Види підземних вод: опис, характеристика та особливості

Види підземних вод: опис, характеристика та особливості


Вода являє собою найбільш поширену речовину на нашій планеті, завдяки якій підтримується на ній життя. Вона знаходиться і в літосфері, і в гідросфері. Біосфера Землі складається з води. Важливу роль у кругообігу цієї речовини відіграють його підземні види. Тут вона може утворюватися з мантійних газів, в процесі стоку атмосферних опадів тощо. У цій статті ми розглянемо види підземних вод.

Поняття

Під підземними водами розуміють останні, що знаходяться в земній корі, розташовані в гірських породах, що знаходяться нижче поверхні Землі в різних агрегатних станах. Вони становлять частину гідросфери. Як вважає В.І. Вернадський, дані води можуть розташовуватися на глибині до 60 км. Розрахунковий обсяг підземних вод, розташованих на глибині до 16 км, становить 400 млн кубічних км, тобто третину від вод Світового океану. Вони розташовані в двох поверхах. У нижньому з них знаходяться метаморфічні та магматичні гірські породи, тому тут кількість води лімітована. Основна маса води розташована у верхньому поверсі, в якому розташовані осадові породи.

Класифікація за характером обміну з поверхневими водами

У ньому виділяють 3 зони: верхню - вільного; середню і нижню - уповільненого водного обміну. Види підземних вод по складу в різних зонах різні. Так, у верхній з них розташовуються прісні води, що використовуються для технічних, питних і господарських цілей. У середній зоні розташовані стародавні води різного мінерального складу. У нижній частині знаходяться високомінералізовані розсоли, з яких видобувають різні елементи.

Класифікація мінералізації

Виділяють такі види підземних вод з мінералізації: ультра-, прісні, що мають відносно підвищену мінералізацію - тільки остання група може досягати рівня мінералізації 1,0 г/куб. дм; солонуваті, солоні, підвищеної солоності, розсоли. В останніх мінералізація перевищує 35 мг/куб. дм.

Класифікація залягання

Виділяють такі види підземних вод за умовами залягання: верховодку, ґрунтові, артезіанські та ґрунтові води.

Верховодка в основному формується на лінзах і пластах, що виклинюються, слабопроникних або водоупорних гірських порід в зоні аерації при інфільтрації поверхневих і атмосферних вод. Іноді вона утворюється за рахунок іллювіального горизонту під ґрунтовним шаром. Формування цих вод пов 'язане з процесами конденсації водних парів крім перерахованих вище. У деяких кліматичних зонах вони формують досить великі запаси якісної води, але в основному утворюються малопотужні водоносні горизонти, що зникають при посухі і утворюються в періоди інтенсивних зволожень. В основному даний вид підземних вод характерний для суглинків. Його потужність досягає 0,4-5 м. Істотний вплив на утворення верховодки робить рельєф. На крутих схилах вона існує короткий час або відсутня зовсім. На плоских степах з пониженнями у вигляді блюдець і плоских вододілах, на поверхні річкових трас формується більш стійка верхівка. Вона не має гідравлічного зв 'язку з річковими водами, при цьому легко забруднюється іншими водами. При цьому вона може живити ґрунтові води, а може витрачатися на випаровування. Верховодка може бути прісною або слабомінералізованою.

Ґрунтові води - це частина підземних вод. Вони розташовані на першому водоносному горизонті від поверхні, залягають на першому водоносному пласті, витриманому по площі. В основному вони - безнапірні води, невеликий натиск можуть мати в ділянках з локальним водопривалим перекриттям. Глибина залягання, їх хімічні та фізичні властивості схильні до періодичних коливань. Поширені повсюдно. Харчуються за допомогою інфільтрації опадів з атмосфери, фільтрації з поверхневих джерел, конденсації водних парів і внутрішньогрунтового випаровування, додаткового харчування, що надходить з нижчерозташованих водоносних горизонтів.

Артезіанські води - це частина підземних вод, що мають натиск, що залягають у водоносних горизонтах між відносно водопереможними та водоупорними пластами. Вони залягають глибше ґрунтових. У них в більшості випадків області харчування і створення напору не збігаються. Вода з 'являється в свердловині нижче рівня, що встановився. Властивості цих вод менш схильні до коливань і забруднень порівняно з ґрунтовими.

Ґрунтовані води являють собою такі, які приурочені до ґрунтового водного шару, беруть участь у постачанні рослин даною речовиною, пов 'язані з атмосферою, верховодкою і грунтовими водами. Вони мають істотний вплив на хімсостав ґрунтових вод при їх глибокому заляганні. Якщо останні розташовані неглибоко, то ґрунт перезволожується і починається заболочення. Гравітаційна вода не формує окремого горизонту, пересування здійснюється зверху вниз під дією капілярних сил або сил тяжкості в різних напрямках.

Класифікація формування

Основними видами підземних вод є інфільтраційні, які формуються через просочування атмосферних опадів. Крім цього вони можуть утворюватися в результаті конденсації водяного пара, який потрапляє в тріщинуваті і пористі породи разом з повітрям. Крім цього виділяють реліктові (поховані) води, які були в стародавніх басейнах, але були захоронені потужними шарами осадових порід. Також окремим видом йдуть термальні води, які утворилися на останніх етапах магматичних процесів. Ці води утворюють магматогенні або ювенільні види.

Класифікація руху об 'єктів

Виділяють такі види руху підземних вод (див. малюнок).

Просочування поверхневих вод і опадів з атмосфери відбувається в зоні аерації. При цьому даний процес підрозділюється на вільно здійснюваний і нормальну інфільтрацію. Перший передбачає здійснення руху зверху вниз під впливом сили тяжкості і капілярних сил по якихось канальцях і капілярних порах, при цьому пористий простір не насичується водою, що сприяє збереженню руху повітря. При нормальній інфільтрації до перерахованих вище сил приєднуються градієнти гідростатичного тиску, що призводить до того, що пори повністю заповнюються водою.

У зоні насичення діють гідростатичний тиск і сила тяжкості, що сприяє переміщенню вільної води по тріщинах і порах в сторони, зменшення напору або ухилу поверхні горизонту, що несе воду. Такий рух називають фільтрацією. Найбільша швидкість руху води спостерігається в підземних карстових печерах і каналах. На другому місці йдуть галечники. Набагато повільніше переміщення спостерігається в пісках - швидкість становить 0,5-5 м/добу.

Види підземних вод у зоні вічної мерзлоти

Дані підземні води класифікують на надмерзлотні, міжмерзлотні та підмерзлотні. Перші розташовуються в товщі багаторічної мерзлоти на водоупорі в основному в підніжжі схилів або на дні річкових долин. Вони, в свою чергу, діляться на сезонно промерзаючі, верховодку, розташовану в діяльністю шарі; на сезонно частково промерзаючі, з верхньою частиною в активному шарі, на сезонно непромерзаючі, залягання яких відзначається нижче сезонно промерзаючого шару. У деяких випадках може відбуватися розрив активного шару різних ґрунтів, що призводить до виходу деякої частини надмерзлотних вод на поверхню, де набуває вигляду криги.

Міжмерзлотні води можуть бути присутніми в рідкій фазі, але найбільше поширення отримали в твердій фазі; як правило, не схильні до сезонних процесів відтоку/промерзання. Дані води в рідкій фазі забезпечують водообмін з над- і підмерзлотними водами. Можуть виходити на поверхню як джерела. Підмерзлотні води є артезіанськими. Вони можуть бути від прісних до розсолів.

Види підземних вод Росії ті ж, що були розглянуті вище.

Забруднення розглянутих об 'єктів

Виділяють такі види забруднення підземних вод: хімічне, яке, в свою чергу, підрозділюється на органічне і неорганічне, теплове, радіоактивне і біологічне.

В якості хімічних забруднювачів в основному виступають рідкі і тверді відходи промислових підприємств, а також пестициди і добрива від сільгосптоваровиробників. Важкі метали, інші токсичні елементи найбільшою мірою вражають ґрунтові води. По водоносних горизонтах вони поширюються на значні відстані. Подібно й забруднення радіонуклідами.

Біологічне забруднення викликає патогенна мікрофлора. Джерелами забруднення зазвичай виступають скотні двори, поля фільтрації, несправна каналізація, вигрібні ями та ін. Поширення мікрофлори визначається швидкістю фільтрації і виживаністю даних організмів.

Теплове забруднення є збільшенням температури підземних вод, що виникає при експлуатації водозабору. Воно може виникати на ділянках скидання відпрацьованих стічних вод або при розташуванні водозабору поблизу водойми з більш нагрітими поверхневими водами.

Використання надр

Видобуток підземних вод як вид користування надрами регулюється ФЗ "Про надра". На видобуток даних об 'єктів потрібне отримання ліцензії. Вона видається по відношенню до підземних вод на термін до 25 років. Термін користування починає обчислюватися з моменту держреєстрації ліцензії.

Роботи з видобутку потрібно зареєструвати в Росреєстрі. Далі складають проект геологорозвідувальних робіт і передають його на держекспертизу. Потім готують проект організації санохрзони підземного водозабору, оцінюють запаси цих вод і передають розрахунки в держекспертизу, фонд геоінформації і Росгеолфонд. Далі до отриманих документів прикладають свідоцтва про право власності на землю, після чого подається заявка на ліцензію.

Насамкінець

Які види підземних вод є в Росії? Ті ж самі, що і в світі. Площа нашої країни досить велика, тому в ній є і мерзлотні, і артезіанські, і ґрунтові, і ґрунтові води. Класифікація розглянутих об 'єктів досить складна, і в даній статті вона відображена неповна, тут показані найголовніші її моменти.