Подземные воды это кратко: Подземные воды — урок. География, 7 класс.

Содержание

Подземные воды — урок. География, 6 класс.

Подземные воды — воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры.

Подземные воды образуются при просачивании дождевой и талой воды сквозь толщу горных пород.

 

Водорастворимые породы — это калийная и поваренная соли, гипс, известняк. Когда подземные воды растворяют их, на глубине образуются большие пустоты, пещеры, воронки, колодцы (это явление называется карстом).

 

Примерами хорошо проницаемых горных пород служат галечники, гравий, песок.

 

К водоупорным горным породам относятся глины, массивные кристаллические и осадочные породы. Однако эти породы могут быть разбиты трещинами и в естественных условиях стать проницаемыми.

 

 

Почвенные воды — временные скопления воды в почвенной толще, которые накапливаются до глубины \(1,5\) м. Они обеспечивают жизнь растений.

Грунтовые воды — подземные воды, которые залегают на первом от поверхности водоупорном слое.

Грунтовые воды залегают неглубоко от поверхности земли. Они не обладают напором. Грунтовые воды очень сильно зависят от осадков и испарения. В пустынных районах грунтовые воды залегают на большой глубине.

Межпластовые воды — подземные воды, находящиеся между двумя водоупорными слоями.

Межпластовые воды мало зависят от климатических условий. Они залегают намного глубже чем грунтовые воды. Пополнение водой происходит медленно и в тех местах, где водоносные горизонты выходят на поверхность.

Артезианские воды — это межпластовые воды, которые находятся под давлением.

 

Рис. \(1\). Горный родник

Минеральные воды — подземные воды, которые содержат различные соли.

 

Родник — место выхода водоносного слоя на поверхность земли.

 

Гейзер — периодически фонтанирующий горячий источник.

Рис. \(2\). Гейзер

  

Гейзеры возникают в местах близкого залегания неостывшей магмы к земной поверхности. Подземные резервуары заполняются водой, нагреваются и под давлением выходят на поверхность.

 

Подземные воды являются одним из источников питания рек и озёр, они также используются человеком в хозяйственной деятельности.

Источники:

Рис. 1. Горный родник https://pixabay.com/ru/photos/горный-родник-грин-курорты-среда-4827258/

Рис. 2. Гейзер https://pixabay.com/ru/photos/гейзер-строккюр-гейзер-строккур-3242005/

Подземные воды | География. Реферат, доклад, сообщение, кратко, презентация, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Воды суши — это воды озёр, рек, болот, ледников, водо­хранилищ, а также подземные воды.

Подземные воды — это воды, которые находятся под поверх­ностью земли, т. е. в толщах гор­ных породах верхней части зем­ной коры.

Подземные воды — составная часть природных вод и один из важ­нейших геологических ресурсов. Они играют огромную роль в пи­тании и регулировании стока рек, используются для водоснабжения населённых пунктов, орошения, лечения людей.

Наибольшее распространение подземные воды имеют в зоне избыточного увлажнения с низменным рельефом.

Горные породы в зависимости от способности пропускать воду бывают водопроницаемые (например, пески) и водоупорные (глины и кристаллические породы). Воды, прошедшие через водопроницаемые породы, скапливаются на глубине, задерживаясь там над водоупорным слоем и образуя тем самым водоносные слои. Выход такого слоя на по­верхность мы наблюдаем в виде родников.

Подземные воды, заключённые между двумя водонепроницаемыми слоями, называются артезианскими.

В глубоких водоносных пластах залегают артезианские воды. Огромные запасы подземных вод сосредоточены в артезианских бас­сейнах (например, в России — Московском, Западно-Сибирском). На первом от поверхности земли водоупорном слое образуются грунтовые воды. Их запасы и глубина залегания зависят в первую очередь от климатических факторов. В зонах избыточного увлажнения (тундре, лесной) уровень грун­товых вод находится близко от дневной поверхности, и они часто бьют в виде родников и ключей.

Рис. 144. Гейзеры

На юге испарение превышает осадки и уровень грунтовых вод понижается. Проходя через различные горные породы, подземные воды немного растворяют их и выходят на поверхность в виде минеральных источ­ников. Исключительно высокое качество имеют пресные воды: это лучшая питьевая вода. Минеральные воды с повы­шенным содержанием минеральных веществ и газов обладают эф­фективными лечебными свойствами. В местах запасов минеральных вод строятся бальнеологические санатории. Большой известностью пользуется район Кавказских Минеральных Вод с их знаменитыми нарзанами: серные воды Пятигорска, щелочно-солевые воды Ессентуков, углекислые воды Кисловодска, железистые минеральные воды Железноводска.




Термальные воды, распространённые на Кавказе, Камчатке, в Западной Сиби­ри, обладают повышенной и высокой температурой (от +30° до +300 °C). Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Термальными горячими водами отап­ливаются жилые дома, теплицы, их ис­пользуют для курортного лечения. В России на базе Паужетского месторождения высо­котермальных подземных вод Камчатки была построена первая геотермальная электростанция. Периодически фонта­нирующие горячие источники называ­ются гейзерами (рис. 144). Они приуро­чены к областям вулканизма Камчатки и Курильских островов. Природным чу­дом России считается Долина гейзеров, расположенная в хребтах Восточной Камчатки (рис. 145).

Гейзеры — горячие источники, образованные глубинными подземными водами, выходящими наружу от магматических очагов.

Рис. 145. Долина гейзеров


На этой странице материал по темам:

  • Реферат на тему подземные воды на английском

  • Доклад на тему грунтовые воды кратко

Вопросы по этому материалу:

  • Почему подземные воды называют национальным богатством?

  • Назовите источники, в виде которых подземные воды выходят на поверх­ность.



Грунтовые воды. Определение, характеристика, зональность и их применение

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

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

Характеристика грунтовых вод

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

Зональность грунтовых вод

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

Применение грунтовых вод

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

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

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

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

Подземные воды — это, что такое, какие, определение, значение, доклад, реферат, конспект, сообщение, вики — WikiWhat

Образование подземных вод

Дождевая вода, просачиваясь в землю, легко про­ходит через слой почвы, через толщи песка, гравия, гальки, известняка с трещинами. Пласты, состоящие из этих пород, называют водопроницаемыми.

Но дождевая вода доходит до слоя глины и останавливается: ведь глина почти не пропускает воду. Пласты горных пород, которые не пропускают или очень слабо пропускают через себя воду, называют водоупорными (водонепроницаемыми). К водоупорным пластам можно отнести гранит, песчаник гли­нистый сланец, но только в том случае, если они не имеют тре­щин.

Над водоупорным слоем подземная вода скапливается, образуя водоносный пласт (горизонт) — слой водопроницаемой горной породы, за­легающий над водоупорным пластом и содержащий подземные воды.

Виды подземных источников

Родники (ключи)

Если водоупорный пласт име­ет наклон в ту или другую сторону, то вода начинает течь по этому пласту в сторону наклона его и обычно где-нибудь выхо­дит на поверхность в долине реки или в овраге. Место естественного выхода подземной воды на поверхность называют источником, клю­чом или родником (рис. 84). Вода источников, как правило чистая и холодная.

Источников особенно много в оврагах, по берегам рек, в обрывах, так как там выходят на поверхность водоупорные пласты.

Минеральные источники

В некоторых районах земного шара на по­верхность земли выходит вода, в которой в довольно большом количестве растворены соли и газы. Эту воду называют минеральной. Воду минеральных источников используют для лечения разных болезней. Около этих источников возникают лечебницы и курорты. Всемирно известной славой пользуются курорты на Кавказе (Боржоми, Кисловодск и др.).

Горячие источники

см. Горячие источники Материал с сайта http://wikiwhat.ru

Горячие источники или спокойно вытекают из трещин в земной коре, или бьют из-под земли фонтанами. Это говорит о том, что там, на глубине, ещё не остывшая магма. Она нагревает подземные воды, которые в виде источ­ников или фонтанов выходят на поверхность.

Многолетняя мерзлота

см. Вечная мерзлота

Добыча подземных вод

Картинки (фото, рисунки)

  • Рис. 84. Образование источника

На этой странице материал по темам:

  • Доклад про гидросферу

  • Мини сообщение о местах выхода горячих подземных вод и газов

  • Конспект минеральные источники-это

  • В чем заключается роль хвойных деревьев в экосистеме тайги краткий ответ

  • Доклад как вода протекает под землей-подземные воды

Вопросы к этой статье:

  • Почему даже в жаркий летний день вода в роднике холодная?

  • Чем объяснить, что вода в источниках всегда чистая и прозрач­ная: ведь, просачиваясь в землю после дождя, она обычно бывает мутной?

Урок 5.

озёра, подземные воды и ледники — География — 6 класс

География, 6 класс

Урок 05. Озёра, подземные воды и ледники

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке

  1. Урок посвящён изучению озёр, подземных вод и ледников как составных частях гидросферы.
  2. В ходе урока школьники познакомятся с классификацией озёр по происхождению.
  3. Узнают об особенностях образования подземных вод и необходимости их охраны.
  4. Узнают какое значение озёра, подземные воды и ледники имеют в жизни человека.

Тезаурус

Озеро – водоёмы в природных углублениях на поверхности суши со стоячей или слабопроточной водой.

Подземные воды – воды, находящиеся в верхней части земной коры.

Ледники – крупные массивы льда на земной поверхности, обладающие способностью к движению.

Водохранилище – искусственно созданный водоём.

Болото – участок земной поверхности, сильно увлажнённый и поросший влаголюбивой растительностью.

Основная и дополнительная литература по теме

  1. География. 5 – 6 класс / А. И. Алексеев, В. В. Николина, Е. К. Липкина и др. – М.: Просвещение, 2019.
  2. Сайт: Научно — популярная энциклопедия. Вода России. http://water-rf.ru/.
  3. Сайт: География. https://geographyofrussia.com/mirovoj-okean-i-ego-chasti/.
  4. Сайт: Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов www.school-collection.edu.ru.
  5. Сайт: Издательство «Просвещение» www.prosv.ru.
  6. Сайт: Российская версия международного проекта Сеть творческих учителей it-n.ru.
  7. Сайт: Российский общеобразовательный Портал www.school.edu.ru.
  8. Сайт: Федерация Интернет-образования, сетевое объединение методистов www.som.fio.ru.
  9. Сайт. Мир океана. http://www.seapeace.ru.
  10. Сайт. Гидрометцентр России. https://meteoinfo.ru.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

А знаете ли вы где на суше сосредоточены самые большие запасы пресной воды? Озёра – крупнейшие резервуары пресной воды. Многие из вас, кто был в деревне видели колодцы. Там, где нет централизованного водопровода, люди добывают воду из земли, используя подземные воды. Тема нашего урока: «Озёра, подземные воды, ледники».

Озёра – водоёмы в природных углублениях на поверхности суши со стоячей или слабопроточной водой. Озёра различаются по происхождению озёрных котловин и свойствам воды. Вода в озёрах Земли может быть пресной или солёной. Она питает озёра из разных источников и участвует в круговороте воды в природе. Болота образуются при зарастании озёр и в условиях избытка влаги и плохого стока.

Подземные воды – воды, находящиеся в верхней части земной коры. Водопроницаемые породы: песок, гравий, галька, щебень, известняк. Водоупорные породы: глина, гранит. Подземные воды – важнейший источник питьевой воды. Вода, просачивающаяся в земную кору, залегает пластами поверх водоупорных слоёв пород или между ними.

Ледники – крупные массивы льда на земной поверхности, обладающие способностью к движению. Покровные ледники высоких широт и ледники высоких гор – запас пресной воды для людей и источник питания многих рек и озёр.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Заполните пропуски в тексте.

Лёд – _____________главная причина того, что Южное полушарие холоднее Северного. Горные ледники имеют ледяные __________ и длинные ледяные языки. Ледник спускается вниз под действием __________и тает. Тающие воды дают начало____________.

Варианты ответов:

Материка

Антарктиды

Северного Ледовитого океана

Шапки

Впадины

Текучей воды

Силы тяжести

Сильного ветра

Озерам, морям

Горным рекам

Правильный вариант ответа:

Лёд – материка главная причина того, что Южное полушарие холоднее Северного. Горные ледники имеют ледяные шапки и длинные ледяные языки. Ледник спускается вниз под действием текучей воды и тает. Тающие воды дают начало горным рекам.

Задание 2. Заполните пропуски в таблице.

Тип озера

Описание

Пример

Сточное озеро

Реки из этих озёр не вытекают

Варианты ответов:

Вытекает хотя бы одна река

Байкал

Балхаш

Ладожское

Бессточное озеро

Правильный вариант:

Тип озера

Описание

Пример

Сточное озеро

Вытекает хотя бы одна река

Байкал

Бессточное озеро

Реки из этих озёр не вытекают

Балхаш

Конспект урока 6 класс «Подземные воды. Межпластовые и грунтовые воды»

6 класс

Тема урока «Подземные воды. Межпластовые воды и грунтовые.

Цели:

Сформировать у учащихся представление о подземных водах, их видах, происхождении, усло виях залегания, использования и проблемах охраны. Разобрать новые понятия и определения.

Продолжить формирование умения работать с географической картой.

Воспитывать экологическую культуру.

Ход урока

Организация класса

Проверка отсутствующих.

Проверка домашнего задания

Опрос по заданным вопросам параграфа.

Изучение нового материала

— Сегодня мы продолжим изучать тему «Гидросфера».

— Напомните мне определение гидросферы. (водная оболочка Земли)

— Вспомним составные части гидросферы:

ГИДРОСФЕРА 100%

Мировой Океан 94% Вода атмосферы 0,1% Воды суши 5,9%

Поверхностные Подземные 4%

Реки озера болота ледники

— Как вы думаете, какие из вод суши занимают большую часть? (подземные воды)

Подземные воды – это воды, находящиеся в толще горных пород.

— А как вода туда попала? (есть горные породы, которые пропускают воду)

Основная масса подземных вод образуется вследствие просачивания с поверхности дождевой, талой и речной воды.

Подземные воды находятся в верхней части земной коры. Эти воды питают реки, озёра и болота. Они имеют важное значение в жизни людей.

Образование подземных вод

После дождя вода просачивается через поры и трещины в рыхлых водопроницаемых осадочных породах (песках, галечниках). Там она накапливается в водоносных слоях над водоупорными породами (гранитом, мрамором, глиной), которые не пропускают или очень слабо пропускают воду. Подземные воды могут залегать на различной глубине, иногда до 12-15 километров, и находиться в жидком, твёрдом и парообразном состоянии.

Но не все горные породы пропускают воду.

Поэтому они делятся на водопроницаемые и водоупорные.

ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Водопроницаемые Водоупорные

(пропускают воду) (не пропускают воду)

Песок Гранит

Гравий Мрамор

Галька Глина

Почему песок, гравий и галька пропускают воду? (в них есть поры, трещины, пустоты – промежутки между частицами горной породы)

По характеру залегания подземные воды делятся на

грунтовые

межпластовые.

Грунтовыми водами называют воды первого от поверхности водоносного горизонта. Они лежат на водоупорном горизонте, а сверху перекрыты водопроницаемыми породами. Эти воды расположены относительно неглубоко, поэтому могут быть широко использованы в хозяйственных целях (колодцы), однако они легко загрязняются.

Между двумя водоупорными пластами лежатмежпластовые воды. Иногда, залегая на большой глубине, межпластовые воды находятся под давлением. Если сделать скважину, они могут вырываться на поверхность в виде фонтана.

— Ребята, а как вы думаете называется выход подземных вод на поверхность?

Источники

Выходы подземных вод на поверхность называются источниками (или родниками).

Особую ценность представляют минеральные источники, воды которых содержат в себе растворённые газы и соли, а также термальные источники нагретых теплом Земли горячих (термальных) вод. Воды этих источников используют в лечебных целях.

В некоторых районах, где много действующих вулканов, на поверхность по трещинам в земной коре вырываются кипящие подземные воды и газы в виде гейзеров.

Гейзер(от исландского слова gcysa — хлынуть) — источник, периодически выбрасывающий фонтаны горячей воды и пара. Гейзеры встречаются на Камчатке, в Исландии, Северной Америке и Новой Зеландии. Тепло горячих подземных вод люди используют для отопления.

Воды, находящиеся между 2 водоупорными слоями – межпластовые (артезианские).

Вода попадает в нижний водоносный слой только там, где он выходит на поверхность. Поэтому межпластовые воды пополняются очень медленно.

А если в центре такой чаши пробурить скважину, то вода будет подниматься по ней под напором и мы увидим фонтан.

Подземные воды выполняют очень важные функции:

Регулируют уровень воды в реках и озерах;

Используются для питья. Подземные воды, содержащие минеральные вещества и газы – минеральные – используются в лечебных целях).

Являются источником воды на промышленных предприятиях (только в Москве более 400 артезианских скважин).

Значение и охрана подземных вод

Подземные воды регулируют уровень воды в реках и озёрах. Их используют для питьевого водоснабжения, для снабжения водой промышленных предприятий, а в засушливых районах для орошения. Пополнение подземных вод происходит медленно, поэтому их интенсивное использование может привести к тому, что они иссякнут. Очистка подземных вод практически невозможна, из-за чего важно следить за тем, чтобы загрязнённые сточные воды не попадали на земную поверхность.

Закрепление изученного материала

Давайте вспомним все новые понятия, которые мы узнали сегодня на уроке:

Подземные воды

Водопроницаемые и водоупорные горные породы;

Грунтовые воды;

Источник;

Межпластовые воды;

Подведение итогов урока

Рефлексия

Домашнее задание

Грунтовые воды дюн и морских побережий

Дюны — песчаные нагромождения, навеян­ные сильным ветром. Они встречаются в пустынях и вблизи морских побережий, где образуются за счет песка, выбра­сываемого морским прибоем на берег. Иногда из дюнных песков бывают сложены острова вблизи пологих песчаных берегов. Дюнные пески обычно хорошо проницаемы для воды. Поверхность грунтовых вод в дюне имеет приблизи­тельно ту же форму, что и поверхность дюны, но она более плоская. То же самое наблюдается и на песчаных островах дюнных побережий. Подземные воды в средней части этих островов лежат выше уровня моря, окружающего остров. Замечено, что при бурении в скважинах вначале появляется вода пресная, затем на некоторой глубине, находящейся ниже уровня моря, соленая вода. Там, где зеркало грунтовых вод наиболее высоко приподнято над уровнем моря, наиболее глубоко залегает на острове и соле­ная морская вода. Если сделать разрез через данный остров, то увидим, что пресная вода имеет форму чечевицы, верхняя сторона которой сравнительно слабо выпукла, а нижняя выпукла значительно сильнее.

Объясняют это следующим образом: атмосферные осад­ки, выпадающие на поверхность дюны, просачиваются в песок и проникают до поверхности морской соленой воды; смешение пресной и соленой вод в порах песчаного грунта происходит чрезвычайно медленно, поэтому морская вода испытывает давление пресной воды, и ее поверхность проги­бается; пресная вода плавает наподобие линзы на морской воде.

Если мы разрежем чечевицу пресной воды горизонталь­ной поверхностью, которая являлась бы продолжением уровня морской воды, то высота чечевицы над этой поверх­ностью будет во много раз меньше высоты другой половины чечевицы, обращенной вниз к морской воде. Соотношение между этими двумя высотами находится в зависимости от плотности морской воды данного побережья. Если плот­ность морской воды принять равной 1,024, а плотность пресной воды — равной 1, то тогда высота той части чече­вицы, которая находится ниже уровня моря (H), будет рав­на высоте той части чечевицы (линзы), которая находит­ся выше уровня моря (h), помноженной на примерно на 42. Так, например, если высота чечевицы над уровнем моря равна 1 м, то ее глубина в центре (H) находит­ся на 42 м ниже уровня моря . Чем солонее вода моря, тем меньше указанный множитель: при плотности морской воды, равной 1,035, множитель будет равен 28,5.

Схема залегания пресных вод на песчаном острове

Грунтовые воды дюнных островов используются рыба­ками в качестве питьевой воды. При интенсивном водо­заборе уровень воды в колодцах падает; если уровень воды понизится до уровня моря, то в колодце окажется соленая вода. Таким образом, понижение уровня воды в колодце (или облегчение груза пресной воды на поверхности мор­ской воды) вызывает подъем морской воды, причем, если поверхность грунтовой воды падает на 1 м, то поверхность морской воды под дном колодца поднимается (в случае при­веденного выше примера) за этот же срок на 42 м. Линзы пресных вод над морскими солеными водами наблюдаются на Черноморском побережье в песчаных буграх, так назы­ваемых кучугурах, на песчаных косах Приморья и т. д.

Явление, аналогичное грунтовым водам в дюнных обла­стях и на песчаных морских островах, наблюдаем там, где орошаются массивы, обладающие на некоторой глубине малоподвижными и более или менее сильно минерализо­ванными грунтовыми водами.

подземных вод | Описание и значение

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

Британская викторина

Тест по подземным водам

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Огромное количество подземных вод распределено по всему миру, и большое количество резервуаров подземных вод все еще недостаточно изучены или не исследованы. По оценкам ученых, около 5,97 квинтиллионов галлонов (22,6 миллиона кубических километров [5,4 миллиона кубических миль]) подземных вод находятся в верхних 2 км (1,2 мили) поверхности Земли. Наиболее часто исследуемые или эксплуатируемые резервуары подземных вод относятся к рыхлому обломочному (в основном, песчано-гравийному) или карбонатному типу твердых пород, встречающемуся в аллювиальных долинах и прибрежных равнинах в умеренных или засушливых условиях.

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

В Луизиане опасно не хватает грунтовых вод: NPR

Кристиан Ричард стоит рядом с колодцем с грунтовыми водами на своей ферме на юго-западе Луизианы. Многовековой закон позволяет землевладельцам в штате бесплатно использовать столько воды, сколько они хотят.

Остин Р.Рэмси / IRW


скрыть подпись

переключить подпись

Остин Р. Рэмси / IRW

Кристиан Ричард стоит рядом с колодцем с грунтовыми водами на своей ферме на юго-западе Луизианы. Многовековой закон позволяет землевладельцам в штате бесплатно использовать столько воды, сколько они хотят.

Остин Р.Рэмси / IRW

Луизиана известна своими проигрышами в борьбе с повышением уровня моря и участившимися наводнениями. Иногда может показаться, что в штате слишком много воды. Но водоносные горизонты глубоко под его заболоченным ландшафтом испытывают острую нехватку.

Согласно данным Геологической службы США, уровень грунтовых вод в Луизиане и ее окрестностях падает быстрее, чем где-либо еще в стране. Анализ, проведенный семинаром по журналистским расследованиям и WWNO / WRKF, проследил за проблемой десятилетия чрезмерного использования, нерегулируемой откачки в промышленности и сельском хозяйстве, а также скудного надзора или действий со стороны законодательных комитетов, изобилующих конфликтами интересов.

Эксперты предупреждают, что все эти факторы угрожают подземным водам, которые почти две трети жителей Луизианы используют для питья и купания. В сочетании с ожидаемыми последствиями климатической жары и засухи Луизиана оказывается на грани кризиса грунтовых вод, более распространенного в западных штатах.

«Неужели рестораны больше не смогут поставить вам на стол гигантский стакан воды, когда вы войдете, чтобы отведать блюдо с морепродуктами?» — спрашивает Крейг Колтен, профессор Университета штата Луизиана, много лет изучавший вопросы воды.«Будут ли ограничения на то, как часто вы можете мыть машину на подъездной дорожке или поливать лужайку?»

Десятилетия чрезмерного использования

Сельское хозяйство потребляет более 61% подземных вод Луизианы. Частично это связано с тем, что многовековой закон дает землевладельцам «абсолютную власть» над подземными водами, находящимися под их землей.

Когда приходит время затопить его рисовые поля на юго-западе Луизианы, фермер Кристиан Ричард в шестом поколении просто щелкает выключателем. В течение нескольких секунд кристально чистая вода с журчанием поднимается из 120-футового колодца и выстреливает короткой струей прямо в поле.

Это просто, легко и бесплатно.

«Я думаю, что в конечном итоге рис будет выращиваться в тех областях, где вода самая дешевая и самая доступная», — говорит Ричард.

Но водоносный горизонт Шико, из которого он черпает, теряет воду быстрее, чем ее можно восполнить. Он перерасходуется примерно на 350 миллионов галлонов в день. И это создает еще одну угрозу: вторжение соленой воды.

Перекачка снижает нисходящее давление, оказываемое пресной водой водоносного горизонта, давая морской воде из Мексиканского залива пространство для проникновения и заполнения пустоты. Водоносные горизонты в других частях штата также имеют дело с проникновением соленой воды, но близость Шико к побережью усугубляет проблему здесь, говорит Кристин Кирххофф, национальный исследователь по управлению водными ресурсами и политике в Университете Коннектикута.

«У вас может быть колодец, который сейчас функционирует нормально, — говорит Кирхгоф, — но как только соль загрязняет пресную воду, все готово.Вот и все. У тебя больше нет такого колодца ».

Нефте- и газоперерабатывающие заводы, бумажные фабрики и другие предприятия Луизианы также являются крупными пользователями подземных вод. Наше расследование показывает, что они получают больше, чем промышленность в любом другом штате, кроме Калифорнии.

Промышленность также имеет огромное влияние, когда дело доходит до регулирования водоснабжения Луизианы.

Берег реки Миссисипи к северу от Батон-Руж усеян нефтехимическими заводами, нефтеперерабатывающими заводами и бумажными фабриками.

Остин Р. Рэмси / IRW


скрыть подпись

переключить подпись

Остин Р. Рэмси / IRW

На берегу реки Миссисипи к северу от Батон-Руж расположены нефтехимические, нефтеперерабатывающие и бумажные фабрики.

Остин Р. Рэмси / IRW

«Как мы это делали»

В большинстве штатов есть региональные комиссии, которые контролируют жизненно важные ресурсы подземных вод. Например, в Техасе их 98.

В Луизиане их всего два.

В том числе один в Батон-Руж, где Совет по этике штата недавно обвинил пятерых из 18 членов комиссии в конфликте интересов, поскольку они наняты компаниями, деятельность которых, как предполагается, регулирует комиссия.

На государственном уровне существует два законодательных комитета, ответственных за управление водными ресурсами. Но расследование IRW и WWNO / WRKF показало, что более трети из 25 заседающих в них законодателей имеют деловые связи с основными пользователями подземных вод.

Депутат от Демократической партии Дениз Марсель в течение многих лет пыталась привлечь внимание к этим потенциальным конфликтам, но ей сказали: «Вот как мы это делаем», — говорит она. «На мой взгляд, они защищают отрасль, а не избирателей.«

Большинство законодателей штата не ответили на неоднократные запросы о комментариях, равно как и губернатор Джон Бел Эдвардс.

После того, как эта история впервые была показана в Луизиане, председатель республиканского сенатского комитета по качеству окружающей среды Эдди Ламберт выразил обеспокоенность по поводу этой проблемы. Он сказал, что может изучить проблему и поддерживает «всестороннее исследование», в котором изучается запас грунтовых вод в Луизиане.

«Нетронутая питьевая вода не должна использоваться в промышленности или сельском хозяйстве», — сказал Ламберт.

По крайней мере, 12 отдельных отчетов, составленных за счет налогоплательщиков за последние 70 лет, побудили государство разработать комплексный план управления водными ресурсами.

Департамент природных ресурсов Луизианы технически наблюдает за водоснабжением, но официальный представитель Патрик Куррежж говорит, что он мало что может сделать. «Мы чувствуем, что находимся на грани нашего регулирующего органа», — говорит он. «Мы делаем все, что в наших силах, с тем, что мы уполномочены делать».

Менеджер по качеству окружающей среды West Monroe Терри Эмори стоит перед комплексом по очистке сточных вод, который отправляет чистую воду на ближайшую бумажную фабрику.Это партнерство сократило чрезмерное промышленное использование ценных ресурсов подземных вод региона.

Остин Р. Рэмси / IRW


скрыть подпись

переключить подпись

Остин Р. Рэмси / IRW

Менеджер по качеству окружающей среды Вест Монро Терри Эмори стоит перед комплексом по очистке сточных вод, который отправляет чистую воду на ближайшую бумажную фабрику.Это партнерство сократило чрезмерное промышленное использование ценных ресурсов подземных вод региона.

Остин Р. Рэмси / IRW

Дорогостоящие местные решения

Без руководства на уровне штата некоторые общины сами взяли на себя управление водными ресурсами.

Двадцать лет назад в маленьком городке Вест Монро на севере Луизианы закончилась вода. Самым крупным пользователем была местная бумажная фабрика, которая также оказалась крупнейшим работодателем.

«Люди не видят водоносный горизонт», — говорит Терри Эмори, городской менеджер по качеству окружающей среды. «Невозможно убедить людей в Луизиане, что у них закончится вода, потому что куда бы они ни посмотрели, они видят воду».

Эмори и другие местные чиновники придумали план. Они намеревались расширить свою установку по очистке сточных вод, чтобы она могла обеспечивать водой комбинат и спасти водоносный горизонт для местных жителей ». Это стоило 20 миллионов долларов в виде федеральных субсидий и субсидий штата, и на строительство потребовались годы.Но теперь они превращают сточные воды в воду, пригодную для использования — кризис предотвращен.

Марк Дэвис, директор Центра экологического права Тулейна, говорит, что небольшие города, такие как Уэст-Монро, не были бы вынуждены придумывать такие дорогостоящие решения, если бы в штате действительно были законы, защищающие грунтовые воды. Он возглавляет государственный комитет — законодательное собрание, которому более пяти лет назад было поручено переписать водный кодекс штата. Никаких официальных рекомендаций пока не сделано.

«Сырая вода становится все более востребованной, — говорит он.«И если у вас нет каких-либо ограничений на то, как и когда его можно использовать, по сути, вы можете ожидать, что кто-то заберет его у вас».

Техас, например, десятилетиями играл за воду Луизианы.

Дэвис говорит, что вместо того, чтобы оставлять это «на произвол судьбы», Луизиане, как и в других штатах, нужны законы для защиты грунтовых вод. «Кто-то должен нести ответственность за работу».

Станция очистки сточных вод в Уэст-Монро, штат Луизиана., использует микроводоросли для биологической очистки воды. Это первый шаг в процессе, который помогает снабжать водой местную бумажную фабрику, сохраняя для жителей стрессовый водоносный горизонт района.

Остин Р. Рэмси / IRW


скрыть подпись

переключить подпись

Остин Р.Рэмси / IRW

Станция очистки сточных вод в Уэст-Монро, штат Луизиана, использует микроводоросли для биологической очистки воды. Это первый шаг в процессе, который помогает снабжать водой местную бумажную фабрику, сохраняя для жителей стрессовый водоносный горизонт района.

Остин Р. Рэмси / IRW

Эта история была подготовлена ​​ Мастерская журналистских расследований и WWNO / WRKF .

Воздействие изменения климата на грунтовые воды может оставить «экологическую бомбу замедленного действия»

В течение следующих 100 лет полное воздействие изменения климата на ресурсы подземных вод станет очевидным в половине водоносных горизонтов мира, говорится в исследовании.

Выводы основаны на первой оценке того, сколько времени может потребоваться грунтовым водам, чтобы отреагировать на воздействия изменения климата в различных частях мира.

Регионы, наиболее «чувствительные» к изменениям климата, включают влажные и влажные районы, такие как Амазонка, Индонезия и некоторые части Центральной Африки, как показывают исследования.В некоторых из этих областей изменение климата может занять менее 10 лет, чтобы полностью повлиять на потоки грунтовых вод.

В засушливых и засушливых частях мира грунтовым водам может потребоваться больше времени, чтобы отреагировать на изменение климата и другие стрессы, такие как изменение землепользования и откачка.

Однако, хотя эта отсроченная реакция может дать некоторую передышку странам, испытывающим нехватку воды, в долгосрочной перспективе она может стать «экологической бомбой замедленного действия», — сказал ведущий автор Carbon Brief.

Заболоченный

Подземные воды — вода, находящаяся под землей в почве или между камнями — составляют крупнейший в мире источник пресной воды, от которых зависят более двух миллиардов человек.

Вода попадает в землю, когда дождь и влага впитываются почвой, а затем тянутся вниз под действием силы тяжести. Это называется «подпиткой» грунтовых вод.

Попадая в землю, подземные воды естественным образом заполняют «водоносные горизонты» — слои пористых пород и отложений, которые могут удерживать воду. Эти водоносные горизонты используются как источник питьевой и оросительной воды.

В конце концов, грунтовые воды снова потекут в ручьи, озера, реки и океаны. Этот этап цикла называется «сбросом» грунтовых вод.Люди могут искусственно увеличить выбросы с помощью насоса.

Исследования показывают, что изменение климата может повлиять на процесс восстановления. Это связано с тем, что ожидается, что потепление приведет к изменениям в глобальных режимах выпадения осадков, влияя на количество воды, опускающейся в землю.

На процесс восполнения может также повлиять изменение в землепользовании, например, преобразование лесов в пастбища. Это связано с тем, что разные типы растительности отправляют разное количество влаги обратно в атмосферу (за счет эвапотранспирации), изменяя количество воды, которая становится подпиткой грунтовых вод.

Но время, необходимое для того, чтобы уменьшение подпитки привело к уменьшению стока — или количества пресной воды, текущей в реки и ручьи, — не было хорошо изучено, говорит доктор Марк Катберт, ученый из Школы наук о Земле и океане и Институт водных исследований Кардиффского университета. Это время реакции известно как «время реакции грунтовых вод». Он сообщает Carbon Brief:

.

«Между изменением пополнения баланса и изменением« базовой скорости потока »потоков есть задержка.Перед нашим исследованием были некоторые местные оценки времени реакции грунтовых вод для отдельных водоносных горизонтов, которые колеблются на несколько порядков. Однако никто раньше не наносил на карту время отклика грунтовых вод глобально и с высоким разрешением, поэтому до сих пор не было общей оценки того, каково было пространственное распределение ».

(«Базовый сток» — это скорость потока в ручье или реке, которая возникает из-за разряда грунтовых вод, а не, скажем, стока от дождя или тающего снега. )

Карта подземного мира

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Climate Change, объединило результаты модели подземных вод с глобальными наборами данных о грунтовых и поверхностных водах планеты, чтобы создать карту с высоким разрешением времени реакции грунтовых вод во всем мире.

На карте, которая показана ниже, желтым показаны области, где подземные воды, вероятно, полностью отреагируют на нагрузки менее чем за 10 лет, светло-зеленым показано время отклика 10-100 лет, а темно-зеленым и синим цветом обозначены время отклика От 100 до более чем 10 000 лет.

Глобальное распределение «времени отклика грунтовых вод» (GRT). Желтым показаны области, где подземные воды могут реагировать на нагрузки менее чем за 10 лет, светло-зеленые показывают, где время отклика составляет 10–100 лет, а темно-зеленый и синий указывают время отклика от 100 до более чем 10 000 лет. Источник: Cuthbert et al. (2019)

Карта показывает, что время отклика грунтовых вод может сильно различаться в зависимости от континентов, стран и регионов, говорит Катберт.

Районы с самым коротким временем отклика грунтовых вод включают влажные влажные регионы, такие как Амазонка, бассейн Конго и Индонезия, а также низменные регионы, такие как азиатские мегадельты и Эверглейдс Флориды.

Это может быть связано с тем, что в этих регионах «уровень грунтовых вод» — уровень, ниже которого грунт насыщен водой — находится ближе к поверхности, говорит Катберт:

«Если вы находитесь в очень влажной части мира, например, в бассейне Амазонки, уровень грунтовых вод повышается до такой степени, что он очень регулярно встречается с поверхностью земли. Когда обратная связь с земной поверхностью намного больше, все приходит к новому равновесию намного быстрее ».

Это «равновесие» происходит, поскольку грунтовые воды компенсируют меньшее проникновение воды в почву за счет сброса меньшего количества пресной воды в ручьи, озера и океан.

Водоносные горизонты в Европе и Северной Америке также могут быстро реагировать на водный стресс, говорит Катберт. «Главный водоносный горизонт в Великобритании — водоносный горизонт Мела — является одним из таких мест».

Меловой водоносный горизонт в бассейне Темзы, который обеспечивает пресной водой большую часть южной и восточной Англии, может быть особенно чувствительным к стрессам, потому что он состоит из очень проницаемой породы, а это означает, что он быстро реагирует на изменения, говорит Катберт.

Сухая земля

В засушливых и засушливых регионах, однако, время, необходимое грунтовым водам для реакции на изменение климата, может занять гораздо больше времени — даже в масштабе тысяч лет, — говорит он.В этих регионах уровень грунтовых вод, как правило, намного глубже, что делает обратную связь с земной поверхностью гораздо менее распространенной. Он сообщает Carbon Brief:

.

«Подземные воды в засушливых местах хороши тем, что они служат буфером на случай длительных засушливых периодов. У вас есть большой запас грунтовых вод, и, поскольку реакция грунтовых вод часто очень медленная, вы можете положиться на них во время особенно продолжительной засухи.

«Но обратная сторона заключается в том, что если вы затем начнете извлекать много грунтовых вод в засушливых частях мира, то эффект забора также займет много времени, чтобы в полной мере повлиять на сокращение стока в реки и родники.То, что происходит сейчас, например, изменение климата или перекачка, может иметь в будущем действительно серьезные побочные эффекты ».

Во многих засушливых регионах, таких как палестинский сектор Газа, водоносные горизонты уже находятся под значительным давлением. В результате чрезмерной добычи, загрязнения и проникновения морской воды только 4% подземных вод прибрежного водоносного горизонта Газы пригодны для питья. Исследования показывают, что в Тегеране, Иран, чрезмерная добыча грунтовых вод приводит к опусканию земли со скоростью до 25 см в год.

Результаты проливают новый свет на то, как изменение климата и другие факторы стресса могут повлиять на грунтовые воды, говорит профессор Ричард Тейлор, исследователь грунтовых вод из Университетского колледжа Лондона, который не принимал участия в исследовании. Он сообщает Carbon Brief:

.

«Эта работа знаменует собой очень важный шаг в улучшении общего понимания того, как функционируют системы подземных вод, и особенно времени их отклика».

Катберт, М. О. и др. (2019) Глобальные закономерности и динамика взаимодействия климата и грунтовых вод, Nature Climate Change, https://www.nature.com/articles/s41558-018-0386-4

Линии публикации из этой истории

Хранилище подземных вод — обзор

5.5 Обзор оценки запасов подземных вод на Северо-Китайской равнине

Многие исследования в отношении изменения GWS были выполнены в NCP. Изменение GWS может быть выведено с помощью баланса массы, то есть вычитания компонентов воды (например, поверхностных вод, грунтовых вод, снега и льда) из изменения общего запаса воды (TWS), которое можно наблюдать со спутников GRACE (Ebead et al. , 2017; Feng et al., 2013; Huang et al. , 2015). Однако временной интервал изменения GWS, полученный на основе данных GRACE, относительно невелик (после 2002 года, когда были доступны данные GRACE).На основе наблюдений за уровнем грунтовых вод, данных GRACE и метода интерполяции можно получить долгосрочные изменения GWS. Например, Gong et al. (2018) пришли к выводу, что скорость истощения подземных вод в NCP оценивалась в -17,8 ± 0,1 мм / год в период с 1971 по 2015 год на основе мониторинга подземных вод на месте и данных GRACE.

Относительно влияния изменения климата и деятельности человека на GWS в NCP, Ленг и др. (2015) смоделировали GWS с использованием Community Land Model версии 4.0 (CLM4.0), создав два сценария, учитывающих осадки и изменение температуры, и оценили влияние климата и ирригации на грунтовые и поверхностные воды (e.g., сток, запасы влаги в почве и уровень грунтовых вод). Результаты показывают, что орошение оказывает большее влияние на грунтовые воды, чем на поверхностные воды. Орошение и изменение климата в большей степени влияют на влажность почвы и глубокую влажность почвы соответственно. Однако климатические сценарии были слишком простыми, чтобы отразить последствия изменения климата с точки зрения пространственной и временной изменчивости. Кроме того, в этом исследовании рассчитывалась потребность в воде для орошения на основе дефицита влажности почвы.Это не совсем применимо в НКП, то есть время и количество поливов в значительной степени определяются фермерами (Lei et al., 2018).

Tang et al. (2013) проанализировали изменение GWS в Северном Китае с использованием данных GRACE и пришли к выводу, что деятельность человека, например, эксплуатация водохранилищ, отвод воды между бассейнами и крупномасштабная транспортировка товаров (например, угля), будет влиять на изменение массы всего региона и таким образом влияют на изменение GWS, обнаруженное GRACE. С 2003 по 2011 гг. Потеря ГВС (112–136 мм) в НЦП была уравновешена увеличением массы в этой области, вызванной увеличением емкости резервуара (26 мм), отводом воды (46 мм) и транспортировкой угля. (16.6 мм). Поэтому тенденция изменения TWS, отслеживаемая GRACE, не была столь очевидной. Xu et al. (2018) оценили изменение GWS, рассчитав потребление электроэнергии на единицу откачки подземных вод после введения ограничений на откачку подземных вод. Результаты показали, что сокращение забора подземных вод составило 10,54 млн. М 3 в 2014 году и 5,65 млн. М 3 в 2015 году, и GWS в этой области в некоторой степени восстановились. Ebead et al. (2017) рассчитали изменение GWS в 2003 и 2012 годах с использованием GRACE и CLM4.5 результатов (включая запасы речной воды, влажность почвы, улавливание растительного покрова и водный эквивалент снега) в Северном Китае и оценили влияние деятельности человека на GWS путем сравнения GWS, полученного из модели CLM4.5 (управление климатом) и наблюдений GRACE (климат и деятельность человека за рулем).

Возможным решением для количественной оценки изменения GWS является рассмотрение результатов моделирования модели или создание гидрологической модели или модели грунтовых вод для моделирования грунтовых вод (Ebead et al. , 2017; Mukherjee et al., 2020). Данные GRACE также часто используются для оценки изменения GWS совместно с гидрологическими моделями. Feng et al. (2018) оценили изменения GWS трех основных водоносных горизонтов в Китае, включая NCP, на основе данных GRACE и двух глобальных гидрологических моделей [например, Глобальной гидрологической модели WaterGAP (WGHM) и глобального водного баланса PCRaster (PCR-GLOBWB)] в период с 2002 по 2014 год. в Китае. Результаты показывают, что скорость истощения подземных вод составила 7,2 ± 1,1 км 3 / год в Северном контрольном пункте, что относительно согласуется с оценкой, полученной на основе измерений подземных вод на месте (7.8 км 3 / год). Однако темпы истощения подземных вод от WGHM (12,8 ± 0,2 км 3 / год) и PCR-GLOBWB (9,7 ± 0,2 км 3 / год) были сильно завышены, и появился пик смоделированного GWS по обеим моделям. опережать время по сравнению с измерениями на месте. Cao et al. (2013) создали модель MODFLOW-2000 для моделирования изменений GWS и откалибровали модель с использованием контурной карты уровней подземных вод и наблюдений на месте в NCP. Вклад в восстановление грунтовых вод также оценивался за счет увеличения пополнения запасов грунтовых вод, использования солоноватой воды для замены грунтовых вод, повышения эффективности водопользования и работы проекта SNWD.Однако эта оценка была реализована путем численной корректировки подпитки и забора подземных вод, в отличие от анализа водоснабжения и водопользования в целом.

Другие методы моделирования, такие как система подземных потоков с конечными элементами (FEFLOW) и метод объединения моделей поверхностных и подземных вод, также использовались для анализа изменения GWS при различных сценариях климата и водозабора в NCP (Li et al. ., 2017; Xia et al., 2018; Zhang et al., 2018).Однако в этих методах часто не учитывается влияние политики (например, ограничения на откачку грунтовых вод) на GWS. Кроме того, подпитка грунтовых вод (например, просачивание воды из глубокого слоя почвы и преимущественный сток) часто плохо описывается в этих моделях. Поскольку осадки являются основным источником пополнения запасов подземных вод, отсутствие этих критических физических процессов может привести к нереалистичному анализу влияния изменчивости / изменения климата на ПЗВ.

Помимо физических моделей, машинное обучение и методы, управляемые данными, также использовались в качестве альтернативы изучению изменений GWS, особенно в регионах, где трудно получить данные наблюдений (например,g., топографические, почвенные и геологические данные). Sun et al. (2020) использовали три метода машинного обучения (то есть глубокую нейронную сеть, множественную линейную регрессию и сезонную авторегрессионную интегрированную скользящую среднюю с моделями экзогенных переменных) для моделирования изменений TWS и сравнения с изменениями GWS in situ в NCP. Результаты показывают, что положительные коэффициенты корреляции приходятся на большинство наблюдательных скважин (~ 70%). Однако в целом корреляция была слабее в регионах, прилегающих к мегаполисам (например,г., Пекин и Тяньцзинь) и некоторые предгорные районы. Эта территория подверглась серьезному истощению грунтовых вод из-за интенсивного орошения в сельском хозяйстве и городского водопользования (Feng et al., 2013; Shen et al. , 2015). Возможные причины более слабой корреляции включают: (1) бурение скважин часто не может достичь глубоких замкнутых водоносных горизонтов, где добывается часть подземных вод, и (2) крупномасштабная добыча угля в провинции Шаньси (на западе бассейна реки Хайхэ). ) разрушит водоносные горизонты, которые могут быть обнаружены спутниками GRACE, но не могут быть отслежены с помощью измерений на месте (Sun et al., 2020).

В подходах к машинному обучению отсутствует описание и моделирование физических механизмов изменений GWS, поэтому существуют как неопределенности, так и риски (например, переобучение) (Sahoo et al., 2017). Однако эти подходы могут быть эффективными для улучшения нашего понимания взаимосвязей между изменением запасов воды, изменчивостью / изменением климата и деятельностью человека. Кроме того, модели, основанные на обучении, могут исправить несоответствие между аномалиями TWS, полученными из GRACE, и моделями поверхности земли, сочетая физическое моделирование и глубокое обучение (Sun et al. , 2019). Кроме того, эти подходы могут точно и эффективно моделировать изменения запасов воды, а в некоторых случаях даже работать лучше, чем глобальные гидрологические модели (Humphrey and Gudmundsson, 2019; Sahoo et al., 2017). Обнадеживает тот факт, что большие данные из дистанционного зондирования, гидрологической области и других современных технологий быстро развиваются в последние годы, что продвигает машинное обучение как ценный инструмент для изучения сложных взаимосвязей в областях дистанционного зондирования и гидрологии (Шен , 2018).Фактически, многочисленные исследования успешно разрешили гидрологические вопросы в реальном мире (Assem et al., 2017; Marçais and De Dreuzy, 2017; Reichle et al., 2001; Shi et al., 2015). Кроме того, с быстрым ростом дистанционного зондирования и больших данных гидрологи должны изучить аналитику данных и искусственный интеллект, чтобы продолжить наш быстрый прогресс в будущем (AGU, 2020).

Однако масштабы и степень восстановления подземных вод в НПЗ остаются в значительной степени неизвестными, что требует дальнейшей оценки с использованием различных подходов к мониторингу. В частности, нет единого мнения относительно того, как различные факторы, такие как изменение / изменчивость климата и деятельность человека, включая отвод воды, управляемое пополнение водоносного горизонта и ограничения на откачку грунтовых вод, способствуют стабильности и восстановлению грунтовых вод, и как грунтовые воды будут меняться под воздействием грунтовых вод. совместное воздействие изменения / изменчивости климата и интенсивной деятельности человека, что важно для развития более поздней фазы проекта SNWD и обеспечения продовольственной безопасности в будущем. Все эти неотложные вопросы должны быть должным образом оценены и полностью решены, чтобы обеспечить важные ориентиры для менеджеров водных ресурсов, практиков и политиков в отношении более устойчивого управления водными ресурсами и сельскохозяйственного производства.

(PDF) Изменение климата и подземные воды: краткий обзор

GARNETT, ER, AND REWS, JE, PREECE, RC &

D

ENNIS, PF 2004. Изменение климата зарегистрировано

стабильными изотопами и микроэлементами в британский голо-

ценский туф. Journal of Quaternary Science, 19,

251–262.

G

OUDIE, A. 1994. Влияние человека на окружающую среду —

. MIT Press, Кембридж, Массачусетс.

G

RAHAM, L.P., ANDR E

´

ASSON, J. & CARLSSON, B.

2007. Оценка воздействия изменения климата на гидрологию

на основе ансамбля региональных климатических моделей, масштабов модели

и методов увязки — тематическое исследование бассейна реки Луле

. Изменение климата, 81, 293–307.

H

AY, LE, CLARK, MP, LEAVESLEY, GH,

G

UTOWSKI, WJJR. & PAGOWSKI, M. 2006.

Одностороннее соединение атмосферной и гидрологической модели

.Журнал гидрометеорологии, 7,

569–589.

H

EGERL, G.C., CROWLEY, T.J., HYDE, W.T. &

F

RAME, D. J. 2006. Чувствительность климата

ограничена реконструкциями температуры за последние семь

веков. Природа, 440, 1029–1032.

H

OLMAN, I. P. 2006. Воздействие изменения климата на землю —

пополнение запасов воды — неопределенность, недостатки и дальнейшие шаги

? Гидрогеологический журнал, 14, 637–647.

H

ONDOH, T. (ed.) 2000. Физика ледяных кернов.

Hokkaido University Press, Саппоро.

H

УГГЕТТ, Р. Дж. 1991. Климат, процессы Земли и

История Земли. Springer-Verlag.

H

UNTINGTON, T. G. 2006. Доказательства интенсификации глобального водного цикла

: Обзор и обобщение. Журнал

гидрологии, 319, 83–95.

IDAG 2005. Обнаружение и объяснение внешних влияний

на климатическую систему: обзор последних достижений.

Journal of Climate, 18, 1291–1314.

IPCC 2007. Основы физических наук — резюме для

Политики. Вклад РГ1 в Четвертый отчет об оценке

Межправительственной группы экспертов по изменению климата

. http://www.ipcc.ch/ipccreports/ar4-

wg1.htm.

I

SSAR, A. S. 2003. Климатические изменения во время голоцена

и их влияние на гидрологические системы

. Издательство Кембриджского университета.

I

SSAR, A. S. 2005. Смягчение парникового эффекта за счет

секвестрации углерода лесами, посаженными в засушливых зонах,

за счет использования растраченных водных ресурсов. Представлено на Всемирной неделе воды

в Стокгольме, 21–27 августа 2005 г.

Семинар 2 — Преодоление изменчивости климата,

Изменение климата и опасности, связанные с водой.

I

SSAR, A.S. & ZOHAR, M. 2007. Изменение климата:

Окружающая среда и цивилизация на Ближнем Востоке.

Springer.

I

SSAR, A. S., BEIN, A. & MICHAELI, A. 1972. На

древней воде из песчаника Верхней Нубии

в Центральном Синае и Южном Израиле. Journal of

Hydrology, 17, 353–374.

J

ACOB, D., BA

¨

RRING, L., CHRISTENSEN, O.B.ET AL.

2007. Сравнение региональных климатических моделей

моделей для Европы: производительность моделей в современном климате

.Изменение климата, 81, 31–52.

J

HA, M., ARNOLD, JG, GASSMAN, PW, G IO RGI, F. &

G

U, RR 2006. Оценка чувствительности к изменению климата

на потоках в бассейне реки Верхняя Миссисипи с использованием

SWAT1. Журнал Американской ассоциации водных ресурсов

, 42, 997– 1015.

J

ONES, A. A. 1997. Глобальная гидрология: процессы,

ресурсы и управление окружающей средой. Лонгман.

К

АРЛ, Т.Р. и ТРЕНБЕРТ, К. Э. 2003. Современные глобальные изменения климата

. Наука, 302, 1719–1723.

K

ATTENBERG, A., GIORGI, F., GRASSL, H.ET AL. 1996.

Климатические модели — прогноз будущего климата.

In: H

OUGHTON, J. T., MEIRA FILHO, L.G.,

C

ALLANDER, B.A., HARRIS, N., KATTE NBERG, A.

& M

ASKELL, K. (eds) Изменение климата 1995 — Вклад РГ1 во Вторую оценку.Отчет

МГЭИК. Издательство Кембриджского университета, 285–357.

K

ERR, R.A. & BALTER, M. 2007. Изменение климата: наука

Источники говорят разработчикам политики, что мы все греем мир.

Science, 315, 754–757.

K

ITABATA, H., NISHIZAWA, K., YOSHIDA, Y. &

M

ARUYAMA, K. 2006. Таяние вечной мерзлоты в

вокруг — Арктика и Сценарий изменения климата

в нагорье, спроектированный Системной моделью климата сообщества

(CCSM3).Sola, 2, 53– 56.

K

RIPALANI, RH, OH, JH & CHAUDHARI, HS 2007.

Реакция восточноазиатского летнего муссона на

удвоение CO в атмосфере

2

: комбинированная модель климата

моделирования и прогнозов в рамках ДО4 МГЭИК. Theor-

etical and Applied Climatology, 87, 1–28.

K

UMAR, R., NUNN, P.D., FIELD, S.J. & DE BIRA N, A.

2006 г. Реакция человека на изменение климата около

г. н.э. 1300 г .: тематическое исследование долины Сигатока, Вити

Остров Леву, Фиджи.Quaternary International, 151,

133–143.

L

ABAT, D., GODDE

´

RIS, Y., PROBST, J.L. & GUYOT, J.

L. 2004. Свидетельства увеличения глобального стока связаны с потеплением климата. Достижения в области водных ресурсов,

27, 631–642.

L

AL, D. 2000. Исследования скорости фильтрации воды в

различных условиях подземных вод, предложения SAHRA;

Устойчивость полузасушливой гидрологии и прибрежных районов

Районы, Университет Аризоны, Тусон, США.

L

AMBE, H. H. 1977. Климат: настоящее, прошлое и будущее.

Том 2: История климата и будущее. Метуэн.

L

AMY, F., ARZ, HW, BOND, GC, BAHR, A. &

P

ATZOLD, J. 2006. Гидрологические изменения в масштабе нескольких столетий

изменения в Черном море и северной части Красного моря в течение

Голоцен и арктическая / североатлантическая осцилляция. Палеоокеанография, 21, PA1008, 11.

L

ANDSCHEIDT, T.2003. Новый ледниковый период вместо

глобального потепления? Энергия и окружающая среда, 14,

327–350.

L

I, W.-X., LUNDBERG, J., DICKIN, A.P., FORD, D.C.,

S

CHWARCZ, H.P., MCNUTT, R. & WILLIAMS, D.

1989. Высокоточная масс-спектрометрическая датировка урановых отложений серии

и значение для исследований палеоклимата

. Nature, 339, 534–536.

L

I, W., DICKINSON, R.E., FU, R., NIU, G., YANG, Z. &

C

ANADELL, J. G. 2007. Будущие изменения осадков

и их последствия для тропических торфяников. Geophy-

sical Research Letters, 34, L01403, DOI: 10.1029 /

2006GL028364.

L

O RUSSO, S., ZAVATTARO, L., ACUTIS, M. & ZUPPI,

GM 2003. Метод определения профиля хлоридов для оценки движения воды

через нетронутую зону на посевных площадях

в субгумидном климате (Po Valley, NW

Италия). Journal of Hydrology, 270, 65–74.

L

OA

´

ICIGA, HA, VALDES, JB, VOGEL, R., GAR VEY,

J. & S

CHWARZ, H. 1996 .. Глобальное потепление и

ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА И ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ: КРАТКИЙ ОБЗОР 9

Подземные воды | Специальное обучение

Почва и подземные воды на многих горнодобывающих, промышленных и энергетических предприятиях
участки в США и других странах загрязнены металлами,
радионуклиды и другие неорганические химические вещества.Восстановление естественным
затухание, также известное как внутреннее восстановление, является жизнеспособным подходом
для снижения риска, связанного с выбросами металлических / неорганических растворенных веществ в
грунтовые воды. Химическая обработка материала водоносного горизонта и грунтовых вод
также внедряется на некоторых объектах для иммобилизации редокс-чувствительных
загрязнители, включая хром, технеций и уран.

Регулирующие органы поддерживают подходы к восстановлению, основанные на оценке риска
включая внутреннюю очистку от металлических / неорганических загрязнений. Сбор и интерпретация данных и информации о характеристиках объекта
должны поддерживать внутренние варианты исправления, которые технически
оправданный. Сюда входит оценка геохимии загрязнителей.
вызывающих озабоченность и количественная оценка геохимических свойств водоносного горизонта
материал. Важные геохимические взаимодействия, влияющие на судьбу и
перенос загрязняющих веществ включает водное образование природных
грунтовые воды и растворенные загрязнители; распространение и обилие
химически активные минералы, включая водный оксид железа, глинистые минералы и
карбонатные минералы; реакции адсорбции; минеральное равновесие; а также
радиоактивный распад.Разработка эффективной программы отбора проб, поддерживающей
внутреннее восстановление и химические манипуляции основаны на тщательном
понимание гидрогеохимии и гидрологии участка.

Этот курс предоставляет практическую информацию, необходимую для эффективного
оценивать внутреннее восстановление и химические манипуляции с участками
загрязнены металлами, неметаллами и радионуклидами. Химические вещества
Проблемы, обсуждаемые в этом кратком курсе, включают алюминий, сурьму,
мышьяк, барий, бериллий, бор, кадмий, хром, кобальт, медь,
железо, свинец, марганец, ртуть, молибден, никель, азот,
перхлорат, селен, серебро, таллий, уран, ванадий и цинк.Внутренняя очистка от радионуклидов, включая америций-241,
цезий-137, нептуний-237, плутоний-238, -239 и -240, стронций-90,
и тритий, а также другие, также обсуждаются. В дополнение
курс состоит из углубленных дискуссий по металлам / неорганической геохимии
и методы исследования, геохимические аспекты внутренней ремедиации
неорганических химикатов и радионуклидов, а также химическая обработка
материал водоносного горизонта и грунтовые воды.

Курс акцентирует внимание на гидрогеохимических процессах и поле
процедуры реализации для количественной оценки и оценки внутренних
восстановление и химическая обработка металлических / неорганических загрязнителей.Сбор и анализ данных, оценка гидрогеохимических процессов,
количественная оценка подвижности загрязняющих веществ и понимание нормативных требований.
соображения, связанные с внедрением внутреннего исправления и
химические манипуляции как жизнеспособные варианты восстановления / исправления также
представлен. Истории болезни представлены на протяжении всего курса. Класс
упражнения с упором на геохимические процессы, внутреннее восстановление и
химические манипуляции включены каждый день курса.

1 Введение в искусственную подпитку | Пополнение подземных вод водами плохого качества

Засорение

не может быть устранено перекачкой, очисткой или перепланировкой, длительный период сушки, возможно, может привести к значительному биоразложению забивающего материала для восстановления сухого колодца для пополнения.

Выбор между использованием сухих скважин в вадозной зоне или нагнетательных скважин в водоносном горизонте определяется экономическими соображениями. Необходимо сравнить затраты на установку колодцев, требования к предварительной обработке воды, срок полезного использования колодцев, а также затраты на замену колодцев, техническое обслуживание и реабилитацию. Если зона вадозы содержит нежелательные химические вещества, которые могут вымываться, не следует использовать сухие колодцы.

ВЛИЯНИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Воздействие подпитки грунтовых вод на окружающую среду варьируется от участка к участку и может иметь как положительные, так и вредные воздействия.В целом, однако, типы воздействия на окружающую среду, которые следует учитывать при планировании объектов пополнения запасов, варьируются от экологического воздействия на почву, гидрологические и водные экосистемы до воздействия на виды, зависящие от прибрежных местообитаний, и до возможных воздействий на использование воды людьми ресурсы для отдыха. Как и при любом использовании воды, планировщики должны осознавать, что последствия их действий будут влиять не только на местные условия, но и на условия ниже по течению (сторонние эффекты).

Экологические последствия пополнения запасов грунтовых вод, по большей части, относительно просты и предсказуемы, по крайней мере, в качественном смысле. Если вода отводится непосредственно из ручья или другого поверхностного источника воды, уменьшение стока ниже по течению будет иметь те же экологические последствия, что и отвод воды для любых других целей, который приводит к сокращению стока с теми же временными и количественными характеристиками. Экологические эффекты часто трудно определить количественно. Почти во всех случаях они зависят от конкретного сайта и их трудно обобщить.

Во время фактического процесса подпитки бассейны подпитки вызывают некоторые существенные изменения в экосистеме, как на поверхности почвы, так и в почвенном профиле. Характер этих изменений зависит от того, является ли бассейн подпитки естественным руслом ручья, лагуной, построенной специально для этой цели, или естественным бассейном вне реки. Фактическое управление водохранилищем часто устанавливается таким образом, чтобы управлять экологией почвы для оптимизации процесса подпитки. Проницаемость пласта всегда учитывается, а аэрация пласта за счет периодической подпитки влияет на динамику популяции почвенной экосистемы.Частыми целями являются разложение органических веществ и денитрификация.

Долгосрочное экологическое воздействие на бассейн подпитки зависит от адсорбции органических и неорганических веществ в верхних горизонтах почвы и от обработки бассейна после прекращения подпитки. Также может иметь значение, будет ли изменена топография поверхности бассейна для минимизации или для поддержания непреднамеренной подпитки.

Понижающееся экологическое воздействие зависит от скорости подпитки и природы принимающего водоносного горизонта.Если подпитка происходит в относительно глубокий водоносный горизонт, и

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.