Подземные воды это: Подземные воды — foamin.ru — Пенообразователь для пенобетона

Содержание

Подземные воды

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

По условиям залегания подземные воды подразделяют на три вида: почвенные, находящиеся в самом верхнем, почвенном слое; грунтовые, залегающие на первом от поверхности постоянном водоупорном слое; межпластовые, находящиеся между двумя водоупорными пластами. Грунтовые воды питаются просочившимися атмосферными осадками, водами рек, озер, водохранилищ.

Уровень грунтовых вод колеблется по сезонам года и различен в разных зонах. Так, в тундре он практически совпадает с поверхностью, в пустынях находится на глубине 60-100 м. Распространены они почти повсеместно, не обладают напором, перемещаются медленно (в крупнозернистых песках, например, со скоростью 1,5-2,0 м в сутки). Химический состав подземных вод неодинаков и зависит от растворяемости прилегающих пород. По химическому составу различают пресные (до 1 г солей на 1 л воды) и минерализованные (до 50 г солей на 1 л воды) подземные воды. Естественные выходы подземных вод на земную поверхность называется источниками (родниками, ключами). Они образуются обычно в пониженных местах, где земную поверхность пересекают водоносные горизонты. Источники бывают холодными (с температурой воды не выше 20°С, теплыми (от 20 до 37°С) и горячими, или термальными (свыше 37°С). Периодически фонтанирующие горячие источники называются гейзерами. Они находятся в областях недавнего или современного вулканизма (Исландия, Камчатка, Новая Зеландия, Япония).

Воды минеральных источников содержат разнообразные химические элементы и могут быть углекислыми, щелочными, соляными и т.д. Многие из них имеют лечебное значение.

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

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

Подземные воды — урок. География, 6 класс.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. \(1\). Горный родник

Минеральные воды — подземные воды, которые содержат различные соли.

Родник — место выхода водоносного слоя на поверхность земли.

Гейзер — периодически фонтанирующий горячий источник.

Рис. \(2\). Гейзер

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

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

Источники:

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

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

Взаимосвязь подземных и поверхностных вод и окружающая среда

Окружающая среда — это довольно вместительное понятие, имеющее к тому же различное толкование. Тем не менее, ясно, что основой формирования ландшафта определенной природной зоны (включая реки, озера, почвы, растительный и животный мир), являются особенности водного баланса поверхности суши. В конечном итоге рассмотрение этого баланса сводится к проблеме взаимосвязи подземных и поверхностных вод.

Рассмотрим часть круговорота воды в природе. И начнем этот обзор с процесса поступления воды в подземные воды, который мы называем инфильтрацией.

За многолетний период инфильтрационное питание подземных вод, как правило, характеризуется его среднемноголетней величиной, которую по аналогии с осадками будем называть нормой питания.

В последнее время именно эта величина и считается естественными ресурсами подземных вод.

Для больших территорий это практически основная и часто единственная приходная статья баланса.

Суммарное питание подземных вод должно быть равно их суммарной разгрузке, так как приходная и расходная статьи баланса за многолетний период в естественных условиях сбалансированы. Поэтому суммарное питание подземных вод может быть определено также по сумме расходных элементов их баланса (физическое испарение и транспирация, родниковый сток, разгрузка в поверхностные водотоки и водоемы, отток в соседние водоносные системы). На практике суммарное питание, часто, определяют по такой расходной статье баланса, как «подземный сток в реки». При этом, поскольку не вся вода, поступающая путем инфильтрации в подземные воды, разгружается в реки, оцененная таким образом величина, как правило, бывает меньше, чем суммарное питание.

Это связано с тем, что частично подземные воды разгружаются за счет суммарного испарения и транспирации в пределах пониженных участков территории (например, в поймах рек), частично перетекают в глубокие водоносные горизонты и разгружаются за пределами территории, где происходит их питание.

Рис. 1. Схема дренирования подземных вод реками различного порядка.

Разгрузка подземных вод в реки подчиняется определенному иерархическому принципу. В пределах крупных гидрогеологических структур малые реки дренируют в основном верхние горизонты. При этом часть инфильтрационного питания, расходуется на фильтрацию в более глубокие водоносные горизонты, которые дренируются уже крупными реками на более низких отметках [7] (См. рис.1).

Именно поэтому модуль разгрузки подземных вод в реки имеет тенденцию к увеличению с ростом размеров речного бассейна, что хорошо видно на графике зависимости минимального меженного стока рек от площади речного бассейна (Рис. 2). Этот график хорошо известен как иллюстрация к работе [1], выпущенной по материалам ГГИ.

Как следует из анализа этих графиков, характеризующего довольно обширные и различные географические зоны, общим для них является то, что полное дренирование водоносных комплексов происходит в бассейнах, размеры которых превышают 1000-2000 кв. км.

Как будет показано ниже, эта закономерность, выявленная для многих рек Центральных районов Европейской части России, связана с характером соотношения вертикальных и горизонтальных фильтрационных проводимостей всего комплекса водоносных горизонтов верхней зоны активного водообмена и соотношением базисов дренирования рек различного порядка.

Рис. 2. Зависимость модуля месячного минимального стока от площади водосбора.

Для доказательства этого положения проведено тестовое моделирование такой водонапорной системы для условий, близких к Московскому артезианскому бассейну.

Рассматривалась система из 4-х водоносных комплексов с водопроводимостью, увеличивающейся с глубиной (50, 100, 200 и 400 м²/сут) при различных значениях вертикальной водопроводимости слабопроницаемых слоев (от 2*10^-6 до 4*10^-51/сут). Характерные размеры бассейнов рек и отметки базиса дренирования составляли соответственно: 4км-200м, 8км-180м, 16км-160м и 40км-140м. Норма инфильтрационного питания, принятая при моделировании составляла 5л/с.км

2 или 150 мм/год.

Результаты этого моделирования показаны на рис.3. Как видно, характер зависимости изменения модуля подземного стока в реки от площади водосбора по своему виду близок к эмпирической кривой, показанной на рис.1. При этом четко выявляется связь величины разгрузки с коэффициентом перетекания, характеризующего соотношение между горизонтальными и вертикальными проводимостями: В=, где Т — некоторое среднее значение водопроводимости водоносных горизонтов, m — мощность слабопроницаемых слоев и k — их коэффициент фильтрации.

Рис. 3. Зависимость модуля подземного стока от площади его залегания.

Прокомментируем этот рисунок. С ростом коэффициента перетекания, то есть с уменьшением проводимости слабопроницаемых слоев увеличивается роль верхних водоносных горизонтов в дренировании всей системы и уменьшается роль нижних горизонтов. Сопоставляя рис.2 и рис.3, можно полагать, что для центрального региона коэффициент перетекания В составляет порядка 8км. Именно при таком значении мы приходим к полному дренированию системы при площади водосбора 1000-2000км

2. Вообще говоря, эта ситуация удовлетворяет критерию L>5B, где L — характерный размер бассейна. Действительно, при выполнении этого соотношения мы получаем F>(5B)², что дает F>1600 км².

Из полученных результатов следует еще один интересный вывод, который касается подземного питания малых рек, наиболее уязвимой части природного ландшафта.

На рис. 4 показано, в какой мере естественные ресурсы участвуют в питании малых рек в зависимости от коэффициента перетекания. Рост этой доли естественно наблюдается с уменьшением проницаемости слабопроницаемых слоев.

Рис. 4. Зависимость доли подземного питания малых рек от коеффициента перетекания.

Обратим внимание на цифры! При значениях В<8-10 км на питание малых рек расходуется половина ресурсов, а остальная часть ресурсов разгружается средними и крупными реками. В этой ситуации интересно выяснить, а как же может повлиять эксплуатация глубоких водоносных горизонтов на сток малых рек. Для ответа на этот вопрос на упомянутой модели решалась еще одна задача. При этом в нижнем водоносном горизонте был задан водоотбор в размере половины всех естественных ресурсов.

На том же рисунке показана еще одна кривая, которая дает представление об этом влиянии. Как видно, заметное влияние водоотбора на малые реки начинается при тех же значениях коэффициента перетекания (В<8-10).

Соответственным образом водоотбор должен влиять и на уровни верхних горизонтов, которыми определяется их разгрузка в реки.

Таким образом, можно объяснить отсутствие влияния водоотбора в московском регионе и на уровни верхних горизонтов и на сток малых рек. При модуле отбора около 30мм/год (1л/с.км²), что составляет правда менее 1/3 естественных ресурсов, заметного изменения режима верхних водоносных горизонтов не наблюдается. В этой ситуации эксплуатация каменноугольных водоносных горизонтов компенсируется уменьшением подземной разгрузки в крупные реки (рядом с которыми, как правило, и расположено большинство водозаборов) и собственно за счет расхода рек, формирующегося в пределах всего водосбора, в том числе и расхода всех притоков, включая естественно и малые реки.

Следует сказать, что если подобная ситуация характерна в целом для региона, то на отдельных участках мы можем встретить и другую обстановку, где в слабопроницаемых отложениях имеются размывы и связь между верхними и нижними горизонтами более тесная и влияние эксплуатации подземных вод может повлиять на компоненты ландшафта.

В каком же взаимодействии находятся подземные воды и окружающая среда. И почвы и растительность и в конечном итоге животный мир находятся в тесном взаимодействии с подземными водами. Их режим в естественных условиях является производной и от климата, и от характера почвы и растительного покрова, и от условий дренирования, которые мы рассмотрели ранее.

Соответственно антропогенные изменения в какой-либо из перечисленных компонент в большей или меньшей степени повлечет изменение изменения в других. Для оценки возможных изменений, в том числе и на поверхностном стоке, рассмотрим, как влияет положение уровня на водный баланс ландшафта.

Рис. 5. Зависимость питания подземных вод и поверхеостного стока от глубины залегания уровня подземных вод.

Рис. 6. Зависимость амплитуды колебания уровня от глубины его залегания.

Для характеристики этого баланса рассмотрим зависимость составляющих водный баланс ландшафта от глубины залегания подземных вод. На рис.5 и рис.6 показаны зависимости, характеризующие питание подземных вод и сезонную амплитуду колебания уровня. Как видно, с увеличением средней глубины залегания уровня подземных вод норма питания увеличивается, стремясь к некоторой постоянной величине, которую предлагается называть потенциальным питанием. При близком залегании уровня баланс подземных вод может быть отрицательным. В общем виде эта зависимость может быть охарактеризована экспоненциальной зависимостью [2], модификацию которой для моделирования предложил Рошаль А.А.:

(1)

где W₀ — питание при залегании уровня у самой поверхности земли (для большинства районов W₀ < 0 и соответствует разгрузке), W_p — потенциальное питание, z — глубина залегания уровня, a — константа, зависящая от литологического состава пород и определяющая крутизну кривой W(z).

Как же связан водный баланс ландшафта с глубиной уровня подземных вод? На рис. 5 по результатам того же моделирования показана зависимость поверхностного (талого и ливневого стока) от глубины. С увеличением глубины увеличивается общая емкость зоны аэрации, которая может принять талые воды и соответственно при этом уменьшается сток. При этом снижение уровня, связанное, например, с водоотбором, в первую очередь повлияет именно на сток половодья и меньшей степени на сток межени, который зависит от изменения градиента потока к реке.

Крутизна кривой, характеризующей изменение питания от глубины залегания уровня, зависит главным образом от литологии зоны аэрации. Численное решение влагопереноса для различных почвенных разрезов (их рассмотрено более 50), выполненное Н.Н. Жильцовой, дает следующие значения a в формуле (1): для песков и супеси составляет 0.1-0.3м, для суглинков — 0.3-0.6м, для глин — 1-1.5м.

Видно, что в песчаных породах при глубине более 1м. мы всегда имеем дело с предельной величиной и дальнейшее снижение уровня уже не приведет к изменению водного баланса ландшафта. В случае с суглинистыми породами это глубина уже 5м, а для глинистых пород порядка 8м.

Для достоверной оценки естественных ресурсов и влияния водоотбора на окружающую среду необходимы исследования на всех уровнях детальности рассмотрения процесса круговорота воды в природе.

Как было показано выше, полное замыкание баланса воды возможно только при исследовании достаточно большой площади (не менее 2000 км²) с рассмотрением всех водоносных горизонтов, вовлеченных в процесс водообмена и эксплуатации. Эта задача может быть решена только с помощью региональных моделей на базе специальной режимной сети. На этом уровне детальности целесообразно рассматривать составляющие водного баланса, осредненные за многолетний период. Для этой цели, в частности, целесообразно использовать зависимость нормы питания подземных вод от глубины их залегания. Следует только иметь в виду, что при этом на модели необходимо воспроизводить первый от поверхности водоносный горизонт.

Задачи локального уровня, направленные на оценку влияния антропогенной деятельности на окружающую среду, целесообразно решать на специальных полигонах, исследования на которых должны быть сосредоточены на решении конкретных задач, характерных для данного региона. В частности для изучения условий формирования естественных ресурсов подземных вод созданы т.н. водно-балансовые полигоны. Они имеют достаточно давнюю историю. Достаточно упомянуть Каменностепский полигон, на котором исследования начаты более 100 лет назад по инициативе Докучаева, полигон Малая Истра (Истринский опрный пункт), где исследуется влияние лес на сток подземных и поверхностных вод.

На водно-балансовых полигонах должны решаться задачи, связанные с оценкой влияния ландшафтных условий (экспозиции и крутизны склонов, характера растительного покрова, строения зоны аэрации и др. факторов) на режим подземных вод, поверхностный и подземный сток. И, наоборот, на этих же полигонах целесообразно проводить специальные геоботанические работы по выявлению связи между растительностью и характером водного режима почвы и зоны аэрации. Для выявления и осмысления этих связей целесообразна разработка специальных моделей, с помощью которых можно было бы воспроизводить часть кругооборота воды, начиная с ее выпадения в виде осадков и снега и заканчивая речным стоком [3,4,5,6]. Поскольку предметная область для этих моделей значительно шире, чем для чисто гидрогеологических В.М. Шестаков предложил называть такие модели геогидрологическими.

Очень важно, чтобы исследования на полигонах были бы на определенном этапе увязаны с регионалными исследованиями. Это возможно путем согласования как результатов наблюдений, так и моделей, разрабатываемых на различных уровнях.

Однако следует заметить, что и региональные и локальные модели требуют развития именно в части воспроизводства на них условий питания и разгрузки подземных вод. По моему мнению, эти проблемы далеко нельзя считать разработанными окончательно. Многие стороны изучаемых нами процессов мы еще не умеем воспроизводить на моделях. Достаточно упомянуть только наблюдаемую изменчивость меженного стока.

Мне представляется, что сейчас при разработке программ мониторинга и полигонов, мы имеем возможность сделать наши исследования более целенаправленными.

Влияние подземных вод на строительство и фундамент здания

Читать: 5 минуты

Статьи

Загрузка…
Чем опасны грунтовые воды для почвы и фундамента здания? Как защитить фундамент от воздействия агрессивных грунтовых вод и что будет если этого не сделать? Как наиболее эффективно произвести понижение уровня грунтовых вод? Об этом нам расскажут специалисты группы компаний «КС» и «ВММ» ― лидеры производства российского насосного оборудования.
Получить бесплатную консультацию
Как подземные воды влияют на качество почвы?
Избыточная влага меняет структуру почвы и провоцирует ее изменение. При этом каждый тип грунта имеет свой сценарий деформации:
Связные дисперсные грунты
Грунты, состоящие из отдельных частиц разного размера, имеют тенденцию менять свои характеристики при повышенной влажности. Поэтому суглинки, глины и супеси, намокая, становятся пластичными и подвижными. В отдельных случаях почва превращается в вязкую жидкость, которая не удерживает здания на поверхности, а засасывает их как трясина.
Несвязные дисперсные грунты
Пески и грунты, насыщенные щебнем, менее изменчивы под воздействием избыточной влаги. Они становятся чуть более подвижными, но опасность заключается не в этом. Такой грунт не «засосет» постройку, но может оказать негативное химическое воздействие.
Получить бесплатную консультацию
Когда содержащиеся в грунте минералы (каменная соль, гипс, кальцит, и прочие) размываются, в почве возникают пустоты. Сами вещества нарушают целостность фундамента зданий и сооружений, как бы «разъедая» их.
Просадочные и набухающие грунты
Контакт с водой просадочных грунтов разрушает их структуру, что приводит к схлопыванию полостей и резкой просадке почвы вплоть до полутора метров. Набухающие грунты впитывают влагу и неравномерно увеличиваются в объеме.
Уровень грунтовых вод
Уровень грунтовых вод ― отметка, на которой находятся грунтовые воды относительно поверхности земли, определяется методом бурения скважин или с помощью выкапывания небольшого котлована – шурфа.
Уровень грунтовых вод меняется в соответствии с рельефом участка и зависит от расстояния от водоемов. В течение года УГВ постоянно изменяется и достигает своего максимума в период весеннего таяния снегов. Вода может держаться на максимальной отметке до 10 дней. Осенние дожди также повышают уровень грунтовых вод. Зимой и сухим летом наблюдается самый низкий УГВ.
Заниматься изменением уровня грунтовых вод без предварительных инженерно-геологических изысканий небезопасно. Можно нарушить поверхностный сток атмосферных вод и спровоцировать заболачивание соседних участков. Отсыпание больших по площади участков щебнем и песком вызывает скопление влаги в основаниях грунта, плавуны и проседания почвы.
Агрессивные грунтовые воды
Мало того, что грунтовые воды значительно усложняют закладку фундамента и увеличивают стоимость работ, они еще и разрушают саму железобетонную конструкцию, негативно воздействуя на нее изо дня в день.
Получить бесплатную консультацию
Соли и кислоты, входящие в состав большинства грунтовых вод, разрушают бетонные основания зданий. Причем, для нанесения существенного вреда конструкции требуется менее десяти лет.
Воды называются агрессивными из-за входящих в их состав веществ, что является скорее нормой, чем исключением.
В зависимости от концентрации химических веществ, воздействующих на конструкции, воды разделяются на:
неагрессивные;
слабоагрессивные;
среднеагрессивные;
сильноагрессивные.
Выяснить, к какому типу относятся воды на вашем строительном участке, помогут сотрудники лаборатории при проведении инженерно-геологических изысканий. Даже небольшое содержание щелочей или сульфатов может разрушить бетонный фундамент из-за постоянного притока новых частиц в жидкости.
Как противостоять «агрессии» грунтовых вод?
Грамотное производство работ нулевого цикла позволяет защитить фундамент от воздействия грунтовых вод и продлить его жизнь. Для этого реализуют комплекс мер, включающих:
водопонижение иглофильтрами;
устройство дренажной системы;
использование сульфатостойких цементов;
применение сверхплотных бетонов с водонепроницаемостью W6, W8, W10 и более;
гидроизоляцию поверхностей железобетонных конструкций.
Группа компаний «КС» и «ВММ» производит насосное оборудование Борей и более 10 лет занимается водопонижением. Мы расскажем более подробно о возможностях иглофильтровых установок.
Водопонижение иглофильтрами
Снижение уровня грунтовых вод иглофильтровыми установками ― один из самых быстрых и эффективных методов водопонижения.
Устройство дренажной системы: рытье траншей и прокладка труб требует времени. Плюс процесс водопонижения увеличивается по срокам из-за того, что вода отходит из почвы самостоятельно. Это может занять несколько дней и даже недель. Для регулярного осушения почвы такая система вполне подходит, но если необходимо оперативно осушить строительную площадку, это целесообразно делать с помощью иглофильтровых установок.
Эжекторные иглофильтры
Иглофильтровые установки осушают большие строительные площадки в более короткие сроки. Для этих целей используются эжекторные иглофильтры, понижающие уровень грунтовых вод вплоть до 15 – 20 метров.
Получить бесплатную консультацию
Насос с циркуляционным баком размещается на поверхности земли выше уровня котлована. От него идет распределительный коллектор, через который вода спускается в эжекторы – водоструйные насосы, расположенные внутри второго снизу яруса иглофильтра.
Пройдя эжекторную насадку, водяной столб по внутренней цельной трубе поднимается вверх и создает в эжекторе вакуум. Это запускает механизм откачки грунтовой воды в циркуляционный бак. Затем вода из бака выкачивается обычными насосами.
Легкие иглофильтровые установки
Мобильные иглофильтровые установки — электрические весом до 700 кг и дизельные до 800 кг понижают уровень грунтовых вод до 5 метров. Легкий иглофильтр — это труба диаметром 40 мм при длине до 6,5 метров. На основании проекта водопонижения специалисты комплектуют иглофильтровую установку, состоящую из иглофильтров, насосных установок и станций водопонижения.
На количество комплектующих влияет площадь осушаемого участка и уровень грунтовых вод. Применение иглофильтровых установок дает возможность быстро осушить большую строительную площадку, котлован или траншеи и начать работы, не нарушая сроки. Регулярное водопонижение после возведения фундамента и окончания строительства традиционно осуществляется дренажными системами, но в чрезвычайных случаях может потребоваться откачка грунтовых вод иглофильтрами.
Группа компаний «КС» и «ВММ» производит самое известное в России насосное оборудование Борей и более 10 лет занимается водопонижением и сопутствующими работами на участках своих заказчиков. Наши специалисты работают на результат и всегда выступают за индивидуальный подход. Мы исходим из целей, потребностей и возможностей каждого отдельного заказчика и всегда находим максимально эффективное решение.
Получить бесплатную консультацию
Если у вас остались вопросы, или вы хотели бы получить больше информации о влиянии подземных вод на строительство — позвоните по номеру телефона, указанному на сайте или заполните форму обратной связи. Наши специалисты проконсультируют относительно водопонижения иглофильтровыми установками и помогут вам с выбором.

Основные понятия о подземных водах
Главная
Полезная информация
Основные понятия о подземных водах
Подземные воды — это воды, находящиеся в горных породах в верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. Подземные воды бывают связанные и свободные.
Связанные подземные воды находятся в водоупорных и условно-водоупорных слоях, представленных глинами или суглинками. Такие воды не имеют особого интереса в промышленном и хозяйственном назначении.
Говоря о поиске и разработке подземных вод, всегда имеют в виду свободную гравитационную воду, содержащуюся в песках, песчаниках и трещиноватых известняках. Пласты пород, вмещающих такую воду, называют водоносными горизонтами. Воды в этих горизонтах находятся в постоянном движении как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении, поэтому нередко можно услышать термин «подземные реки», хотя, на наш взгляд, такое определение не совсем корректно, и даже может вводить обывателя в заблуждение о том, что существуют некие подземные полости, в которых течёт вода.
Проходя через толщу пород, вода чрезвычайно эффективно фильтруется, в ней растворяются полезные минеральные вещества и соли. При этом по количеству растворенных в воде минералов подземные воды следует разделять на пресные (до 1 г/л) и минерализованные (более 1 г/л).
Кроме того, по условиям залегания подземные воды также разделяются на два типа: напорные и безнапорные. Грунтовые воды — это безнапорные воды первого от поверхности водоносного горизонта, расположенного на первом водоупорном слое. Иногда при производстве буровых работ специалисты, плохо знающие геологический разрез местности, могут принять так называемую «верховодку» за грунтовые воды. Однако, в отличие от грунтовых вод, «верховодка» представляет собой сезоннодействующий водоносный горизонт, который может пропасть в меженный период.
Грунтовые воды имеют свободную поверхность, их уровень повторяет рельеф местности, питание осуществляется за счёт атмосферных осадков поверхностных вод. Так как грунтовые воды тесно сообщаются с поверхностью, их качество в значительной мере зависит от внешних факторов и хозяйственно-бытовой деятельности человека. С течением времени и изменением влияния на водоносный горизонт качество таких вод может как улучшиться, так и в значительной степени ухудшиться.
Воды артезианских бассейнов — это напорные воды, заключенные в водоносных пластах горных пород между водоупорными слоями. Большинство людей знают, что артезианские воды обладают лучшими свойствами по сравнению с грунтовыми водами и, тем более, водами «верховодки». Но мало кто знает, почему так происходит.
Всё дело в областях питания артезианских горизонтов. Водовмещающие породы, к примеру, трещиноватые известняки, залегают на значительной глубине (от 20 до 400 м), пласты их имеют широкое распространение и большую мощность, питание осуществляется за счёт инфильтрации атмосферных осадков, поверхностных вод и перетока из вышележащих горизонтов, т.е. нет непосредственной связи с поверхностью, как в случае с грунтовыми водами. Проходя по толще породы, иногда сотни километров, от области питания до скважины, вода фильтруется и становится кристально чистой.
Подземные воды Намибии могут спасти страну от засух
20 июля 2012
Автор фото, BGR
Подпись к фото,
Европейские специалисты нашли большие запасы подземных вод на севере страны
Только что обнаруженные на севере Намибии огромные запасы артезианских вод могут сыграть важную роль в развитии всей Юго-Западной Африки.
По оценкам специалистов, при нынешних темпах потребления запасов этого реликтового резервуара будет достаточно для снабжения северной части страны в течение 400 лет.
Это вода имеет возраст до 10 тысяч лет, но она абсолютно чистая и пригодна для питья.
800 тысяч человек — или 40% населения Намибии, которые проживают в этих районах, — в настоящее время целиком зависят от воды, поступающей по прорытому еще 40 лет назад каналу из Анголы.
Реликтовые воды
В течение минувшего десятилетия правительство Намибии в сотрудничестве с Германией и другими европейскими странами активно занимается решением проблемы дефицита водных ресурсов.
Намибия обладает самым засушливым климатом среди стран субэкваториальной Африки.
И вот недавно германские специалисты обнаружили обширный водоносный пласт под названием «Охангвена-II» размером 70 на 40 км на намибийской стороне границы с Анголой.
Как говорит руководитель проекта Мартин Квингер из федерального института геофизики и природных ресурсов Германии, этот водоносный слой может обеспечить снабжение водой местного населения в периоды регулярно происходящих здесь засух.
В настоящее время местные фермеры целиком зависят от регулярно пересыхающих в летний период двух рек, которые протекают в районе границы. Это ограничивает возможность выращивания полезных культур: заниматься сельским хозяйством можно только в долинах, где текут эти реки.
Опасность бурения
Пресная вода в этом природном резервуаре находится под небольшим давлением, и поэтому ее извлечение на поверхность будет сравнительно простым и недорогим делом.
Однако трудность состоит в том, что над этим водоносным слоем лежит другой, наполненный соленой водой. При попытке примитивного бурения запасы пресной воды могут оказаться загрязненными.
«Если местные жители не будут соблюдать наши технические рекомендации, они могут создать гидравлическую перемычку между двумя водоносными пластами», — говорит Мартин.
По оценке инженеров, найденные запасы пресной воды смогут обезопасить фермеров и животноводов района от последствий долговременной засухи в течение 15 лет.
Европейский союз финансирует в Намибии проект по обучению местного населения экологическим методам обращения с водными ресурсами.
Грунтовые воды: разновидности и классификация
В данной статье мы поговорим о том, что часто является непредсказуемым и очень проблем явлением на многих из участков – подземные воды.
Основной способ их появления – это просачивание осадков , вод озер, рек, водохранилищ и др.
Можно выделить три типа подземных вод:
Верховодка,

Безнапорные грунтовые воды

Артезианские напорные воды.

Как же понять с каким типом столкнулись Вы и чем Вам это грозит?
Воду, находящуюся на двух-трехметровой глубине над водоупорным слоем называют верховодкой. Там, где заканчивается водоупорный слой, верховодка стекает в нижние пласты водопроницаемых пород. А в засушливую и зимнюю погоду верховодка, как правило, вообще исчезает.
А безнапорными грунтовыми водами называют те воды, которые находятся выше первого водонепроницаемого слоя. Они образовываются из-за атмосферных осадков. Уровень воды сохраняется на глубине появления, т.к. отсутствует напор.
Соответственно, противоположными им являются артезианские напорные воды, которые располагаются между двумя водоупорными пластами. При строительстве котлована, такие воды поднимаются выше.
Самые опасные для строительства и нежелательными являются безнапорные грунтовые воды, потому что находятся в грунте всегда, в то время, когда верховодка может быть явлением временным. Что касается напорных вод, то их часто используют для водоснабжения дома.

Поэтому перед строительством дома очень важно провести инженерно-геологическую проверку, которая определяет наличие подземных вод , их химический состав и характер, а также водоприток можно ждать. Просчитывается возможное количество воды и скорость наполнения траншеи и котлована. Чтобы проверить наличие подобных вод в слое породы, проводится бурение разведочных скважин.
Если пренебречь подобной проверкой, то в итоге можно ждать, что:
Подземные воды изменят свойства грунта;
Нулевой этап строительства растянется из-за траты времени на устранение проблем с грунтовыми водами;

Грунт станет рыхлым и потеряет несущую способность, а отсюда проседание грунта и фундамента — возникновение трещин – разрушение.

Таким образом, мы приходим к выводу, что проверка наличия грунтовых вод обязательна перед строительством дома.

подземных вод | Описание и значение
Подземные воды , вода, которая встречается ниже поверхности Земли, где она занимает все или часть пустот в почвах или геологических слоях. Их также называют подземными водами, чтобы отличить их от поверхностных вод, которые встречаются в крупных водоемах, таких как океаны или озера, или которые текут по суше ручьями. Как поверхностные, так и подземные воды связаны через гидрологический цикл (непрерывная циркуляция воды в системе Земля-атмосфера).
Британская викторина
Тест по подземным водам
Возможно, вы знаете все о том, что происходит с водой над землей, но что вы знаете о грунтовых водах? Проверьте свои знания с помощью этой викторины.
Далее следует краткая обработка грунтовых вод. Для полной обработки, см. гидросфера: Подземные воды.
Большая часть подземных вод поступает из атмосферных осадков. Осадки проникают под землей в почвенную зону. Когда почвенная зона становится насыщенной, вода просачивается вниз. Зона насыщения возникает там, где все пустоты заполнены водой. Также есть зона аэрации, в которой пустоты частично заняты водой и частично воздухом. Подземные воды продолжают опускаться до тех пор, пока на некоторой глубине не сливаются с зоной плотной породы. Вода содержится в порах таких пород, но поры не связаны между собой, и вода не будет мигрировать.Процесс выпадения осадков, пополняющих запасы грунтовых вод, известен как подпитка. Как правило, подзарядка происходит только в сезон дождей в тропическом климате или зимой в умеренном климате. Обычно от 10 до 20 процентов осадков, выпадающих на Землю, попадает в водоносные пласты, которые известны как водоносные горизонты.
Подземные воды постоянно находятся в движении. По сравнению с поверхностными водами, он движется очень медленно, фактическая скорость зависит от проницаемости и емкости водоносного горизонта.Естественный отток грунтовых вод происходит через родники и русла рек, когда давление грунтовых вод выше атмосферного в непосредственной близости от поверхности земли. Внутреннюю циркуляцию нелегко определить, но около уровня грунтовых вод среднее время круговорота воды может составлять год или меньше, в то время как в глубоких водоносных горизонтах оно может достигать тысяч лет.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Подземные воды играют жизненно важную роль в развитии засушливых и полузасушливых зон, иногда поддерживая крупные сельскохозяйственные и промышленные предприятия, которые иначе не могли бы существовать.Особенно удачно то, что водоносные горизонты, предшествующие образованию пустынь, не подвержены влиянию увеличения засушливости с течением времени. Однако отвод воды приведет к истощению даже самого большого бассейна подземных вод, так что развитие, основанное на существовании водоносных горизонтов, может быть в лучшем случае только временным.
Изучите усилия правительства Намибии по обнаружению грунтовых вод с помощью специально оборудованного вертолета.
Узнайте об усилиях по обнаружению грунтовых вод в Намибии, где пресной воды мало.
Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц Посмотреть все видеоролики к этой статье
Огромное количество подземных вод распределено по всему миру, и большое количество резервуаров подземных вод все еще недостаточно изучены или не исследованы. По оценкам ученых, около 5,97 квинтиллионов галлонов (22,6 миллиона кубических километров [5,4 миллиона кубических миль]) подземных вод находятся в верхних 2 км (1,2 мили) поверхности Земли. Наиболее часто исследуемые или эксплуатируемые резервуары подземных вод относятся к рыхлому обломочному (в основном, песчано-гравийному) или карбонатному типу твердых пород, встречающемуся в аллювиальных долинах и прибрежных равнинах в умеренных или засушливых условиях.
Хотя некоторые подземные воды растворяют вещества из горных пород и могут содержать следы старой морской воды, большая часть подземных вод свободна от патогенных организмов, и их очистка для бытового или промышленного использования не требуется. Кроме того, запасы грунтовых вод не подвергаются серьезному воздействию кратковременных засух и доступны во многих районах, где нет надежных источников поверхностных вод. Однако водоносные горизонты и другие источники грунтовых вод подвержены риску химического загрязнения в результате гидроразрыва, сельскохозяйственных химикатов, протекающих или непригодных свалок и септических резервуаров, а также других точечных и неточечных источников загрязнения. Такое загрязнение может сделать грунтовые воды непригодными для использования, а очистить их дорого и трудно.
Если вы думаете, что водный кризис не может ухудшиться, подождите, пока водоносные горизонты не осушатся
За десять лет бассейн реки Колорадо потерял эквивалент двух озер Мидс, самого большого водохранилища в США, изображенных здесь в сумерках. на фоне Лас-Вегаса.
ФОТО ПИТЕРА ЭССИКА, NATIONAL GEOGRAPHIC
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Чтобы узнать больше о глобальных войнах за воду, смотрите Parched.
Водоносные горизонты обеспечивают нас пресной водой, которая восполняет потери поверхностных вод из истощенных засухой озер, рек и водохранилищ. Мы расходуем эти скрытые, в основном невозобновляемые запасы подземных вод неустойчивыми темпами на западе Соединенных Штатов и в нескольких засушливых регионах мира, угрожая нашему будущему.
Мы на высоте, когда видим впереди угрозу или вызов. Если наводнение усиливается, враг бросается на нас или выезд на шоссе появляется прямо перед пробкой, мы видим надвигающийся кризис и реагируем.
Мы не столь искусны, когда угрозы или находящиеся под угрозой ресурсы невидимы. Некоторым из нас трудно понять, почему невидимые выбросы углерода изменяют химический состав атмосферы и нагревают планету. Поскольку поверхность моря — это все, что мы видим, трудно понять, что мы уже выловили большую часть крупной рыбы из океана, уменьшив тем самым основной источник пищи. Ни один из этих кризисов не виден — они по большей части вне поля зрения, вне памяти, поэтому сложно взволноваться и отреагировать.Исчезающие подземные воды — еще один скрытый кризис.
В Центральной долине Калифорнии в этом году резко возросло количество пробуренных скважин, чтобы компенсировать потерю поверхностных вод в результате засухи.
ФОТО ПИТЕРА ЭССИКА, NATIONAL GEOGRAPHIC
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Подземные воды поступают из водоносных горизонтов — губчатого гравия и заполненных песком подземных резервуаров — и мы видим эту воду только тогда, когда она течет из источников и колодцев. В Соединенных Штатах мы полагаемся на это скрытое — и сокращающееся — водоснабжение, чтобы удовлетворить половину наших потребностей, а поскольку засуха сокращает поверхностные воды в озерах, реках и водохранилищах, мы еще больше полагаемся на грунтовые воды из водоносных горизонтов.Некоторые неглубокие водоносные горизонты пополняются за счет поверхностных вод, но более глубокие водоносные горизонты содержат древнюю воду, запертую в земле в результате изменений в геологии тысячи или миллионы лет назад. Эти водоносные горизонты обычно не могут пополняться, и как только эта «ископаемая» вода исчезнет, она исчезнет навсегда, что потенциально меняет, среди прочего, то, как и где мы можем жить и выращивать пищу.
Сильная засуха в Калифорнии, которая длится уже четыре года, истощила снежные покровы, реки и озера, а использование грунтовых вод резко увеличилось, чтобы восполнить дефицит.В новом отчете Стэнфордского университета говорится, что почти 60 процентов потребностей штата в воде теперь удовлетворяется за счет подземных вод, по сравнению с 40 процентами в годы, когда выпадает нормальное количество дождя и снега.
Использование грунтовых вод для восполнения сокращающихся запасов поверхностных вод требует растущей цены, и эта скрытая вода, обнаруженная в водоносных горизонтах Центральной долины Калифорнии, является центром того, что представляет собой новую золотую лихорадку. Бурильщики скважин работают сверхурочно, и, как сообщил здесь на прошлой неделе Брайан Кларк Ховард, фермерам и домовладельцам, испытывающим нехватку воды, теперь приходится ждать в очереди более года для своих новых скважин.
В большинстве лет водоносные горизонты подпитываются дождями и потоками, просачивающимися в грунтовый грунт. Но во время засухи уровень грунтовых вод — глубина, на которой вода находится ниже поверхности — падает, поскольку вода выкачивается из земли быстрее, чем может восполниться. Как сообщил Ховард, скважины Центральной долины, которые раньше забивали воду на глубину 500 футов, теперь должны быть пробурены на 1000 футов или более, что обходится более чем в 300 000 долларов за одну скважину. И когда водоносные горизонты истощаются, земля также начинает оседать или опускаться.
В отличие от жителей других западных штатов, калифорнийцы мало знают о своих запасах подземных вод, потому что записи о бурении скважин хранятся в секрете от общественности, а в масштабе штата нет политики, ограничивающей использование подземных вод. Законодатели штата рассматривают меру, которая регулирует и ограничивает использование подземных вод, но даже если она будет принята, планы соблюдения не потребуются до 2020 года, а полные ограничения не вступят в силу до 2040 года. Теперь владельцы недвижимости в Калифорнии могут откачивать столько воды как хотят из-под земли им владеют.
Центральная долина Калифорнии — не единственное место в США, где запасы грунтовых вод сокращаются. Водоносные горизонты в бассейне реки Колорадо и на юге Великих равнин также сильно истощены. Исследования показывают, что около половины истощения подземных вод по всей стране связано с орошением. Сельское хозяйство является основным потребителем воды в США и во всем мире, а на орошаемое земледелие во всем мире уходит более 60 процентов доступной пресной воды.
Бассейн реки Колорадо, который снабжает водой 40 миллионов человек в семи штатах, теряет воду с огромной скоростью, и большая часть потерь приходится на грунтовые воды.Новое спутниковое исследование, проведенное Калифорнийским университетом в Ирвине и НАСА, показывает, что бассейн реки Колорадо потерял 65 кубических километров (15,6 кубических миль) воды с 2004 по 2013 год. Это вдвое больше, чем в озере Мид, крупнейшем водохранилище в США, которые могут удерживать двухлетний сток реки Колорадо. Как написал здесь Джей Фамиглиетти, ученый и соавтор исследования НАСА, грунтовые воды составили 75 процентов воды, потерянной в бассейне.
Дальше на восток водоносный горизонт Огаллала под Высокими равнинами также сокращается из-за слишком высокого спроса.Когда Пыльная чаша настигла Великие равнины в 1930-х годах, Огаллала была обнаружена совсем недавно, и по большей части ее тогда не использовали, чтобы облегчить засуху. Но крупномасштабное центрально-поворотное орошение изменило производство сельскохозяйственных культур на равнинах после Второй мировой войны, позволив водолюбивым культурам, таким как кукуруза и люцерна, кормить скот.
Водоносный горизонт Огаллала поставляет воду для центрального кругового орошения на фермах в западном Канзасе.
ФОТО ДЖОРДЖА ШТЕЙНМЕЦА, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE
Пожалуйста, соблюдайте авторские права.Несанкционированное использование запрещено.
Но суровая засуха снова угрожает южным равнинам, и вода неустойчиво забирается из южного водоносного горизонта Огаллала. Северный Огаллала, расположенный недалеко от поверхности в Небраске, пополняется за счет поверхностного стока рек, берущих начало в Скалистых горах. Но дальше на юг, в Техасе и Нью-Мексико, вода лежит на сотни футов ниже поверхности и не восстанавливается. Сандра Постел написала здесь в прошлом месяце, что уровень воды в водоносном горизонте Огаллала в Техасском населенном пункте за последнее десятилетие упал на 15 футов, причем более трех четвертей этой потери пришлись на засуху последних пяти лет.Недавнее исследование Университета штата Канзас показало, что если фермеры в Канзасе продолжат орошение с нынешних темпов, 69 процентов водоносного горизонта Огаллала исчезнет через 50 лет.
Это совпадает с общенациональной тенденцией к снижению уровня грунтовых вод. Исследование 40 водоносных горизонтов в Соединенных Штатах, проведенное в 2013 году Геологической службой США, показывает, что скорость истощения подземных вод резко возросла с 2000 года, когда из-под земли перекачивается почти 25 кубических километров (шесть кубических миль) воды в год.Для сравнения: с 1900 по 2008 год средний водозабор составляет около 9,2 кубических километров (1,48 кубических миль) в год.
Недостаточные запасы подземных вод также используются для производства энергии. Недавнее исследование CERES, организации, пропагандирующей устойчивые методы ведения бизнеса, показало, что конкуренция за воду путем гидроразрыва пласта — водоемкого процесса бурения на нефть и газ, известного как «гидроразрыв», — уже происходит в засушливых регионах США. В февральском отчете говорится, что более половины всех скважин для гидроразрыва пласта в США.S. бурятся в регионах, переживающих засуху, и что более одной трети скважин находится в регионах, страдающих истощением грунтовых вод.
Спутники позволили нам более точно понять запасы подземных вод и скорость их истощения. Пока эти спутники под названием GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) не были запущены НАСА, мы не могли увидеть или измерить этот развивающийся невидимый кризис. GRACE дала нам улучшенную картину подземных вод во всем мире, показывая, как сокращаются запасы в нескольких регионах, уязвимых к засухе: северная Индия, Северо-Китайская равнина и Ближний Восток среди них.
Поскольку засуха усугубляет истощение подземных вод, запасы воды для людей и сельского хозяйства сокращаются, и этот дефицит может стать причиной социальных волнений. Саудовская Аравия, которая несколько десятилетий назад начала откачивать глубокие подземные водоносные горизонты для выращивания пшеницы в пустыне, с тех пор отказалась от этого плана, чтобы сохранить оставшиеся запасы грунтовых вод, вместо этого полагаясь на импортную пшеницу, чтобы прокормить жителей этой засушливой земли.
Управление запасами грунтовых вод и их сохранение становится неотложной задачей, поскольку засуха истощает наши поверхностные запасы.Поскольку подземные воды являются общим ресурсом и доступны любому, у кого есть скважина, сотрудничество и сотрудничество с буровым оборудованием будут иметь решающее значение, поскольку мы пытаемся защитить эту сокращающуюся линию защиты от будущего дефицита воды.
Деннис Димик вырос на холмистой ферме в Орегоне под названием Спринг-Хилл, где подземные воды из источника обеспечивали водоснабжение его семьи и фермы. Он является исполнительным редактором журнала National Geographic по окружающей среде. Вы можете следить за ним в Twitter, Instagram и flickr.
Дополнительная литература:
— Калифорния, засуха вызывает бум бурения подземных вод в Центральной долине
— Истощение подземных вод в бассейне реки Колорадо представляет большой риск для водной безопасности
— Засуха ускоряет истощение подземных вод в Техасе. Подлый, разрушительный способ изменить правила игры
— Как был потерян Запад
— Стэнфордский университет: понимание подземных вод Калифорнии
Изменить курс
Национальное географическое общество поддерживает проект по восстановлению пресноводных экосистем.Вы можете узнать больше об изменении курса здесь и о том, как, взяв на себя обязательство сократить свой собственный водный след, вы можете восстановить 1000 галлонов воды в реке Колорадо.
Подземные воды — энергетическое образование
Подземные воды — это вся вода, находящаяся под поверхностью Земли. Эта вода поступает в основном из дождя, талого снега и другой воды, которая просачивается через почву, песок и камни. Подземные воды составляют почти 30% мировых запасов пресной воды и являются важной частью гидрологического цикла, особенно грунтовые воды, как часть гидрологического цикла.
Породы обладают уникальными характеристиками пористости и проницаемости. Это означает, что вода не движется одинаково во всех скалах под землей. ^[1] Нет прямой зависимости между камнями, которые могут содержать воду, и глубиной, на которой они расположены. ^[1] Например, гранит из-за своей высокой плотности почти не дает воды в колодец, даже если он находится относительно близко к поверхности. Однако песчаник, напротив, является пористой породой, он может залегать очень глубоко в земле и содержать воду со скоростью сотни литров в минуту.^[1] Скалы, содержащие пресную воду, были обнаружены на глубине более 1829 м, а соленая вода поступала из нефтяных скважин на глубине более 9144 м. ^[1] В среднем пористость и проницаемость горных пород уменьшаются с увеличением глубины. Это связано с тем, что поры и трещины в породах глубоко в земле закупорены или уменьшены в размере из-за веса вышележащих пород выше. ^[1]
Зоны подземных вод
Рисунок 1. Системы подземных вод.^[2]
При бурении скважин на воду они проходят через несколько различных типов зон. Первоначально, когда скважина пробурена, она сначала проходит через зону, называемую ненасыщенной зоной или также называемой зоной вадозы. Здесь отверстия в отложениях, почве или скале в основном заполнены воздухом. ^[3] Вода присутствует здесь только в нисходящем движении. Толщина этой зоны зависит от многих факторов, таких как климат, высота над уровнем моря и время года. ^[3] Из-за силы тяжести вода продолжает двигаться вниз под поверхностью Земли, пока не сможет уйти дальше.Когда вода ударяется о слой камня или земли, она не может пройти, она просто остается там и накапливается. Вода, содержащаяся под поверхностью, называется водоносным горизонтом. Дальнейшее бурение приведет к достижению насыщенной зоны. Здесь все отверстия заполнены водой. Вода здесь известна как грунтовые. Если насыщенная зона достаточно проницаема для подачи воды в скважину, насыщенная зона называется водоносным горизонтом. ^[1] Верхняя часть насыщенной зоны называется либо уровнем грунтовых вод, если водоносный горизонт неограниченный, либо потенциометрической поверхностью, если водоносный горизонт ограничен.^[1] Если грунтовые воды в водоносном горизонте застревают между слоями непроницаемой породы, например сланца или глины, они могут находиться под высоким давлением. Если водоносный горизонт выходит из скважины, из-за давления вода может подниматься над уровнем грунтовых вод и вытекать из скважины на поверхность земли. Вода, удерживаемая этим методом, называется артезианским водоносным горизонтом. ^[1] Водоносные горизонты действуют как естественные фильтры, задерживающие отложения и другие частицы, такие как бактерии. Через них протекает естественно очищенная грунтовая вода.^[4] В некоторых проницаемых материалах грунтовые воды могут перемещаться на несколько метров за день, а в других областях — на несколько сантиметров за столетие. ^[1] Частицы глины и другие минеральные поверхности в водоносном горизонте также могут задерживать растворенные вещества или замедлять их движение, поэтому они не двигаются так быстро, как вода, просачивающаяся через водоносный горизонт. ^[4] Естественная фильтрация в почвах очень важна в зонах питания и на орошаемых территориях над неограниченными водоносными горизонтами, где вода, нанесенная с поверхности, может проходить вниз через почву к уровню грунтовых вод.^[4]
Ссылки
↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 ^1,5 ^1,6 ^1,7 ^1,8 У. Ховард Перлман, «Водоносные горизонты и грунтовые воды, из Школы водных наук USGS» usgs.gov, 2016. [Онлайн]. Доступно: http://water.usgs.gov/edu/earthgwaquifer.html. [Доступ: 09 июня 2016 г.].
↑ викикоммоны. (4 августа 2016 г.). «Зоны водоносных горизонтов» [Интернет]. Доступно: https: // upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/04/Aquifer_en.svg/2000px-Aquifer_en.svg.png
↑ ^3,0 ^3,1 Р. Хит, Основы гидрологии подземных вод, 10-е изд. Документ Геологической службы США по водоснабжению, 1983.
↑ ^4,0 ^4,1 ^4,2 «Подземные воды нуждаются в защите», Environment and Climate Change Canada, 2016. [Online]. Доступно: https://www.ec.gc.ca/eau-water/default.asp?lang=En&n=300688DC-1#protection. [Доступ: 7 июня 2016 г.].
Что такое подземные воды? | Живая наука
Немногие природные ресурсы столь же важны или невидимы, как подземные воды. Несмотря на то, что они существуют почти повсюду в мире, мало кто понимает, что такое грунтовые воды и насколько важны эти огромные резервуары подземных вод для современной жизни.
«Под грунтовыми водами понимается любая вода, которая находится в водоносных горизонтах под поверхностью суши», — сказал Стивен Филлипс, гидролог Геологической службы США в Сакраменто, Калифорния.Хотя часть воды, которая выпадает в виде осадков, направляется в ручьи или озера, а часть используется растениями или испаряется обратно в атмосферу, большая часть ее просачивается под землю.
Океаны содержат около 97 процентов воды на Земле, но она, конечно, не пригодна для питья. Около 2 процентов замерзает на полюсах или в ледниках. По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), из оставшегося 1 процента почти все — около 96 процентов — это подземные воды.Остальная часть нашей пресной воды находится на поверхности в ручьях, озерах, реках и водно-болотных угодьях.
По данным Геологической службы США (USGS), подземные воды могут находиться около поверхности Земли или достигать 30 000 футов. «Уровень грунтовых вод» области — это уровень ниже поверхности, где находятся водонасыщенные почва и скальные породы; выше уровня грунтовых вод находится ненасыщенная почва — хотя эта почва влажная, она также содержит воздух.
Как движутся грунтовые воды
Поскольку их невозможно увидеть и трудно измерить, существует ряд мифов, связанных с грунтовыми водами.Например, широко распространено мнение, что подземные воды текут как подземная река: хотя есть несколько мест с большими подземными промежутками, где вода может течь быстро, они очень редки.
Подземные воды, однако, движутся, и они обычно стекают вниз под действием силы тяжести, потому что естественное восполнение происходит в горах, сказал Филлипс. По данным Министерства охраны окружающей среды Канады, в зависимости от плотности породы и почвы, через которые проходят грунтовые воды, они могут продвигаться медленно, до нескольких сантиметров за столетие.В других районах, где камни и почва более рыхлые и проницаемые, грунтовые воды могут перемещаться на несколько футов за день.
Более пористые породы, такие как известняк, песчаник и гравий, имеют бесчисленные небольшие пространства, которые могут удерживать воду. Некоторые из крупнейших в мире водоносных горизонтов — обширных подземных резервуаров грунтовых вод — находятся в регионах с этими пористыми коренными породами.
Подземные воды также могут быть найдены в регионах, где коренная порода состоит из более плотного материала, такого как гранит или базальт, если эта коренная порода была расколота или раздроблена.По словам Филлипса, плотный непроницаемый материал, такой как глина или сланец, может выступать в качестве «водоема», то есть слоя камня или другого материала, который почти непроницаем для воды. Сквозь такой материал вода может пройти, это будет происходить очень медленно (если вообще будет).
Когда водоносный горизонт ограничен слоем водоносного горизонта, давления на грунтовые воды может быть достаточно, чтобы вытеснить воду из любой скважины, пробуренной в этот водоносный горизонт. Такие колодцы известны как артезианские колодцы.
Подземные воды могут задерживаться под поверхностью Земли в течение миллионов лет.Испытания древних подземных вод, капающих из трещин в глубокой шахте, показали, что возраст жидкости составляет от 1,1 до 2,7 миллиардов лет.
Качество подземных вод
В то время как качество поверхностных вод варьируется из-за эрозии, стока, загрязнения, растительных веществ, отходов животноводства и других возможных загрязнителей, качество подземных вод в целом более стабильно. И поскольку грунтовые воды обычно медленно проходят сквозь скалы, они очищаются от многих загрязняющих веществ, включая некоторые бактерии и вирусы. Эти факторы делают подземные воды важным источником питьевой воды.
Это не означает, однако, что грунтовые воды не могут быть загрязнены: во всем мире есть много случаев, когда важные ресурсы грунтовых вод (и запасы питьевой воды) были разрушены вторжением соленой воды (особая проблема в прибрежных районах), биологических загрязнителей, таких как как навоз или слив из септиков, а также промышленные химикаты, такие как пестициды или нефтепродукты. А как только грунтовые воды загрязнены, их, как известно, трудно исправить.
Помимо опасений по поводу качества грунтовых вод, общий объем грунтовых вод в водоносных горизонтах также является серьезной экологической проблемой.Подземные воды — это ограниченный ресурс, и даже из крупных водоносных горизонтов можно вывести большую часть своей воды, особенно во время засухи, когда водоносные горизонты не подпитываются осадками.
В южной части Калифорнии, в долине Сан-Хоакин, уровень грунтовых вод упал более чем на 150 футов (46 метров) во время сильной засухи в штате в 1976-1977 годах. Этот сценарий повторялся во время последующих засух.
«Мы наблюдаем значительную потерю запасов в водоносном горизонте Центральной долины в Калифорнии», — сказал Филлипс.«Оно превратилось из озера в южной части долины Сан-Хоакин в место, где уровень грунтовых вод находится на 500 футов [152 м] ниже поверхности».
Потери грунтовых вод
Чрезмерная откачка грунтовых вод может привести к понижению уровня грунтовых вод; в тяжелых случаях, когда потребность в перекачке высока, а подпитка водоносного горизонта медленная, уровень грунтовых вод может упасть настолько низко, что станет ниже глубины колодца. Когда это происходит, колодец «высыхает», и вода не может быть удалена, пока грунтовые воды не пополнятся, что в некоторых случаях может занять сотни или тысячи лет.Понижение уровня грунтовых вод также уменьшает сток воды в озера, реки и ручьи.
«Подземные воды являются важным экологическим ресурсом как для животных, так и для нас, и у нас уже были серьезные проблемы во многих областях, где иссякли крупные источники воды для диких животных, в частности водоплавающих птиц», — сказал Филлипс.
Важность сохранения ресурсов подземных вод подчеркивается количеством мест, которые зависят от подземных вод для питья, промышленного использования и других нужд.Техас получает почти 60 процентов воды из грунтовых вод; во Флориде подземные воды обеспечивают более 90 процентов пресной воды штата. По данным Геологической службы США, на центральную долину Калифорнии, ориентированную на сельское хозяйство, приходится 20 процентов от общего забора подземных вод страны.
Но в этих штатах и во многих других ресурсам подземных вод угрожают конкурирующие интересы, от сельского хозяйства и горнодобывающей промышленности до частных домов с колодцами питьевой воды на территории.
Например, водоносный горизонт Огаллала — обширный резервуар грунтовых вод площадью 174 000 квадратных миль (450 000 квадратных километров) — находится под Великими равнинами, простираясь от Южной Дакоты до Техаса.Огаллала обеспечивает почти одну треть сельскохозяйственных грунтовых вод Америки, но к 2010 году около 30 процентов подземных вод водоносного горизонта были использованы.
Части водоносного горизонта Огаллала в настоящее время высохли, а уровень грунтовых вод снизился более чем на 300 футов в других областях, согласно данным Техасского совета по развитию водных ресурсов. Эти потери грунтовых вод не только имеют серьезные последствия для сельскохозяйственного производства и региональной экономики, они также могут иметь значительные и немедленные последствия для более чем 1 человека.8 миллионов человек, которые получают питьевую воду из водоносного горизонта Огаллала.
«Хотя глубоко под землей все еще много грунтовых вод, чем дальше вы идете, тем они становятся соленее и соленее», — сказал Филлипс.
Дополнительная информация от Марка Лалланилья.
Дополнительные ресурсы
Геологическая служба США отслеживает использование подземных вод в Соединенных Штатах.
Служба наблюдения за подземными водами Геологической службы США предоставляет информацию о примерно 850 000 скважин с подземными водами, собранных за последние 100 лет.
U.S. Water Monitor — это ежедневный отчет о состоянии воды, в котором обобщается федеральная информация о водных ресурсах.
Follow Becky Oskin @beckyoskin . Подпишитесь на LiveScience @livescience , Facebook и Google+ .
Подземные воды — это «скрытая связь» между сушей и морем
Это авторизованный перевод статьи Eos .Esta es una traducción al español autorizada de un artículo de Eos.
Если вы ищете водный путь между сушей и морем, вы можете начать с поиска под ногами.
«Люди думают о реках, и это естественно, — сказал Нильс Мосдорф, профессор гидрогеологии Кильского университета в Германии. «Но у подземных вод есть невидимая связь, которая обычно не рассматривается».
Сам Моосдорф не знал об этой связи до 2012 года, когда, будучи аспирантом, изучающим речной транспорт, он посетил научный доклад о том, что с Большого острова Гавайи уходит в 10 раз больше грунтовых вод, чем речных.«Это открыло мне глаза, потому что я никогда раньше не слышал о том, чтобы грунтовые воды уходили прямо в океан», — сказал Мосдорф. « И я подумал:« Ой, подождите, это должно быть интересно », и тогда я начал вникать в это».
Понимание вклада подземных вод в океаны важно, потому что пресные подземные воды богаты питательными веществами и растворенными веществами, такими как углерод, железо, кремнезем и азот, которые влияют на прибрежные экосистемы.
В статье, недавно опубликованной в Nature Communications , исследователи разработали первую глобальную компьютерную модель потока пресных подземных вод в океаны.По словам Элко Луиендийка, геолога из Университета Георга Августа в Геттингене, Германия, и ведущего автора исследования, поток был «сверхпеременным». Из общего потока подземных вод во всем мире «около 10% береговой линии занимает 90% общего количества воды».
Этот процент означает, что в глобальном масштабе выбросы прибрежных грунтовых вод составляют около 1% пресной воды, попадающей в океан. Но в некоторых местах, включая уязвимые прибрежные экосистемы, такие как эстуарии, солончаки и коралловые рифы, потоки подземных вод более значительны и важны и потенциально могут создать риск загрязнения и эвтрофикации этих систем.
«Мы как бы медленно продвигаемся к интеграции исследований сброса подводных грунтовых вод в более традиционную физическую гидрологию», — сказала Аланна Лечер, биогеохимик из Линнского университета во Флориде, которая не принимала участия в этом исследовании. «Я думаю, что эта статья была первой, которая действительно добилась такого успеха в крупном масштабе».
Создание глобальной карты разгрузки подземных вод
Традиционно исследователи изучают расход подземных вод в ходе местных полевых исследований с использованием изотопных индикаторов, таких как радон и радий.По словам Лечера, использование этих индикаторов позволяет фиксировать общий объем сброса грунтовых вод, включая соленую и пресную воду.
Эти полевые измерения являются локальными и, вероятно, завышают количество подземных вод, сбрасываемых в океан. «Часто они находят места, где наблюдается интенсивный поток, и экстраполируют это на районы или даже делают заявления о земном шаре», — сказал Луиджендейк.
Модель, исследующая глобальную картину разгрузки подземных вод, раньше не создавалась, потому что «в наши дни и в наши дни моделировать эти довольно простые процессы все еще сложно», — сказал Луиджендейк.Исследователи запустили двухмерные модели поперечных сечений береговой линии и варьировали различные гидрогеологические параметры, такие как топографический градиент, проницаемость водоносного горизонта и скорость накопления грунтовых вод.
По словам Лечера, одной из наиболее ценных частей исследования является то, что оно выявляет ограничивающие факторы сброса грунтовых вод в океан. «Мы должны учитывать физические характеристики прибрежного водоносного горизонта. Мы не можем полагаться только на трассирующие исследования ».
Проницаемость водоносного горизонта была доминирующим фактором для потока грунтовых вод, сказал Моосдорф, который был старшим автором исследования.«Если вы представите губку, сидящую на вашем кухонном столе, и вы положите воду сверху, она потечет внизу».
Исследователи объединили свои компьютерные модели с анализом существующих глобальных наборов данных для создания карты расхода пресных подземных вод с берегов по всему миру с высоким разрешением, которая выявила «горячие точки» прибрежных водосборов, где поток пресных подземных вод высок и, вероятно, важен. «В таком разрешении никогда не было глобальных карт расхода подземных вод», — сказал Моосдорф.«Итак, теперь мы можем видеть, где это, вероятно, актуально».
На этой карте мира показаны масштабы сброса пресных подземных вод у берегов мира. На карте отмечены горячие точки прибрежных сбросов, где объемы разгрузки подземных вод достаточно высоки, чтобы создать риск загрязнения прибрежных экосистем. Нажмите на изображение для увеличения. Предоставлено: Геттингенский университет / Элько Луиендийк
«Бомба замедленного действия» под поверхностью
Пресные подземные воды являются важным природным ресурсом для человеческого общества и используются для питья, стирки, сельского хозяйства и рыбной ловли, сказал Моосдорф.
Для людей, которые полагаются на пресные подземные воды, их сила выражена на языке, который они используют. «У них есть слова для этого. И я всегда думаю, что это когда у вас есть слово в языке для обозначения чего-то, что означает, что оно имеет отношение к вам, потому что в противном случае вы бы не создали это слово ». На Фиджи, например, слово «туву» относится к пресноводному подводному источнику, найденному на пляже. В Австралии рыбаки тщательно охраняют свои излюбленные места рыбной ловли вокруг подводных источников, которые они называют «шаткими ямами».”
Подземные воды также могут быть скрытым источником загрязнения и потенциальной эвтрофикации прибрежных экосистем… «Это потенциально небольшая бомба замедленного действия». Однако подземные воды также могут быть скрытым источником загрязнения и потенциального эвтрофикации прибрежных экосистем. «Если мы начнем слишком сильно загрязнять грунтовые воды, прибрежная экосистема может столкнуться с проблемами», — сказал Моосдорф. «Многие люди не соединяют сушу и океан, если нет реки».
Подземные воды движутся очень медленно, от десятков метров в год до одного сантиметра.«На самом деле это нигде не отслеживается», — сказал Луиджендейк. «Это потенциально что-то вроде бомбы замедленного действия», — добавил он.
Однако Лечер предостерег, что «использование термина« эвтрофикация »почти вызывает панику, потому что это будет иметь серьезные экологические последствия, вымирание организмов, тогда как в данном случае это просто усиленное воздействие на окружающую среду, вызванное подводным сбросом грунтовых вод».
Существуют смягчающие факторы, которые могут снизить риск, даже если прибрежные экосистемы будут получать питательные вещества из пресных подземных вод.Например, если водоем больше, питательные вещества можно разбавить.
Тем не менее, «это исследование показывает путь, по которому загрязнители или питательные вещества могут попасть в океан через сбросы пресных грунтовых вод», — добавил Лечер.
Соединение полей для изучения подключения к грунтовым водам
Глобальная модель еще может быть улучшена, — сказал Луиджендейк. «Нам определенно нужны дополнительные исследования, и мы хотим приблизиться к местному масштабу. Используя эти глобальные модели, вы всегда ошибаетесь на чужом заднем дворе.”
«Это большой шаг вперед в науке о подводных подземных водах. Наука должна быть сплоченной, все должны работать вместе ». Для улучшения понимания в этой области необходимо налаживание более тесных связей между различными сообществами. «Существует разрыв между полевыми исследованиями и глобальным моделированием», — сказал Моосдорф. Также существуют разногласия между гидрогеологами, озабоченными в основном тем, что происходит на суше, и морскими биологами, которые могут не знать, что грунтовые воды попадают в море.«Так что объединение этих двух, я думаю, является важным шагом», — сказал он. «Это не ракетостроение».
Но это исследование уже вызывает волну. «Это большой шаг вперед в науке о сбросе подводных подземных вод. Наука должна быть сплоченной, все должно работать вместе », — сказал Лечер.
— Ричард Дж. Сима (@richardsima), научный писатель
Грунтовые воды — Фонд безопасной питьевой воды
Свалки могут загрязнять грунтовые воды при выщелачивании вниз вредных химических веществ.Свалки должны иметь защитные нижние слои для предотвращения выщелачивания, но есть некоторые свалки, на которых этот защитный слой отсутствует, либо он старый и потрескавшийся, и это позволяет химическим веществам просачиваться через них.
По оценкам, в Соединенных Штатах насчитывается более десяти миллионов подземных резервуаров для хранения жидкостей, таких как бензин, нефть и химикаты. В 1950-х и 1960-х годах в Канаде было установлено большое количество подземных стальных резервуаров для хранения. Без надлежащей защиты до половины стальных резервуаров к 15 годам будут подвергаться коррозии и образовывать трещины.
Неправильно спроектированные, расположенные или сконструированные септические системы могут допускать попадание вредных бактерий, вирусов и химикатов в источники воды. Для получения дополнительной информации о септических системах см. Информационный бюллетень «Очистка сточных вод». В Соединенных Штатах известно более 20 000 заброшенных и неконтролируемых свалок с опасными отходами. Опасные отходы могут загрязнять воду химическими веществами, на наличие которых во многих городах и муниципалитетах не проводится регулярная проверка воды. Случайные разливы также могут загрязнить запасы грунтовых вод.Группа химикатов, называемых плотными жидкостями в неводной фазе (DNAPL), используется в химической чистке, консервации древесины, асфальтовых операциях, производстве и ремонте транспортных средств, а также может выбрасываться при авариях. Разливы DNAPL труднее очистить, чем разливы нефти, потому что DNAPL тяжелее воды и быстро опускается на дно. За исключением крупных городов, вода не проверяется на наличие DNAPL.
Но я думал, что почва может удалить загрязнители из воды, прежде чем она достигнет водоносного горизонта?
Во многих случаях почва может удалять бактерии, вирусы и химические вещества из воды, которая просачивается вниз.В конце концов, это один из способов, которым природа очищает воду. Но не все почвы удаляют загрязняющие вещества так же эффективно, как другие, а бытовые и промышленные отходы также могут превышать способность почвы удалять химические вещества и загрязняющие вещества. Некоторые почвы позволяют воде быстро просачиваться в водоносный горизонт. Обычно это означает, что будет удалено меньше загрязняющих веществ. Кроме того, когда загрязняющие вещества происходят из подземного источника, такого как резервуар для хранения или септическая система, они могут находиться очень близко к грунтовым водам, и почва не успевает удалить все вредные вещества.Качество грунтовых вод зависит от температуры, давления (которое зависит от глубины грунтовых вод), типа породы и почвы и времени пребывания воды.
Подземные воды движутся очень медленно, обычно от нескольких миллиметров до нескольких метров каждый день. Это означает, что загрязнение имеет тенденцию концентрироваться и локализоваться вблизи источника загрязнения. Однако загрязнение может распространяться внутри водоносного горизонта или на близлежащие озера и ручьи. Часто загрязнение грунтовых вод не замечается до тех пор, пока вода уже не загрязнена и не требуется дорогостоящий процесс восстановления.Избавиться от загрязнения грунтовых вод чрезвычайно дорого и сложно, и могут пройти десятилетия, прежде чем вода снова станет пригодной для использования. В Вилле Мерсье, Квебек, сброс промышленных отходов в лагуны старого гравийного карьера происходил в течение многих лет. В конечном итоге это сделало грунтовые воды непригодными для использования, и воду пришлось откачивать за десять километров, чтобы снабжать водой тысячи людей. Для получения информации об очистке после загрязнения источников воды, включая грунтовые воды, см. Информационный бюллетень «Очистка после загрязнения».
Для получения дополнительной информации о водоносных горизонтах, в том числе о том, как они могут быть загрязнены, см. «Что такое водоносный горизонт в любом случае?» план урока в программе Operation Water Flow.
У Фонда безопасной питьевой воды есть образовательные программы, которые могут дополнить информацию, содержащуюся в этом информационном бюллетене. Операция «Капля воды» рассматривает химические загрязнители, обнаруженные в воде; он предназначен для научного класса. Операция Water Flow рассматривает, как используется вода, откуда она берется и сколько это стоит; в нем есть уроки, предназначенные для классов обществознания, математики, биологии, химии и естественных наук.Операция «Дух воды» представляет взгляд коренных народов на воду и окружающие ее проблемы; он предназначен для занятий по естествознанию или обществоведению. Операция Water Health рассматривает общие проблемы со здоровьем, связанные с питьевой водой в Канаде и во всем мире, и предназначена для сотрудничества в области здравоохранения, науки и социальных исследований. Операция «Загрязнение воды» фокусируется на том, как происходит загрязнение воды и как она очищается, и была разработана для сотрудничества в области науки и социальных исследований. Чтобы получить дополнительную информацию об этих и других образовательных мероприятиях, а также дополнительные информационные бюллетени, посетите веб-сайт Фонда безопасной питьевой воды www.safewater.org.
Знаете ли вы, что в любой момент времени в Канаде действует более 1000 консультативных центров по питьевой воде? Пожалуйста, помогите нам продолжать работать над тем, чтобы безопасная питьевая вода стала реальностью для всех канадцев! Пожалуйста, внесите 5 долларов или пожертвуйте 20 долларов или более и получите официальную квитанцию о пожертвовании для целей налогообложения доходов.
Подземные воды — Основы подземных вод | Совет по контролю водных ресурсов штата Калифорния
Что такое подземные воды?
Подземные воды — это любая вода, находящаяся под поверхностью Земли.Несмотря на то, что подземные воды трудно визуализировать, они составляют значительную часть воды на Земле. Когда дождь падает на землю, вода не перестает двигаться. Часть его течет по поверхности в ручьях, реках и озерах; часть его используется растениями; часть испаряется и возвращается в атмосферу; а некоторые проваливаются в землю.
Подземные воды существуют и текут в небольших пространствах между частицами почвы и трещиноватыми породами. Область, где вода заполняет эти пространства, называется зоной насыщения.Верхняя часть насыщенной зоны (называемая уровнем грунтовых вод) может быть всего на фут ниже поверхности земли или на сотни футов ниже. Уровень грунтовых вод может быть мелким или глубоким; и может повышаться или понижаться в зависимости от многих факторов. Подземные воды распределены под землей неравномерно как по качеству, так и по количеству.
Подземные воды не текут, как подземная река, они хранятся в слоях почвы, песка и горных пород (называемых водоносными горизонтами) и медленно проходят через них. Обычно состоящие из гравия, песка, песчаника или трещиноватой породы, водоносные горизонты позволяют накапливать большие подземные резервуары воды.В зависимости от глубины водоносного горизонта, размера пространств в почве или скале и от того, насколько хорошо эти пространства связаны, грунтовые воды могут продвигаться со скоростью несколько сантиметров в столетие или перемещаться со скоростью несколько футов в день.
Как мы получаем грунтовые воды?
Вода в водоносных горизонтах может подниматься на поверхность естественным путем из источника или может сбрасываться в озера и ручьи. Однако большая часть грунтовых вод выводится на поверхность, прокачивая их через колодец (который забирает воду, как соду через соломинку), пробуренный в водоносный горизонт.Скважины бывают разных форм и размеров, в зависимости от типа материала, в котором пробурена скважина, глубины водоносного горизонта и количества откачиваемой воды. Различают три основных типа колодцев:
Мелкие колодцы собирают воду из неглубоких водоносных горизонтов, расположенных близко к поверхности. Некоторые частные внутренние колодцы представляют собой неглубокие колодцы.
Промежуточные скважины могут вскрывать как глубокие, так и мелкие водоносные горизонты и могут включать частные бытовые, сельскохозяйственные и промышленные колодцы.
Глубокие колодцы вскрывают глубокие водоносные горизонты, в том числе коммунальные, сельскохозяйственные и промышленные колодцы.
Некоторые скважины (называемые артезианскими скважинами) не нуждаются в насосе, потому что естественное давление достаточно высокое, чтобы вытеснять воду из скважины.
Что в грунтовых водах?
В то время как качество поверхностных вод варьируется из-за эрозии, стока, загрязнения, растительных остатков, отходов животноводства и других возможных загрязнителей, качество грунтовых вод в целом более стабильно.Это связано с тем, что поровые пространства водоносного горизонта действуют как кофейный фильтр, задерживая отложения и другие частицы (например, «кофейную гущу», такую как бактерии), естественным образом очищая грунтовые воды.
Однако это не означает, что грунтовые воды не могут быть загрязнены. Качество подземных вод связано с несколькими факторами, включая геологию, климат и землепользование. Многие природные химические вещества в грунтовых водах образуются при растворении горных пород, почвы и разлагающегося растительного материала. В других случаях деятельность человека на поверхности земли или вблизи нее может увеличить концентрацию природных веществ, таких как соли, минералы и нитраты.Преднамеренное удаление отходов (например, на свалках, в септических резервуарах, нагнетательных колодцах или ливневых стоках) может повлиять на качество грунтовых вод.

Зачем защищать грунтовые воды?
Подземные воды — один из крупнейших природных ресурсов Калифорнии, составляющий значительную часть водоснабжения штата и служащий буфером против воздействия засухи и изменения климата. В течение обычного года грунтовые воды составляют примерно 40 процентов от общего объема водоснабжения Калифорнии, а в засушливые годы — до 60 процентов (или более).Подземные воды являются основным источником питьевого водоснабжения штата; Примерно 33 миллиона калифорнийцев, включая почти всех, кто живет в сельской местности, используют подземные воды для питья или других домашних нужд (либо из системы водоснабжения, либо из частного колодца). Подземные воды также используются в сельском хозяйстве для орошения сельскохозяйственных культур, а также в промышленности и производстве для охлаждения и ополаскивания. Кроме того, грунтовые воды пополняют ручьи, ручьи, реки и водно-болотные угодья, которые поддерживают дикую природу (включая находящиеся под угрозой и исчезающие виды).Подземные воды высвобождаются медленно, что помогает снизить температуру и потоки в ручьях, обеспечивая критическую среду обитания и потоки для нереста рыб и других диких животных.
Поскольку грунтовые воды не так легко увидеть, это часто считается само собой разумеющимся, что подвергает важные источники питьевой воды и орошения риску загрязнения или высыхания. Чрезмерное использование, биологические загрязнители (например, навоз и септические системы) и промышленные загрязнители (например, пестициды, нефтепродукты и промышленные растворители) могут угрожать запасам и качеству подземных вод.Перекачка грунтовых вод может локально превышать подпитку за счет дождя, просачивания через ручьи и других источников. Чрезмерная перекачка грунтовых вод может привести к чрезмерному истощению водоносных горизонтов, опустошая их быстрее, чем естественные системы могут их восполнить. Овердрафт может привести к пересыханию скважин, вторжению соленой воды, истощению запасов поверхностных вод и вызвать обрушение земли (то есть проседание).
Обеспечение устойчивого управления качеством и количеством подземных вод необходимо для удовлетворения будущих потребностей Калифорнии в водоснабжении.Изменение климата и угроза продолжительной засухи подчеркивают необходимость улучшения пополнения и хранения подземных вод в некоторых бассейнах подземных вод, а также защиты или восстановления качества и количества подземных вод по всему штату. Тесные связи между грунтовыми и поверхностными водами в землепользовании, человеческой деятельности, качестве воды и поставщиках воды должны координироваться и сообщаться, чтобы способствовать разумному, сбалансированному и устойчивому использованию ресурсов подземных вод Калифорнии.