Denumirile apelor subterane. Apele subterane: caracteristici și tipuri

La evaluare proprietăți panza freatica explorați gustul, mirosul, culoarea, transparența, temperatura și alte proprietăți fizice ale apei subterane, care caracterizează așa-numitele proprietăți organoleptice apă (determinată de simțuri). Proprietățile organoleptice se pot deteriora brusc atunci când diferite impurități intră în apă în mod natural sau artificial (particule minerale în suspensie, substanțe organice, unele elemente chimice).

Temperatura apele subterane variază foarte mult în funcție de adâncimea acviferelor, caracteristici structura geologică, condițiile climatice etc. Există ape reci (temperatura de la 0 la 20°C), ape calde sau subtermale (20-37°C), termale (37-100°C), supraîncălzite (peste 100°C) . Apele subterane foarte reci circulă în zona de permafrost, în zonele înalte; apele supraîncălzite sunt caracteristice zonelor de activitate vulcanică tânără. La punctele de captare a apei, cea mai comună temperatură a apei este de 7-11 °C.

Chimic apa pura incolor. Impuritățile mecanice (gălbui, smarald etc.) dau culoare apei. Transparența apei depinde de culoarea și prezența turbidității. Gustul este asociat cu compoziția substanțelor dizolvate: sărat - din clorură de sodiu, amar - din sulfat de magneziu etc. Mirosul depinde de prezența gazelor de origine biochimică (hidrogen sulfurat etc.) sau a substanțelor organice putrezite.

Densitatea apei este masa apei pe unitatea de volum. Este maxim la o temperatură de 4 °C. Pe măsură ce temperatura crește la 250 °C, densitatea apei scade la 0,799 g/cm 3 , iar pe măsură ce cantitatea de săruri dizolvate în ea crește, aceasta crește la 1,4 g/cm 3 . Compresibilitatea apelor subterane se caracterizează prin factor de compresibilitate, arătând cu ce fracție din volumul inițial al lichidului scade volumul odată cu creșterea presiunii cu 10 5 Pa. Coeficientul de compresibilitate al apei subterane este de 2,5 10 -5 ...5 10~5 Pa, adică apa are proprietăți elastice într-o oarecare măsură, ceea ce este important în studiul apei subterane sub presiune.

Viscozitate apa caracterizează rezistența internă a particulelor la mișcarea sa. Pe măsură ce temperatura crește, vâscozitatea apei subterane scade.

Conductivitate electrică apele subterane depind de cantitatea de săruri dizolvate în ele și se exprimă prin valori de rezistivitate de la 0,02 la 1,00 Ohm.

Radioactivitate apele subterane sunt cauzate de prezența în ea a unor elemente radioactive (uraniu, stronțiu, cesiu, radiu, emanație gazoasă de radiu-radon etc.). Chiar și concentrațiile neglijabile - sutimi și miimi (mg/l) ale unor elemente radioactive - pot fi dăunătoare sănătății umane.

Compoziția chimică a apelor subterane. Toate apele subterane conțin întotdeauna mai mult sau mai puține săruri, gaze și compuși organici în stare dizolvată.

Gazele dizolvate în apă (0 2 , CO 2 , CH 4 , H 2 S etc.) îi conferă un anumit gust și proprietăți. Cantitatea și tipul de gaze determină adecvarea apei pentru scopuri potabile și tehnice. Apele subterane de lângă suprafața pământului sunt adesea contaminate cu impurități organice (diverse bacterii patogene, compuși organici proveniți din sistemele de canalizare etc.). O astfel de apă are un gust neplăcut și este periculoasă pentru sănătatea umană.

Sare.În apele subterane, clorurile, sulfații și carbonații sunt cele mai frecvente. În funcție de conținutul total de săruri dizolvate, apele subterane sunt împărțite în proaspete (până la 1 g / l de săruri dizolvate), salmastre (de la 1 la 10 g / l), ser fiziologic

(10-50 g/l) și saramură (mai mult de 50 g/l). Cantitatea și compoziția sărurilor se stabilesc prin analiză chimică. Rezultatele obţinute sunt exprimate ca compoziţie de cationi şi anioni (în mg/l sau meq/l).

În condiții naturale, mineralizarea generală a apelor subterane este extrem de diversă. Sunt ape subterane cu mineralizare de la 0,1 g/l (izvoare alpine) la 500-600 g/l (ape adânci ale bazinului artezian Angara-Lena). Mineralizarea generală este unul dintre principalii indicatori ai calității apelor subterane.

În apele subterane există câteva zeci de elemente chimice ale sistemului periodic al lui Mendeleev. Până la 90% din toate sărurile dizolvate în apă sunt ioni C1~, 80^, HCO3, Na +,

M§2+, Ca2+, K+. Fier, nitriți, nitrați, hidrogen, brom, iod, fluor, bor, elemente radioactive și alte elemente sunt conținute în apă în cantități mai mici. Cu toate acestea, chiar și în cantități mici, ele pot avea un impact semnificativ asupra evaluării adecvării apelor subterane pentru diverse scopuri. Apa la pH = 6,5 ... 8,5 are cele mai bune calități de băut.

Cantitatea de săruri dizolvate nu trebuie să depășească 1,0 g/l. Nu este permisă să conțină elemente chimice dăunătoare sănătății umane (uraniu, arsen etc.) și bacterii patogene. Acesta din urmă poate fi neutralizat într-o anumită măsură prin tratarea apei cu ultrasunete, clorinare, ozonare și fierbere. Impuritățile organice se determină prin analiză bacteriologică. Apa pentru băut trebuie să fie incoloră, transparentă, inodoră și cu gust bun.

RigiditateȘi agresivitatea apelor subterane asociată cu prezența sărurilor. Duritatea apei- această proprietate se datorează conținutului de ioni de calciu și magneziu, adică asociat cu carbonați, și se calculează prin calcul din conținutul total de ioni de hidrocarbonat și carbonat din apă. Apa dură dă multă calcar în cazanele cu abur, nu face spumă, etc. În prezent, duritatea este de obicei exprimată în miligrame echivalente de calciu și magneziu, 1 meq de duritate corespunde conținutului de 20,04 mg de ion de calciu într-un litru de apă sau 12, 6 mg ion de magneziu. În alte țări, duritatea se măsoară în grade (1 meq = 28°). După duritate, apa se împarte în moale(mai puțin de 3 meq sau 8,4°),

duritate medie(3-6 meq sau 8,4°), greu(6-9 meq sau 16,8-25,2°) și foarte dur(mai mult de 9 meq sau 25,2°). Cea mai bună calitate este apa cu o duritate de cel mult 7 mEq. Rigiditatea este permanentă și temporară. Rigiditate temporară asociată cu prezența bicarbonaților și poate fi eliminată prin fierbere. Duritate permanentă, datorită acidului sulfuric și a sărurilor clorurate, nu se elimină prin fierbere. Se numește suma rigidității temporare și permanente duritatea totală.

Agresivitate apele subterane se exprimă prin efectul distructiv al sărurilor dizolvate în apă asupra materialelor de construcție, în special asupra cimentului Portland. Prin urmare, atunci când se construiesc fundații și diferite structuri subterane, este necesar să se poată evalua gradul de agresivitate al apelor subterane și să se determine măsuri pentru combaterea acestuia. În standardele existente care evaluează gradul de agresivitate al apei în raport cu betonul, pe lângă compoziția chimică a apei, se ține cont și de coeficientul de filtrare al rocilor. Aceeași apă poate fi agresivă și neagresivă. Acest lucru se datorează diferenței de viteză de mișcare a apei - cu cât aceasta este mai mare, cu atât mai multe volume de apă vor intra în contact cu suprafața betonului și, prin urmare, agresivitatea va fi mai semnificativă.

În ceea ce privește betonul, se disting următoarele tipuri de agresivitate a apelor subterane:

  • acid general - estimat prin valoarea pH-ului, în nisipuri apa este considerată agresivă dacă pH-ul
  • sulfat - determinat de conținutul de ion; când conținutul de BO 2- într-o cantitate mai mare de 200 mg / l, apa devine agresivă;
  • magnezian - se stabilește prin conținutul de ion 1U ^ 2+;
  • carbonat - asociat cu impactul asupra betonului al dioxidului de carbon agresiv, acest tip de agresivitate este posibil doar în rocile nisipoase.

Agresivitatea apei subterane este determinată prin compararea datelor analizelor chimice ale apei cu cerințele standardelor. După aceea, se stabilesc măsurile de combatere a acesteia. Pentru aceasta, se folosesc cimenturi speciale, se realizează hidroizolarea părților subterane ale clădirilor și structurilor, se coboară nivelul apei subterane prin drenaj etc.

Acțiunea agresivă a apelor subterane asupra metalelor(coroziunea metalelor). Apele subterane cu săruri și gaze dizolvate în ea pot fi foarte corozive pentru fier și alte metale. Un exemplu este oxidarea (coroziunea) suprafețelor metalice cu formarea ruginii sub acțiunea oxigenului dizolvat în apă:

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

Apa subterană are proprietăți corozive atunci când conține și dioxid de carbon agresiv, acizi minerali și organici, săruri ale metalelor grele, hidrogen sulfurat, clorură și alte câteva săruri. Apa moale (cu o duritate totală mai mică de 3,0 meq) acționează mult mai agresiv decât apa dură. Structurile metalice pot fi supuse la cea mai mare coroziune sub influența acidului puternic (pH 9,0). Coroziunea este facilitată de creșterea temperaturii apei subterane, de creșterea vitezei de mișcare a acesteia și de câmpurile electrice din straturile de sol.

Nota corozivitate apa în raport cu unele metale este produsă conform GOST actual. După aceea, conform SNiP, sunt selectate măsuri pentru a preveni posibila coroziune.

Clasificarea apelor subterane. Există o serie de clasificări, dar principalele sunt două. Apele subterane sunt împărțite: după natura utilizării lor și după condițiile de apariție în Scoarta terestra(Fig. 63). Primele includ apa menajera si potabila, tehnica, industriala, minerala, termica. Al doilea include: apele cocoțate, apele subterane și interstratificate, precum și apele de fisuri, carstice, permafrost. În scopuri inginerie-geologice, se recomandă clasificarea apelor subterane după o bază hidraulică - non-presiune și presiune.

Apa menajera si potabila. Apele subterane sunt utilizate pe scară largă în scopuri menajere și potabile. Apa subterană proaspătă este cea mai bună sursă de alimentare cu apă potabilă, astfel încât utilizarea lor în alte scopuri nu este de obicei permisă.

Sursa de alimentare cu apă menajeră și potabilă este apa subterană din zona de schimb intensiv de apă. Adâncimea de apariție a apei subterane proaspete de la suprafața pământului nu depășește, de obicei, câteva zeci de metri. Cu toate acestea, există zone în care apar la adâncimi mari (300-500 m sau mai mult).

ÎN anul trecut apele subterane salmastre si saline sunt folosite si pentru alimentarea cu apa menajera si potabila dupa desalinizarea lor artificiala.

Apa tehnica- acestea sunt ape care sunt folosite în diverse industrii și Agricultură. Trebova-

atmosferice

racordurile la apele industriale subterane reflectă specificul unui anumit tip de producție.

apa industriala conțin elemente utile (brom, iod etc.) în soluție într-o cantitate care are o valoare brută industrială. De obicei, se află într-o zonă de schimb foarte lent de apă, mineralizarea lor este ridicată (de la 20 la 600 g / l), compoziția este clorură de sodiu, temperatura ajunge adesea la 60-80 ° C.

Exploatarea apelor industriale în scopul extragerii iodului și bromului este profitabilă numai dacă adâncimea apei nu este mai mare de 3 km, nivelul apei în fântână nu este mai mic de 200 m, cantitatea de apă extrasă pe zi nu este mai mică. peste 200 m 3 .

mineral numite ape subterane, care au un continut ridicat de microcomponente biologic active, gaze, elemente radioactive etc. Vin la suprafata pamantului cu surse sau sunt deschise prin foraje.

Apa subterana termica au o temperatură mai mare de 37 ° C. Ele apar peste tot la adâncimi care variază de la câteva zeci și sute de metri (în zonele muntoase pliate) până la câțiva kilometri (pe platforme).

Prin fisuri, apele termale ajung adesea la suprafața pământului, formând izvoare termale cu temperaturi de până la 100 ° C (Kamchatka, Caucaz). Rezervele acestor ape din scoarța terestră sunt foarte mari și sunt utilizate în mod activ pentru încălzirea orașelor și în scopuri energetice, de exemplu, în Kamchatka (stația geotermală Pauzhetskaya). Există mai multe zone de activitate activă a gheizerelor pe Pământ: Kamchatka, Islanda, Nord-Estul SUA, Noua Zeelandă.

Clasificare

În funcție de condițiile de apariție, apele subterane sunt împărțite în:

  • sol;
  • interstrat;

Sol apa umple o parte din golurile dintre particulele de sol; ele pot fi libere (gravitaționale), deplasându-se sub influența gravitației sau legate, ținute de forțe moleculare.

panza freatica formează un acvifer pe primul strat rezistent la apă de la suprafață. Datorită apariției superficiale de la suprafață, nivelul apei subterane suferă fluctuații semnificative în funcție de anotimpurile anului: fie crește după precipitații, fie se topește zăpada, fie scade în perioadele secetoase. În iernile aspre, apele subterane pot îngheța. Aceste ape sunt mai susceptibile la poluare.

Apele interstratale- acvifere subiacente închise între două straturi rezistente la apă. Spre deosebire de apele subterane, nivelul apelor interstratale este mai constant și se modifică mai puțin în timp. Apele interstratale sunt mai curate decât apele subterane. Apa interstratală sub presiune umple complet acviferul și este sub presiune. Toate apele închise în straturi situate în structuri tectonice concave au presiune.

După condițiile de mișcare în acvifere se disting apele subterane, care circulă în straturi afânate (nisip, pietriș și pietriș) și în roci fracturate.

În funcție de apariție, de natura golurilor rocilor purtătoare de apă, apele subterane sunt împărțite în:

  • poros- apar si circula in sedimentele cuaternare: in nisipuri, pietricele si alte roci clastice;
  • fisura(ven) - în roci (granite, gresie);
  • carstică(fisura-carst) - în roci solubile (calcar, dolomit, gips etc.).

Rezerve de apă subterană

Apele subterane fac parte din resursele de apă ale Pământului; rezervele totale de apă subterană sunt de peste 60 milioane km³. Apa subterană este considerată o resursă minerală. Spre deosebire de alte tipuri de minerale, rezervele de apă subterană sunt regenerabile în timpul exploatării.

Cercetarea apelor subterane

Explorarea apelor subterane

Pentru a determina prezența apei subterane, se efectuează explorarea:

  • puțurile de referință sunt forate cu prelevare de probe,
  • se studiază miezul și se determină vârsta geologică relativă a rocilor, grosimea (grosimea) acestora,
  • se efectuează pompare experimentală, se determină caracteristicile acviferului, se întocmește un raport ingineresc și geologic;
  • se întocmesc hărți, secțiuni pentru mai multe puțuri de referință, se efectuează o evaluare preliminară a rezervelor minerale (în acest caz, apă);

Originea apelor subterane

Apele subterane au origine diferită: unele dintre ele s-au format ca urmare a pătrunderii topiturii și a apei de ploaie până la primul orizont rezistent la apă (adică la o adâncime de 1,5-2,0 m, care formează apele subterane, adică așa-numita apă cocoțată) ; altele ocupă cavități mai adânci în pământ.

Vezi si

Legături

  • Luarea în considerare a influenței apelor subterane în proiectarea fundațiilor

Literatură


Fundația Wikimedia. 2010 .

Vedeți ce este „Ape subterane” în alte dicționare:

    - (a. ape subterane; n. Grundwasser; f. eaux souterraines, eaux de sous sol; și. aguas subterraneas) ape situate în grosimea muntelui. roci din partea superioară a scoarței terestre în stare lichidă, solidă și vapori. P. în. fac parte din...... Enciclopedia Geologică

    Ape situate în straturile de roci din partea superioară a scoarței terestre în stare lichidă, solidă și de vapori. În funcție de natura golurilor rocilor purtătoare de apă, P. sunt împărțite în poroase în nisipuri, pietricele și alte roci clastice, ...... Marea Enciclopedie Sovietică

    APELE SUBTERANE- ape, inclusiv apele minerale, situate în corpurile de apă subterană (Codul apelor al Federației Ruse) EdwART. Termeni și definiții pentru protecție mediu inconjurator, managementul mediului și siguranța mediului. Dicţionar, 2010... Dicționar ecologic

    Ape situate în rocile din partea superioară a scoarței terestre în stare lichidă, solidă și de vapori. Sunt: libere (gravitaționale, freatice) și legate (higroscopice, film, cristalizare); proaspăt (mineralizare ...... Dicţionar de urgenţe

    Ape situate în masele de roci din partea superioară a scoarței terestre în stare lichidă, solidă și de vapori ... Dicţionar enciclopedic mare

    Toate apele de sub suprafața pământului și de fundul corpurilor de apă de suprafață și al cursurilor... Termeni geologici

    Ape, inclusiv apele minerale, situate în corpurile de apă subterană Dicționar de termeni de afaceri. Akademik.ru. 2001... Glosar de termeni de afaceri

    Apele subterane- Apa situata sub suprafata pamantului in grosimea rocilor si in sol in orice stare fizica. Sin.: ape subterane... Dicţionar de geografie

    APELE SUBTERANE- în legislația apelor a Federației Ruse, apele, inclusiv cele minerale, situate în corpurile de apă subterană ... Enciclopedia juridică

    Apele subterane- — EN ape subterane Apă care ocupă pori și crăpături în rocă și sol, sub suprafață și deasupra unui strat de material impermeabil. Este liber să se miște gravitațional, fie... Manualul Traducătorului Tehnic

Cărți

  • Apele subterane ale lumii: resurse, utilizare, prognoze, Zektser I.S. Monografia analizează și rezumă experiența diferitelor țări, dar evaluare regională resursele de apă subterană proaspătă și salmară, calitatea și vulnerabilitatea lor la poluare. Principalul…

Învelișul de apă al Pământului - hidrosfera - este format din apă subterană, umiditate atmosferică, ghețari și corpuri de apă de suprafață, inclusiv oceane, mări, lacuri, râuri, mlaștini. Toate apele hidrosferei sunt interconectate și sunt în circulație continuă.

Principala compoziție a hidrosferei este apa sărată. Apa dulce reprezintă mai puțin de 3% din volumul total. Cifrele sunt arbitrare, deoarece doar rezervele explorate sunt luate în considerare în calcule. Între timp, conform presupunerilor hidrogeologilor, în straturile adânci ale Pământului există depozite colosale de apă subterană, ale căror depozite nu au fost încă descoperite.

Apa subterană ca parte a resurselor de apă ale planetei

Apă subterană - apă conținută în rocile sedimentare purtătoare de apă care alcătuiesc stratul superior al scoarței terestre. În funcție de condițiile de mediu, cum ar fi temperatura, presiunea, tipurile de roci, apa este în stare solidă, lichidă sau de vapori. Clasificarea apelor subterane depinde direct de solurile care alcătuiesc scoarța terestră, capacitatea de umiditate și adâncimea acestora. Straturile de roci saturate cu apă sunt numite „acvifere”.

Acviferele de apă dulce sunt considerate una dintre cele mai importante resurse strategice.

Caracteristicile și proprietățile apelor subterane

Există acvifere fără presiune, limitate de un strat de roci impermeabile de dedesubt și numite apă subterană, și cele sub presiune, situate între două straturi rezistente la apă. Clasificarea apelor subterane după tipul de sol saturat cu apă:

  • poroase, care apar în nisipuri;
  • fisuri care umple golurile rocii solide;
  • carstul, găsit în calcar, gips și roci similare solubile în apă.

Apa, un solvent universal, absoarbe activ substanțele care alcătuiesc rocile și este saturată cu săruri și minerale. În funcție de concentrația de substanțe dizolvate în apă, se disting apa dulce, salmară, sărată și saramură.

Tipuri de apă din hidrosfera subterană

Apa subterană este în stare liberă sau legată. Apa subterană liberă include apa sub presiune și fără presiune care se poate deplasa sub influența forțelor gravitaționale. Apele asociate includ:

  • apa de cristalizare, care este inclusă chimic în structura cristalină a mineralelor;
  • apă higroscopică și de film legată fizic de suprafața particulelor minerale;
  • apa in stare solida.

Rezerve de apă subterană

Apele subterane reprezintă aproximativ 2% din hidrosfera totală a planetei. Termenul „rezerve de apă subterană” înseamnă:

  • Cantitatea de apă conținută într-un strat saturat de apă de sol este rezerve naturale. Refacerea acviferelor are loc din cauza râurilor, precipitațiilor, curgerii apei din alte straturi saturate cu apă. La evaluarea rezervelor de apă subterană se ia în considerare volumul mediu anual al debitului de apă subterană.
  • Volumul de apă care poate fi folosit la deschiderea acviferului este rezervele elastice.

Un alt termen – „resurse” – se referă la rezervele operaționale de apă subterană sau la volumul de apă de o anumită calitate care poate fi extras dintr-un acvifer pe unitatea de timp.

Poluarea apelor subterane

Experții clasifică compoziția și tipul de poluare a apelor subterane după cum urmează:

Poluarea chimică

Efluenții lichizi și deșeurile solide netratate din întreprinderile industriale și agricole conțin diverse substanțe organice și anorganice, inclusiv metale grele, produse petroliere, pesticide toxice, îngrășăminte pentru sol și produse chimice rutiere. Substanțele chimice pătrund în acvifere prin apele subterane și fântâni izolate necorespunzător din formațiunile adiacente saturate cu apă. Poluarea chimică a apelor subterane este larg răspândită.

Poluarea biologică

Apele uzate menajere netratate, conductele de canalizare defecte și câmpurile de filtrare situate în apropierea puțurilor de apă pot deveni surse de contaminare cu agenți patogeni a acviferelor. Cu cât capacitatea de filtrare a solurilor este mai mare, cu atât este mai lentă răspândirea poluării biologice a apelor subterane.

Rezolvarea problemei poluării apelor subterane

Având în vedere că cauzele poluării apelor subterane sunt antropice, măsurile de protejare a resurselor de apă subterană de poluare ar trebui să includă monitorizarea apelor uzate menajere și industriale, modernizarea sistemelor de tratare și eliminare a apelor uzate, limitarea deversărilor de ape uzate în corpurile de apă de suprafață, crearea de zone de protecție a apei și îmbunătățirea tehnologiilor de producție.

Toate apele scoarței terestre, situate sub suprafața Pământului în roci în stare gazoasă, lichidă și solidă, se numesc ape subterane.

Apele subterane fac parte din hidrosferă - învelișul de apă al globului. Se găsesc în foraje la adâncimi de până la câțiva kilometri. Potrivit lui V.I. Vernandsky, apele subterane pot exista până la o adâncime de 60 km datorită faptului că moleculele de apă, chiar și la o temperatură de 2000 ° C, sunt disociate doar cu 2%.

Calculele aproximative ale rezervelor de apă dulce din intestinele Pământului la o adâncime de 16 kilometri dau o valoare de 400 de milioane de kilometri cubi, i.e. aproximativ 1/3 din apele oceanelor.

Acumularea de cunoștințe despre apele subterane, care a început în cele mai vechi timpuri, s-a accelerat odată cu apariția orașelor și a agriculturii irigate. Arta de a construi fântâni săpate de până la câteva zeci de metri era cunoscută de 2000-3000 de mii de ani î.Hr. în Egipt, Asia Centrala, India, China. În aceeași perioadă a apărut și tratarea apei minerale.

În primul mileniu î.Hr. au apărut primele idei despre proprietățile și originea apelor naturale, condițiile de acumulare a acestora și ciclul apei pe Pământ (în lucrările lui Thales și Aristotel - în Grecia Antică; Titus Lucretius Cara și Vitruvius - în Roma antică etc.).

Studiul apelor subterane a fost facilitat de extinderea lucrărilor legate de alimentarea cu apă, construcția de instalații de acoperire (de exemplu, karez printre popoarele din Caucaz, Asia Centrală), extragerea apei sărate pentru evaporarea sării prin săparea puțurilor și apoi foraj (teritoriu al Rusiei, secolele 12-17) . Mai târziu, a apărut conceptul de ape non-presiune, presiune(ridicandu-se de jos in sus) si care curge singur. Acesta din urmă a primit numele artesian - din provincia Artois (numele antic „Artesia”) din Franța.

În Renaștere și mai târziu, lucrările multor oameni de știință - Agricolla, Palissy, Steno și alții - au fost dedicate apelor subterane și rolului lor în procesele naturale.

În Rusia, primul idei științifice despre apele subterane ca soluții naturale, formarea lor prin infiltrarea precipitațiilor atmosferice și activitatea geologică a apelor subterane au fost exprimate prin M.V. Lomonosov în eseul „Despre straturile pământului” (1763).

Până la mijlocul secolului al XIX-lea, doctrina apelor subterane s-a dezvoltat ca componentă geologie. Apoi se separă într-o disciplină separată - hidrologie.

Hidrogeologia generală studiază originea apelor subterane, proprietățile sale fizice și chimice și interacțiunea cu rocile gazdă.

Studiul apelor subterane în legătură cu istoria mișcărilor tectonice, proceselor de sedimentare și dianogeneză a făcut posibilă abordarea istoriei formării lor și a contribuit la apariția în secolul al XX-lea a unei noi ramuri a hidrogeologiei - paleohidrogeologie(doctrina apelor subterane din erele geologice trecute).

Dinamica apelor subterane studiază mișcarea apelor subterane sub influența factorilor naturali și artificiali, elaborează metode de cuantificare a productivității puțurilor de producție și a rezervelor de apă subterană.

Doctrina regimului și echilibrului apelor subterane ia în considerare modificările apelor subterane (nivelul, temperatura, compoziția lor chimică, condițiile de alimentare și de mișcare) care apar sub influența diverșilor factori naturali (precipitații și condițiile de infiltrare, evaporare, temperatură și umiditatea și stratul de sol, influența regimurilor corpurilor de apă de suprafață, râurilor, activitățile umane create de om).

În a doua jumătate a secolului XX, au început să fie dezvoltate metode de predicție a regimului apelor subterane, ceea ce are o mare importanță practică în exploatarea apelor subterane, inginerie hidraulică, agricultura irigată și alte probleme.

Acum, din 510 milioane de kilometri pătrați ai globului, 361 de milioane de kilometri pătrați. km (70,7%) sunt ocupați de mări și oceane, formând un singur Ocean Mondial, restul de 149 (29,3%) mln. km este acoperit de uscat. În emisfera nordică, pământul reprezintă 39,3% din suprafața emisferei, în sud - 19,1%. Greutatea specifică a elementelor de circulație a umidității și influența lor asupra circulației totale a apei în natură pot fi apreciate din datele prezentate mai jos:

tabelul 1

Numele indicatorului

Volum

Evaporarea din ocean

Evaporarea de pe uscat

evaporare totală

precipitatii la suprafata oceanului

Precipitații pe uscat

Precipitații totale

Scurgerea râurilor și a apelor subterane

447,9 mii km 3

70,7 mii km 3

518,6 mii km 3

411,6 mii km 3

107,0 mii km 3

518,6 mii km 3

36,3 mii km 3

Sub influența energiei solare, de la suprafața Oceanului Mondial se evaporă în medie aproximativ 450,0 mii km 3 de apă. O parte din această umiditate sub formă de abur este transportată de curenții de aer către continente.

În anumite condiții, vaporii de apă se condensează și cad sub formă de ploaie, zăpadă, grindină etc. Căzut la pământ precipitare curg pe versanții zonei, formând pâraie și râuri care își duc apele înapoi spre oceane.

O parte din precipitații se evaporă, o parte se infiltrează în pământ, formând apele subterane, care se varsă în râuri și râuri sub formă de scurgere subterană și, astfel, se întorc și în ocean. Acest proces închis de schimb între atmosferă și suprafața pământului se numește ciclul apei în natură.

Astfel, conținutul de apă al râurilor utilizate în economia națională ca surse de apă este legat de ciclul de umiditate al Pământului și depinde de distribuția apei între elementele individuale ale ciclului apei din natură.

originea apelor subterane

Apele subterane sunt formate în principal din apa de precipitatii căzând pe suprafaţa pământului şi ape de percolare(infiltrandu-se) în pământ până la o anumită adâncime și din apele din mlaștini, râuri, lacuri și rezervoare, infiltrandu-se și în pământ. Cantitatea de umiditate introdusă în acest mod în sol este de 15-20% din cantitatea totală de precipitații.

Pătrunderea apei în solurile (permeabilitatea) care alcătuiesc scoarța terestră depinde de proprietățile fizice ale acestor soluri. În ceea ce privește permeabilitatea apei, solurile sunt împărțite în trei grupe principale: permeabil, semipermeabilȘi impermeabil sau impermeabil.

LA roci permeabile includ roci cu granulație grosieră, pietricele, pietriș, nisipuri, roci fracturate etc. Pentru a impermeabiliza roci - roci masiv cristaline (granit, marmură), care au un minim absorb umiditatea, și argile. Acesta din urmă, fiind saturat cu apă, nu o lăsa să treacă în viitor. La rase semipermeabil nisipuri argiloase, gresii afânate, marne afânate etc.

Apele subterane din scoarța terestră sunt distribuite pe două etaje. Etajul inferior, compus din roci magmatice și metamorfice dense, conține o cantitate limitată de apă. Cea mai mare parte a apei se află în stratul superior al rocilor sedimentare. În ea, în funcție de natura schimbului de apă cu apele de suprafață, se disting trei zone: o zonă de schimb liber de apă (superioară), o zonă de schimb lent de apă (mijloc) și o zonă de schimb foarte lent de apă (inferioară). Apele zonei superioare sunt de obicei proaspete și servesc pentru alimentarea cu apă potabilă, menajeră și tehnică. În zona de mijloc sunt apă minerală compoziție diferită. Acestea sunt ape străvechi. Zona inferioară conține saramură foarte mineralizată. Din ele se extrag brom, iod și alte substanțe.

Se formează apa subterană căi diferite. Una dintre principalele căi de formare a apelor subterane este infiltrarea sau infiltrarea precipitațiilor atmosferice și a apelor de suprafață (lacuri, râuri, mări etc.). Conform acestei teorii, apa infiltrată ajunge în stratul rezistent la apă și se acumulează pe acesta, saturând roci de natură poroasă și poroasă-fracturată. Astfel, apar acvifere sau orizonturi de apă subterană. Suprafața apei subterane se numește oglindă de apă subterană. Distanța de la pânza freatică până la acvicludă se numește grosimea stratului impermeabil.

Cantitatea de apă care se infiltrează în sol depinde nu numai de proprietățile sale fizice, ci și de cantitatea de precipitații, panta terenului până la orizont, acoperirea cu vegetație etc. În același timp, ploaia prelungită creează burnițe. Condiții mai bune pentru infiltrații decât o ploaie puternică, deoarece cu cât precipitațiile sunt mai intense, cu atât apa căzută curge mai repede pe suprafața solului.

Pantele abrupte ale terenului cresc scurgerile de suprafață și reduc infiltrarea precipitațiilor în sol; în pantă ușor, dimpotrivă, le măresc infiltrațiile. Acoperirea cu vegetație (pădure) crește evaporarea umidității precipitate și în același timp crește precipitațiile. Reținând scurgerea de suprafață, contribuie la infiltrarea umidității în sol.

Pentru multe zone ale globului, infiltrarea este metoda principală de formare a apelor subterane. Cu toate acestea, există o altă modalitate de formare a acestora - datorită condensarea vaporilor de apăîn stânci. În sezonul cald, elasticitatea vaporilor de apă din aer este mai mare decât în ​​stratul de sol și rocile subiacente. Prin urmare, vaporii de apă atmosferici intră continuu în sol și coboară până la un strat de temperaturi constante situat la diferite adâncimi - de la unu la câteva zeci de metri de suprafața pământului. În acest strat, mișcarea vaporilor de aer se oprește din cauza creșterii elasticității vaporilor de apă cu creșterea temperaturii în adâncurile Pământului. Ca rezultat, există un contra-flux de vapori de apă din adâncurile Pământului în sus - la un strat de temperaturi constante. Și în zona temperaturilor constante, ca urmare a ciocnirii a două fluxuri de vapori de apă, condensarea acestora are loc odată cu formarea apei subterane. Această apă de condens are mare importanțăîn deșerturi, semi-deserturi și stepe uscate. În perioadele calde ale anului, este singura sursă de umiditate pentru vegetație. În același mod, principalele rezerve de apă subterană au apărut în regiunile muntoase din Siberia de Vest.

Ambele metode de formare a apelor subterane - prin infiltrare si prin condensarea vaporilor de apa atmosferici in roci - sunt principalele cai de acumulare a apelor subterane. InfiltrareȘi apa de condensare numite uneori ape vandose (din latinescul „vadare” – a merge, a se mișca). Aceste ape se formează din umiditatea atmosferică și participă la ciclul general al apei în natură.

Unii cercetători notează o altă modalitate de formare a apelor subterane - juvenile. Multe ieșiri ale acestor ape în zone cu activitate vulcanică modernă sau recentă se caracterizează prin temperaturi ridicate și concentrații semnificative de săruri și componente volatile. Pentru a explica geneza unor astfel de ape, geologul austriac E. Suess a prezentat în 1902 teoria juvenilelor (din latinescul „juvenilis” – virgin). Astfel de ape, potrivit lui Suess, s-au format din produse gazoase eliberate din abundență în timpul activității vulcanice și diferențierea lavei magmatice.

Studiile ulterioare au arătat că apele pure juvenile, așa cum le-a înțeles E. Suess, nu există în părțile de suprafață ale Pământului. În condiții naturale, apele subterane, care au apărut în moduri diferite, se amestecă între ele, dobândind anumite proprietăți. Totuși, determinarea genezei apelor subterane este de mare importanță: facilitează calculul rezervelor, clarificarea regimului și calitatea acestora.

Nivelul apei subterane este supus unor fluctuații constante. Deci, în timpul inundațiilor și inundațiilor de primăvară, nivelul apei din râu, ridicându-se deasupra nivelului debitului râului îndreptat către râu, provoacă o scurgere de apă din acesta și o creștere a nivelului apei subterane. Acest lucru reduce înălțimea inundațiilor de primăvară. În recesiune, apele subterane încep să hrănească râul, iar nivelul apelor subterane scade.

Apele subterane pot fi formate din structuri hidraulice artificiale, cum ar fi canalele de irigare. Astfel, în timpul construcției sistemului de irigare Karakum, din cauza transferului unei părți din debitul râurilor siberiene, în partea deșertică, o cantitate semnificativă de apă a fost cheltuită nu atât pentru nevoile de irigare, cât pentru evaporare și în pământ. . Acest lucru s-a întâmplat din cauza faptului că cea mai mare parte a sistemului de irigare a trecut prin soluri nisipoase, unde coeficientul de filtrare este destul de mare, iar în ciuda măsurilor antifiltrare, scăderile nivelului apei din cauza infiltrațiilor apei în sol au fost mari. Toate acestea, pe lângă reducerea debitului râurilor, au dus la faptul că sărurile conținute în sol au fost dizolvate de pânza freatică, iar atunci când debitele subacvatice s-au mutat înapoi în canal, acesta a fost salinizat și poluat cu nămol.

Clasificarea apelor subterane
condiţiile apariţiei lor

Există mai multe clasificări ale apelor subterane.

După condițiile de mișcare în acvifere se disting apele subterane, care circulă în straturi afânate (nisip, pietriș și pietriș) și în roci fracturate.

Apele subterane care se deplasează sub influența gravitației se numesc gravitațională, sau liber, spre deosebire de apele legate, deținute de forțe moleculare - higroscopice, film, capilare și cristalizare.

În funcție de natura golurilor rocilor purtătoare de apă, apele subterane sunt împărțite în:

    poros - in nisipuri, pietricele si alte roci clastice;

    fisura (ven) - în roci (granite, gresie);

    carstică (fisura-carst) - în roci solubile (calcar, dolomit, gips etc.).

În funcție de condițiile de apariție, se disting trei tipuri de apă subterană: apa de sus, sol e și presiune, sau arteziană.

Verhovodka numită apă subterană, situată lângă suprafața pământului și caracterizată prin inconsecvența distribuției. De obicei, apa cocoțată este asociată cu lentile de roci impermeabile sau slab permeabile acoperite de straturi permeabile.

Verhovodka ocupă teritorii limitate, acest fenomen este temporar și are loc într-o perioadă de umiditate suficientă; pe timp de secetă, bibanul gol dispare. Verhovodka se referă la primul strat rezistent la apă de la suprafața pământului. În cazurile în care stratul rezistent la apă se află în apropierea suprafeței sau iese la suprafață, aglomerația de apă se dezvoltă în timpul anotimpurilor ploioase.

Apele din sol, sau apele stratului de sol, sunt adesea denumite apă cocoțată. Apele solului sunt reprezentate de aproape legat de apă. Apa lichidă în picături în sol este prezentă numai în perioada de umiditate excesivă.

panza freatica. Apele subterane sunt ape care se află pe primul orizont rezistent la apă sub biban. Ele aparțin de obicei unei formațiuni impermeabile și se caracterizează printr-un flux mai mult sau mai puțin constant de apă. Apele subterane se pot acumula atât în ​​roci poroase afânate, cât și în rezervoare solide fracturate. Nivelul apei subterane este o suprafață neuniformă, care, de regulă, repetă denivelările reliefului într-o formă netezită: pe dealuri este mai jos, în locuri mai joase este mai mare.

Apele subterane se deplasează în direcția coborârii reliefului. Nivelul apei subterane este supus unor fluctuații constante - este influențat de diverși factori: cantitatea și calitatea precipitațiilor, climă, topografie, prezența acoperirii vegetale, activitatea economică umană și multe altele.

Apele subterane care se acumulează în depozitele aluvionare reprezintă una dintre sursele de alimentare cu apă. Se folosesc ca apa potabila, pentru irigatii. Ieșirile de apă subterană la suprafață se numesc izvoare sau izvoare.

Presiune, sau ape arteziene. Apele sub presiune sunt ape care sunt situate într-un acvifer închis între straturi rezistente la apă și suferă presiune hidrostatică din cauza diferenței de nivel la locul de alimentare și de evacuare a apei la suprafață. Zona de alimentare din apropierea apelor arteziene se află de obicei deasupra zonei de scurgere a apei și deasupra ieșirii apelor sub presiune pe suprafața Pământului. Dacă o fântână arteziană este așezată în centrul unui astfel de vas, atunci apa va curge din ea sub forma unei fântâni conform legii vaselor comunicante.

Dimensiunile bazinelor arteziene sunt destul de semnificative - până la sute și chiar mii de kilometri. Zonele de hrănire ale unor astfel de bazine sunt adesea departe de locurile de extracție a apei. Astfel, apa care a căzut sub formă de precipitații pe teritoriul Germaniei și Poloniei este obținută din fântâni arteziene forate la Moscova; în unele oaze din Sahara primesc apă căzută sub formă de precipitații peste Europa.

Apele arteziene se caracterizează prin constanța apei și de bună calitate, ceea ce este important pentru utilizarea sa practică.

După origine, se disting mai multe tipuri de apă subterană.

Apa de infiltrare se formează din cauza infiltrațiilor de pe suprafața Pământului a ploii, topirii zăpezii și a apelor râurilor. În compoziție, sunt predominant bicarbonat de calciu și magneziu. Când rocile purtătoare de gips sunt levigate, se formează sulfat-calciu, iar când se dizolvă rocile purtătoare de sare, se formează ape clorură-sodice.

Apele subterane de condensare formată ca urmare a condensării vaporilor de apă în porii sau fisurile rocilor.

ape de sedimentare se formează în procesul de sedimentare geologică și reprezintă de regulă ape îngropate alterate de origine marina - clorură de sodiu, clorură de calciu-sodiu etc. Cuprind și saramurele îngropate ale bazinelor saline, precum și apele ultra-proaspete de lentile nisipoase din depozitele morenice. .

Se numesc apele formate din magmă în timpul cristalizării și metamorfismului vulcanic al rocilor magmatică, sau juvenile(după terminologia lui E. Suess).

alimentarea raurilor cu apa subterana si calculul scurgerii apelor subterane

Apele subterane servesc ca o sursă sigură de hrană pentru râuri. Ei acționează pe tot parcursul anuluiși furnizează hrană râurilor în timpul iernii și verii ape joase (sau la niveluri scăzute ale orizontului apei), când nu există scurgeri de suprafață.

La ritmuri foarte lente de mișcare a apelor subterane, în comparație cu apa de suprafață, apele subterane din scurgerea râului acționează ca un factor de reglementare.

De asemenea, la viteze foarte lente sau mici de deplasare a apelor subterane, pe râurile din nordul îndepărtat la temperaturi scăzute ale aerului, se observă înghețul (complet sau parțial) al râului, iar apoi apa intră din partea de reținere a rezervorului în care râul curge (aceasta poate fi râul principal, mare, lac etc.). Astfel de fenomene se observă, de exemplu, în așezarea Nijneiansk, care este situată la 25 km de gura râului Yana, unde în perioada de temperaturi scăzute și înghețare completă a râului pe râuri, apa sărată intră în albia râului în amonte. de la locul înghețului din spatele Oceanului Arctic.

Măsura cantitativă a nutriției este valoarea scurgerii subterane, care, la rândul său, este caracterizată de așa-numitul modul de apă subterană:

M subtitlu = K M 0 /100 ,

Unde M subtitlu– modul de scurgere subteran, l/s de la 1 km 2 arie de captare;

M 0 este modulul mediu pe termen lung al scurgerii totale, l/s de la 1 km 2 bazin de drenaj de suprafață;

LA- coeficient modular care arată procentul de scurgere subterană în totalul scurgerii și determinat prin formulă

K=M min /M 0 ,

Unde M min- modul de scurgere minimă, l/s de la 1 km 2 bazin de drenaj de suprafață, determinat de debitul de iarnă al râului și egal cu modulul de scurgere a apei subterane, deoarece râurile sunt alimentate în principal cu apele subterane iarna.

Modulul de curgere a apei subterane este un indicator de încredere pentru evaluarea conținutului de apă al rocilor distribuite în zona de captare a unui râu, deoarece reprezintă cantitatea de apă subterană (în l/s) care intră în râu de la 1 km2. km de unul sau altul acvifer drenat de râu.

Pe lângă aceste formule, cantitatea de scurgere subterană poate fi determinată prin metoda hidrochimică (conform lui A.T. Ivanov):

Unde Q subtitlu– volumul anual de scurgere subterană;

Q 0 este volumul anual de scurgere a râului;

Cu- concentrația oricărei componente (de exemplu, clor) în apa râului în perioada de observație;

c 1 este concentrația aceleiași componente în apele subterane în aceeași perioadă;

c 2 - concentraţia aceluiaşi component în apele de suprafaţă în aceeaşi perioadă.

Potrivit lui B.I. Kudelin, pentru un calcul mai precis al scurgerii subterane a râurilor mici și mijlocii, se propune să se distingă patru tipuri de alimentare cu apă subterană a râului:

      Alimentarea cu apă subterană neconectată hidraulic la râu;

      Alimentare prin apă subterană conectată hidraulic la râu;

      Nutriție mixtă la sol ( A+ b);

      Nutriție mixtă de pământ și arteziană ( A+ b+ c).

Conform acestor date, B.I. Kudelin a propus formule pentru determinarea stratului h subtitluși coeficientul de scurgere a apelor subterane α subtitlu. Debitul apei subterane este exprimat în milimetri pe an (sau orice altă unitate de timp) pe kilometru pătrat de suprafață a bazinului de apă subterană și se calculează astfel:

Unde h subtitlu- un strat de scurgere subterană, mm/an;

Q subtitlu este volumul scurgerii subterane din zona bazinului, m 3 /an;

F- zona piscinei, m 2 .

Coeficientul de curgere la sol α subtitlu este raportul dintre scurgerea subterană și precipitațiile care cad pe suprafața unui bazin hidrografic dat și arată partea din precipitații care merge să alimenteze zonele subterane de schimb de apă foarte intens din bazin:

Unde X- un strat de precipitații, mm/an.

Calculele apelor subterane sunt de obicei rezumate sub formă de hărți de reîncărcare a apelor subterane, coeficienți și module de flux subterane care reflectă resursele naturale. diferite feluri apele subterane dezvoltate în bazinele hidrografice mici și mijlocii și în regiunile și siturile lor individuale.

Principalele probleme de utilizare și protecție a apelor subterane

Datorită locației sale, apele subterane sunt mai bine protejate de influențele externe decât apele de suprafață, totuși, există simptome grave ale modificărilor adverse ale regimului apelor subterane pe suprafețe mari și la o gamă largă de adâncimi. Acestea includ: epuizarea și scăderea nivelului apelor subterane din cauza supraextracției; introducerea apei sărate de mare pe litoral; formarea de pâlnii depresive și altele.

Poluarea apelor subterane este o amenințare majoră. Există două tipuri de poluare - bacterieneȘi chimic. În anumite condiții, acviferele pot pătrunde canalizareȘi tehnogenic ape industriale, ape de suprafață poluate și precipitații.

La crearea rezervoarelor, ca urmare a apei de spate, are loc o creștere a nivelului apei subterane. O consecință pozitivă a unei astfel de schimbări de regim este o creștere a resurselor acestora în zona de coastă a lacului de acumulare; negativ - inundații zona de coastă, care provoacă mlaștinirea teritoriului, precum și salinizarea solurilor și a apelor subterane din cauza evaporării crescute a acestora la apariția la mică adâncime.

Datorită inundațiilor mici (sau absenței lor deloc) pe râurile reglementate, alimentarea cu apă subterană de inundații este redusă semnificativ. Debitele pe astfel de râuri sunt reduse, ceea ce contribuie la colmatarea canalului; prin urmare, relația dintre râu și apele subterane este dificilă.

În anumite condiții, captarea apelor subterane poate avea un impact semnificativ asupra calității apelor de suprafață. În primul rând, acest lucru se aplică exploatării industriale și evacuării apei mineralizate, evacuarea apei de mină și a apei petroliere asociate. Prin urmare, ar trebui avută în vedere utilizarea și reglementarea integrată a resurselor de apă de suprafață și subterană. Exemple de astfel de abordare sunt utilizarea apelor subterane pentru irigare în anii secetoși, precum și refacerea artificială a rezervelor de apă subterană și construcția de rezervoare subterane.

Ph.D. O.V. Mosin

listă literatură

1. Novikov Yu.V., Sayfutdinov M.M. Apa și viața pe pământ. – M.: Nauka, 1981. – 184 p.

2. Kissin I.G. Apă subterană. – M.: Nauka, 1976. – 224 p.

3. Bondarev V.P. Geologie. Curs de prelegeri: Manual pentru studenții instituțiilor de liceu învăţământul profesional. - M.: Forum: Infra M., 2002. - 224 p.

4. Goroshkov I.F. calcule hidrologice. - L.: Gidrometeoizdat, 1979. - 432 p.

5. Cherdantsev V.A., Pivon Yu.I. Instrucțiuni disciplina: „Hidrologie”. - Novosibirsk: NGAEIU, 2004, 112 p.

6. Manual de referință al unui hidrogeolog. În 2 volume. Ed. V.P. Yakutseni. - L .: Nedra, 1967. - T.1. - 592s.

Apa este cea mai comună substanță de pe planeta noastră, datorită căreia viața este susținută pe ea. Se găsește atât în ​​litosferă, cât și în hidrosferă. Biosfera Pământului este formată din ¾ de apă. Un rol important în circulația acestei substanțe îl joacă speciile sale subterane. Aici se poate forma din gazele de manta, în timpul scurgerii etc. În acest articol, vom lua în considerare tipurile de apă subterană.

concept

Apa subterană este înțeleasă ca aceasta din urmă situată în scoarța terestră, situată în roci sub suprafața pământului în diferite stări agregate. Ele fac parte din hidrosferă. Potrivit lui V. I. Vernadsky, aceste ape pot fi situate la o adâncime de până la 60 km. Volumul estimat al apei subterane situate la o adâncime de până la 16 km este de 400 de milioane de km cubi, adică o treime din apele oceanelor. Sunt situate pe două etaje. În partea inferioară dintre ele se află roci metamorfice și magmatice, astfel încât cantitatea de apă de aici este limitată. Cea mai mare parte a apei este situată la etajul superior, în care se află rocile sedimentare.

Clasificare după natura schimbului cu apele de suprafață

Există 3 zone în el: cea de sus este liberă; mijloc și inferior - schimb lent de apă. Tipurile de compoziție a apelor subterane în diferite zone sunt diferite. Deci, în partea superioară a acestora se află ape dulci folosite în scopuri tehnice, potabile și economice. În zona de mijloc există ape antice cu diferite compoziții minerale. În partea inferioară se află saramură foarte mineralizată din care se extrag diverse elemente.

Clasificarea mineralizării

Prin mineralizare se disting următoarele tipuri de apă subterană: ultra-proaspătă, având o mineralizare relativ ridicată - doar ultima grupă poate atinge un nivel de mineralizare de 1,0 g/cu. dm; salmastru, salin, salinitate mare, saramură. La acesta din urmă, mineralizarea depășește 35 mg/cu. dm.

Clasificarea apariției

În funcție de condițiile de apariție, se disting următoarele tipuri de apă subterană: apă cocoțată, apă subterană, apă arteziană și apă de sol.

Verkhovodka se formează în principal pe lentile și straturi înțepate de roci slab permeabile sau rezistente la apă în zona de aerare în timpul infiltrării apelor de suprafață și atmosferice. Uneori se formează datorită orizontului iluvial de sub stratul de sol. Formarea acestor ape este asociată cu procesele de condensare a vaporilor de apă în plus față de cele enumerate mai sus. În unele zone climatice, ele formează rezerve destul de mari apa de calitate, dar se formează în principal acvifere subțiri, care dispar în timpul secetei și se formează în perioadele de umiditate intensă. Practic, acest tip de apă subterană este tipică pentru lut. Grosimea sa atinge 0,4-5 m. Relieful are o influență semnificativă asupra formării apei cocoțate. Pe pante abrupte, există pentru o perioadă scurtă de timp sau este complet absent. Pe stepele plate cu depresiuni în formă de farfurioară și bazine de apă plate, la suprafața traseelor ​​fluviale se formează o apă cocoțată mai stabilă. Nu are legătură hidraulică cu apele râului, în timp ce este ușor poluat de alte ape. În același timp, poate alimenta apa subterană și poate fi cheltuită pentru evaporare. Verhovodka poate fi proaspătă sau ușor mineralizată.

Apele subterane fac parte din apele subterane. Sunt situate pe primul acvifer de la suprafață, se află pe primul acvifer susținut în zonă. Practic, sunt ape fără presiune, pot avea o presiune mică în zonele cu suprapunere impermeabilă locală. Adâncimea apariției, proprietățile lor chimice și fizice sunt supuse fluctuațiilor periodice. Distribuit peste tot. Se hrănesc prin infiltrarea precipitațiilor din atmosferă, filtrarea din surse de suprafață, condensarea vaporilor de apă și evaporarea subterană, hrana suplimentara provenind din acviferele subiacente.

Apa arteziană face parte din apele subterane sub presiune, prezentând în acvifere între straturile relativ rezistente la apă și cele rezistente la apă. Ele zac mai adânc decât pământul. În cele mai multe cazuri, zonele lor de nutriție și presiune nu se potrivesc. Apa apare în fântână sub nivelul stabilit. Proprietățile acestor ape sunt mai puțin supuse fluctuațiilor și poluării în comparație cu apele subterane.

Apele din sol sunt cele care sunt limitate la stratul de apă din sol, participă la aprovizionarea plantelor cu această substanță, sunt asociate cu atmosfera, apa cocoțată și apele subterane. Ele au un impact semnificativ asupra compoziției chimice a apelor subterane la apariția lor adâncă. Dacă acestea din urmă sunt situate la mică adâncime, atunci solul devine îmbogățit și începe îmbinarea cu apă. Apa gravitațională nu formează un orizont separat, mișcarea se realizează de sus în jos sub acțiunea forțelor capilare sau a gravitației în direcții diferite.

Clasificarea formațiunilor

Principalele tipuri de apă subterană sunt infiltrațiile, care se formează ca urmare a infiltrării precipitațiilor atmosferice. În plus, ele se pot forma ca urmare a condensului vaporilor de apă, care pătrund împreună cu aerul în rocile fracturate și poroase. În plus, se disting apele relicte (îngropate), care se aflau în bazine antice, dar erau îngropate de straturi groase de roci sedimentare. De asemenea vedere separată sunt ape termale care s-au format la ultimele etape ale proceselor magmatice. Aceste ape formează specii magmatice sau juvenile.

Clasificarea mișcării obiectelor luate în considerare

Se disting următoarele tipuri de mișcare a apelor subterane (vezi figura).

Infiltrațiile și precipitațiile din atmosferă au loc în zona de aerare. În același timp, acest proces este împărțit în infiltrare efectuată liber și normal. Prima presupune deplasarea de sus în jos sub influența gravitației și a forțelor capilare prin anumiți tubuli și pori capilari, în timp ce spațiul poros nu este saturat cu apă, ceea ce contribuie la păstrarea mișcării aerului. În timpul infiltrației normale, gradienții de presiune hidrostatică se unesc cu forțele enumerate mai sus, ceea ce duce la faptul că porii sunt complet umpluți cu apă.

În zona de saturație, acționează presiunea hidrostatică și gravitația, ceea ce contribuie la mișcarea apei libere de-a lungul crăpăturilor și porilor în lateral, la scăderea presiunii sau a pantei suprafeței orizontului care transportă apa. Această mișcare se numește filtrare. Cea mai mare viteză de mișcare a apei se observă în peșterile și canalele carstice subterane. Pietricelele sunt pe locul doi. În nisipuri se observă o mișcare mult mai lentă - viteza este de 0,5-5 m/zi.

Tipuri de apă subterană în zona de permafrost

Aceste ape subterane sunt clasificate în supra-permafrost, inter-permafrost și sub-permafrost. Primele sunt situate în grosimea permafrostului pe un acviclud, în principal la poalele versanților sau la fundul văilor râurilor. Ele, la rândul lor, sunt împărțite în îngheț sezonier, cocoțate, situate în stratul activ; în cele sezonier parțial înghețate, cu partea superioară în stratul activ, în cele sezoniere neînghețate, a căror apariție se notează sub stratul sezonier înghețat. În unele cazuri, poate exista o rupere a stratului activ al diferitelor soluri, ceea ce duce la eliberarea unei părți din apa supra-permafrost la suprafață, unde aceasta ia forma de gheață.

Apele interpermafrost pot fi prezente în faza lichidă, dar sunt cele mai frecvente în faza solidă; de regulă, nu sunt supuse proceselor sezoniere de decongelare/congelare. Aceste ape în fază lichidă asigură schimbul de apă cu apele de deasupra și subpermafrost. Ele pot ieși la suprafață ca izvoare. Apele subpermafrost sunt arteziene. Pot fi de la proaspete la saramură.

Tipurile de apă subterană din Rusia sunt aceleași cu cele discutate mai sus.

Poluarea obiectelor considerate

Se disting următoarele tipuri de poluare a apelor subterane: chimică, care, la rândul ei, se împarte în organică și anorganică, termică, radioactivă și biologică.

Principalii poluanți chimici sunt deșeurile lichide și solide de la întreprinderile industriale, precum și pesticidele și îngrășămintele de la producătorii agricoli. Metale grele, alte elemente toxice în cel mai deteriorarea apelor subterane. Se răspândesc peste acvifere pe distanțe considerabile. Contaminarea cu radionuclizi se comportă în mod similar.

Contaminarea biologică este cauzată de microflora patogenă. Sursele de poluare sunt, de obicei, curele de vite, canalizările defecte, bazinele de scurgere etc. Răspândirea microflorei este determinată de rata de filtrare și de supraviețuirea acestor organisme.

Este o creștere a temperaturii apei subterane care are loc în timpul funcționării captului de apă. Poate apărea la locurile de evacuare a apelor uzate sau atunci când o priză de apă este situată în apropierea unui rezervor cu ape de suprafață mai calde.

Utilizarea subsolului

Extragerea apelor subterane ca tip de utilizare a subsolului este reglementată de Legea federală „Cu privire la subsol”. Pentru extragerea acestor obiecte este necesară o licență. Se eliberează în legătură cu apele subterane pentru o perioadă de până la 25 de ani. Perioada de utilizare începe să fie calculată din momentul înregistrării de stat a licenței.

Operațiunile miniere trebuie înregistrate la Rosreestr. Apoi ei întocmesc un proiect și îl supun expertizei de stat. Apoi pregătesc un proiect de organizare a unei zone sanitare de captare subterană, evaluează rezervele acestor ape și transferă calculele expertizei de stat, fondului de geoinformare și Rosgeolfond. În plus, certificatele de proprietate asupra terenului sunt atașate documentelor primite, după care se depune cererea de licență.

In cele din urma

Ce tipuri de apă subterană există în Rusia? La fel ca în lume. Suprafața țării noastre este destul de mare, așa că are permafrost, și arteziană, și apă subterană și apă din sol. Clasificarea obiectelor luate în considerare este destul de complicată, iar în acest articol este reflectată incomplet, punctele sale cele mai de bază sunt prezentate aici.

 

Ar putea fi util să citiți: