نام آب های زیرزمینی آب های زیرزمینی: ویژگی ها و انواع

هنگام ارزیابی خواص آب های زیرزمینی کاوش در طعم، بو، رنگ، شفافیت، دما و سایر خواص فیزیکی آب زیرزمینی، که مشخصه به اصطلاح خواص ارگانولپتیکیآب (تعیین شده توسط حواس). هنگامی که ناخالصی های مختلف به طور طبیعی یا مصنوعی وارد آب می شود، خواص ارگانولپتیکی می تواند به شدت بدتر شود (ذرات معدنی معلق، مواد آلی، برخی عناصر شیمیایی).

درجه حرارتآب های زیرزمینی بسته به عمق سفره های زیرزمینی، ویژگی ها به طور گسترده ای متفاوت است ساختار زمین شناسیآبهای سرد (دمای 0 تا 20 درجه سانتیگراد)، آبهای گرم یا زیر گرمایی (20-37 درجه سانتیگراد)، حرارتی (37-100 درجه سانتیگراد)، بیش از حد گرم شده (بیش از 100 درجه سانتیگراد) وجود دارد. . آب های زیرزمینی بسیار سرد در منطقه منجمد دائمی، در ارتفاعات در گردش است. آب های فوق گرم مشخصه مناطقی هستند که فعالیت های آتشفشانی جوانی دارند. در محل های مصرف آب، معمول ترین دمای آب 7-11 درجه سانتی گراد است.

از نظر شیمیایی آب خالص بی رنگناخالصی های مکانیکی (زرد، زمرد و ...) به آب رنگ می بخشد. شفافیت آب به رنگ و وجود کدورت بستگی دارد. طعم با ترکیب مواد محلول مرتبط است: شور - از کلرید سدیم، تلخ - از سولفات منیزیم، و غیره. بو بستگی به حضور گازهای با منشاء بیوشیمیایی (سولفید هیدروژن و غیره) یا مواد آلی پوسیده دارد.

چگالی آبجرم آب در واحد حجم است. حداکثر در دمای 4 درجه سانتیگراد است. با افزایش دما به 250 درجه سانتی گراد، چگالی آب به 0.799 گرم بر سانتی متر مکعب کاهش می یابد و با افزایش مقدار نمک های محلول در آن، به 1.4 گرم بر سانتی متر مکعب می رسد. تراکم پذیری آب های زیرزمینی با این ویژگی مشخص می شود ضریب تراکم پذیری،نشان می دهد که با چه کسری از حجم اولیه مایع حجم با افزایش فشار به میزان 105 Pa کاهش می یابد. ضریب تراکم پذیری آب های زیرزمینی 2.5 10 -5 ...5 10~5 Pa است، یعنی آب تا حدودی خاصیت کشسانی دارد که در مطالعه آب های زیرزمینی تحت فشار مهم است.

ویسکوزیتهآب مقاومت داخلی ذرات را در برابر حرکت آن مشخص می کند. با افزایش دما، ویسکوزیته آب زیرزمینی کاهش می یابد.

رسانایی الکتریکیآب های زیرزمینی به مقدار نمک های محلول در آنها بستگی دارد و با مقادیر مقاومت از 0.02 تا 1.00 اهم بیان می شود.

رادیواکتیویتهآب های زیرزمینی به دلیل وجود عناصر رادیواکتیو (اورانیوم، استرانسیم، سزیم، رادیوم، انتشار گازی رادیوم-رادون و غیره) در آن ایجاد می شود. حتی غلظت ناچیز - صدم و هزارم (میلی گرم در لیتر) برخی از عناصر رادیواکتیو - می تواند برای سلامت انسان مضر باشد.

ترکیب شیمیایی آب های زیرزمینیتمام آبهای زیرزمینی همیشه دارای مقدار کم و بیش نمک، گاز و ترکیبات آلی در حالت محلول هستند.

گازهای حل شده در آب (0 2 , CO 2 , CH 4 , H 2 S و غیره) طعم و خواص خاصی به آن می بخشد. میزان و نوع گازها تعیین کننده مناسب بودن آب برای مصارف شرب و فنی است. آب های زیرزمینی نزدیک سطح زمین اغلب با ناخالصی های آلی (باکتری های بیماری زا مختلف، ترکیبات آلی ناشی از سیستم های فاضلاب و غیره) آلوده می شوند. چنین آبی طعم ناخوشایندی دارد و برای سلامتی انسان خطرناک است.

نمک.در آب های زیرزمینی، کلریدها، سولفات ها و کربنات ها رایج ترین هستند. با توجه به محتوای کل نمک های محلول، آب های زیرزمینی به شیرین (تا 1 گرم در لیتر نمک محلول)، شور (از 1 تا 10 گرم در لیتر)، شور تقسیم می شوند.

(10-50 گرم در لیتر) و آب نمک (بیش از 50 گرم در لیتر). مقدار و ترکیب نمک ها با تجزیه و تحلیل شیمیایی مشخص می شود. نتایج به‌دست‌آمده به صورت ترکیب کاتیون‌ها و آنیون‌ها (بر حسب mg/l یا meq/l) بیان می‌شوند.

در شرایط طبیعی، کانی سازی عمومی آب های زیرزمینی بسیار متنوع است. آب های زیرزمینی با کانی سازی از 0.1 گرم در لیتر (چشمه های آلپ) تا 500-600 گرم در لیتر (آب های عمیق حوضه آرتزین آنگارا-لنا) وجود دارد. کانی سازی عمومی یکی از شاخص های اصلی کیفیت آب های زیرزمینی است.

در آب های زیرزمینی چندین ده عنصر شیمیایی سیستم تناوبی مندلیف وجود دارد. تا 90 درصد از تمام نمک های محلول در آب یون های C1~, 80^, HCO3, Na +,

M§ 2+، Ca 2+، K +. آهن، نیتریت ها، نیترات ها، هیدروژن، برم، ید، فلوئور، بور، رادیواکتیو و سایر عناصر در مقادیر کمتری در آب موجود است. با این حال، حتی در مقادیر کم، می توانند تأثیر قابل توجهی در ارزیابی مناسب بودن آب های زیرزمینی برای اهداف مختلف داشته باشند. آب با pH = 6.5 ... 8.5 بهترین کیفیت نوشیدنی را دارد.

مقدار نمک های محلول نباید بیشتر از 1.0 گرم در لیتر باشد. وجود عناصر شیمیایی مضر برای سلامت انسان (اورانیوم، آرسنیک و غیره) و باکتری های بیماری زا مجاز نیست. دومی را می توان تا حدودی با تصفیه آب با سونوگرافی، کلرزنی، ازن زنی و جوشاندن خنثی کرد. ناخالصی های آلی با تجزیه و تحلیل باکتریولوژیکی تعیین می شود. آب برای مصارف آشامیدنی باید بی رنگ، شفاف، بی بو و طعم خوب باشد.

سختیو تهاجمی آب های زیرزمینیبا وجود نمک مرتبط است. سختی آب- این خاصیت به دلیل محتوای یون های کلسیم و منیزیم، یعنی مرتبط با کربنات ها است و با محاسبه از محتوای کل یون های هیدروکربنات و کربنات در آب محاسبه می شود. آب سخت در دیگ های بخار رسوب زیادی می دهد، به خوبی کف نمی کند و غیره. در حال حاضر سختی معمولاً بر حسب میلی گرم معادل کلسیم و منیزیم بیان می شود. آب یا 12، 6 میلی گرم یون منیزیم. در کشورهای دیگر سختی بر حسب درجه (1 meq = 28°) اندازه گیری می شود. از نظر سختی، آب به دو دسته تقسیم می شود نرم(کمتر از 3 meq یا 8.4 درجه)،

سختی متوسط(3-6 meq یا 8.4 درجه)، سخت است(6-9 meq یا 16.8-25.2 درجه) و خیلی سرسخت(بیش از 9 meq یا 25.2 درجه). بهترین کیفیت آب با سختی بیش از 7 میلی اکی والان است. سفتی دائمی و موقتی است. سفتی موقتبا وجود بی کربنات ها مرتبط است و می توان آن را با جوشاندن از بین برد. سختی دائمیبه دلیل اسید سولفوریک و نمک های کلرید با جوشاندن از بین نمی رود. مجموع سختی موقت و دائمی نامیده می شود سختی کلی

پرخاشگریآب های زیرزمینی در اثر مخرب نمک های محلول در آب بر روی مصالح ساختمانی، به ویژه سیمان پرتلند بیان می شود. بنابراین، هنگام ساخت پی ها و سازه های زیرزمینی مختلف، لازم است بتوانیم میزان تهاجمی آب های زیرزمینی را ارزیابی کرده و اقدامات لازم برای مقابله با آن را تعیین کنیم. در استانداردهای موجود که میزان تهاجمی آب نسبت به بتن را ارزیابی می کند، علاوه بر ترکیب شیمیایی آب، ضریب فیلتراسیون سنگ ها نیز در نظر گرفته شده است. همین آب می تواند تهاجمی و غیر تهاجمی باشد. این به دلیل تفاوت در سرعت حرکت آب است - هر چه بیشتر باشد، حجم بیشتری از آب با سطح بتن تماس پیدا می کند و بنابراین، تهاجمی بیشتر خواهد بود.

در رابطه با بتن، انواع زیر از تهاجمی آب زیرزمینی متمایز می شود:

  • اسید عمومی - با مقدار pH تخمین زده می شود، در ماسه ها در صورت PH آب تهاجمی در نظر گرفته می شود
  • سولفات - با محتوای یون تعیین می شود. هنگامی که محتوای BO 2- در مقدار بیش از 200 میلی گرم در لیتر، آب تهاجمی می شود.
  • magnesian - توسط محتوای یون 1U ^ 2+ ایجاد می شود.
  • کربنات - همراه با تاثیر دی اکسید کربن تهاجمی بر بتن، این نوع تهاجمی فقط در سنگ های شنی امکان پذیر است.

تهاجمی بودن آب های زیرزمینی با مقایسه داده های تجزیه و تحلیل شیمیایی آب با الزامات استاندارد تعیین می شود. پس از آن، اقدامات برای مبارزه با آن مشخص می شود. برای این کار از سیمان های مخصوص استفاده می شود، آب بندی قسمت های زیرزمینی ساختمان ها و سازه ها انجام می شود، سطح آب های زیرزمینی با زهکشی پایین می آید و غیره.

اثر تهاجمی آب های زیرزمینی بر روی فلزات(خوردگی فلزات). آب های زیرزمینی با نمک ها و گازهای حل شده در آن می تواند به آهن و سایر فلزات بسیار خورنده باشد. به عنوان مثال اکسیداسیون (خوردگی) سطوح فلزی با تشکیل زنگ زدگی تحت تأثیر اکسیژن محلول در آب است:

2+ 0 2 \u003d 2GeO 4GeO + 0 2 \u003d 2Re 2 0 3 Re 2 0 3 + ZN 2 0 \u003d 2Re (OH) 3

آب های زیرزمینی هنگامی که حاوی دی اکسید کربن تهاجمی، اسیدهای معدنی و آلی، نمک های فلزات سنگین، سولفید هیدروژن، کلرید و برخی نمک های دیگر باشند، خاصیت خورندگی دارند. آب نرم (با سختی کلی کمتر از 3.0 مگا اکیوان) بسیار تهاجمی تر از آب سخت عمل می کند. سازه های فلزی می توانند در معرض بیشترین خوردگی تحت تأثیر اسیدی قوی (pH 9.0) قرار گیرند. خوردگی با افزایش دمای آب زیرزمینی، افزایش سرعت حرکت آن و میدان های الکتریکی در لایه های خاک تسهیل می شود.

مقطع تحصیلی خورندگیآب در رابطه با برخی از فلزات بر اساس GOST فعلی تولید می شود. پس از آن، با توجه به SNiP، اقداماتی برای جلوگیری از خوردگی احتمالی انتخاب می شود.

طبقه بندی آب های زیرزمینیتعدادی طبقه بندی وجود دارد، اما اصلی ترین آنها دو طبقه بندی است. آبهای زیرزمینی بر اساس ماهیت استفاده از آنها و با توجه به شرایط وقوع در زیر تقسیم می شوند پوسته زمین(شکل 63). اولی شامل آب خانگی و آشامیدنی، فنی، صنعتی، معدنی، حرارتی است. دوم شامل: آبهای نشسته، آبهای زیرزمینی و بین لایه ای و همچنین آبهای شکاف، کارست، منجمد دائمی است. برای اهداف مهندسی و زمین شناسی، توصیه می شود که آب های زیرزمینی را بر اساس پایه هیدرولیکی - بدون فشار و فشار طبقه بندی کنید.

آب خانگی و آشامیدنی.آب زیرزمینی به طور گسترده برای مصارف خانگی و آشامیدنی استفاده می شود. آب های زیرزمینی شیرین بهترین منبع تامین آب آشامیدنی هستند، بنابراین استفاده از آنها برای مقاصد دیگر معمولا مجاز نیست.

منبع تامین آب خانگی و آشامیدنی آب های زیرزمینی منطقه تبادل آب فشرده است. عمق وقوع آب های زیرزمینی شیرین از سطح زمین معمولاً از چند ده متر تجاوز نمی کند. با این حال، مناطقی وجود دارد که در اعماق زیاد (300-500 متر یا بیشتر) رخ می دهند.

که در سال های گذشتهآب‌های زیرزمینی شور و شور نیز پس از نمک‌زدایی مصنوعی برای تامین آب خانگی و آشامیدنی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آب فنی- اینها آبهایی هستند که در صنایع مختلف کاربرد دارند و کشاورزی. تربووا-

جوی

اتصال به آب‌های صنعتی زیرزمینی نشان‌دهنده ویژگی‌های یک نوع تولید خاص است.

آب صنعتیحاوی عناصر مفید (برم، ید و غیره) در محلول به مقداری که ارزش خام صنعتی داشته باشد. معمولاً آنها در منطقه تبادل آب بسیار آهسته قرار دارند ، معدنی شدن آنها زیاد است (از 20 تا 600 گرم در لیتر) ، ترکیب آن کلرید سدیم است ، دما اغلب به 60-80 درجه سانتیگراد می رسد.

بهره برداری از آب های صنعتی به منظور استخراج ید و برم تنها در صورتی سودآور است که عمق آب از 3 کیلومتر بیشتر نباشد، سطح آب چاه کمتر از 200 متر نباشد، میزان آب استخراج شده در روز کمتر نباشد. بیش از 200 متر مکعب.

معدنیآب های زیرزمینی نامیده می شوند که دارای محتوای ریز اجزای فعال بیولوژیکی، گازها، عناصر رادیواکتیو و غیره هستند. آنها با منابع به سطح زمین می آیند یا توسط گمانه ها باز می شوند.

آب های زیرزمینی حرارتیدمای بیش از 37 درجه سانتیگراد دارند. آنها در همه جا در اعماق از چند ده و صدها متر (در مناطق چین خورده کوهستانی) تا چندین کیلومتر (روی سکوها) رخ می دهند.

از طریق شکاف ها، آب های حرارتی اغلب به سطح زمین می آیند و چشمه های آب گرم با دمای تا 100 درجه سانتیگراد را تشکیل می دهند (کامچاتکا، قفقاز). ذخایر این آبها در پوسته زمین بسیار زیاد است و به طور فعال برای گرم کردن شهرها و مقاصد انرژی، به عنوان مثال، در کامچاتکا (ایستگاه زمین گرمایی Pauzhetskaya) استفاده می شود. مناطق مختلفی از فعالیت آبفشان فعال روی زمین وجود دارد: کامچاتکا، ایسلند، شمال شرقی ایالات متحده آمریکا، نیوزلند.

طبقه بندی

با توجه به شرایط وقوع، آب های زیرزمینی به موارد زیر تقسیم می شوند:

  • خاک؛
  • بین لایه ای

خاکآب بخشی از شکاف بین ذرات خاک را پر می کند. آنها می توانند آزاد باشند (گرانشی)، تحت تأثیر گرانش حرکت می کنند، یا محدود شده و توسط نیروهای مولکولی نگه داشته می شوند.

آب زیرزمینییک آبخوان بر روی اولین لایه مقاوم در برابر آب از سطح تشکیل می دهد. به دلیل کم عمق بودن سطح، سطح آب زیرزمینی با توجه به فصول سال نوسانات قابل توجهی را تجربه می کند: یا پس از بارش یا ذوب برف بالا می رود یا در دوره های خشک کاهش می یابد. در زمستان های سخت، آب های زیرزمینی می توانند یخ بزنند. این آبها بیشتر در معرض آلودگی هستند.

آب های بین لایه ای- سفره های زیرین که بین دو لایه مقاوم در برابر آب محصور شده اند. برخلاف آب های زیرزمینی، سطح آب های بین لایه ای ثابت تر است و در طول زمان کمتر تغییر می کند. آب های بین لایه ای تمیزتر از آب های زیرزمینی هستند. آب بین لایه ای تحت فشار به طور کامل آبخوان را پر می کند و تحت فشار است. تمام آب های محصور در لایه های قرار گرفته در ساختارهای تکتونیکی مقعر دارای فشار هستند.

با توجه به شرایط حرکت در سفره های زیرزمینی، آب های زیرزمینی متمایز می شوند که در لایه های سست (ماسه، شن و سنگریزه) و در سنگ های شکسته در گردش هستند.

بسته به وقوع، ماهیت حفره های سنگ های آبدار، آب های زیرزمینی به موارد زیر تقسیم می شوند:

  • متخلخل- در رسوبات کواترنر رخ می دهد و در گردش است: در ماسه ها، سنگریزه ها و سایر سنگ های آواری.
  • شکاف(رگ) - در سنگ ها (گرانیت ها، ماسه سنگ ها)؛
  • کارست(شکاف-کارست) - در سنگ های محلول (سنگ آهک، دولومیت، گچ و غیره).

ذخایر آب زیرزمینی

آب های زیرزمینی بخشی از منابع آبی زمین هستند. کل ذخایر آب زیرزمینی بیش از 60 میلیون کیلومتر مربع است. آب زیرزمینی به عنوان یک منبع معدنی در نظر گرفته می شود. برخلاف دیگر انواع مواد معدنی، ذخایر آب زیرزمینی در طول بهره برداری قابل تجدید هستند.

تحقیق در مورد آب های زیرزمینی

اکتشاف آب های زیرزمینی

برای تعیین وجود آب های زیرزمینی، اکتشاف انجام می شود:

  • چاه های مرجع با نمونه برداری هسته حفر می شوند،
  • هسته مورد مطالعه قرار گرفته و سن نسبی زمین شناسی سنگ ها، ضخامت (ضخامت) آنها تعیین می شود.
  • پمپاژ آزمایشی انجام می شود، ویژگی های آبخوان تعیین می شود، گزارش مهندسی و زمین شناسی تهیه می شود.
  • نقشه ها، بخش ها برای چندین چاه مرجع تهیه شده است، ارزیابی اولیه ذخایر معدنی (در این مورد، آب) انجام می شود.

منشا آب های زیرزمینی

آب های زیرزمینی دارد منشاء مختلف: برخی از آنها در اثر نفوذ مذاب و آب باران به اولین افق مقاوم در برابر آب (یعنی به عمق 1.5-2.0 متری که آب های زیرزمینی را تشکیل می دهند، یعنی به اصطلاح آب های نشسته) تشکیل شده اند. ; دیگران حفره های عمیق تری را در زمین اشغال می کنند.

همچنین ببینید

پیوندها

  • محاسبه تأثیر آب های زیرزمینی در طراحی پی

ادبیات


بنیاد ویکی مدیا 2010 .

ببینید «آب‌های زیرزمینی» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

    - (الف. آبهای زیرزمینی؛ n. گراندواسر؛ ف. eaux souterraines، eaux de sous sol؛ و. aguas subterraneas) آبهای واقع در ضخامت کوه. سنگ های قسمت بالایی پوسته زمین در حالت مایع، جامد و بخار. ص در بخشی از...... دایره المعارف زمین شناسی

    آب هایی که در لایه های سنگ های قسمت بالایی پوسته زمین به صورت مایع، جامد و بخار قرار دارند. بسته به ماهیت حفره های سنگ های آبدار، P. در ماسه ها، سنگریزه ها و سایر سنگ های آواری به متخلخل تقسیم می شوند، ... ... دایره المعارف بزرگ شوروی

    آب های زیرزمینی- آب ها، از جمله آب های معدنی، واقع در بدنه های آب زیرزمینی (کد آب فدراسیون روسیه) EdwART. اصطلاحات و تعاریف حفاظت محیط، مدیریت زیست محیطی و ایمنی محیط زیست. دیکشنری، 2010 ... فرهنگ لغت زیست محیطی

    آبهایی که در صخره های قسمت بالایی پوسته زمین در حالت مایع، جامد و بخار قرار دارند. وجود دارد: آزاد (گرانشی، آب زیرزمینی) و محدود (هیگروسکوپی، فیلم، تبلور). تازه (معدنی سازی ...... فرهنگ لغت اضطراری

    آب های واقع در توده های سنگی قسمت بالایی پوسته زمین در حالت مایع، جامد و بخار ... فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

    تمام آبهای زیر سطح زمین و کف آبهای سطحی و نهرها ... اصطلاحات زمین شناسی

    آب ها، از جمله آب های معدنی، واقع در آب های زیرزمینی فرهنگ اصطلاحات تجاری. Akademik.ru. 2001 ... واژه نامه اصطلاحات تجاری

    آب های زیرزمینی- آب واقع در زیر سطح زمین در ضخامت سنگ ها و در خاک در هر حالت فیزیکی. ترکیب: آب های زیرزمینی… فرهنگ لغت جغرافیا

    آب های زیرزمینی- در قانون آب فدراسیون روسیه، آب ها، از جمله آب معدنی، واقع در بدنه های آب زیرزمینی ... دایره المعارف حقوقی

    آب های زیرزمینی- — EN آب های زیرزمینی آبی که منافذ و شکاف های سنگ و خاک، زیر سطح و بالای لایه ای از مواد غیرقابل نفوذ را اشغال می کند. حرکت گرانشی آزاد است، یا…… کتابچه راهنمای مترجم فنی

کتاب ها

  • آب های زیرزمینی جهان: منابع، استفاده، پیش بینی ها، Zektser I.S. این مونوگراف تجربیات کشورهای مختلف را تجزیه و تحلیل و خلاصه می کند. ارزیابی منطقه ایمنابع آب زیرزمینی شیرین و شور، کیفیت و آسیب پذیری آنها در برابر آلودگی. اصلی…

پوسته آب زمین - هیدروسفر - توسط آب های زیرزمینی، رطوبت جو، یخچال های طبیعی و آب های سطحی، از جمله اقیانوس ها، دریاها، دریاچه ها، رودخانه ها، باتلاق ها تشکیل شده است. تمام آب های هیدروسفر به هم پیوسته هستند و در گردش مداوم هستند.

ترکیب اصلی هیدروسفر آب نمک است. آب شیرین کمتر از 3 درصد از حجم کل را تشکیل می دهد. ارقام دلخواه هستند، زیرا فقط ذخایر اکتشاف شده در محاسبات در نظر گرفته می شوند. در همین حال، بر اساس فرضیات هیدروژئولوژیست ها، در لایه های عمیق زمین، ذخایر عظیم آب زیرزمینی وجود دارد که ذخایر آن هنوز کشف نشده است.

آب های زیرزمینی به عنوان بخشی از منابع آبی کره زمین

آب های زیرزمینی - آب موجود در سنگ های رسوبی حاوی آب که لایه بالایی پوسته زمین را تشکیل می دهند. بسته به شرایط محیطی مانند دما، فشار، انواع سنگ ها، آب در حالت جامد، مایع یا بخار است. طبقه بندی آب های زیرزمینی به طور مستقیم به خاک های تشکیل دهنده پوسته زمین، ظرفیت رطوبت و عمق آنها بستگی دارد. لایه های سنگ های اشباع از آب را «آبخوان» می گویند.

سفره های آب شیرین یکی از مهم ترین منابع استراتژیک محسوب می شوند.

ویژگی ها و خواص آب های زیرزمینی

سفره های بدون فشاری وجود دارد که توسط لایه ای از سنگ های ضد آب از پایین محدود شده و آب زیرزمینی نامیده می شود و آبخوان های فشاری که بین دو لایه مقاوم در برابر آب قرار دارند. طبقه بندی آب های زیرزمینی بر اساس نوع خاک اشباع از آب:

  • متخلخل، که در ماسه ها ایجاد می شود.
  • شکاف هایی که فضاهای خالی سنگ جامد را پر می کنند.
  • کارست، در سنگ آهک، گچ و سنگ های محلول در آب مشابه یافت می شود.

آب، یک حلال جهانی، به طور فعال مواد تشکیل دهنده سنگ ها را جذب می کند و با نمک ها و مواد معدنی اشباع می شود. بسته به غلظت مواد محلول در آب، آب شیرین، شور، شور و آب نمک مشخص می شود.

انواع آب در هیدروسفر زیرزمینی

آب زیرزمینی در حالت آزاد یا محدود است. آب زیرزمینی آزاد شامل آب فشاری و غیر فشاری است که می تواند تحت تأثیر نیروهای گرانشی حرکت کند. آبهای مرتبط عبارتند از:

  • آب تبلور، که از نظر شیمیایی در ساختار بلوری مواد معدنی گنجانده شده است.
  • آب رطوبت سنجی و لایه ای که به طور فیزیکی به سطح ذرات معدنی متصل است.
  • آب در حالت جامد

ذخایر آب زیرزمینی

آب های زیرزمینی حدود 2 درصد از کل هیدروسفر سیاره را تشکیل می دهند. اصطلاح ذخایر آب زیرزمینی به این معناست:

  • مقدار آب موجود در یک لایه اشباع از آب خاک ذخایر طبیعی است. پر کردن سفره های زیرزمینی به دلیل رودخانه ها، بارش، جریان آب از دیگر لایه های اشباع از آب اتفاق می افتد. هنگام ارزیابی ذخایر آب زیرزمینی، میانگین حجم سالانه جریان آب زیرزمینی در نظر گرفته می شود.
  • حجم آبی که می توان در هنگام باز کردن آبخوان استفاده کرد ذخایر کشسانی است.

اصطلاح دیگر - "منابع" - به ذخایر عملیاتی آب زیرزمینی یا حجم آب با کیفیت معینی که می تواند از یک سفره در واحد زمان استخراج شود، اشاره دارد.

آلودگی آب های زیرزمینی

کارشناسان ترکیب و نوع آلودگی آب های زیرزمینی را به شرح زیر طبقه بندی می کنند:

آلودگی شیمیایی

پساب‌های مایع تصفیه‌نشده و زباله‌های جامد شرکت‌های صنعتی و کشاورزی حاوی مواد آلی و معدنی مختلف از جمله فلزات سنگین، فرآورده‌های نفتی، آفت‌کش‌های سمی، کودهای خاک و مواد شیمیایی جاده‌ای هستند. مواد شیمیایی از طریق آب‌های زیرزمینی و چاه‌های جدا شده نادرست از سازندهای اشباع از آب مجاور وارد سفره‌های زیرزمینی می‌شوند. آلودگی شیمیایی آب های زیرزمینی بسیار گسترده است.

آلودگی بیولوژیکی

فاضلاب خانگی تصفیه نشده، خطوط فاضلاب معیوب و میدان‌های تصفیه واقع در نزدیکی چاه‌های آب می‌توانند به منابع آلودگی پاتوژن سفره‌ها تبدیل شوند. هر چه ظرفیت تصفیه خاک بیشتر باشد، انتشار آلودگی بیولوژیکی آب های زیرزمینی کندتر می شود.

حل مشکل آلودگی آب های زیرزمینی

با توجه به اینکه علل آلودگی آب های زیرزمینی انسانی هستند، اقدامات برای حفاظت از منابع آب زیرزمینی در برابر آلودگی باید شامل نظارت بر فاضلاب های خانگی و صنعتی، نوسازی سیستم های تصفیه و دفع فاضلاب، محدود کردن تخلیه فاضلاب به آب های سطحی، ایجاد مناطق حفاظتی آب و بهبود فناوری های تولید باشد.

تمام آب های پوسته زمین که در زیر سطح زمین در سنگ هایی در حالت گازی، مایع و جامد قرار دارند، آب زیرزمینی نامیده می شوند.

آب های زیرزمینی بخشی از هیدروسفر - پوسته آب کره زمین است. آنها در گمانه های تا عمق چند کیلومتری یافت می شوند. به گفته V.I. ورناندسکی، آب های زیرزمینی می توانند تا عمق 60 کیلومتری وجود داشته باشند، زیرا مولکول های آب، حتی در دمای 2000 درجه سانتیگراد، تنها 2٪ از هم جدا می شوند.

محاسبات تقریبی ذخایر آب شیرین در روده های زمین تا عمق 16 کیلومتری، مقدار 400 میلیون کیلومتر مکعب را نشان می دهد. حدود 1/3 از آب های اقیانوس ها.

انباشت دانش در مورد آب های زیرزمینی که از زمان های قدیم شروع شد، با ظهور شهرها و کشاورزی آبیاری شتاب گرفت. هنر حفر چاه تا چند ده متر از 2000 تا 3000 هزار سال قبل از میلاد شناخته شده بود. در مصر، آسیای مرکزی، هند، چین. در همان دوره، تصفیه آب معدنی ظاهر شد.

در هزاره اول قبل از میلاد، اولین ایده ها در مورد خواص و منشاء آب های طبیعی، شرایط تجمع آنها و چرخه آب روی زمین ظاهر شد (در آثار تالس و ارسطو - در یونان باستان؛ Titus Lucretius Cara و Vitruvius - در روم باستان و غیره).

مطالعه آب های زیرزمینی با گسترش کارهای مربوط به تامین آب، ساخت تاسیسات پوششی (به عنوان مثال، کاریز در میان مردمان قفقاز، آسیای مرکزی)، استخراج آب نمک برای تبخیر نمک با حفر چاه، و سپس حفاری (سرزمین روسیه، قرن 12-17). بعدها مفهوم آب به وجود آمد بدون فشار, فشار(بالا رفتن از پایین به بالا) و خود روان. دومی نام آرتزیان را از استان آرتوا (نام باستانی "آرتزیا") در فرانسه دریافت کرد.

در رنسانس و بعد از آن، آثار بسیاری از دانشمندان - Agricolla، Palissy، Steno و دیگران - به آب های زیرزمینی و نقش آنها در فرآیندهای طبیعی اختصاص یافت.

در روسیه، اولین ایده های علمیدر مورد آب های زیرزمینی به عنوان محلول های طبیعی، تشکیل آنها با نفوذ نزولات جوی و فعالیت زمین شناسی آب های زیرزمینی توسط M.V بیان شد. لومونوسوف در مقاله "درباره لایه های زمین" (1763).

تا اواسط قرن نوزدهم، دکترین آب های زیرزمینی توسعه یافت جزءزمين شناسي. سپس به یک رشته جداگانه - هیدرولوژی - جدا می شود.

هیدروژئولوژی عمومی منشا آب های زیرزمینی، خواص فیزیکی و شیمیایی آن و برهمکنش با سنگ های میزبان را مطالعه می کند.

مطالعه آب های زیرزمینی در ارتباط با تاریخچه حرکات تکتونیکی، فرآیندهای رسوب گذاری و دیانوژنز امکان نزدیک شدن به تاریخچه شکل گیری آنها را فراهم کرد و به ظهور شاخه جدیدی از هیدروژئولوژی در قرن بیستم کمک کرد - paleohydrogeology(دکترین آبهای زیرزمینی دوران گذشته زمین شناسی).

دینامیک آب های زیرزمینیحرکت آب های زیرزمینی را تحت تأثیر عوامل طبیعی و مصنوعی مطالعه می کند، روش هایی را برای کمی سازی بهره وری چاه های تولیدی و ذخایر آب زیرزمینی توسعه می دهد.

دکترین رژیم و تعادل آبهای زیرزمینی تغییراتی را در آبهای زیرزمینی (سطح، دما، ترکیب شیمیایی، شرایط تغذیه و حرکت) در نظر می گیرد که تحت تأثیر عوامل مختلف طبیعی (بارش و شرایط نفوذ، تبخیر، دما و شرایط آنها) رخ می دهد. رطوبت و لایه خاک، تأثیر رژیم های آب های سطحی، رودخانه ها، فعالیت های انسانی ساخته شده توسط انسان).

در نیمه دوم قرن بیستم روش‌هایی برای پیش‌بینی رژیم آب‌های زیرزمینی شروع شد که در بهره‌برداری از آب‌های زیرزمینی، مهندسی هیدرولیک، کشاورزی آبی و سایر مسائل از اهمیت عملی زیادی برخوردار است.

اکنون از 510 میلیون کیلومتر مربع کره زمین، 361 میلیون کیلومتر مربع است. کیلومتر (70.7٪) توسط دریاها و اقیانوس ها اشغال شده است و یک اقیانوس جهانی را تشکیل می دهد، 149 (29.3٪) باقی مانده میلیون نفر. کیلومتر از طریق زمین پوشیده شده است. در نیمکره شمالی، زمین 39.3٪ از مساحت نیمکره، در جنوب - 19.1٪ را تشکیل می دهد. وزن مخصوص عناصر گردش رطوبت و تأثیر آنها بر گردش کل آب در طبیعت را می توان از داده های زیر قضاوت کرد:

میز 1

نام نشانگر

جلد

تبخیر از اقیانوس

تبخیر از خشکی

تبخیر کل

بارش در سطح اقیانوس

بارش در خشکی

کل بارش

رواناب رودخانه ها و آب های زیرزمینی

447.9 هزار کیلومتر 3

70.7 هزار کیلومتر 3

518.6 هزار کیلومتر 3

411.6 هزار کیلومتر 3

107.0 هزار کیلومتر 3

518.6 هزار کیلومتر 3

36.3 هزار کیلومتر 3

تحت تأثیر انرژی خورشیدی، به طور متوسط ​​حدود 450 هزار کیلومتر مکعب آب از سطح اقیانوس جهانی تبخیر می شود. مقداری از این رطوبت به صورت بخار توسط جریان هوا به قاره ها منتقل می شود.

در شرایط خاصی بخار آب متراکم می شود و به صورت باران، برف، تگرگ و غیره می ریزد. به زمین افتاد ته نشینیاز دامنه‌های این منطقه پایین می‌آیند و نهرها و رودخانه‌هایی را تشکیل می‌دهند که آب‌های خود را به اقیانوس‌ها می‌رسانند.

بخشی از بارش تبخیر می شود، بخشی به داخل زمین نفوذ می کند و آب زیرزمینی را تشکیل می دهد که به عنوان رواناب زیرزمینی به نهرها و رودخانه ها می ریزد و بنابراین به اقیانوس باز می گردد. این فرآیند بسته تبادل بین جو و سطح زمین، چرخه آب در طبیعت نامیده می شود.

بنابراین میزان آب رودخانه هایی که در اقتصاد ملی به عنوان منابع آبی مورد استفاده قرار می گیرند با چرخه رطوبت زمین و به توزیع آب بین عناصر منفرد چرخه آب در طبیعت بستگی دارد.

منشا آب های زیرزمینی

آب های زیرزمینی عمدتا از آب بارشافتادن روی سطح زمین و آب های نفوذ پذیر(نفوذ) به داخل زمین تا اعماق و از آبهای باتلاق ها، رودخانه ها، دریاچه ها و آبگیرها نیز به داخل زمین نفوذ می کند. مقدار رطوبت وارد شده از این طریق به خاک 20-15 درصد کل میزان بارندگی است.

نفوذ آب به خاک های تشکیل دهنده پوسته زمین (نفوذ پذیری) به خواص فیزیکی این خاک ها بستگی دارد. از نظر نفوذپذیری آب، خاک ها به سه گروه اصلی تقسیم می شوند: نفوذ پذیر, نیمه تراواو ضدآبیا ضدآب.

به سنگ های نفوذ پذیرشامل سنگ های درشت دانه، سنگریزه، شن، ماسه، سنگ های شکسته و غیره. برای سنگ های ضد آب - سنگ های بسیار کریستالی (گرانیت، مرمر) که حداقل رطوبت را جذب می کنند و خاک رس. دومی که با آب اشباع شده است، در آینده اجازه ندهید. برای تولید مثل نیمه تراواماسه های رسی، ماسه سنگ های سست، مارن های سست و غیره.

آب های زیرزمینی در پوسته زمین در دو طبقه توزیع می شوند. طبقه پایین که از سنگهای آذرین و دگرگونی متراکم تشکیل شده است، حاوی مقدار محدودی آب است. بخش عمده آب در لایه بالایی سنگ های رسوبی است. در آن، با توجه به ماهیت تبادل آب با آب های سطحی، سه منطقه متمایز می شود: منطقه تبادل آب آزاد (بالا)، منطقه تبادل آب کند (وسط) و منطقه تبادل آب بسیار کند (پایین). آب‌های پهنه بالا معمولاً شیرین بوده و برای تأمین آب شرب، خانگی و فنی استفاده می‌شود. در منطقه وسط قرار دارند آب معدنیترکیب متفاوت اینها آبهای باستانی هستند. منطقه پایینی حاوی آب نمک بسیار معدنی است. برم، ید و سایر مواد از آنها استخراج می شود.

آب های زیرزمینی تشکیل می شود راه های مختلف. یکی از راه های اصلی تشکیل آب های زیرزمینی نشت یا نفوذ نزولات جوی و آب های سطحی (دریاچه ها، رودخانه ها، دریاها و ...) است. بر اساس این نظریه، آب نفوذی به لایه مقاوم در برابر آب می رسد و روی آن انباشته می شود و سنگ های متخلخل و متخلخل-شکستگی را اشباع می کند. بنابراین، سفره های زیرزمینی یا افق های آب زیرزمینی به وجود می آیند. سطح آب زیرزمینی نامیده می شود آینه آب زیرزمینی. فاصله سطح آب زیرزمینی تا آب زیرزمینی را ضخامت لایه نفوذناپذیر می گویند.

میزان نفوذ آب به داخل خاک نه تنها به خصوصیات فیزیکی آن بستگی دارد، بلکه به میزان بارندگی، شیب زمین به افق، پوشش گیاهی و غیره نیز بستگی دارد. در عین حال، باران نمناک طولانی مدت ایجاد می کند. شرایط بهتربرای نشت نسبت به باران شدید، زیرا هر چه بارش شدیدتر باشد، آب ریخته شده سریعتر به سطح خاک می ریزد.

شیب های تند زمین باعث افزایش رواناب سطحی و کاهش نفوذ بارش به زمین می شود. شیب ملایم، برعکس، تراوش آنها را افزایش می دهد. پوشش گیاهی (جنگل) باعث افزایش تبخیر رطوبت رسوب شده و در عین حال افزایش بارندگی می شود. با مهار رواناب سطحی، به نفوذ رطوبت به خاک کمک می کند.

برای بسیاری از مناطق کره زمین، نفوذ روش اصلی تشکیل آب های زیرزمینی است. با این حال، راه دیگری برای تشکیل آنها وجود دارد - به دلیل تراکم بخار آبدر سنگ ها در فصل گرم، خاصیت ارتجاعی بخار آب در هوا بیشتر از لایه خاک و سنگ های زیرین است. بنابراین، بخار آب اتمسفر به طور مداوم وارد خاک می شود و به لایه ای از دمای ثابت که در اعماق مختلف قرار دارد - از یک تا چند ده متر از سطح زمین - فرود می آید. در این لایه حرکت بخار هوا به دلیل افزایش خاصیت ارتجاعی بخار آب با افزایش دما در اعماق زمین متوقف می شود. در نتیجه، یک جریان مخالف بخار آب از اعماق زمین به سمت بالا وجود دارد - تا لایه ای از دمای ثابت. و در منطقه دمای ثابت، در نتیجه برخورد دو جریان بخار آب، تراکم آنها با تشکیل آب زیرزمینی رخ می دهد. این آب میعانات دارد پراهمیتدر بیابان ها، نیمه بیابانی ها و استپ های خشک. در فصول گرم سال تنها منبع رطوبت برای پوشش گیاهی است. به همین ترتیب، ذخایر اصلی آب زیرزمینی در مناطق کوهستانی سیبری غربی به وجود آمد.

هر دو روش تشکیل آب های زیرزمینی - با نفوذ و تراکم بخار آب جوی در سنگ ها - راه های اصلی تجمع آب های زیرزمینی هستند. نفوذو آب میعانگاهی اوقات به آنها آب واندوز می گویند (از لاتین "vadare" - رفتن، حرکت کردن). این آب ها از رطوبت اتمسفر به وجود می آیند و در چرخه عمومی آب در طبیعت شرکت می کنند.

برخی از محققان به روش دیگری برای تشکیل آب های زیرزمینی اشاره می کنند - نوجوان. بسیاری از خروجی‌های این آب‌ها در مناطقی با فعالیت‌های آتشفشانی مدرن یا اخیر با درجه حرارت بالا و غلظت قابل‌توجه املاح و اجزای فرار مشخص می‌شوند. برای توضیح پیدایش چنین آبهایی، زمین شناس اتریشی E. Suess در سال 1902 نظریه جوانی (از لاتین "juvenilis" - باکره) را مطرح کرد. به گفته سوس، چنین آبهایی از محصولات گازی آزاد شده به وفور در طی فعالیت های آتشفشانی و تمایز گدازه های ماگمایی تشکیل شده اند.

مطالعات بعدی نشان داد که آب‌های جوان خالص، همانطور که E. Suess آنها را فهمید، در بخش‌های سطحی زمین وجود ندارد. در شرایط طبیعی، آب های زیرزمینی که به روش های مختلف به وجود آمده اند، با یکدیگر مخلوط می شوند و خواص خاصی را به دست می آورند. با این حال، تعیین پیدایش آب های زیرزمینی از اهمیت زیادی برخوردار است: محاسبه ذخایر، روشن شدن رژیم و کیفیت آنها را تسهیل می کند.

سطح آب زیرزمینی در معرض نوسانات مداوم است. بنابراین در هنگام سیلاب ها و سیلاب های بهاری، سطح آب رودخانه با بالا رفتن از سطح جریان رودخانه به سمت رودخانه، باعث خروج آب از آن و بالا آمدن سطح آب های زیرزمینی می شود. این باعث کاهش ارتفاع سیلاب های بهاری می شود. در زمان رکود، آب های زیرزمینی شروع به تغذیه رودخانه می کنند و سطح آب زیرزمینی کاهش می یابد.

آب های زیرزمینی را می توان توسط سازه های هیدرولیکی مصنوعی مانند کانال های آبیاری تشکیل داد. بدین ترتیب در حین ساخت سیستم آبیاری قره‌کم به دلیل انتقال بخشی از جریان رودخانه‌های سیبری، در قسمت کویری، مقدار قابل توجهی آب نه چندان برای نیازهای آبیاری، که برای تبخیر و وارد زمین شده است. . این امر به این دلیل اتفاق افتاد که بیشتر سیستم آبیاری از خاک‌های شنی عبور می‌کرد که ضریب فیلتراسیون در آن‌ها بسیار بالاست و با وجود اقدامات ضد فیلتراسیون، افت سطح آب به دلیل نشت آب به داخل خاک زیاد بود. همه اینها علاوه بر کاهش جریان رودخانه ها منجر به این شد که نمک های موجود در خاک توسط آب های زیرزمینی حل شده و هنگامی که جریان های زیر آب به داخل کانال برگشت، شور شده و با گل و لای آلوده شد.

طبقه بندی آب های زیرزمینی
شرایط وقوع آنها

چندین طبقه بندی از آب های زیرزمینی وجود دارد.

با توجه به شرایط حرکت در سفره های زیرزمینی، آب های زیرزمینی متمایز می شوند که در لایه های سست (ماسه، شن و سنگریزه) و در سنگ های شکسته در گردش هستند.

آب های زیرزمینی که تحت تأثیر نیروی جاذبه حرکت می کنند نامیده می شود گرانشی، یا آزاد، بر خلاف آب های محدود شده، توسط نیروهای مولکولی - رطوبت سنجی، فیلم، مویرگی و تبلور نگه داشته می شود.

بسته به ماهیت حفره های سنگ های آبدار، آب های زیرزمینی به دو دسته تقسیم می شوند:

    متخلخل - در ماسه ها، سنگریزه ها و سایر سنگ های آواری؛

    شکاف (رگ) - در سنگ ها (گرانیت ها، ماسه سنگ ها)؛

    کارست (شکاف-کارست) - در سنگ های محلول (سنگ آهک، دولومیت، گچ و غیره).

با توجه به شرایط وقوع، سه نوع آب زیرزمینی متمایز می شود: آب بالا, زمین e و فشار، یا آرتزین.

ورخوودکاآب زیرزمینی نامیده می شود که در نزدیکی سطح زمین قرار دارد و با ناهماهنگی توزیع مشخص می شود. معمولاً آب نشسته با عدسی‌هایی از سنگ‌های غیرقابل نفوذ یا با نفوذپذیری ضعیف همراه است که توسط لایه‌های نفوذپذیر پوشانده شده‌اند.

Verkhovodka سرزمین های محدودی را اشغال می کند، این پدیده موقتی است و در یک دوره رطوبت کافی رخ می دهد. در زمان های خشک، سوف برهنه ناپدید می شود. Verkhovodka به اولین لایه مقاوم در برابر آب از سطح زمین اشاره دارد. در مواردی که لایه مقاوم در برابر آب در نزدیکی سطح قرار می گیرد یا به سطح می آید، غرقابی در طول فصول بارانی ایجاد می شود.

آب های خاک یا آب های لایه خاک اغلب به عنوان آب نشسته شناخته می شوند. آبهای خاک تقریباً نشان داده شده است محدود به آب. آب مایع قطره ای در خاک فقط در دوره رطوبت بیش از حد وجود دارد.

آب زیرزمینی. آب های زیرزمینی به آب هایی گفته می شود که در اولین افق مقاوم در برابر آب در زیر سوف قرار دارند. آنها معمولاً متعلق به یک سازند غیر قابل نفوذ هستند و با جریان کم و بیش ثابت آب مشخص می شوند. آب های زیرزمینی می توانند هم در سنگ های متخلخل سست و هم در مخازن شکسته جامد تجمع کنند. سطح آب زیرزمینی یک سطح ناهموار است که به عنوان یک قاعده، ناهمواری های برجسته را به صورت صاف تکرار می کند: در تپه ها پایین تر است، در مکان های پایین تر بالاتر است.

آب های زیرزمینی در جهت پایین آمدن امداد حرکت می کنند. سطح آب زیرزمینی در معرض نوسانات مداوم است - تحت تأثیر عوامل مختلفی است: میزان و کیفیت بارش، آب و هوا، توپوگرافی، وجود پوشش گیاهی، فعالیت اقتصادی انسان و موارد دیگر.

انباشته شدن آب های زیرزمینی در رسوبات آبرفتی یکی از منابع تامین آب است. از آنها به عنوان آب آشامیدنی، برای آبیاری استفاده می شود. خروجی آب های زیرزمینی به سطح را چشمه یا چشمه می نامند.

فشار، یا آب های آرتزین. آب‌های تحت فشار، آب‌هایی هستند که در سفره‌ای محصور بین لایه‌های مقاوم در برابر آب قرار دارند و به دلیل اختلاف سطح در محل عرضه و خروج آب به سطح، فشار هیدرواستاتیکی را تجربه می‌کنند. منطقه تامین نزدیک آب های آرتزین معمولا بالای سطح روان آب و بالای خروجی آب های تحت فشار به سطح زمین قرار دارد. اگر یک چاه آرتزین در مرکز چنین کاسه ای گذاشته شود، طبق قانون رگ های ارتباطی، آب به شکل یک فواره از آن خارج می شود.

اندازه حوضه های آرتزین بسیار قابل توجه است - تا صدها و حتی هزاران کیلومتر. مناطق تغذیه این گونه استخرها اغلب دور از محل استحصال آب است. بنابراین، آبی که به صورت بارش در قلمرو آلمان و لهستان سقوط کرده است از چاه های آرتزین حفر شده در مسکو به دست می آید. در برخی از واحه‌های صحرای صحرا آبی را دریافت می‌کنند که به شکل بارندگی بر فراز اروپا افتاده است.

آبهای آرتزین با ثبات آب و کیفیت خوب مشخص می شوند که برای استفاده عملی از آن مهم است.

از نظر منشأ، چندین نوع آب زیرزمینی متمایز می شود.

آب نفوذیبه دلیل نشت باران، ذوب برف و آب رودخانه ها از سطح زمین ایجاد می شوند. در ترکیب، آنها عمدتا بی کربنات کلسیم و منیزیم هستند. هنگام شسته شدن سنگ های گچ، سولفات-کلسیم تشکیل می شود و زمانی که سنگ های حاوی نمک حل می شوند، آب های کلرید-سدیم به وجود می آیند.

تراکم آب های زیرزمینیدر نتیجه تراکم بخار آب در منافذ یا شکاف سنگ ها ایجاد می شود.

آبهای رسوبیدر فرآیند رسوب‌گذاری زمین‌شناسی تشکیل می‌شوند و معمولاً نشان‌دهنده آب‌های مدفون تغییریافته با منشاء دریایی - کلرید سدیم، کلرید کلسیم- سدیم و غیره هستند. .

آبهایی که از ماگما در هنگام تبلور و دگرگونی آتشفشانی سنگها به وجود می آیند نامیده می شوند. آذرین، یا نوجوان(طبق اصطلاح E. Suess).

تغذیه رودخانه ها با آب های زیرزمینی و محاسبه رواناب آب های زیرزمینی

آب های زیرزمینی به عنوان یک منبع غذایی قابل اعتماد برای رودخانه ها عمل می کند. عمل می کنند در تمام طول سالو در زمستان و تابستان کم آب (یا در سطوح پایین افق آبی)، زمانی که رواناب سطحی وجود ندارد، غذا را برای رودخانه ها فراهم کنید.

با سرعت بسیار کم حرکت آب های زیرزمینی، در مقایسه با آب های سطحی، آب های زیرزمینی در رواناب رودخانه به عنوان یک عامل تنظیم کننده عمل می کند.

همچنین در سرعت های بسیار آهسته یا کم حرکت آب های زیرزمینی، در رودخانه های شمال دور در دمای پایین هوا، یخ زدگی (کامل یا جزئی) رودخانه مشاهده می شود و سپس آب از قسمت نگهدارنده مخزن وارد می شود. رودخانه جاری می شود (این می تواند باشد رودخانه اصلی، دریا ، دریاچه و غیره). چنین پدیده هایی مشاهده می شود، به عنوان مثال، در سکونتگاه نیژنیانسک، که در 25 کیلومتری دهانه رودخانه یانا قرار دارد، جایی که در دوره دمای پایین و یخ زدن کامل رودخانه بر روی تفنگ ها، آب نمک وارد بستر رودخانه در بالادست می شود. از محل یخ زدگی از پس آب های اقیانوس منجمد شمالی.

معیار کمی تغذیه مقدار رواناب زیرزمینی است که به نوبه خود با به اصطلاح ماژول آب زیرزمینی مشخص می شود:

م عنوان فرعی = K M 0 /100 ,

جایی که م عنوان فرعی- ماژول رواناب زیرزمینی، لیتر در ثانیه از 1 کیلومتر 2 حوضه آبریز؛

م 0 میانگین مدول بلند مدت رواناب کل است، لیتر در ثانیه از 1 کیلومتر 2 حوضه زهکشی سطحی؛

به- ضریب مدولار که درصد رواناب زیرزمینی را در کل رواناب نشان می دهد و با فرمول تعیین می شود

K=M دقیقه / م 0 ,

جایی که م دقیقه- حداقل ماژول تخلیه، لیتر در ثانیه از 1 کیلومتر 2 حوضه زهکشی سطحی، تعیین شده توسط جریان زمستانی رودخانه و برابر با ماژول رواناب آب زیرزمینی، رودخانه ها عمدتاً در زمستان از آب های زیرزمینی تغذیه می شوند.

ماژول جریان آب زیرزمینی یک شاخص قابل اعتماد برای ارزیابی محتوای آب سنگ های پراکنده در حوضه آبریز یک رودخانه است، زیرا این نشان دهنده مقدار آب زیرزمینی (بر حسب لیتر در ثانیه) است که از 1 کیلومتر مربع وارد رودخانه می شود. کیلومتر از یک یا آن آبخوان تخلیه شده توسط رودخانه.

علاوه بر این فرمول ها، میزان رواناب زیرزمینی را می توان با روش هیدروشیمیایی تعیین کرد (طبق گفته A.T. Ivanov):

جایی که س عنوان فرعی- حجم سالانه رواناب زیرزمینی؛

س 0 حجم سالانه رواناب رودخانه است.

با- غلظت هر جزء (به عنوان مثال، کلر) در آب رودخانه در طول دوره مشاهده.

ج 1 غلظت همان جزء در آب های زیرزمینی در همان دوره است.

ج 2 - غلظت همان جزء در آب های سطحی در همان دوره.

به گفته B.I. Kudelin، برای محاسبه دقیق‌تر رواناب زیرزمینی رودخانه‌های کوچک و متوسط، پیشنهاد شده است که چهار نوع تغذیه رودخانه توسط آب‌های زیرزمینی را تشخیص دهد:

      تغذیه توسط آب های زیرزمینی که به صورت هیدرولیکی به رودخانه متصل نیستند.

      تغذیه توسط آب های زیرزمینی متصل به رودخانه.

      تغذیه مخلوط زمینی ( آ+ ب);

      تغذیه مخلوط زمینی و آرتزین ( آ+ ب+ ج).

بر اساس این داده ها، B.I. کودلین فرمول هایی را برای تعیین لایه پیشنهاد کرد ساعت عنوان فرعیو ضریب رواناب آبهای زیرزمینی α عنوان فرعی. دبی آب زیرزمینی بر حسب میلی متر در سال (یا هر واحد زمان دیگری) در هر کیلومتر مربع از مساحت حوضه آب زیرزمینی بیان می شود و به صورت زیر محاسبه می شود:

جایی که ساعت عنوان فرعی- لایه ای از رواناب زیرزمینی، میلی متر در سال;

س عنوان فرعیحجم رواناب زیرزمینی از ناحیه حوضه است، متر 3 /سال;

اف- مساحت استخر، متر 2 .

ضریب جریان زمین α عنوان فرعینسبت رواناب زیرزمینی به بارندگی است که در مساحت یک حوضه زهکشی رودخانه مشخص می شود و بخشی از بارش را نشان می دهد که برای تغذیه مناطق زیرزمینی تبادل آب بسیار شدید در حوضه می رود:

جایی که ایکس- لایه ای از بارش، میلی متر در سال.

محاسبات آب زیرزمینی معمولاً در قالب نقشه های تغذیه آب زیرزمینی، ضرایب و مدول های جریان زیرزمینی که منعکس کننده منابع طبیعی هستند خلاصه می شود. انواع مختلفآب های زیرزمینی در حوضه های رودخانه های کوچک و متوسط ​​و مناطق و سایت های جداگانه آنها توسعه یافته است.

مشکلات اصلی استفاده و حفاظت از آب های زیرزمینی

با توجه به موقعیت خود، آب های زیرزمینی بهتر از آب های سطحی از تأثیرات خارجی محافظت می شوند، با این حال، علائم جدی تغییرات نامطلوب در رژیم آب های زیرزمینی در مناطق وسیع و در محدوده وسیعی از اعماق وجود دارد. این موارد عبارتند از: کاهش و کاهش سطح آب های زیرزمینی به دلیل استخراج بیش از حد. معرفی آب نمک دریا در ساحل؛ تشکیل قیف افسردگی و غیره

آلودگی آب های زیرزمینی یک تهدید بزرگ است. دو نوع آلودگی وجود دارد - باکتریاییو شیمیایی. تحت شرایط خاصی، سفره های زیرزمینی می توانند نفوذ کنند فاضلاب شهریو تکنولوژیکآب های صنعتی، آب های سطحی آلوده و نزولات جوی.

هنگام ایجاد مخازن، در نتیجه پس آب، افزایش سطح آب زیرزمینی رخ می دهد. پیامد مثبت چنین تغییر رژیمی افزایش منابع آنها در منطقه ساحلی مخزن است. منفی - سیل منطقه ساحلیکه باعث باتلاق شدن قلمرو و همچنین شور شدن خاک و آب های زیرزمینی به دلیل افزایش تبخیر آنها در وقوع کم عمق می شود.

به دلیل وقوع سیل های کوچک (یا اصلاً عدم وجود آنها) در رودخانه های تنظیم شده، عرضه سیلاب آب زیرزمینی به طور قابل توجهی کاهش می یابد. نرخ جریان در چنین رودخانه‌هایی کاهش می‌یابد که به لجن شدن کانال کمک می‌کند. بنابراین، ارتباط بین رودخانه و آب زیرزمینی دشوار است.

تحت شرایط خاص، برداشت از آب های زیرزمینی می تواند تاثیر قابل توجهی بر کیفیت آب های سطحی داشته باشد. اول از همه، این امر در مورد عملیات صنعتی و تخلیه آب معدنی، تخلیه معدن و آب نفت مرتبط است. بنابراین استفاده و تنظیم یکپارچه منابع آب سطحی و زیرزمینی باید پیش بینی شود. نمونه هایی از چنین رویکردی استفاده از آب های زیرزمینی برای آبیاری در سال های خشک و همچنین پر کردن مصنوعی ذخایر آب زیرزمینی و ساخت مخازن زیرزمینی است.

Ph.D. O.V. موسین

فهرست ادبیات

1. Novikov Yu.V., Sayfutdinov M.M. آب و حیات روی زمین - M.: Nauka، 1981. - 184 ص.

2. کیسین آی.جی. آب زیرزمینی - M.: Nauka، 1976. - 224 ص.

3. Bondarev V.P. زمين شناسي. دوره سخنرانی: کتاب درسی برای دانش آموزان موسسات متوسطه آموزش حرفه ای. - M.: انجمن: Infra M., 2002. - 224 p.

4. گوروشکف I.F. محاسبات هیدرولوژیکی - L.: Gidrometeoizdat, 1979. - 432 p.

5. Cherdantsev V.A., Pivon Yu.I. رهنمودهارشته: "هیدرولوژی". - نووسیبیرسک: NGAEiU، 2004، 112 ص.

6. راهنمای مرجع هیدروژئولوژیست. در 2 جلد. اد. V.P. یاکوتسنی. - L .: Nedra، 1967. - T.1. - 592s.

آب رایج ترین ماده در سیاره ما است که به لطف آن زندگی روی آن پشتیبانی می شود. هم در لیتوسفر و هم در هیدروسفر یافت می شود. زیست کره زمین از ¾ آب تشکیل شده است. نقش مهمی در گردش این ماده توسط گونه های زیرزمینی آن ایفا می کند. در اینجا می توان آن را از گازهای گوشته، در هنگام رواناب و ... تشکیل داد. در این مقاله به بررسی انواع آب های زیرزمینی می پردازیم.

مفهوم

آب زیرزمینی به عنوان آب زیرزمینی واقع در پوسته زمین، واقع در سنگ‌های زیر سطح زمین در حالت‌های مختلف تجمعی شناخته می‌شود. آنها بخشی از هیدروسفر را تشکیل می دهند. به گفته V. I. Vernadsky، این آب ها می توانند در عمق 60 کیلومتری قرار گیرند. حجم تخمینی آب های زیرزمینی واقع در عمق تا 16 کیلومتری 400 میلیون کیلومتر مکعب است، یعنی یک سوم آب اقیانوس ها. آنها در دو طبقه قرار دارند. در پایین آنها سنگهای دگرگونی و آذرین وجود دارد، بنابراین مقدار آب در اینجا محدود است. قسمت عمده آب در طبقه فوقانی قرار دارد که سنگ های رسوبی در آن قرار دارند.

طبقه بندی بر اساس ماهیت تبادل با آب های سطحی

3 منطقه در آن وجود دارد: قسمت بالایی آزاد است. متوسط ​​و پایین - تبادل آب کند. انواع ترکیب آب زیرزمینی در مناطق مختلف متفاوت است. بنابراین در قسمت فوقانی آنها آبهای شیرینی وجود دارد که برای مصارف فنی، شرب و اقتصادی استفاده می شود. در منطقه میانی آبهای باستانی با ترکیبات معدنی مختلف وجود دارد. در قسمت پایین آب نمک های بسیار معدنی وجود دارد که عناصر مختلفی از آن استخراج می شود.

طبقه بندی کانی سازی

انواع زیر از آب های زیرزمینی با کانی سازی متمایز می شوند: فوق تازه، با کانی سازی نسبتاً بالا - فقط آخرین گروه می تواند به سطح کانی سازی 1.0 گرم در مکعب برسد. dm شور، شور، شوری بالا، آب نمک. در دومی، کانی سازی بیش از 35 میلی گرم در مکعب است. dm

طبقه بندی وقوع

انواع زیر از آب های زیرزمینی با توجه به شرایط وقوع متمایز می شوند: آب نشسته، آب زیرزمینی، آرتزین و آب خاک.

Verkhovodka عمدتا بر روی عدسی ها و لایه های گوه ای از سنگ های ضعیف یا مقاوم در برابر آب در منطقه هوادهی در هنگام نفوذ به آب های سطحی و جوی تشکیل می شود. گاهی به دلیل افق ایلوویال در زیر لایه خاک تشکیل می شود. تشکیل این آبها علاوه بر موارد ذکر شده در بالا با فرآیندهای تراکم بخار آب همراه است. در برخی از مناطق آب و هوایی، آنها ذخایر بسیار بزرگی را تشکیل می دهند آب با کیفیت، اما عمدتاً سفره های نازکی تشکیل می شوند که در طول خشکسالی ناپدید می شوند و در دوره های رطوبت شدید تشکیل می شوند. اساساً این نوع آب زیرزمینی برای لوم ها معمولی است. ضخامت آن به 0.4-5 متر می رسد. نقش برجسته تأثیر بسزایی در تشکیل آب نشسته دارد. در شیب های تند، برای مدت کوتاهی وجود دارد یا کاملاً وجود ندارد. در استپ های مسطح با فرورفتگی های نعلبکی شکل و حوضه های آبخیز مسطح، در سطح مسیرهای رودخانه، آب نشسته پایدارتری تشکیل می شود. با آب رودخانه ها ارتباط هیدرولیکی ندارد در حالی که به راحتی توسط آب های دیگر آلوده می شود. در عین حال، می تواند آب های زیرزمینی را تغذیه کند و می تواند صرف تبخیر شود. Verkhovodka می تواند تازه یا کمی معدنی باشد.

آب های زیرزمینی بخشی از آب های زیرزمینی هستند. آنها در اولین سفره آب از سطح قرار دارند، بر روی اولین سفره زیرزمینی پایدار در منطقه قرار دارند. اصولاً آنها آبهای بدون فشار هستند و در مناطقی با همپوشانی غیرقابل نفوذ موضعی می توانند فشار کمی داشته باشند. عمق وقوع، خواص شیمیایی و فیزیکی آنها در معرض نوسانات دوره ای است. در همه جا توزیع شده است. آنها از طریق نفوذ بارش از جو، فیلتراسیون از منابع سطحی، تراکم بخار آب و تبخیر زیرسطحی تغذیه می شوند. غذای اضافیاز سفره های زیرین می آید.

آب آرتزین بخشی از آب های زیرزمینی با فشار است که در سفره های زیرزمینی بین لایه های نسبتاً مقاوم در برابر آب و مقاوم در برابر آب وجود دارد. آنها عمیق تر از زمین دراز می کشند. در بیشتر موارد، حوزه تغذیه و فشار آنها با هم مطابقت ندارد. آب در چاه زیر سطح تعیین شده ظاهر می شود. خواص این آب ها نسبت به آب های زیرزمینی کمتر در معرض نوسانات و آلودگی قرار دارند.

آبهای خاکی آنهایی هستند که به لایه آب خاک محدود می شوند، در تأمین این ماده گیاهان شرکت می کنند، با جو، آبهای نشسته و آبهای زیرزمینی مرتبط هستند. آنها تأثیر قابل توجهی بر ترکیب شیمیایی آب های زیرزمینی در زمان وقوع عمیق خود دارند. اگر دومی کم عمق باشد، خاک غرقاب می شود و غرقابی شروع می شود. آب گرانشی افق جداگانه ای تشکیل نمی دهد، حرکت از بالا به پایین تحت تأثیر نیروهای مویرگی یا گرانش در جهات مختلف انجام می شود.

طبقه بندی سازند

عمده‌ترین انواع آب‌های زیرزمینی، نفوذی هستند که در اثر نفوذ نزولات جوی به وجود می‌آیند. علاوه بر این، آنها می توانند در نتیجه تراکم بخار آب تشکیل شوند که همراه با هوا وارد سنگ های شکسته و متخلخل می شود. علاوه بر این، آبهای باقی مانده (دفن شده) که در حوضه های باستانی بودند، اما توسط لایه های ضخیم سنگ های رسوبی مدفون شده بودند، متمایز می شوند. همچنین نمای جداگانهآب های حرارتی هستند که در آخرین مراحل فرآیندهای ماگمایی تشکیل شده اند. این آب ها گونه های آذرین یا جوان را تشکیل می دهند.

طبقه بندی حرکت اجسام مورد بررسی

انواع زیر از حرکت آب زیرزمینی متمایز می شود (شکل را ببینید).

نشت و بارش از جو در منطقه هوادهی رخ می دهد. در عین حال، این فرآیند به نفوذ آزادانه و عادی تقسیم می شود. اولین مورد شامل حرکت از بالا به پایین تحت تأثیر گرانش و نیروهای مویرگی از طریق لوله های خاص و منافذ مویرگی است، در حالی که فضای متخلخل از آب اشباع نشده است که به حفظ حرکت هوا کمک می کند. در طول نفوذ طبیعی، گرادیان فشار هیدرواستاتیک به نیروهای ذکر شده در بالا می پیوندد، که منجر به این واقعیت می شود که منافذ کاملاً با آب پر می شوند.

در ناحیه اشباع، فشار هیدرواستاتیک و گرانش عمل می کنند که به حرکت آب آزاد در امتداد شکاف ها و منافذ به طرفین، کاهش فشار یا شیب سطح افق حامل آب کمک می کند. این حرکت را فیلتراسیون می گویند. بیشترین سرعت حرکت آب در غارها و کانال های زیرزمینی کارستی مشاهده می شود. سنگریزه ها در رتبه دوم قرار دارند. حرکت بسیار کندتر در ماسه ها مشاهده می شود - سرعت 0.5-5 متر در روز است.

انواع آب های زیرزمینی در منطقه همیشه منجمد

این آب‌های زیرزمینی به دو دسته‌ی فوق منجمد، بین منجمد و زیر همیشه منجمد طبقه‌بندی می‌شوند. اولی ها در ضخامت یخبندان دائمی بر روی آبزی، عمدتاً در پای دامنه ها یا در پایین دره های رودخانه قرار دارند. آنها به نوبه خود به انجماد فصلی، نشسته، واقع در لایه فعال تقسیم می شوند. به بخش های نیمه منجمد فصلی، با قسمت بالایی در لایه فعال، به غیر یخبندان فصلی، که وقوع آن در زیر لایه یخبندان فصلی ذکر شده است. در برخی موارد، ممکن است در لایه فعال خاک های مختلف شکستگی ایجاد شود که منجر به رها شدن بخشی از آب فوق منجمد به سطح می شود و در آنجا شکل یخ به خود می گیرد.

آب های بین پرمافراست ممکن است در فاز مایع وجود داشته باشند، اما در فاز جامد رایج ترین هستند. به عنوان یک قاعده، تحت فرآیندهای ذوب / انجماد فصلی نیستند. این آب ها در فاز مایع تبادل آب را با آب های روی و زیر منجمد فراهم می کنند. آنها می توانند به عنوان فنر به سطح بیایند. آب های زیر منجمد آرتزین هستند. آنها می توانند از تازه تا آب نمک باشند.

انواع آب های زیرزمینی در روسیه همان است که در بالا مورد بحث قرار گرفت.

آلودگی اشیاء در نظر گرفته شده

انواع زیر از آلودگی آب های زیرزمینی متمایز می شود: شیمیایی، که به نوبه خود به آلی و معدنی، حرارتی، رادیواکتیو و بیولوژیکی تقسیم می شود.

آلاینده های شیمیایی اصلی عبارتند از ضایعات مایع و جامد از شرکت های صنعتی و همچنین آفت کش ها و کودهای تولید کننده کشاورزی. فلزات سنگین، سایر عناصر سمی در اکثربه آب های زیرزمینی آسیب برساند آنها بر روی سفره های آب در فواصل قابل توجهی پخش می شوند. آلودگی رادیونوکلئیدی به روشی مشابه رفتار می کند.

آلودگی بیولوژیکی ناشی از میکرو فلور بیماری زا است. منابع آلودگی معمولاً محوطه های گاوداری، فاضلاب معیوب، حوضچه ها و غیره است. گسترش میکرو فلورا با میزان فیلتراسیون و بقای این موجودات تعیین می شود.

افزایش دمای آب زیرزمینی است که در طول عملیات آبگیری رخ می دهد. این می تواند در مکان های دفع فاضلاب یا زمانی که یک ورودی آب در نزدیکی یک مخزن با آب های سطحی گرمتر قرار دارد رخ دهد.

استفاده از خاک زیرین

استخراج آب های زیرزمینی به عنوان یک نوع استفاده از خاک زیرزمینی توسط قانون فدرال "در زیر خاک" تنظیم می شود. برای استخراج این اشیا مجوز لازم است. در رابطه با آب های زیرزمینی برای مدت حداکثر 25 سال صادر می شود. دوره استفاده از لحظه ثبت نام دولتی مجوز شروع به محاسبه می شود.

عملیات معدن باید در Rosreestr ثبت شود. سپس یک پیش نویس تهیه می کنند و برای کارشناسی دولتی ارائه می کنند. سپس پروژه ای برای ساماندهی یک منطقه بهداشتی آبگیر زیرزمینی تهیه می کنند، ذخایر این آب ها را ارزیابی می کنند و محاسبات را به کارشناسی دولتی، صندوق اطلاعات جغرافیایی و Rosgeolfond منتقل می کنند. علاوه بر این، گواهی مالکیت زمین به اسناد دریافتی پیوست می شود و پس از آن درخواست مجوز ارائه می شود.

سرانجام

چه نوع آب های زیرزمینی در روسیه وجود دارد؟ همان طور که در دنیاست. مساحت کشور ما بسیار بزرگ است، بنابراین دارای یخبندان دائمی، و آرتزین، و آب های زیرزمینی و آب خاک است. طبقه بندی اشیاء مورد بررسی کاملاً پیچیده است و در این مقاله به طور ناقص منعکس شده است، اساسی ترین نکات آن در اینجا نشان داده شده است.

 

شاید خواندن آن مفید باشد: