подземные воды» верно / неверно , который является частью нашего Центра деятельности .

Источники и дополнительная информация:

Значок викторины, сделанный mynamepong с сайта www.flaticon.com

Происхождение и количество подземных вод на Земле

Происхождение

Большая часть подземных вод образуется в виде метеорной воды из осадков в виде дождя или снега. Если она не теряется в результате испарения, транспирации или сточных вод, вода из этих источников может просачиваться в землю.Первоначальные количества воды от осадков на сухой почве удерживаются очень плотно в виде пленки на поверхности и в микропорах частиц почвы в ленте почвенной смеси. На промежуточных уровнях пленки воды покрывают твердые частицы, но воздух все еще присутствует в пустотах почвы. Эта область называется ненасыщенной зоной или зоной аэрации, а присутствующая вода — это водянистая вода. На более низких глубинах и при наличии достаточного количества воды все пустоты заполняются для создания зоны насыщения, верхним уровнем которой является уровень грунтовых вод.Вода, находящаяся в зоне насыщения, называется подземной водой [3].

Пористость и структура грунта определяют тип водоносного горизонта и подземную циркуляцию. подземные воды могут циркулировать и накапливаться во всем геологическом пласте: это имеет место в пористых почвах, таких как песок, песчаник и аллювий. Он может циркулировать и накапливаться в трещинах или разломах в плотных породах, которые сами по себе не проницаемы, как большинство вулканических и метаморфических пород. Вода просачивается сквозь скалы и циркулирует из-за локализованных и рассредоточенных трещин.Для известняка типичны плотные породы крупных трещин или каверн.

Количество на Земле

На Земле примерно 3% всей воды составляет пресная вода. Из них подземные воды составляют 95%, поверхностные воды 3,5% и влажность почвы 1,5%. Из всей пресной воды на Земле только 0,36% доступно для использования ( Leopold, 1974, ).
Подземные воды — важный источник водоснабжения. 53% населения США получает воду из подземных источников.Подземные воды также являются основным источником промышленного и сельскохозяйственного использования.

Мы забираем воду из подземных водоносных горизонтов быстрее, чтобы ее можно было пополнить. Несмотря на свои огромные размеры, водоносные горизонты мира не бездонны, и во многих районах уровень воды быстро опускается. Вода в некоторых водоносных горизонтах насчитывает тысячелетия и находится ниже того, что сейчас является одним из самых засушливых регионов на Земле. Хотя люди топили воду из источников и колодцев с самых ранних цивилизаций, за последние 50 лет растущему числу людей требовалось больше еды и воды, и темпы отказа от них резко возросли.
В некоторых прибрежных районах из водоносных горизонтов было забрано столько пресной воды, что соленая вода начала вторгаться, делая воду из колодца солоноватой и непригодной для использования. Для получения дополнительной информации посетите нашу веб-страницу вторжений морской воды.
В некоторых районах опорожнение водоносных горизонтов вызвало серьезное оседание или значительное понижение уровня грунтовых вод . Некоторые поразительные случаи перечислены здесь [13]:

США:
Сан-Иоахим Вэлли, Калифорния — 10 метров
Феникс, Аризона — более 1 метра
Хьюстон — Галвестон, Техас — 1 метр
Милуоки — уровень грунтовых вод упал 114 метров к 1976 году
Чикаго, штат Иллинойс — уровень грунтовых вод упал на 274 метра к 1979 году.С тех пор частично восстановлено из-за снижения добычи.
Водоносный горизонт Огаллала — некоторые скважины закончились в Оклахоме, Канзасе и Техасе, где уровень грунтовых вод упал на 30 метров

Мексика:
Мехико — центр города опустился на 7,5 метров с 1950 года
Сьюдад-Хуарес / Эль-Пасо (граница США) — ожидается, что водоносный горизонт, поддерживающий 1,5 миллиона человек, будет истощен в течение 30 лет

Ливия:
Ливия добывает 1 миллиард кубометров воды в год из ниже Сахары и по трубопроводу к ее фермам и городам на севере

Ливан:
Разработка водоносного горизонта под Триполи приводит к ежегодному дефициту в 3 раза. 8 миллионов кубических метров

Йемен:
Уровень грунтовых вод снижается примерно на 2 метра в год. Колодцы были вырыты безуспешно на глубину 2 км

Белуджистан, Пакистан:
Уровень грунтовых вод падает на 3,5 метра в год

Пенджаб, Индия и Пакистан:
Уровень грунтовых вод падает на 1 метр в год

Северно-Китайская равнина:
уровень грунтовых вод падает на 3 метра в год

Подземные воды также подвержены влиянию гидротехники: на протяжении десятилетий и столетий из-за неправильного сброса отходов в окружающую среду и подземные области многие грунтовые воды становились загрязненными.Усилия по защите качества и количества грунтовых вод были предприняты в сотрудничестве между всеми правительственными учреждениями, промышленными организациями и исследователями. [4]

Здесь вы найдете карту распределения подземных вод на Земле [11].

Щелкните здесь, чтобы ознакомиться с определениями грунтовых вод, узнать больше о их свойствах, источниках в Европе или проблеме их загрязнения.
Для получения дополнительной информации о глобальном распределении воды на Земле см. Наш FAQ по количеству воды .

Откуда берутся грунтовые воды?

Мы много говорим о грунтовых водах, но давно не объясняли, что это такое.

По данным Геологической службы США, грунтовые воды есть практически повсюду на Земле. Он различается по количеству и расстоянию от поверхности. «Уровень грунтовых вод может быть глубоким, например, под склоном холма, или мелким, например, под долиной. Уровень грунтовых вод может повышаться или понижаться в зависимости от нескольких факторов », — заявляет Геологическая служба США.

Эти «несколько факторов» включают в себя дожди и таяние снега, восстанавливающие грунтовые воды, и засуху, которые могут вызвать падение уровня грунтовых вод.

Когда идет дождь или тает снег, часть жидкости следует по поверхности земли, пока не попадет в ручьи и озера. Часть этой поверхностной воды испарится (как туман, поднимающийся над горячими дорогами после шторма) и вернется в облака. Некоторые из них опускаются в землю, попадая в ловушку в почве, камнях или корнях, пока растение не всасывает их (а затем снова выпускает их в воздух через транспирацию), а некоторые из них опускаются еще дальше.

Изображение любезно предоставлено USGS

Он «движется вниз через пустые пространства или трещины в почве, песке или камнях, пока не достигнет слоя породы, через который вода не может легко пройти.Затем вода заполняет пустоты и трещины над этим слоем », — заявляет Геологическая служба США. «Верхний слой воды в почве, песке или камнях называется уровнем грунтовых вод, а вода, заполняющая пустоты и трещины, называется грунтовыми водами».

Грунт и скала, через которые легко проходит вода, называются водоносным горизонтом. «Водоносные горизонты обычно состоят из гравия, песка, песчаника или трещиноватой породы, такой как известняк», — заявляет Геологическая служба США. Глина или сланец — плохие материалы для водоносного горизонта, потому что они замедляют или останавливают прохождение воды.

Почему грунтовые воды так важны? Потому что, во-первых, многие из нас используют его для питья, купания, орошения и многого другого. LCA использует несколько колодцев, которые попадают в подземные воды. Геологическая служба США заявляет, что более половины всех людей в этой стране используют грунтовые воды, и около трех четвертей городов и предприятий страны также используют их.

Поскольку наши подземные воды являются таким ценным ресурсом, важно сохранить их, а также защитить от загрязнения.Как отмечает USGS, он может быть заражен, как и любой другой источник воды: просачивание со свалок, из септических резервуаров, из негерметичных подземных топливных резервуаров, а также от удобрений или пестицидов.

В следующий раз, когда вы будете пить, поливать лужайку или принимать душ, подумайте о том, как вода прошла до того, как попала в ваш дом!

Подземные воды | Национальное географическое общество

Вода, которая спустилась с поверхности почвы и собралась в промежутках между отложениями и трещинами внутри породы, называется подземной водой. Подземные воды заполняют все пустые пространства под землей в так называемой насыщенной зоне, пока не достигают непроницаемого слоя породы. Подземные воды содержатся и проходят через массивы горных пород и отложений, называемые водоносными горизонтами. Время, в течение которого грунтовые воды остаются в водоносных горизонтах, называется временем их пребывания, которое может широко варьироваться от нескольких дней или недель до 10 тысяч лет и более.

Вершина насыщенной зоны называется уровнем грунтовых вод, а над уровнем грунтовых вод находится ненасыщенная зона, где промежутки между камнями и отложениями заполнены как водой, так и воздухом.Вода в этой зоне называется почвенной влагой и отличается от грунтовых вод.

Существующие подземные воды могут выводиться через родники, озера, реки, ручьи или искусственные колодцы. Он пополняется за счет осадков, таяния снегов или просачивания воды из других источников, включая орошение и утечки из систем водоснабжения.

Для искусственного сброса грунтовых вод в водоносный горизонт необходимо пробурить скважину, а для скважины обычно требуется насос, чтобы перекачивать воду вверх из водоносного горизонта. Артезианские скважины бурятся в водоносные горизонты, которые ограничены непроницаемым слоем породы как сверху, так и снизу, и давление воды из источника подпитки, расположенного выше точки выхода из скважины, заставит грунтовые воды вытолкнуться вверх через артезианскую скважину с использованием насоса ненужный.

Одна из важных причин, по которой грунтовые воды добываются из колодцев, — это питьевая вода. Фактически, подземные воды обеспечивают питьевой водой более 50 процентов населения США, в том числе почти 100 процентов сельского населения США.С. население. Он также используется в бытовых, промышленных и коммерческих целях, хотя большая часть подземных вод фактически используется для орошения сельскохозяйственных угодий.

Мы должны позаботиться о том, чтобы не откачивать сразу слишком много грунтовых вод. Это может привести к пересыханию колодцев, если количество воды, поступающей в результате подпитки, не будет соответствовать нашим темпам удаления грунтовых вод. Это уже произошло в Ист-Портервилле, Калифорния, где продолжительная засуха вынудила людей пробурить более глубокие скважины, что привело к снижению уровня грунтовых вод и дальнейшему пересыханию скважин.Еще одна угроза подземным водам — ​​это загрязнение удобрениями, пестицидами и отходами из септиков, которые могут просачиваться в водоносные горизонты с поверхности почвы.

Подземные воды находятся повсюду под поверхностью почвы и могут постоянно присутствовать во многих местах, если им позволено пополняться. Даже в засушливых условиях он поддерживает течение рек и ручьев, пополняя их, обеспечивая ценную замену осадкам.

Как колодцы получают воду из подземных рек?

Категория: Науки о Земле Опубликовано: 16 июля 2013 г.

Большинство колодцев получают воду не из подземных рек, а из водоносных горизонтов.Водоносные горизонты — это слои горных пород и почвы, через небольшие поры которых течет вода. По большей части под земной поверхностью нет гигантских пещер с бурными потоками воды, быстро текущими через них. Вместо этого грунтовые воды медленно и мягко капают через небольшие промежутки внутри скал, между камнями и между сыпучими материалами, такими как песок и гравий. Фактически, воде в водоносных горизонтах могут потребоваться годы или столетия, чтобы вернуться на поверхность, как показано на рисунке. Типичный расход воды в водоносных горизонтах составляет десять футов в год.По этой причине, если в регионе не будет дождя в течение нескольких недель, колодцы не сразу станут сухими.

Расходы грунтовых вод через разные слои. Изображение в открытом доступе, источник: USGS.

Новая вода, например, от дождя или талого снега, капает в землю через поры и трещины в камнях и почве. Часть воды прилипает к грязи и камням у поверхности, а часть продолжает стекать вниз. Слой земли прямо под поверхностью представляет собой смесь камня, почвы, воды и пузырьков воздуха.Когда сила тяжести втягивает воду в землю достаточно глубоко, она заполняет все возможные поры и трещины, заставляя пузырьки воздуха подниматься вверх. На этой глубине земля насыщается водой. Граница между ненасыщенным грунтом и насыщенным грунтом называется уровнем грунтовых вод. Точное расположение уровня грунтовых вод зависит от того, сколько там новой воды, как быстро вода утекает и насколько проницаема земля.

Если вы выкопаете яму в земле, которая заканчивается над уровнем грунтовых вод, большая часть воды на этой глубине прилипает к частям почвы и камня, так что немного воды выливается в вашу яму.Напротив, если вы выкопаете яму достаточно глубоко, чтобы она оканчивалась ниже уровня грунтовых вод, вода из насыщенного грунта под действием силы тяжести втянется в пустое пространство на дне ямы. В этом случае ваше отверстие заполняется водой, которая капает из отверстий в камнях. Но вода заполняет вашу яму только до уровня грунтовых вод (на самом деле немного ниже). Чтобы вода в лунке поднялась выше уровня грунтовых вод, она должна течь вверх, а не вниз, что не является принципом гравитации. «Колодец» — это просто яма, вырытая достаточно глубоко, чтобы проникать ниже уровня грунтовых вод и, следовательно, заполняться водой. Для извлечения воды из старых колодцев использовались простые ведра на веревках. В более современных колодцах используются насосы, которые всасывают воду в скважину. Насосы можно приводить в действие вручную, с помощью прикрепленной ветряной мельницы или электродвигателя. При рытье нового колодца необязательно искать подземную реку. Вам просто нужно копать достаточно глубоко, чтобы добраться до уровня ниже уровня грунтовых вод.

Что-то интересное может случиться, если слой непроницаемой породы находится над слоем проницаемой породы, заполненной водой, и если непроницаемая порода наклоняется вниз.Вода, текущая на нижнем уровне, захватывается водонепроницаемым верхним уровнем, создавая замкнутый водоносный горизонт. По мере того, как вода течет вниз без выхода, давление растет. Если яма вырыта в земле достаточно глубоко, чтобы доходить до закрытого водоносного горизонта, давление может быть достаточно большим, чтобы вода в колодце поднималась без какой-либо помощи насоса. Такой колодец называется проточным артезианским колодцем.

Темы:
водоносный горизонт, окружающая среда, земля, грунтовые воды, проницаемые, вода, грунтовые воды, колодец

Что такое подземные воды? | OARS

Используйте кнопки «следующая страница» и «предыдущая страница» 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 он девается?
Достигнув зоны насыщения под землей, грунтовые воды начинают медленно перемещаться под действием силы тяжести через соединяющиеся поровые пространства, пока не достигнут области разгрузки, где они просачиваются или вытекают в водно-болотные угодья, 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 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 высокого 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 (данные о состоянии 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:
Общество Массачусетса Одубон: Информационный буклет № 1 о грунтовых водах «Знакомство с грунтовыми водами и водоносными горизонтами».Ноябрь / декабрь 1983 г .; Пересмотрено в январе 1993 г.

Массачусетское общество Одубона: 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»

Подземные воды | Информация о воде Земли

Содержание страницы Кимберли Маллен, CPG

Распределение воды на Земле

Земля известна как «Голубая планета», потому что 71 процент поверхности Земли покрыт водой. Вода также существует под землей и в виде водяного пара в воздухе. Вода — конечный источник. Вода в бутылках, потребляемая сегодня, может
быть той же водой, которая когда-то текла по спине шерстистого мамонта. Земля — ​​замкнутая система, а это означает, что очень небольшое количество вещества, включая воду, когда-либо покидает или входит в атмосферу; вода, которая была здесь миллиарды лет назад, все еще здесь
сейчас. Но Земля очищает и пополняет запасы воды через гидрологический цикл.

На Земле много воды, но, к сожалению, лишь небольшой процент (около 0.3 процента), может использоваться даже людьми. Остальные 99,7% находятся в океанах, почвах, ледяных шапках и плавают в атмосфере. Тем не менее, большая часть из 0,3%, которые
можно использовать недостижимо. Большая часть воды, используемой людьми, поступает из рек. Видимые водоемы называются поверхностными водами. Большая часть пресной воды фактически находится под землей в виде почвенной влаги и в водоносных горизонтах. Подземные воды могут
подпитывать ручьи, поэтому река может продолжать течь даже в отсутствие осадков.Люди могут использовать как грунтовые, так и поверхностные воды.

Распределение воды на Земле
  • Вода в океане: 97,2 процента
  • Ледники и другой лед: 2,15 процента
  • Подземные воды: 0,61 процента
  • Пресноводные озера: 0,009 процента
  • Внутренние моря: 0,008 процента
  • Почва Влажность: 0,005%
  • Атмосфера: 0,001%
  • Реки: 0,0001%.

(Ссылка: http: //ga.water.usgs.gov / edu / earthwherewater.html)

(Источник: Nace, USGS, 1967 и The Hydrologic Cycle (Pamphlet), USGS, 1984)

Поверхностные воды намного легче достижимы, поэтому они становятся наиболее распространенным источником питьевой воды. Люди используют около 321 миллиарда галлонов поверхностных вод в день. Ежедневно используется около 77 миллиардов галлонов грунтовых вод. Также существуют проблемы с загрязнением
водоснабжения. Это еще больше ограничивает количество воды, доступной для потребления человеком.Вода встречается во многих разных формах и во многих разных местах. Хотя количество воды, которое существует, кажется, изобилие, доступность
вода для потребления человеком ограничена.

Поверхностные воды

Поверхностные воды можно описать просто как воду, которая находится на поверхности Земли. Сюда входят океаны, реки и ручьи, озера и водохранилища. Поверхностные воды очень важны. Они составляют примерно 80 процентов используемой воды.
ежедневно.В 1990 году одни только Соединенные Штаты использовали приблизительно 327 000 миллиардов галлонов поверхностной воды в день. Поверхностные воды составляют большую часть воды, используемой для коммунального снабжения и орошения. Он играет меньшую роль в майнинге
и животноводство. Океаны, являющиеся крупнейшим источником поверхностных вод, составляют примерно 97 процентов поверхностных вод Земли. Однако, поскольку океаны имеют высокую соленость, вода не пригодна для питья. Усилия
был сделан для удаления соли из воды (опреснение), но это очень дорогостоящее мероприятие.Соленая вода используется в процессе добычи полезных ископаемых, в промышленности и в производстве электроэнергии. Океаны также играют жизненно важную роль в гидрологическом цикле, регулируя
глобальный климат и обеспечение среды обитания для тысяч морских видов.

Реки и ручьи представляют собой текущие поверхностные воды. Сила тяжести естественным образом притягивает воду с большей высоты на меньшую. Реки получают воду из двух источников: грунтовые воды и сток. Реки могут получать воду из
грунт, если они врезаются в грунт, участок, в котором грунт пропитан водой.Это называется основным потоком потока. Сток течет вниз по склону, сначала небольшими ручьями, затем постепенно сливаясь с другими ручьями и ручьями, увеличиваясь.
размером, пока не сформируется река. Эти небольшие ручьи или притоки, в которых начинается река, известны как истоки. Источники из замкнутых водоносных горизонтов также могут вносить свой вклад в реки.

Река рано или поздно впадает в океан. Длину реки определить сложно, особенно если у нее много притоков. Веб-сайт USGS определяет длину реки как «расстояние до точки истока от первоначального истока, где
имя определяет полную длину.»Для того, чтобы вода текла, у реки должна быть улучшенная земля, то есть земля, которая находится на более высоком уровне, чем река. Земля, которая улучшается по сравнению с любой точкой на реке, известна как дренаж
бассейн или водораздел. Гряды возвышенностей, такие как Континентальный водораздел, разделяют два водосборных бассейна. Текущая вода чрезвычайно мощна и играет важную роль в создании ландшафта и в жизни людей. Проточная вода используется для многих
причины, включая ирригацию и производство гидроэлектроэнергии.Реки разрушают ландшафт и изменяют топографию Земли, вырезая каньоны и перемещая почву и наносы, создавая плодородные равнины. Реки несут почву и отложения, которые
были смыты в реку во время дождя или таяния снега. Чем быстрее движется вода, тем больший размер частиц может нести река. Геологическая служба США измеряет количество наносов, которые несет река, путем измерения стока или количества наносов.
воды, протекающей мимо данного участка; и концентрация осадка.Осадки в реке могут быть полезными и вредными. Осадки, отложенные на берегах и в пойме, создают прекрасные сельскохозяйственные угодья. Однако осадок может навредить и даже разрушить
плотины, водохранилища и жизнь в ручье. Кроме того, во время паводков эти отложения могут оставаться в нежелательных местах в виде липкой вонючей грязи.

Измерение расхода воды осуществляется путем определения стадии потока и расхода потока. Стадия потока или точка отсчета — это высота поверхности воды в футах над произвольной контрольной точкой.Расход струи — это измерение
количество воды, протекающей в определенный момент времени. Он измеряется в кубических футах в секунду. Измерение расхода определяет количество воды, протекающей в реке на любой стадии течения. Чтобы сделать это измерение,
ширина реки, а также глубина и скорость воды в различных точках должны быть измерены на нескольких различных стадиях течения. Поперечный разрез реки делится на интервалы и вычисляется площадь каждого интервала.Если бы скорость была
измеряется на разных глубинах на одном и том же вертикальном интервале, затем скорость усредняется. Чтобы определить расход за интервал, площадь умножается на скорость. Чтобы найти расход всего ручья, нужно усреднить все интервалы.
разряды рассчитываются. Важно проводить замеры расхода воды в ручье на различных этапах водотока, даже на этапе паводка.

Река достигает стадии паводка, когда река выходит из берегов. Стадия паводка может быть определена путем измерения уровня воды в ручье или просто высоты воды в ручье, измеренной от дна реки.Поток реки может увеличиваться в геометрической прогрессии.
по мере увеличения габаритной высоты. Таким образом, небольшое увеличение высоты колеи может указывать на то, что река достигла стадии разлива. Наводнения — довольно частое, но опасное стихийное бедствие.

Обычно они возникают из-за того, что шторм или быстрое таяние снега вызвали больше стока, чем может унести ручей. Обрушение плотин, оползни, перекрывающие русла ручьев, и приливы — некоторые другие причины наводнений. Погодные условия могут сильно повлиять на то, когда и
где произойдет затопление.Изучая эти закономерности, геологи могут определить подверженность региона наводнениям в определенное время года. Период повторяемости, измеряемый годами, описывает величину наводнения. Изменения
в водосборном бассейне, например, при заготовке древесины или при строительстве жилых домов, может изменить силу наводнения. Обычно сухая земля, которая покрывается водой во время наводнения, известна как пойма. Ограничения на использование земель в поймах рек
регулируется пойменным зонированием.Были построены дамбы и дамбы, чтобы уменьшить ущерб, причиненный наводнениями.

Когда текущая вода достигает участка земли, который полностью окружен возвышенностями, образуется озеро. Вода не задерживается в этой низкой области, она просто уходит медленнее, чем скорость поступающей воды. Озера могут сильно различаться по
площадь, глубина и тип воды. Большинство озер пресноводны, однако некоторые, например, Большое Соленое озеро и Мертвое море, имеют соленую воду. Вопреки распространенному мнению, водоем — это не то же самое, что озеро.Водохранилище — это искусственное озеро, созданное рекой.
быть запруженным. Вода в водохранилище движется очень медленно по сравнению с рекой. Таким образом, большая часть наносов, которые несет река, оседает на дно водохранилища. В конечном итоге резервуар заполнится осадком и грязью.
и пришли в негодность.

Круговорот воды

Круговорот воды или круговорот воды — это графическое представление того, как вода циркулирует в окружающей среде. Молекулы воды остаются постоянными, хотя они могут меняться между твердой, жидкой и газовой формами.Капли воды в океане испаряются, что
это процесс превращения жидкой воды в водяной пар. Испарение может происходить с поверхности воды, земли и снежных полей в воздух в виде водяного пара. Влага в воздухе может конденсироваться, что является процессом превращения водяного пара в воздухе.
в жидкую воду. Капли воды на внешней стороне стакана с холодной водой представляют собой конденсированную воду. Конденсация — это процесс, противоположный испарению. Водяной пар конденсируется на крошечных частицах пыли, дыма и кристаллах соли, становясь частью облака.После
некоторое время капли воды соединяются с другими каплями и падают на Землю в виде осадков (дождь, снег, град, мокрый снег, роса и иней). После того, как осадки выпали на Землю, они могут перейти в водоносный горизонт в виде грунтовых вод или капель.
может оставаться над землей в виде поверхностных вод. Гидрологический цикл — важное понятие для понимания. Вода имеет множество применений на Земле, например, для потребления людьми и животными, для производства энергии, а также для промышленных и сельскохозяйственных нужд. Осадки — в
форма дождя и снега — тоже важно понимать.Это основной путь, по которому вода в небе спускается на Землю, где она наполняет озера и реки, подпитывает подземные водоносные горизонты и дает напитки растениям и растениям.
животные. Разное количество осадков выпадает на разных участках Земли с разной скоростью и в разное время года.

Одной из проблем круговорота воды на Земле является загрязнение воды. Химические вещества, которые часто попадают в воду, удалить очень сложно, если вообще возможно. Одним из потенциальных источников загрязнения воды является сток, то есть наземный сток воды.В то время как осадки вызывают сток, удаление растительности с земли может увеличить сток в определенной области. Осадки и почва с этих мест, не говоря уже о любых пестицидах или удобрениях, смываются в ручьи,
океаны и озера. Что происходит с дождем после его выпадения, зависит от многих факторов, таких как интенсивность и продолжительность дождя, топография земли, почвенные условия, степень урбанизации и густота растительности. Распространенное заблуждение
о дожде, что он имеет форму слезы, когда на самом деле он больше похож на булочку для гамбургера.Капли дождя также бывают разных размеров из-за первоначальной разницы в размере частиц и разной скорости слияния.

Ледники и ледяные шапки

Ледники и ледяные шапки считаются хранилищами пресной воды. Они покрывают 10 процентов суши в мире. Эти ледники в основном расположены в Гренландии и Антарктиде. Ледники Гренландии покрывают почти всю сушу. Ледники
начинают формироваться из-за скопления снега. Когда снегопад превышает скорость таяния в определенной области, начинают образовываться ледники.Это таяние происходит летом. Вес накапливающегося снега сжимает снег, образуя лед. Потому что эти
ледники настолько тяжелые, что могут медленно спускаться с холмов.

Ледники влияют на топографию суши в некоторых областях. Древние ледники образовывали озера и долины. Примером этого являются Великие озера. Длина ледников варьируется от размеров футбольного поля до сотен миль. Они также могут
достигают толщины до 2 миль. Таяние ледников может иметь огромное влияние на уровень моря.По данным Геологической службы США, если бы сегодня все ледники растаяли, уровень моря поднялся бы примерно на 260 футов. Ледники оказали огромное влияние на формирование
поверхности Земли и до сих пор ежедневно влияют на топографию.

Подземные воды

Подземные воды определяются как вода, находящаяся под поверхностью Земли в условиях 100-процентного насыщения (если это насыщение менее 100 процентов, то вода считается почвенной влагой). Девяносто восемь процентов имеющихся на Земле свежих
вода подземная.Ее примерно в 60 раз больше, чем пресной воды в озерах и ручьях. Вода в земле проходит через поры в почве и скале, а также в трещинах и выветрившихся участках коренных пород. Количество порового пространства, присутствующего в
камень и почва известны как пористость. Способность проходить через скалу или почву называется проницаемостью. Измерения проницаемости и пористости в породе и / или почве могут определить количество воды, которая может протекать через эту конкретную среду.
«Высокая» проницаемость и пористость означает, что вода может перемещаться быстро.

Подземные воды встречаются в водоносных горизонтах. Водоносный горизонт — это массив водонасыщенных отложений или горных пород, в котором вода может легко перемещаться. Есть два основных типа водоносных горизонтов: безнапорные и замкнутые. Безнапорный водоносный горизонт — это частично или полностью заполненный водоносный горизонт.
который выставлен на поверхность земли. Поскольку этот водоносный горизонт находится в контакте с атмосферой, на него воздействуют метеорные воды и любые поверхностные загрязнения. Для защиты этого водоносного горизонта нет непроницаемого слоя. Напротив, ограниченный
Водоносный горизонт — это водоносный горизонт, который имеет ограничивающий слой, отделяющий его от поверхности земли.Этот водоносный горизонт заполнен водой под давлением (из-за ограничивающего слоя). Если давление воды достаточно высокое, когда скважина пробурена в
ограничивая водоносный горизонт, вода поднимается над поверхностью земли. Это колодец с проточной водой. Давление воды называется гидравлическим напором. Движение или скорость грунтовых вод измеряется в футах (или метрах) в секунду.

В некоторых районах коренная порода имеет низкие уровни проницаемости и пористости, но грунтовые воды все еще могут перемещаться в водоносных горизонтах.Подземные воды могут проходить через трещины в породе или через участки, подверженные выветриванию. Известняк, например, выветривается в растворе,
создание подземных полостей и каверн-систем. На поверхности земли эти области известны как «карст». Пустоты в породе, образовавшиеся при переходе известняка в раствор, могут вызвать обрушение поверхности земли. Эти обвалы известны как воронки.
Карстовые колодцы часто являются прямым проводником к грунтовым водам и участкам, где загрязнение может легко проникнуть в водоносные горизонты.В местах провалов грунта также может наблюдаться проседание грунта, поскольку происходит массовое истощение в районах с внезапным изменением наклона и контактом с водой.
Проседание земли может быть или не быть заметным в некоторых областях, потому что оно выглядит как холмы и долины (из-за очень большого размера). По мере того как подземные воды становятся все более источником питьевой воды, проблема воронок и проседания земли может усугубиться.

Пористость и проницаемость отложений, почвы и коренных пород в этом районе также влияет на скорость пополнения подземных вод.Это означает, что в некоторых районах грунтовые воды могут откачиваться быстрее, чем они могут восполниться. Это создает ряд
проблемы. Одна из этих проблем называется «просадка», то есть опускание водоносного горизонта возле насосной скважины. Это может происходить в районах, где скважина качает быстрее, чем подпитывается водоносный горизонт подземных вод. Просадка создает пустоты в коренной породе и может
привести к дополнительному проседанию земли или провалам (поскольку воды больше нет, а пустота не может выдержать вес материала выше и обрушивается).

Поперечный разрез на http://ga.water.usgs.gov/edu/earthgwdecline.html, озаглавленный «Снижение уровня воды», иллюстрирует проблемы с понижением и перекачкой. Потому что грунтовые воды
это очень обильный источник пресной воды, он должен быть охраняемым ресурсом. Однако во многих районах грунтовые воды не защищены. Если водоносный горизонт загрязнен химическими веществами или нефтью, его трудно, если не невозможно, очистить. Следовательно,
предотвращение заражения имеет первостепенное значение. Карстовые участки представляют собой сложную проблему, потому что все, что пролито на поверхности, быстро и легко попадает в водоносный горизонт.Часто поверхностные воды также находятся в прямом контакте с подземными водами, и
в зависимости от того, питает ли поток грунтовые воды (потерянный поток) или грунтовые воды питают поток (набирающий поток), это может создать проблему с загрязнением грунтовых вод.

Существует также проблема вторжения соленой воды (присутствует в прибрежных регионах, таких как Флорида), когда чрезмерное перекачивание грунтовых вод втягивает более плотную соленую воду в водоносный горизонт. Поперечный разрез иллюстрирует проблему проникновения соленой воды на
http: // ga.water.usgs.gov/edu/earthgwdecline.html на рисунке «Качество GW». Таким образом, защита грунтовых вод должна быть приоритетной задачей, поскольку население Земли
продолжает расти, и питьевая вода становится ценным ресурсом. Защита грунтовых вод также означает защиту поверхностных вод, дождевой воды и всех форм воды, поскольку вода продолжает циркулировать и повторно использоваться. Как только вода загрязнена, она
трудно исправить.

Заключение

Вода на Земле — конечный источник.Защита воды означает защиту всех форм грунтовых вод, которые можно найти в водоносных горизонтах. вода, найденная на Земле. Вода на поверхности, под землей, в виде пара и в виде осадков. Загрязнение от использования
ископаемое топливо может воздействовать на все формы воды (от утечек сырой нефти до кислотных дождей, образующихся при сжигании угля). Кислотный дождь падает на землю и стекает в поверхностные воды, обратно в землю и обратно в воздух. Это может быть бесконечный цикл.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.