Слой горных пород насыщенный водой называется: Подземные воды — грунтовые воды

Подземные воды — грунтовые воды

Доклад — подземные воды

Воды, находящиеся в земной коре, называются подземными. Для того чтобы они образовались, необходимы два условия:

а) атмосферные осадки, которые выпадают на сушу в достаточном количестве. Они выпадают в виде дождя и тут же просачиваются через горные породы, а если в виде снега — после его таяния. В пустынях и в областях вечной мерзлоты большое значение имеет конденсация водяных паров в порах или трещинах;

б) способность горных пород, слагающих поверхность суши, пропускать воду. Она объясняется тем, что в горных породах есть поры, пустоты, трещины, которые и пропускают воду. Поры — промежутки между частицами горных пород; чем они крупнее, тем легче проходит вода через породу. Размер пор зависит от размера частиц. Чем крупнее частица, тем больше и поры. Хорошо пропускают воду крупнозернистый песок, гравий, галька, торф. Почти не пропускают воду глина, гранит, если только в нем нет трещин. Все горные породы по их способности пропускать воду можно разделить на несколько групп:

водопроницаемые. Это горные породы, легко пропускающие воду: пески, торф, лесс, галечник;

водонепроницаемые или водоупорные. Эти горные породы практически не пропускают влагу: глина, мергель, гранит;

растворимые. Эта группа горных пород сама легко растворяется под действием воды: известняки, мел, гипс, доломит, соли. В этих горных породах в результате растворения могут образоваться пустоты — пещеры (см. Карст), а в них — крупные озера и реки.

Водопроницаемые и водоупорные слои, залегая в земной коре, располагаются различно: в одних местах они залегают горизонтально, а в других могут изгибаться. При этом они очень часто чередуются друг с другом.

Слой, насыщенный водой, называют водоносным слоем. Если он сверху не прикрыт водонепроницаемым слоем, то вода этого слоя называется грунтовой. Грунтовые воды пополняются водой, которая просачивается со всей поверхности, расположенной над ними, поэтому можно утверждать, что грунтовые воды в целом имеют атмосферное происхождение и их количество и глубина зависят прежде всего от величины атмосферного увлажнения.

Когда оно избыточно (в тундре, экваториальных лесах), уровень грунтовых вод находится близко от поверхности, а иногда и сливается с ней. Если испарение превышает осадки, то уровень грунтовых вод понижается и залегает тем глубже, чем больше испарение. Глубина залегания грунтовых вод зависит от рельефа. На холмистой равнине поверхность грунтовых вод повторяет рисунок рельефа, но если равнина сильно расчленена речными долинами или оврагами, то грунтовые воды залегают глубоко. Зависят они также и от уровня рек, озер, от наличия растительности, причем последняя на уровень грунтовых вод влияет противоречиво. С одной стороны, древесная растительность корневой системой высасывает влагу и тем самым уменьшает пополнение грунтовых вод. С другой стороны, лесная растительность способствует снегозадержанию, а талый снег питает грунтовые воды.

Если водоносный слой лежит между двумя водонепроницаемыми слоями, то вода этого слоя называется межпластовой. Эти воды пополняются очень медленно. Область питания вод этого слоя находится там, где этот слой выходит на поверхность.

Грунтовые воды медленно «текут» по порам в ту сторону, где их уровень ниже. В оврагах, речных долинах они образуют источники (родники). Межпластовые воды тоже образуют источники, но чаще их добывают из скважин, пробуренных через водоупорные слои до водоносного.

Межпластовые воды могут быть ненапорными и напорными. Последние также называются артезианскими, как бы в напоминание о названии французской провинции Артуа, где в XII веке впервые в Европе был устроен фонтанирующий колодец. В артезианских водах и сосредоточена основная масса подземных вод материка. Геологические структуры равнин, содержащие эти воды, называются артезианскими бассейнами. Крупные артезианские бассейны располагаются на Русской платформе в Прибалтике, в Подмосковье, на Украине. Многочисленны артезианские бассейны и в Северной Африке, в Австралии, где они занимают 1/3 всей площади материка. В США артезианские бассейны находятся в районе Великих озер.

Обычно пласты артезианских вод залегают в виде чаши и водоносный слой в этих чашах ограничен водоупорными пластами сверху и снизу. Вода в водоносном слое испытывает напор вышележащих слоев. Если пробурить скважину, то вода будет подниматься по скважине и фонтанировать. По химическому составу артезианская вода весьма разнообразна. Верхние пласты в артезианском бассейне имеют пресную воду. Она образуется в результате проникновения атмосферных, поверхностных и грунтовых вод. Ниже залегают слои минерализованных вод, химический состав которых формируется в результате смешения верхних пресных и нижних высокоминерализованных. Минеральный состав меняется по бассейнам, что связано с химическим составом глубинных пластов.

Минеральные воды, имеющие целебные свойства, благодаря содержанию в них полезных микроэлементов пользуются особой известностью. Эти воды обладают биологически активными свойствами и оказывают благотворное влияние на организм человека.

В некоторых районах, где есть вулканы, подземные воды имеют высокую температуру (до 100°С). На поверхность они вытекают довольно спокойно, образуя источники, ручьи. А иногда вырываются фонтанами с густыми клубами пара и при этом могут подниматься на высоту нескольких десятков метров. Такие фонтанирующие источники называются гейзерами (исл. geysir — хлынуть). Каждый гейзер имеет определенную периодичность действия, от минуты до нескольких суток, в зависимости от скорости закипания воды и близости ее к источнику нагревания. Например, гейзер Великан на Камчатке выбрасывает струю воды диаметром 3 метра на высоту 40-50 метров через каждые 5-6 часов. При этом пар поднимается на 300-500 метров. Много гейзеров в Исландии, Новой Зеландии, Северной Америке. Горячие подземные воды широко используются человеком для обогревания помещений, теплиц, оранжерей.

Подземные воды — драгоценная часть мировых запасов пресных вод, их надо разумно расходовать и заботливо охранять от загрязнения.

§ 50. Подземные воды

§ 50. Подземные воды

Вы узнаете

•Как образуются подземные воды и какими они бывают.

•Что такое карст и карстовый рельеф.

Вспомните

•Что происходит с водой, выпавшей на землю с дождём?

•Через какие горные породы вода просачивается быстрее — пески или глины?

•Что такое родники (ключи)?

•Почему в роднике вода холодная даже летом?

Обратитесь к электронному приложению

Как образуются подземные воды. Вода в земной коре находится в трёх состояниях: жидком, газообразном и твёрдом. Вода и водяной пар заполняют промежутки между частицами горных пород. Вода в твёрдом состоянии — это кристаллики и прослойки льда в промёрзших породах.

Подземные воды — это воды, находящиеся в горных породах земной коры.

Подземных вод намного больше, чем поверхностных вод суши — рек, озёр, болот. Они возникают за счёт просачивания в глубь земли атмосферных осадков. Важнейшее условие образования подземных вод — способность горных пород пропускать воду.

Различают водопроницаемые и водонепроницаемые (водоупорные) породы (рис. 168).

Рис. 168. Водопроницаемость горных пород

Горные породы, которые пропускают воду, называются водопроницаемыми. Это рыхлые пористые (песок, галька, гравий) или твёрдые, но трещиноватые породы (известняк, песчаник, сланец). Чем крупнее частицы и поры, тем лучше водопроницаемость. Горные породы, не пропускающие воду, — водонепроницаемые, или водоупорные. Это глины или любые нерастрескавшиеся твёрдые породы.

Вода с поверхности просачивается через водопроницаемые породы до тех пор, пока не встречает на своём пути водоупорные слои. Здесь она задерживается, постепенно заполняя поры или трещины водопроницаемых пород. Пласты, насыщенные водой, образуют водоносные слои (рис. 169). Вода в них течёт вниз по наклонённой поверхности водоупорного слоя.

Какими бывают подземные воды. Из-за чередования пород с разной водопроницаемостью в земной коре на разной глубине может быть несколько водоносных слоёв.

Рыхлые и пористые породы сменяются водоупорными, затем снова водопроницаемыми и вновь водоупорными. В зависимости от положения водоносных слоёв различают грунтовые и межпластовые подземные воды (см. рис. 169).

Рис. 169. Подземные воды

Воды верхнего водоносного горизонта, расположенного на первом водоупорном слое, называются грунтовыми.

Межпластовые воды располагаются между двумя водоупорными слоями. Сюда вода с поверхности попадает только через те места, где водоносные слои выходят на поверхность.

Глубина и толщина слоя грунтовых вод зависят от геологического строения территории, рельефа и климата. На равнинах с холодным и влажным климатом грунтовые воды могут подходить к самой поверхности, способствуя образованию болот. Если климат жаркий и сухой, грунтовые воды располагаются на большой глубине. Глубина слоя грунтовых вод может меняться по сезонам года. В России весной грунтовые воды располагаются ближе к поверхности, а летом — дальше от неё.

В пористых породах недр пустыни Сахары имеются огромные запасы подземных пресных вод. Их так много, что они могут обеспечить потребности всех стран, расположенных на территории пустыни. Однако эти воды залегают на глубине 150—200 м от поверхности.

Грунтовые воды часто выходят на поверхность, образуя источники (родники, ключи) в понижениях рельефа: речных долинах, оврагах. Межпластовые воды добывают с помощью специально пробуренных скважин. Иногда вода бьёт через скважину фонтаном. Такие воды называют артезианскими (рис. 170).

Рис. 170. Артезианские воды

Артезианские воды образуются в вогнутых слоях горных пород. Вода оказывается здесь под большим давлением, поэтому она фонтанирует при вскрытии скважины.

Не все подземные воды пресные. Некоторые из них содержат много растворённых веществ и газов. Такие воды называют минеральными. На больших глубинах в толще земной коры возрастает температура. Поэтому здесь подземные воды становятся тёплыми и даже горячими.

Если толщи земной коры сложены легкорастворимыми породами (известняками, гипсом, солями), то подземные воды вымывают в них многочисленные пустоты, полости, пещеры (рис. 171). Такое явление природы, а также формы рельефа на поверхности и в толщах горных пород называются карстом.

Рис. 171. Формы карста

Вода не просто создаёт карстовые пещеры. Она украшает их живописными каменными «скульптурами». Из капель, просачивающихся с потолка пещер, как сосульки, нарастают вниз сталактиты. Из капель, падающих на пол пещеры, снизу постепенно растут столбики — сталагмиты. Эти формы иногда срастаются друг с другом в единые колонны.

Вопросы и задания

1.Откуда вода попадает в толщу земной коры?

2.Назовите виды подземных вод.

3.Что такое артезианские воды? Как они образуются?

4.Что такое источники? Где они возникают?

5.Чем минеральные подземные воды отличаются от пресных вод? В чём их ценность?

6. Где образуются карстовые пещеры?

7.По рисунку 171 расскажите о подземных и поверхностных формах карста.

Воды суши

Воды суши

ВОДЫ СУШИ

Подземные воды

1. Условия

образования подземных вод. Подземной называется вода, находящаяся в земной коре. Для ее образования необходимы два условия: атмосферные осадки (дождь, снег), выпадающие в достаточном количестве на поверхность суши, и способность горных пород, слагающих эту поверхность, пропускать воду.

Атмосферные осадки, выпадающие в виде дождя, просачиваются сразу, выпавшие в виде снега — после его таяния. В наших широтах это происходит весной.

Способность горных пород пропускать воду объясняется тем, что в них есть поры, трещины, пустоты. Поры — промежутки между частицами горной породы. Чем крупнее частицы, тем больше поры и тем легче проходит вода через породу. Хорошо пропускает воду лесок, особенно крупнозернистый. Почти не пропускает глина (почему?). Совсем не пропускает гранит, если в нем нет трещин.

,

Горные породы, пропускающие воды, называются водопроницаемыми, не пропускающие ее — водонепроницаемыми или водоупорными.

В легко растворимых» породах (например, соли, гипс, известняк) под действием воды возникают пустоты — пещеры. В крупных пещерах могут образоваться подземные озера и реки.

2. Грунтовые и межпластовые воды. На поверхности суши преобладают осадочные породы различной водопроницаемости. В одних местах их слои залегают горизонтально, а в других — изгибаются. При этом очень часто водопроницаемые и водонепроницаемые слои чередуются

Представьте себе участок суши, сложенный с поверхности крупнозернистым песком, лежащим на слое водоупорной глины. Что произойдет с водой обильных осадков, выпавших на этот участок? Она быстро просочится через песок, но задержится над слоем глины, постепенно заполняя поры в песке. Образуется слой, насыщенный водой, — водоносный слой.

Воду, находящуюся в водоносном слое, не прикрытом сверху водоупорными породами, называют грунтовой водой (рис. 7 ).

Рис.7

 Грунтовые воды пополняются водой, просачивающейся со всей расположенной над ними поверхности. Уровень грунтовых вод изменяется в зависимости от количества просочившейся воды. Так, весной, после таяния снега, он становится выше, в конце сухого лета — понижается.

Изменение уровня грунтовых вод можно наблюдать в колодцах, из которых во многих населенных пунктах берут питьевую воду.

Грунтовые воды медленно перемещаются по порам (текут) в ту сторону, где уровень их ниже! В оврагах, в речных долинах они образуют источники (родник и).

Вода водоносного слоя, лежащего между двумя водоупорными слоями (пластами), называется межпластовой. Попасть в этот слой вода может только там, где он выходит на поверхность (рис. 8 ). Поэтому межпластовые воды пополняются очень медленно. Иногда они образуют источники, но обычно их добывают из скважин, пробуренных через водоупорные слои до водоносных. Если слои горных пород залегают чашеобразно , вода под напором поднимается по скважине и иногда бьет фонтаном.

 

Рис.8

 Межпластовые воды. А — область питания грунтовых вод; Б — область питания межпластовых вод

3. Использование и охрана подземных вод. Значение подземных вод очень велико. Пресная подземная вода — лучшая питьевая вода. Большое количество ее расходуется на водоснабжение промышленных предприятий (фабрик, заводов), на орошение полей в районах, бедных поверхностными водами.

Подземные воды, содержащие повышенное количество растворенных веществ и газов, т.е. минеральные, могут использоваться в лечебных целях.

Не следует думать, что запасы подземных вод неисчерпаемы. Подземные воды пополняются водой атмосферных осадков, но это происходит только там, где водоносные слои не прикрыты водонепроницаемыми горными породами. Пополнение подземных вод, особенно межпластовых, происходит крайне медленно. Если эти воды расходовать быстрее, чем они успевают пополняться, количество их будет уменьшаться.

Подземные воды не защищены от загрязнения. Так, грунтовые воды загрязняются при просачивании сточных вод, например, у мясокомбинатов, автобаз и т. д. В межпластовые воды попадает нефть из скважин при ее добыче. Очищать эти воды невозможно. Поэтому главное — строго следить за тем, чтобы загрязняющие вещества в них не попадали.

 Реки

Расскажите о реке, которую вы видели. Рис.9

Река — поток воды, текущий в выработанном им углублении. Это углубление называется руслом реки.

Обычно русло находится на дне более широкого понижения в рельефе, называемого речной долиной. (По рисунку 9 расскажите о строении речной долины. Покажите склоны долины, дно, русло равнинной реки.) Небольшие речки называют ручьями. Как правило, реки текут постоянно. Но встречаются и временно пересыхающие. Каждая река, каждый ручеек имеют исток и устье.

Исток — начало реки. Истоки бывают разные. Волга начинается на Валдайской возвышенности, там, где выходят подземные воды.

Вот отсюда, именно отсюда,

Из глубин лесного родника

Выбегает голубое чудо —

Русская великая река.

Н. Палъкин

Ангара вытекает из озера Байкал. Терек берет начало в ледниках Кавказа. А Обь образуется при слиянии двух рек — Бии и Катуни.

Как бы река ни начиналась, но если у нее есть притоки, то вниз по течению она становится шире и полноводнее. Только в реках, начинающихся в горах и текущих по пустыне, количество воды уменьшается, и они иногда «теряются» в песках. (Найдите такие реки на карте в атласе. Где они начинаются и как заканчиваются?)

Место, где река впадает в другую реку, в озеро или в море, называется устьем реки. Расстояние от истока до устья — длина реки. (На. карте реки надо показывать от истока до устья.)

Все самые большие реки впадают в моря или заливы Океана (подтвердите на примере нескольких рек). Некоторые из них заканчиваются в озерах (пользуясь картой полушарий, приведите примеры), большинство же являются притоками других рек. Так, река Москва — левый приток Оки; Ока — правый приток Волги. Для того чтобы узнать, правый или левый приток Волги река Ока, надо встать лицом к устью реки (вниз по течению). Если река впадает справа — это правый приток, слева — левый. (На карте покажите реку Каму, ее исток и устье. Какой это приток Волги, правый или левый? Какой приток у Енисея — Ангара, а у Оби — Иртыш?)

Главная река со всеми притоками образует речную систему (рис. 10 ). (Пользуясь картой полушарий, сравните речные системы Амазонки и Нила.)

2. Бассейн реки и водораздел.

Участок земной поверхности, с которого вся вода стекает в реку, называется водосборным бассейном этой реки (рис. 10 ).

Рис.10

Каждая река, даже маленькая, имеет свой бассейн. Бассейн главной реки включает бассейны всех ее притоков. Самый большой бассейн — у Амазонки (покажите на, карте). Его площадь — 7 млн. км^{2 — лишь немного меньше площади Австралии.}

Граница, разделяющая соседние речные бассейны, называется водоразделом . Действительно, по одну сторону водораздела вода стекает в одну реку, по другую — в другую. В горах он проходит по гребням хребтов, на равнинах — по наиболее возвышенной их части. (Водоразделы каких речных бассейнов проходят по Уральскому хребту, каких — по Валдайской возвышенности? На карте покажите границу бассейна Волги. )

3. Реки горные и равнинные. Направление и скорость течения- реки зависят от рельефа поверхности, по которой река течет.

Равнинные реки текут спокойно, в широких долинах . Типичная равнинная река — Волга. Ее длина от

истока до устья — 3530 км. На этом расстоянии она спускается не более чем на 250 м. Падение реки небольшое. Средняя скорость течения — меньше 1 м/с. Не обладая силой, достаточной для того, чтобы проложить себе прямой путь, равнинная река обходит препятствия и вырабатывает широкую долину, по дну которой извивается ее русло. При достаточной глубине равнинные реки удобны для судоходства.

 Равнинная река и поперечный профиль

ее долины

 

Горные реки текут значительно быстрее, чем равнинные. Они не образуют больших извилин. Долины узкие, глубокие . Русло занимает все дно долины. Многие реки, начинаясь в горах, выходят на равнину, и горная река становится равнинной. Примером такой реки может быть Терек,. Он берет начало в горах Кавказа на высоте более 6000 м и впадает в Каспийское море (покажите Терек на карте). На протяжении 600 км река спускается более чем на 5 тыс. м (сравните с Волгой). В горной части Терек мчится по каменистому руслу в глубокой долине. Помните, у М. Ю. Лермонтова:

Терек воет, дик и злобен,

Меж утесистых громад,

Буре плач его подобен,

Слезы брызгами летят.

Выйдя на равнину, река извивается по дну широкой долины, выстланной принесенными сверху наносами:

Но, по степи разбегаясь, Он лукавый принял вид И, приветливо ласкаясь, Морю Каспию журчит…

4. Пороги и водопады. Даже на спокойных равнинных реках могут быть участки, на которых течение реки резко изменяется. Выходы твердых пород, пересекающие русло, и нагромождения камней образуют пороги (рис.11). Преодолевая их, река пенится, высоко вверх летят брызги, возникают водовороты. На порожистых участках равнинные реки похожи на горные. Пороги очень мешают судоходству.

Рис. 11 Пороги и схема их строения

Падая с высокого уступа, река образует водопад (рис. 12 ). Водопады встречаются в горах и на возвышенных равнинах. Самый высокий на Земле водопад — Анхель в Южной Америке, в бассейне реки Ориноко. Поток воды падает с высоты 1054 м на дно глубокого ущелья. Водопад был открыт в 1935 г. с самолета летчиком Анхелем (найдите этот водопад на карте полушарий и определите его координаты).

Ниагарский водопад в Северной Америке не относится к числу самых высоких. Его наибольшая высота всего 51 м, а на Земле около 20 водопадов, имеющих высоту более 100 м. Но это один из самых мощных водопадов. Через Ниагару проходит вся вода, вытекающая из Великих Американских озер. Сила падающей воды и крутящиеся в водовороте камни создали у подножия водопада многометровый котлован. Вода разрушает уступ, и он постепенно отступает вверх по течению со скоростьюдо 1 м в год. Если разрушение уступа не приостановить, через 20—30 тыс. лет он может достичь озера Эри и озеро будет спущено (покажите Ниагарский водопад на карте полушарий).

                                                        

 

Рис.12

5. Питание и уровень реки. Реки питаются дождевой водой, талыми водами снега и льда, подземными водами. От питания реки зависит изменение ее уровня.

Немало рек, питающихся исключительно дождевой водой. Среди них — самые полноводные реки Земли: Амазонка и Конго. Уровень воды в этих реках почти не изменяется, так как обильные дожди здесь выпадают весь год.

Талыми водами горных ледников питаются протекающие по пустыне реки, истоки которых находятся высоко в горах. Самый высокий уровень воды в этих реках — летом, когда тают ледники. Чем жарче лето, тем выше их уровень. К таким рекам относится, например, Амударья.

Большинство равнинных рек в нашей стране имеет

смешанное питание. Зимой, когда они покрыты

льдом, единственный источник питания — выходы грунтовых

вод в руслах рек. Если бы не подземное питание, реки зимой

подо льдом могли бы вообще иссякнуть.

Весной в реки стекают талые снеговые воды. Они переполняют русла и заливают дно долин. Это — весеннее половодье. Часть дна речной долины, по которой река течет только во время разлива, называется поймой .

Летом происходит сильное испарение воды и из реки, и с поверхности ее бассейна. И хотя выпадают дожди, главным становится снова подземное питание. Уровень воды в реках падает.

Осенью испарение уменьшается, идут затяжные дожди. Количество воды в реке прибывает, уровень повышается. Сильные дожди могут вызывать кратковременные подъемы уровня — паводки.

Изменение в течение года уровня равнинной реки со смешанным питанием (ее режим) показано на графике (рис.13 ) сплошной линией. Так изменялся уровень Волги у города Ярославля до сооружения на ней плотин и образования водохранилищ. Пунктирная линия на графике показывает изменение уровня реки после ее преобразования. (Как изменился режим реки в результате преобразования?)

Рис.13

 Озера

Расскажите об озере, которое вы видели. Какое оно, чем отличается от реки?

1. Что такое озеро? На суше немало замкнутых углублений (котловин) различного происхождения, в которые стекают поверхностные и подземные воды. Если в такое углубление поступает больше воды, чем за то же время испаряется, вода накапливается и образуется озеро.

Озеро — это скопление воды в природном углублении на суше.

В отличие от моря озеро не является частью Океана. От реки оно отличается тем, что вода в нем не течет, как поток в русле. (Сформулируйте правило, как надо показывать озера на карте.)

Самое большое озеро на Земле — Каспийское. В прошлом оно соединялось с Океаном и было морем. За огромные размеры и воду, похожую по составу солей на океанскую, его называют морем. (Покажите Каспийское море-озеро на карте полушарий, а затем на карте нашей Родины. Какие реки впадают в Каспий? Каковы его наибольшие глубины? В какой части озера они находятся?)

Самое глубокое озеро на Земле — Байкал. Его глубина 1620 м. (Покажите его на карте и подпишите на контурной карте.)

2. Озерные котловины. Углубления, в которых находятся озера, называются озерными котловинами. Причин образования озерных котловин много, и котловины эти очень разнообразны. Самые большие и самые глубокие из них образуются в результате движений земной коры. При медленном опускании обширных ее участков возникли котловины Каспийского и Аральского морей-озер. Котловина Байкала — следствие образования гигантских трещин и раздвижения участков земной коры.

В долинах горных рек встречаются глубокие запрудные озера. Примером может быть Сарезское озеро на Памире глубиной более 400 м (рис.14 ). Грандиозный обвал, вызванный землетрясением, преградил путь реке Мургаб, создав плотину , которую река не может размыть уже более 80 лет. Путь реки может преградить также поток лавы или ледник.

Есть озера, занимающие кратеры потухших вулканов.

В местности, сложенной растворимыми породами, озерные котловины образуются вследствие опускания (провала) поверхности над пустотами. На холмистых равнинах озера лежат в понижениях между холмами.

В пойменных долинах часто можно видеть небольшие сильно вытянутые озера — старицы. Это участки бывшего русла реки, изменившей в этом месте свое направление

Если озеро заполняется наносами и зарастает, оно может превратиться в болото. Болото — участок земной поверхности, сильно увлажненный и поросший влаголюбивой растительностью.

3. Вода в озере. Озера, как и реки, питаются дождевой, талой и подземной водой. Расходуется вода из озера на испарение и выносится реками.

Озера, из которых вытекают реки, называются сточными. Например, Байкал. В него впадает более 300 рек и вытекает одна Ангара.

В отличие от Байкала Каспийское море-озеро бессточное: ни одна река из него не вытекает.

Рис.14

Вода, поступающая в озеро, приносит в него растворенные вещества. В литре речной воды содержится всего 0,2—0,3 г солей (выразите эту соленость в промилле и сравните с соленостью океанской воды). Но количество солей, поступивших в озеро за длительное время, может быть очень большим. Из сточного озера соли выносят реки. В бессточном озере вода тратится только на испарение, а соли в нем остаются. Поэтому соленость бессточного озера, испаряющего много воды, может увеличиваться.

Вода некоторых озер содержит много солей, потому что они расположены в легко растворимых горных породах или являются остатками отступившего моря. Соленость Мертвого моря-озера около 270 %с Оно находится на Аравийском полуострове, его уровень — почти на 400 м ниже уровня Средиземного моря. (В атласе на карте найдите, пользуясь условными обозначениями, соленые озера.)

 Ледники

1. Образование ледников. Ледник — скопление пресного льда на суше. Это не тот лед, который зимой покрывает наши реки и озера. Ледники образуются из снега. Если снега длительное время выпадает больше, чем успевает растаять, он накапливается, уплотняется и превращается в прозрачный, голубоватый лед. Происходит это в горах и полярных областях.

На вершинах высоких гор ледники можно видеть даже близ экватора. Вершина Килиманджаро в Африке увенчана ледником .

 

2. Горные ледники. Горные ледники очень разнообразны и по размерам, и по форме. Их форма зависит от рельефа гор. Одни как шапки покрывают вершины, другие лежат в чашеобразных углублениях на склонах, третьи заполняют горные долины

Обладая пластичностью, горные ледники движутся (текут) со скоростью до 80 м в сутки. Их языки спускаются из области накопления (питания) иногда значительно ниже снеговой линии. При этом они тают, питая ручьи и реки. У края ледника остаются принесенные им обломки горных пород размером от песчинки до крупного валуна. Эти ледниковые отложения называют мореной.

3. Покровные ледники. Покровные ледники занимают 98,5% всей площади ледников на Земле. Они образуются там, где снеговая линия находится очень низко (Антарктида, Гренландия и другие арктические острова). Эти ледники имеют форму щитов и куполов. Рельеф поверхности на форму такого

 

ледника не влияет, он скрыт под толщей льда. Лед накапливается в средней части щита и медленно растекается в стороны. Ледник часто спускается на прибрежные части Океана, как это можно видеть в Антарктике. В этом случае от него откалываются глыбы льда, превращающиеся в плавающие ледяные горы — айсберги (рис. 69). Айсберги, образующиеся у ледяных берегов Антарктиды, достигают гигантских размеров. Так, один из них имел 45 км в ширину и 170 км в длину при толщине более 200 м. Большая часть айсберга (до 90% его объема) находится под водой. Столкновение судна с ним очень опасно.

4. Значение ледников. Несмотря на то что общая площадь горных ледников невелика, значение их в жизни и деятельности людей заметнее, чем покровных. Главное то, что они питают реки, многие из которых несут воду в засушливые районы. Примером могут быть Амударья и Сырдарья. (Покажите их на карте.)

Покровные ледники содержат 10% всех запасов пресной воды на Земле. Пока эта вода не используется. Но уже существуют проекты доставки айсбергов к берегам стран, нуждающихся в воде. Один айсберг средних размеров содержит столько же пресной воды, сколько ее выносит за год небольшая река.

Вопросы и 1. Как и где образуются ледники? 2. Как участвует вода ледников в задания. Мировом круговороте воды? 3*. Как изображают горные ледники на карте (см. атлас)? Определите, на какой высоте они находятся. Питаются ли водой этих ледников реки? 4. Самый длинный горный ледник в Евразии — ледник Федченко (77 км) — находится на Памире. Найдите его на карте в атласе. 5*. Возможно ли образование ледников в вашей местности? Как должен измениться ее рельеф, чтобы они могли образоваться?

 Искусственные водоемы. Охрана поверхностных вод

1. Каналы и водохранилища. Реки и озера располагаются на земной поверхности неравномерно и не всегда удобны для

использования. В одних местах много тепла, необходимого растениям, но мало воды, в других, наоборот, ее излишки. Многие реки в один сезон переполнены водой, в другой — мелеют. Поэтому люди издавна строят каналы, создают водохранилища.

Каналы — искусственные реки (см. атлас). Специально вырытое людьми русло заполняется речной или озерной водой. По каналам вода перебрасывается из одной речной системы в другую. Образуются удобные водные пути. Улучшается водоснабжение.

Так, канал имени Москвы соединил Москву-реку с Волгой (найдите его на карте). Москва оказалась связанной водными путями с Балтийским, Белым и Каспийским морями (покажите эти пути на карте). Одновременно улучшилось снабжение города водой.

Волго-Донской канал — путь из бассейна Каспия в бассейны Азовского и Черного морей (покажите канал на карте). С его сооружением Москва стала портом пяти морей.

Там, где воды не хватает, создаются оросительные каналы. Там, где поверхность заболочена, — осушительные каналы. (По рисункам в атласе расскажите об оросительных и осушительных каналах.)

Водохранилища — искусственные водоемы. Большинство водохранилищ создают в долинах рек, возводя плотины, регулирующие сток воды. Так, в волжских водохранилищах весной задерживаются талые воды, а летом их постепенно пропускают через плотину. Поэтому ниже плотины река летом не мелеет. Это важно для равномерного снабжения водой населения, промышленных предприятий, сельского хозяйства, для работы ГЭС, и, конечно, для водного транспорта. Сейчас на Волге построено семь плотин. Река превратилась в цепочку водохранилищ. Большие водохранилища созданы на Каме. Самое крупное в России — Братское на Ангаре (покажите его на карте).

Маленькие водохранилища — пруды — создаются в оврагах или в специально вырытых углублениях. Вода их используется для полива садов и огородов, для ухода за скотом и для других хозяйственных нужд. Иногда они служат для разведения рыбы и водоплавающей птицы. Создают пруды в парках, в зонах отдыха населения.

Каналы и водохранилища нужны людям. Но прежде чем их создавать, необходимо выяснить все изменения, которые могут произойти в окружающей природе.

2. Охрана поверхностных вод. Рек и озер на Земле так много, что их невозможно пересчитать. Но они содержат только 3% всей пресной воды, находящейся на поверхности суши. Остальная вода, как вы знаете, заключена в ледниках и труднодоступна. Реки и озера издавна были главным источником снабжения людей пресной водой.

Большая часть пресной воды (включая и подземную) тратится на орошение засушливых земель. Много ее расходуется промышленностью. Например, для производства бумаги, на которой напечатан только один этот учебник, потребовалось около 0,5 м^{3 воды. (Сколько воды израсходовали на все учебники по географии для вашего класса?) Немало чистой воды идет на хозяйственные и бытовые нужды населения.}

В процессе использования чистая пресная вода превращается в загрязненную, содержащую вредные и даже ядовитые вещества. Она становится непригодной не только для питья, но и для использования в производстве. Куда же она девается? Стекает в озера, в реки, в Океан, загрязняя их. В результате на Земле остается все меньше чистых рек и озер. Некоторые реки уже трудно назвать реками. Загрязнены даже великие сибирские реки, особенно Обь. Гибнет Ладожское озеро, существует угроза гибели Байкала.

Что же требуется для спасения рек и озер от загрязнения? Надо экономно расходовать чистую пресную воду, хорошо очищать грязную, прежде чем спускать ее в реки и озера.

Попробуйте подсчитать, сколько вы расходуете чистой воды в день. И сколько из этого количества — напрасно? Особенно много тратится воды в быту там, где есть водопровод. Очень тоненькая струйка воды течет из плохо закрытого вами крана. Подставьте обычный 200-граммовый стакан и посмотрите, за сколько секунд он наполнится водой. Самое большее — за минуту. Значит, за час — 12 л, а за сутки почти 300 л чистой воды уйдет в канализацию, смешается с грязной водой. А если таких плохо закрытых кранов многие сотни и тысячи? Это очень большие потери питьевой воды.

Для очистки загрязненных вод необходимы специальные очистные сооружения. Они стоят очень дорого, и пока их мало. Прошедшая через очистные сооружения вода далеко не всегда пригодна для питья. Но ее можно использовать вторично в промышленности, сельском хозяйстве. Ею можно мыть машины и тротуары. Это позволяет экономить питьевую воду и уменьшить количество загрязненной воды.

 

Что такое Подземные воды? | International Groundwater Resources Assessment Centre

Когда дождая вода выпадает на землю, часть ее стекает вдоль поверхности земли в ручьи, реки или озера, часть ее увлажняет почву. Часть этой воды используется растительностью; часть испаряется и возвращается в атмосферу. Часть воды также просачивается в землю, протекает в зону аэрации и достигает водное зеркало, воображаемую поверхность, ниже которой почва насыщена водой (смотри рисунок ниже).

Последнее и является подземными водами: вся вода, найденная под поверхностью земли в зоне насыщения.  

 Иллюстрация водного зеркала, насыщенной зоны и зоны аэрации

Подземные воды содержатся в так называемых «водоносных горизонтах». Водоносный горизонт (аквифер) представляет собой геологическую формацию или ее часть, состоящую из проницаемого материала, способного хранить/получать значительное количество воды. Водоносные горизонты могут состоять из различных материалов: рыхлых песков и гравия, проницаемых осадочных пород, таких как песчаники или известняки, обломков вулканических или кристаллических пород и.т.д.  

Подземные воды (в природе) пополняются дождевой водой и таянием снега, или водой, которая просачивается через дно некоторых озер и рек. Подземные воды также могут пополняться, когда происходит утечка системы водоснабжения или когда посевы орошаются большим количеством воды, чем требуется. Также существуют методы управления питанием водоносного горизонта и увеличения количества воды, просачивающейся в почву. 

Подземные воды могут быть найдены практически везде. Водное зеркало может залегать глубоко или неглубоко, в зависимости от ряда факторов, таких, как физические особенности региона, метеорологические условия, питание и степень эксплуатации. Сильные дожди могут привести к пополнению и вызвать повышение уровня водного зеркала. С другой стороны, длительная засуха может привести к падению уровня водного зеркала. 

Когда подземные воды достигают водоносный горизонт, они не стоят на месте. Как правило, они продолжают течь, но гораздо медленнее, чем до достижения водоносного горизонта. Скорость движения подземных вод зависит от характеристики водоносного горизонта. А движутся они, как правило, от высоких к низким уровням под действием гравитации, при условии отсутствия антропогенного воздействия, например насосных скважин. Подземные воды будут двигаться, пока они не втекут в другой водоносный горизонт или в другой водоем, например в озеро, реку, океан, или до тех пор, пока их не извлекут из колодца. 

Для того, чтобы иметь возможность хранить и производить подземные воды, водоносный горизонт должен обладать определенными физическими характеристиками. Он должен иметь пустоты (поры или трещины), в котором подземные воды могут храниться, и эти пустоты должны быть соединены между собой, что позволит подземным водам протекать через них. С технической точки зрения, при наличии соединенных между собой пустот, подобная геологическая формация является проницаемой. Когда пустот нет или они не связаны между собой, то такая геологическая формация является непроницаемой. Чем выше пористость и проницаемость водоносного горизонта, тем больше подземных вод хранится и производится в нем.

Проницаемые и непроницаемые геологические формации

Почему подземные воды так важны?

Подземные воды представляют собой около 30% мирового запаса пресной воды. Из других 70%, почти 69% содержатся в ледяном покрове и горных снегах/ледняках и лишь 1 % в реках и озерах. Подземные воды представляют собой в среднем одну треть потребляемой людьми пресной воды, а в некоторых частях мира этот процент может достигать 100%. На рисунке ниже дается краткий обзор распределения воды на Земле. 

Распределение воды на Земле

Подземные воды являются очень важным природным ресурсом и играют значительную роль в экономике. Это основной источник воды для орошения и пищевой промышленности. В целом, подземные воды являются надежным источником воды для сельского хозяйства и могут гибко использоваться: когда сухо и спрос выше, может быть извлечено больше подземных вод, а при выпадании достаточного количества осадков необходимость извлечения подземных вод будет меньше. Во всем мире, на орошение приходится более 70 % всего забора воды (как поверхностных, так и подземных вод). По оценкам, примерно 43 % общего объема воды, используемой для орошения, приходится на подземные воды.

Для окружающей среды подземные воды играют очень важную роль в поддержании уровня воды, они пополняют реки, озера и водно-болотные угодья. Особенно во период сухих месяцев, когда происходит очень мало прямого пополнения от дождевых осадков, они обеспечивают окружающую среду потоком подземных вод через дно этих водоемов и становятся существенными для диких животных и растений, обитающих в этой среде. Подземные воды также играют значимую роль в устойчивой навигации через внутренние воды в сухие сезоны. Выход подземных вод в реки помогает поддеживает  более высокий уровень воды. 

Подземные воды можно найти практически везде и качество их, как правило, очень хорошее. Тот факт, что подземные воды хранятся в слоях под поверхностью, и иногда на очень высокой глубине, помогает защитить их от загрязнения и сохранить их качество. Кроме того, подземные воды являются природным ресурсом, который часто может быть найден вблизи конечных потребителей и поэтому не требует больших вложений с точки зрения инфраструктуры и обработки, что часто бывает необходимым при добыче поверхностных вод. Самое главное в использовании подземных вод, это найти правильный баланс между водозабором и предоставлением водоносному горизонту возможности восстановиться, чтобы избежать чрезмерной эксплуатации и загрязнения этого важнейшего ресурса. 

Источники

• USGS – Вода в мире 
• USGS – Что такое подземные воды – Д. В. Кларк и Д.В. Брайэр. Открытый файл отчет 93-643, переиздан в апреле 2001
• Значимость подземных вод — Д – ЛОНГВУДСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Page 7 — Loodusõpetus 5. klassile, 2. osa

7

Земная кора устроена похожим образом: она состоит из слоёв

горной породы, расположенных один над другим. Одни горные

породы пропускают воду (в нашем опыте это песок и гравий, в

природе, например, может быть также сланец), другие воду не

пропускают (например, глина). Дождевая и талая вода впитыва-

ются в грунт. Вода проникает сквозь почву и трещинки в горных

породах и скапливается в горной породе, под которой находится

водонепроницаемый слой. Это

подземная вода

.

В отличие от нашего опыта в земной коре слои водопроница-

емых и водонепроницаемых горных пород чередуются. К тому

же в природе вода просачивается и сквозь водонепроницаемые

породы. В разрезе земной коры чередуются многочисленные

горные породы – как насыщенные водой, так и водонепроница-

емые. Подземная вода, скопившаяся на самом близком к поверх-

ности земли водонепроницаемом слое, называется

грунтовой

.

В некоторых местах, например, на склонах холмов и на дне

лощин, подземная вода выходит на поверхность земли. Место,

где подземная вода достигает поверхности, называется

родник

. Для человека чистая родниковая вода – источник

питьевой воды. Для получения чистой питьевой воды

копают или бурят колодцы.

Вся вода на Земле образует единый водный покров –

гидросферу

. Слово гидросфера греческого происхож-

дения и дословно значит «водный шар».

Вода – самая распространённая на нашей планете

субстанция и важнейшее для человечества природное

богатство. Однако большая часть воды непригодна для

питья или орошения полей. Морская вода для этого

слишком солёная, а содержащие пресную воду лед-

ники находятся в труднодоступных местах.

Г

И

Д

Р

О

С

Ф

Е

Р

А

З

Е

М

Л

И

Вода всех

водоёмов

Ледники

Водяные пары атмосферы

Подземная вода

Грунтовая вода

Почвенная вода

Слой водопроницаемой горной породы

Родник

Колодцы

Грунтовая вода

Слой водонепроницаемой горной породы

Подземная вода

Слой водонепроницаемой горной породы

OneGeology — eXtra — OneGeology Kids

Вода

Привет! Я — Уильям! Я расскажу вам, как геология связана с водой! Вы знаете, откуда появляется вода, которую вы пьете?

 

Большинство осадков, выпадающих в виде дождя или снега, либо испаряется, впитывается деревьями и почвой, либо попадает в реки и озера. Некоторая часть воды проникает сквозь узкие трещины в горные породы , которые служат своеобразным подземным хранилищем «резервуаром». Эти огромные «губки» называются «водоносными горизонтами», а вода, хранящаяся в них, — «грунтовой водой».

Горные породы, отмеченные зеленым цветом в центре карты , состоят из мела. Мел хорошо удерживает и сохраняет воду. Это пример геологической карты северной части Франции.

Кроме грунтовых вод, вода может храниться в виде льда в районах Северного и Южного Полюсов. Но 97% всей воды на нашей планете содержится в океанах.

На геологических картах , кроме горных пород, может быть изображен лед, например, как на этой карте Антарктиды.

Дополнительная информация

Уровень, которого достигает вода в водоносном горизонте, называется зеркалом грунтовых вод. Даже в вашей ванне вода доходит до определенного уровня. Под землей все происходит также. Уровень воды поднимается и опускается до определенного уровня, как в нашей ванной.

Мы можем получить доступ к грунтовым водам с помощью скважин, которые достигают уровня водоносного горизонта.

Горная порода, которая удерживает воду и пронизана порами, называется пористой.

Горные породы, которые впитывают воду, называются «водопроницаемыми». К ним относятся такие породы как известняк, мел, песчаник.

Горные породы, которые не пропускают воду, называются «водонепроницаемыми». Это, например, глинистые породы, такие как аргиллит, а также гранит.

Вода, содержащаяся в подземных горизонтах, может подвергаться загрязнению, так что мы должны аккуратно обращаться с химикатами и не допускать их попадания в землю.

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет — Сибстрин

Море, горы, аэропорт: производственная практика студентов-строителей НГАСУ (Сибстрин) на крупнейшей стройке юга России Благодаря стратегическому партнеру университета – ЗАО «ЛОММЕТА» – студенты работают не на обычном объекте, а на крупнейшей стройке России – возведении нового терминала аэропорта «Геленджик» в Краснодарском крае. Современный аэровокзальный комплекс, строительство которого будет завершено в декабре этого года, значительно улучшит транспортную инфраструктуру курортной зоны юга страны. В Геленджик приехали 23 студента 3-5 курсов бакалавриата по профилю «Промышленное и гражданское строительство» и специалитета «Строительство уникальных зданий и сооружений». ЗАО «ЛОММЕТА» оплатило студентам стоимость проезда в Геленджик и обратно, проживание и питание, а также выплачивает заработную плату. Непосредственно производственная практика проходит с 24 июня по 28 июля, однако у желающих есть возможность остаться работать на объекте и после ее окончания.

Профессия дорожник всегда будет востребована! Строительная специальность НГАСУ (Сибстрин) «Автомобильные дороги» Старейший вуз города – Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) – вот уже более 90 лет занимает лидирующие позиции в обучении студентов по направлению «Строительство». С 2017 года в нашем вузе началась подготовка специалистов по профилю «Автомобильные дороги» На сегодняшний день это одно из самых актуальных направлений строительства. Национальный проект «Безопасные и качественные автомобильные дороги» предполагает приоритетное развитие транспортной инфраструктуры страны за счет средств федерального бюджета. Поэтому специалисты – строители автомобильных дорог – будут востребованы во всех регионах страны. Объектами профессиональной деятельности выпускника являются: изыскания, проектирование, строительство и эксплуатация автомобильных дорог, включая земляное полотно, дорожные одежды, водопропускные сооружения, инженерные транспортные сооружения.

Важное направление подготовки «Природообустройство и водопользование»: много бюджетных мест Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) ждет абитуриентов на направление подготовки «Природообустройство и водопользование», профиль «Комплексное использование и охрана водных ресурсов». В 2021 году на данное направление выделено 30 бюджетных мест. Деятельность выпускников НГАСУ (Сибстрин) по данному профилю направлена на повышение эффективности использования водных и земельных ресурсов, устойчивости и экологической безопасности, а именно: создание водохозяйственных систем комплексного назначение, охрана и восстановление водных объектов; охрана земель различного назначения, рекультивация земель, нарушенных или загрязненных в процессе природопользования; природоохранное обустройство территорий с целью защиты от воздействия природных стихий; водоснабжение сельских поселений, отвод и очистка сточных вод, обводнение территорий.

Обучение в НГАСУ (Сибстрин) по актуальному направлению «Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура»! В 2020 года НГАСУ (Сибстрин) прошел государственную аккредитационную экспертизу и получил аккредитацию (а значит, и право выдавать дипломы государственного образца) по направлениям: 38.03.10 Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура (бакалавриат), профиль «Управление жилищным фондом и многоквартирными домами». 38.04.10 Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура (магистратура), профиль «Управление жилищным фондом и многоквартирными домами». Подготовка кадров для сферы ЖКХ чрезвычайно актуальна. Особое внимание уделяется подготовке управленческих кадров, компетентных не только в технических вопросах, связанных с функционированием объектов отрасли, но и обладающими управленческими компетенциями: приёмами и методами принятия управленческих решений, способностью к формированию эффективной структуры управления, коммуникативными навыками и организаторскими способностями, проектным мышлением. После окончан

Подземные воды и водоносные горизонты | Программа колодезной воды

Что такое грунтовые воды?

Подземные воды поступают из дождя и таяния снега, которые просачиваются в землю. Гравитация тянет воду вниз через промежутки между частицами почвы или трещины в скалах. В конце концов вода достигает такой глубины, где все отверстия в почве или скале заполняются водой; это называется насыщенной зоной . Вода в зоне насыщения называется , подземные воды .

Верхняя часть насыщенной зоны называется уровнем грунтовых вод .Уровень грунтовых вод повышается и понижается в зависимости от сезона и количества дождей и снеготаяния, которые произошли в течение определенного года. В Орегоне он выше зимой и весной, а самый низкий примерно в октябре.

Обратите внимание, что коренная порода ниже насыщенной зоны препятствует проникновению воды более глубоко.

Вода движется сквозь пространства в почве и камнях

Различные виды почвы и камней различаются по размеру пространства, через которое проходит вода. Воды легче перемещаться по большим пространствам.Гравий имеет очень большие пространства, поэтому вода движется по нему очень быстро. С другой стороны, пространства в глине настолько малы, что вода почти не проходит.

Некоторые слои породы настолько твердые, что не пропускают воду; это называется непроницаемым слоем. Другие очень рассыпчатые или имеют много больших трещин. Если трещины соединены друг с другом, вода может пройти сквозь скалу.

Проницаемость уменьшается слева направо из-за типа почвы и породы.

Материалы водоносного горизонта

Насыщенный слой почвы или породы с пространствами, через которые проходит вода, называется водоносным горизонтом . Водоносные горизонты могут быть разделены слоями камня или глины, которые не позволяют воде проходить сквозь них.

В Орегоне есть три основных типа водоносных горизонтов:

• Многие слои базальта из древних потоков лавы покрывают большую часть восточного Орегона и части северной долины Уилламетт.Между слоями базальта есть грунт и гравий, которые были на поверхности во время каждого потока. Трещины в базальте и межпотоки образуют водоносные горизонты.
• В долинах рек встречаются слои песка и гравия, образующие водоносные горизонты, иногда разделенные слоями глины.
• Коренные породы с соединенными трещинами образуют водоносные горизонты во многих частях штата, особенно на холмах над долинами рек.

Закрытые водоносные горизонты

Подземные воды под слоем твердой породы или глины находятся в замкнутом водоносном горизонте .Камень или глина называется ограничивающим слоем . Скважина, которая проходит через ограничивающий слой, известна как артезианская скважина .

Подземные воды в замкнутых водоносных горизонтах обычно находятся под давлением. Это давление заставляет воду в артезианской скважине подниматься над уровнем водоносного горизонта. Если из-за давления вода поднимается над уровнем земли, колодец переполняется и называется проточной артезианской скважиной .

Неограниченные (подземные) водоносные горизонты

Водоносные горизонты, которые находятся на , а не на ниже ограничивающего слоя, называются неограниченными водоносными горизонтами .Поскольку верхняя часть этих водоносных горизонтов является уровнем грунтовых вод, их также называют водоносными горизонтами уровня грунтовых вод . В водоносном горизонте уровня грунтовых вод уровень воды в колодце такой же, как уровень грунтовых вод за пределами колодца.

---

Этот раздел, включая большинство иллюстраций, был адаптирован с разрешения издания «Что такое подземные воды?» Лайл Рэймонд-младший (© Cornell Cooperative Extension, Корнельский университет, июль 1988 г.).

вода, проникшая на поверхность земли

.

Подземные воды вода, проникшая на поверхность земли Автор анимации: Bramer Подземные воды — это вся вода, которая проникла в земные поверхность и находится в одном из двух слоев почвы. Ближайший поверхность — это «зона аэрации», где есть зазоры между почвой. наполненный воздухом и водой. Ниже этого слоя находится «зона насыщения», где зазоры заполнены водой. Уровень грунтовых вод — граница между этими двумя слоями.По мере увеличения количества грунтовых вод или уменьшается, уровень грунтовых вод соответственно повышается или понижается. Когда вся территория под землей насыщено, затопление происходит потому, что все последующие осадки вынуждены оставаться на поверхности. Количество воды, которое может удерживаться в почве, называется «пористость». Скорость, с которой вода протекает через почву. это его «проницаемость». На разных поверхностях содержится разное количество воды и поглощают воду с разной скоростью.Поверхность проницаемость чрезвычайно важна для контроля гидрологов потому что по мере того, как поверхность становится менее проницаемой, на поверхности остается все большее количество воды, создание большего потенциала для наводнения. Зимой и ранней весной наводнения очень распространены, потому что мерзлый грунт не проницаем, поэтому большая часть дождевой и талой воды превращается в сток. Вода, проникающая в почву течет вниз, пока не встретит непроницаемая порода (показана серым цветом), а затем перемещается вбок.Места бокового движения воды называются «водоносными горизонтами». Подземные воды возвращаются на поверхность через эти водоносные горизонты. (стрелки), которые впадают в озера, реки и океаны. Под специальным обстоятельства, грунтовые воды могут даже течь вверх в артезианских скважинах. Течение грунтовых вод намного медленнее, чем сток, со скоростью, обычно измеряемой в сантиметрах на день, метры в год или даже сантиметры в год. атмосферные осадки испарение

Водоносные горизонты: подземные запасы пресной воды

Водоносные горизонты — это подземные слои горных пород, насыщенные водой, которая может быть поднята на поверхность через природные источники или путем откачки.

Подземные воды, содержащиеся в водоносных горизонтах, являются одним из самых важных источников воды на Земле: по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), около 30 процентов нашей жидкой пресной воды составляют грунтовые воды. Остальное находится на поверхности в ручьях, озерах, реках и болотах. Большая часть пресной воды в мире — около 69 процентов — заперта в ледниках и ледяных шапках. На веб-сайте Геологической службы США есть карта важных водоносных горизонтов на территории Соединенных Штатов.

Подземные воды могут быть найдены в различных типах горных пород, но наиболее продуктивные водоносные горизонты находятся в пористых, проницаемых породах, таких как песчаник, или в открытых полостях и пещерах известняковых водоносных горизонтов. Подземные воды легче проходят через эти материалы, что позволяет ускорить откачку и другие методы извлечения воды. Водоносные горизонты также можно найти в регионах, где скала состоит из более плотного материала, такого как гранит или базальт, если в этой породе есть трещины и трещины.

«Водоносные горизонты бывают разных форм и размеров, но на самом деле они представляют собой замкнутое подземное хранилище воды», — сказал Стивен Филлипс, гидролог из U.С. Геологическая служба (USGS) в Сакраменто, Калифорния.

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. Через грунтовые воды могут проходить через такой материал, но это будет происходить очень медленно (если вообще будет). По словам Филлипса, разломы или горы также могут блокировать движение пресных грунтовых вод, как и океан.

Водоносный слой может улавливать грунтовые воды в водоносном горизонте и создавать артезианскую скважину.Когда грунтовые воды протекают под водоемом с более высокой возвышенности на более низкую, например, с горного склона на дно долины, давления на грунтовые воды может быть достаточно, чтобы вытеснить воду из любой скважины, пробуренной в этот водоносный горизонт. Такие колодцы известны как артезианские колодцы, а водоносные горизонты, в которые они входят, называются артезианскими водоносными горизонтами или замкнутыми водоносными горизонтами.

Как движутся грунтовые воды

Когда новые поверхностные воды попадают в водоносный горизонт, они «пополняют» запасы грунтовых вод.По словам Филлипса, подпитка происходит в основном возле гор, а грунтовые воды обычно стекают вниз со склонов гор к ручьям и рекам под действием силы тяжести. 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.

Вода в водоносном горизонте может удерживаться под поверхностью Земли в течение многих столетий: по оценкам гидрологов, возраст воды в некоторых водоносных горизонтах превышает 10 000 лет (это означает, что она выпала на поверхность Земли в виде дождя или снега примерно за 6000 лет до Египта). Великая пирамида в Гизе была построена).Самые старые из когда-либо обнаруженных подземных вод были обнаружены на глубине 2 миль (2,4 км) в канадской шахте и застряли там между 1,5 и 2,64 миллиардами лет назад.

Но чем глубже копается вода, тем соленее становится жидкость, сказал Филлипс. «Подземные воды могут быть очень, очень глубокими, но в конечном итоге это рассол», — сказал он. «Для пресной воды глубины очень ограничены».

Большая часть питьевой воды, от которой зависит общество, содержится в неглубоких водоносных горизонтах. Например, водоносный горизонт Огаллала — обширный резервуар грунтовых вод площадью 174 000 квадратных миль (450 000 квадратных километров) — обеспечивает почти одну треть сельскохозяйственных грунтовых вод Америки и более одной.8 миллионов человек полагаются на водоносный горизонт Огаллала для получения питьевой воды.

Точно так же Техас получает почти 60 процентов воды из грунтовых вод; во Флориде подземные воды обеспечивают более 90 процентов пресной воды штата. Но эти важные источники пресной воды подвергаются все большей опасности.

Сельское хозяйство и растущее население предъявляют значительные требования к истощающимся водоносным горизонтам. (Изображение предоставлено Shutterstock)

Угрозы водоносным горизонтам

По данным исследования, проведенного в 2013 году Государственным университетом Канзаса, к 2010 году около 30 процентов подземных вод водоносного горизонта Огаллала было задействовано.Некоторые части водоносного горизонта Огаллала сейчас высохли, а уровень грунтовых вод снизился более чем на 300 футов в других областях. Исследование показало, что более двух третей подземных вод этого водоносного горизонта Огалалла могут быть осушены в течение следующих нескольких десятилетий.

«Уровень воды только что снижался, понижался, понижался, — сказал Филип. «Большая часть этой системы была перезаряжена 10 000 лет назад во время последнего ледникового периода, и сейчас мы добываем воду. Мы забираем старую воду, которая не пополняется.»

Та же проблема все чаще встречается во всем мире, особенно в районах, где быстро растущее население предъявляет повышенные требования к ограниченным ресурсам водоносного горизонта — в этих местах откачка может превышать способность водоносного горизонта пополнять запасы грунтовых вод.

Когда откачка грунтовых вод приводит к понижению уровня грунтовых вод, а затем уровень грунтовых вод может опуститься настолько низко, что станет ниже глубины колодца. В таких случаях колодец «высыхает», и вода не может быть удалена до тех пор, пока грунтовые воды не будут восстановлены. — что в некоторых случаях может занять сотни или тысячи лет.

Когда грунт опускается из-за откачки грунтовых вод, это называется проседанием. По данным НАСА, которое использует спутниковые данные для отслеживания проседания, в южной части Калифорнии, в долине Сан-Хоакин, где фермеры полагаются на колодцы для орошения, в период между 1920-ми и 1970-ми годами поверхность земли составляла 8,5 метров (28 футов).

«Проседание земли представляет собой угрозу для водоносных горизонтов, а также для инфраструктуры на поверхности», — сказал Филлипс.

Помимо уровня грунтовых вод, качеству воды в водоносном горизонте может угрожать проникновение соленой воды (особая проблема в прибрежных районах), биологические загрязнители, такие как навоз или сброс септических резервуаров, и промышленные химикаты, такие как пестициды или нефтепродукты.А как только водоносный горизонт загрязнен, его, как известно, трудно исправить.

Дополнительные ресурсы:

Эта статья была обновлена ​​17 октября 2018 г. младшим редактором Live Science Тиа Гхош.

Подземные воды

Подземные воды

Глава 12: Подземные воды

Гидрологический цикл

1. Рисунок 12.1 : Вода на Земле хранится в различных резервуарах, включая океаны, ледники / полярный лед, подземные воды, озера, реки, атмосферу и биосферу.

2. Рисунок 12.2: Вода непрерывно циркулирует через эти различные резервуары на Земле. Это циклическое движение воды через эти различные резервуары можно представить с помощью гидрологического цикла .

3. В гидрологическом круговороте вода переносится из одного резервуара в другой посредством процессов испарения, осадков и стока.

Подземные воды

Определение

1.Часть воды, падающей на землю, проникает в землю. Вода проникает в землю через стыки или небольшие поры между частицами посредством процесса, известного как инфильтрация .

2. Вода, содержащаяся в пространствах в коренных породах и реголите, обозначается как Грунтовые воды .

Подземные воды

(а) составляет ~ 1% воды на Земле

(б)) в 40 раз больше, чем пресноводные озера и ручьи

(c) 1/3 объема воды, содержащейся в ледниках и полярных льдах

(d) в основном происходит в виде дождя

(e) в основном встречается в пределах ~ 750 м от поверхности Земли

(f) находясь под землей, медленно мигрирует в сторону океана

Столб подземных вод

1. Рисунок 12.8 : Распределение воды в почве и реголите можно представить в виде зон:

2. Самый верхний слой — это ненасыщенная зона, которая может содержать немного воды, но не является насыщенной. Это известно как зона аэрации .

3. Зона насыщения находится ниже зоны аэрации и представляет собой слой, в котором поры почвы или породы полностью заполнены водой.

4. Уровень грунтовых вод — это верхняя поверхность зоны насыщения.

5. Рисунок 12.9: Уровень подземных вод:

(а) пересекает поверхность суши по озерам, болотам и ручьям

(б) несколько имитирует рельеф вышележащей поверхности суши

(c) может падать во время засухи и повышаться после сильных дождей.

Как движутся грунтовые воды

1. Подземные воды проходят через почву, реголит и породу через открытые поровые пространства между зернами или трещинами.

2 .Рисунок 12.7 и Таблица 12.2: Пористость — это процент открытых пространств в общем объеме тела реголита или коренной породы. Пористость большинства пород обычно <20%, но может достигать 50%.

3. Проницаемость — это мера того, насколько легко порода позволяет флюидам проходить через нее. Песчаник обычно более проницаем, чем глины.

4. Удельный выход относится к той части грунтовых вод, которая истощается под действием силы тяжести и, следовательно, доступна для использования.

5. Специфическое удержание относится к той части грунтовых вод, которая остается связанной в материале и не может пройти через нее.

6. Движение грунтовых вод в зоне насыщения называется перколяцией . Вода медленно движется, просачиваясь через очень маленькие поры по параллельным нитевидным путям.

7. Рис. 12.9 : Вода просачивается из областей с высоким уровнем грунтовых вод в области, где он самый низкий (в сторону поверхностных водотоков или озер).

8. Рис. 12.9 : Большая часть потока грунтовых вод проходит по длинным извилистым путям под действием силы тяжести. Восходящий поток под ручьями или озерами возникает из-за того, что вода под холмом находится под большим давлением, чем под ручьем. Вода течет в области с более низким давлением.

Зоны перезарядки и разгрузки

1. Пополнение подземных вод происходит в областях ландшафта, где осадки просачиваются вниз под поверхность и достигают зоны насыщения.Вода поступает на разгрузочных участков.

2. Время, необходимое воде, чтобы пройти через землю от подпитки до разгрузки, зависит от проницаемости, расстояния перемещения и пути потока. Изменяется от дней до тысяч лет.

3. Рис. 12.10a : Во влажных регионах области подпитки охватывают почти весь ландшафт за пределами ручьев. Сточные воды потоков подаются водой из зоны насыщения.

4. Рис. 12.10b : В засушливых регионах подпитка происходит в основном в горах и конусах выноса.Подпитка также происходит под потоками Influent , подстилаемыми проницаемым аллювием.

Расход и скорость

1. Рис. 12.16 : При заданной проницаемости скорость грунтовых вод увеличивается по мере увеличения наклона уровня грунтовых вод.

2. Гидравлический уклон [= (h2-h3) / l] является мерой уклона уровня грунтовых вод.

V = скорость грунтовых вод

В пропорционально (h2 — h3) / l

(h2-h3) = разница в высоте двух точек на уровне грунтовых вод

l = горизонтальное расстояние между двумя точками

В = К (h2-h3) / л

K = коэффициент проницаемости — это мера легкости, с которой вода движется через породу или отложения.Функция проницаемости, ускорения за счет силы тяжести и вязкости воды.

Q = AV

Q = расход грунтовых вод (объем в единицу времени)

A = площадь поперечного сечения

заменяя V = Q / A на V

Q = AK (h2-h3) / l (Закон Дарси)

3. Скорость грунтовых вод обычно колеблется от 1/2 м в день до нескольких метров в год.

Пружины

1. Рисунок 12.9 и 12.12: Источник — это естественный поток воды, который возникает, когда уровень грунтовых вод пересекает поверхность земли. Вода выходит на поверхность земли. Большинство крупных источников берут начало из расколотой лавы, известняка или гравия.

2. Водоупор — это тело непроницаемой или явно менее проницаемой породы, прилегающее к проницаемой.

Уэллс

1. Рисунок 12.13 : Колодец поставляет воду, когда он пересекает уровень грунтовых вод.

2. Скорость забора воды из новой скважины может изначально превышать скорость местного потока подземных вод, создавая вокруг скважины конус впадины . Со временем скорость притока уравновешивает скорость вывода.

Водоносные горизонты

1. Водоносный горизонт — это высокопроницаемая порода или реголит, лежащий в зоне насыщения.

2. Водоносные горизонты могут быть неограниченными или ограниченными .Замкнутые водоносные горизонты ограничены водоупорами.

3. Рисунок 12.11 : Вода, просачивающаяся в замкнутый водоносный горизонт, течет вниз под действием силы тяжести и подвергается возрастающему гидростатическому давлению.

4. Гидростатическое давление — это вес, который вышележащий столб воды будет оказывать на определенной глубине.

5. Вода под давлением стремится подняться на ту же высоту, что и уровень грунтовых вод в зоне подпитки, за вычетом количества, определяемого потерей энергии из-за сопротивления трения во время просачивания.

6. Рисунок 12.11 : Вода в артезианском водоносном горизонте находится под давлением и будет вытекать из артезианской скважины без откачки.

Изменения в региональном уровне грунтовых вод с течением времени

1. В регионах, где водозабор превышает пополнение, уровень грунтовых вод будет постепенно снижаться.

2. Рисунок 12.14 : Если допустить значительное снижение уровня грунтовых вод, то произойдет оседание земли .

Подземные воды могут быть восполнены искусственно:

(a) распространение биоразлагаемых жидких отходов по поверхности земли. Вода просачивается до уровня грунтовых вод.

(b) Направление стока в городских районах в бассейны, где вода будет просачиваться вниз и подпитывать водоносный горизонт.

(c) Рис. 12.22 : Подземные воды, забираемые промышленными предприятиями, могут закачиваться обратно в землю с помощью нагнетательных скважин.

Способы сделать подземные воды непригодными для питья

(a) Из окружающей коренной породы растворяется значительное количество соли.

(b) Подземные воды проходят через богатые серой породы (растворенный H ₂ S).

(c) Рис. 12.22 : Дренаж септиков, сломанной канализации и скотных дворов. Загрязненные сточными водами грунтовые воды можно очистить в некоторых случаях, если они просачиваются через песок или песчаник.

(d) Сельскохозяйственные яды.

(e) Подземное хранилище опасных отходов.

(f) Рис. 12.15 : Загрязнение морской водой прибрежных районов.

Геологическая активность подземных вод

1. Рис. 12.21: Карбонатные породы легко разрушаются путем растворения грунтовыми водами, потому что многие грунтовые воды являются слабокислыми из-за реакций с CO ₂ .

2. Рис. 12.20. : Пещеры в основном вырезаны в самых мелких частях зоны насыщения. Реакция между кислыми грунтовыми водами и карбонатными породами приводит к растворению карбонатных пород, оставляя после себя подземные полости, называемые пещерами.

3. Рис. 12.18 : Осаждение кальцита из капающей воды внутри пещер может привести к образованию различных особенностей пещер, включая сталактитов , сталагмитов , колонны и водопад. Сталактиты представляют собой похожие на сосульки элементы карбоната кальция, которые свешиваются с потолка пещеры, тогда как сталагмиты выступают вверх из дна пещеры.

4 . Рис. 12.19 : Воронки — это большие полости растворения, заметные на поверхности земли.Воронки могут образоваться при обрушении поверхности пещеры. Воронки могут также образовываться на поверхности вдоль пересечений стыков в коренных породах.

5. Рис. 12.20 : Карстовая топография относится к местности, содержащей пещеры, воронки, карстовые башни и подземные потоки. Карст Башни образуются на участках толстого, хорошо соединенного известняка, которые разделяются на изолированные блоки.

6. Рис. 12.24 : Циркуляция грунтовых вод около магматического тела может привести к образованию гейзеров и горячих источников.

Quia — Науки о Земле Пресная вода

A	B
ВОДНЫЙ ПАРА	Невидимая газообразная форма воды.
ПОДЗЕМНАЯ ВОДА	Вода, заполняющая трещины и поры в подземных слоях почвы и горных пород.
ВОДНЫЙ ЦИКЛ	Непрерывный процесс, при котором вода перемещается с поверхности Земли в атмосферу и обратно, проходя через живые и неживые части окружающей среды.
ИСПАРЕНИЕ	Процесс, при котором молекулы на поверхности жидкости, такой как вода, поглощают достаточно энергии, чтобы перейти в газообразное состояние, такое как водяной пар.
ТРАНСПИРАЦИЯ	Процесс, при котором растения выделяют пары воды через листья.
ОСАДКИ	Формы воды, такие как дождь, снег, мокрый снег или град, которые падают с облаков и достигают поверхности Земли.
ОРОШЕНИЕ	Процесс подачи воды на участки земли, чтобы сделать их пригодными для выращивания сельскохозяйственных культур.
ФОТОСИНТЕЗ	Процесс, при котором растения используют воду, а также углекислый газ и энергию солнца для производства пищи.
МЕСТО ОБИТАНИЯ	Место, где живет организм и которое дает ему все необходимое для выживания.
TRIBUTARY	Поток, который переходит в более крупный поток.
ВОДОСНАБЖЕНИЕ	Земельный участок, снабжающий водой речную систему.
DIVIDE	Гряда земли, отделяющая один водосборный бассейн или водораздел от другого.
LEVEE	Длинный гребень, образованный отложениями наносов вдоль русла реки.
РЕЗЕРВУАР	Естественное искусственное озеро, в котором хранится вода для использования человеком.
ЭВТРОФИКАЦИЯ	Процесс, в результате которого питательные вещества в озере накапливаются с течением времени, вызывая увеличение роста водорослей.
ПОРЫ	Крошечные отверстия внутри и между частицами камня и почвы, которые могут содержать воздух или воду.
ПРОНИЦАЕМЫЙ	Характеристика таких материалов, как песок и гравий, которые позволяют воде легко проходить через них.
НЕПРЕРЫВНЫЙ	Характеристика материалов, через которые вода не проходит легко, таких как глина и гранит.
НАСЫЩЕННАЯ ЗОНА	Слой проницаемой породы или почвы, в котором трещины и поры полностью заполнены водой.
ТАБЛИЦА ВОДЫ	Верхняя часть насыщенной зоны или глубина до грунтовых вод в водоносном горизонте.
НЕНАСЫЩЕННАЯ ЗОНА	Слой породы и почвы над уровнем грунтовых вод, в порах которого содержится воздух, а также вода.
AQUIFER	Подземный слой скальной породы или почвы, который удерживает воду.
ПРУЖИНА	Место, где подземная вода пузырится или вытекает из трещин в скале.
ПЕРЕЗАГРУЗИТЬ	Новая вода, которая поступает в водоносный горизонт с поверхности.
ARTESIAN WELL	Скважина, в которой вода поднимается из-за давления в водоносном горизонте.
БОЛОТНО	Участок земли, покрытый неглубоким слоем воды в течение некоторого или всего года.

Как колодцы получают воду из подземных рек?

Категория: Науки о Земле Опубликовано: 16 июля 2013 г.

В большинстве колодцев вода не поступает из подземных рек, а вода поступает из водоносных горизонтов. Водоносные горизонты — это слои горных пород и почвы, через маленькие поры которых течет вода.По большей части под земной поверхностью нет гигантских пещер с бурными потоками воды, быстро текущими через них. Вместо этого грунтовые воды медленно и мягко капают через небольшие промежутки внутри скал, между камнями и между сыпучими материалами, такими как песок и гравий. Фактически, воде в водоносных горизонтах могут потребоваться годы или столетия, чтобы вернуться на поверхность, как показано на рисунке. Типичный расход воды в водоносных горизонтах составляет десять футов в год. По этой причине, если в регионе не будет дождя в течение нескольких недель, колодцы не сразу станут сухими.

Расходы грунтовых вод через разные слои. Изображение в открытом доступе, источник: USGS.

Новая вода, например, от дождя или талого снега, капает в землю через поры и трещины в камнях и почве. Часть воды прилипает к грязи и камням у поверхности, а часть продолжает стекать вниз. Слой земли прямо под поверхностью представляет собой смесь камня, почвы, воды и пузырьков воздуха. Когда сила тяжести втягивает воду в землю достаточно глубоко, она заполняет все возможные поры и трещины, заставляя пузырьки воздуха подниматься вверх.На этой глубине земля насыщается водой. Граница между ненасыщенным грунтом и насыщенным грунтом называется уровнем грунтовых вод. Точное расположение уровня грунтовых вод зависит от того, сколько там новой воды, как быстро вода утекает и насколько проницаема земля.

Если вы выкопаете яму в земле, которая заканчивается над уровнем грунтовых вод, большая часть воды на этой глубине прилипает к кускам почвы и камня, так что немного воды выливается в вашу яму.Напротив, если вы выкопаете яму достаточно глубоко, чтобы она оканчивалась ниже уровня грунтовых вод, вода из насыщенного грунта под действием силы тяжести втянется в пустое пространство на дне ямы. В этом случае ваше отверстие заполняется водой, которая капает из отверстий в камнях. Но вода заполняет вашу яму только до уровня грунтовых вод (на самом деле немного ниже). Чтобы вода в лунке поднялась выше уровня грунтовых вод, она должна течь вверх, а не вниз, что не является принципом гравитации. «Колодец» — это просто яма, вырытая достаточно глубоко, чтобы проникать ниже уровня грунтовых вод и, следовательно, заполняться водой.Для извлечения воды из старых колодцев использовались простые ведра на веревках. В более современных колодцах используются насосы, которые всасывают воду в скважину. Насосы могут приводиться в движение вручную, с помощью прикрепленной ветряной мельницы или электродвигателя. При рытье нового колодца необязательно искать подземную реку. Вам просто нужно копать достаточно глубоко, чтобы добраться до уровня ниже уровня грунтовых вод.

Что-то интересное может случиться, если слой непроницаемой породы находится над слоем проницаемой породы, заполненной водой, и если непроницаемая порода наклоняется вниз.Вода, текущая на нижнем уровне, захватывается водонепроницаемым верхним уровнем, создавая замкнутый водоносный горизонт. По мере того, как вода течет вниз без выхода, нарастает давление. Если яма вырыта в земле достаточно глубоко, чтобы доходить до закрытого водоносного горизонта, давление может быть достаточно большим, чтобы вода в колодце выстреливалась без какой-либо помощи насоса. Такой колодец называется проточным артезианским колодцем.

Темы: водоносный горизонт, окружающая среда, земля, грунтовые воды, проницаемые, вода, грунтовые воды, колодец

Штат Орегон: Программы качества воды

Гидрологический цикл

Подземные воды являются частью гидрологического цикла .Дождь и снег падают на поверхность земли и проникают в почву или стекают с земли в ручьи, озера и океаны. Испарение и транспирация (выделение воды через листья растений) переносят воду обратно в атмосферу, где она снова конденсируется и падает на землю.

Вода, которая не стекает или не испаряется, фильтруется через почву и становится подземными водами . Подземные воды в конечном итоге выходят на поверхность в местах разгрузки, таких как родник, ручей, озеро или заболоченные земли, где они могут испариться обратно в атмосферу.

Подземные воды

Вода, фильтрующаяся через недра, сначала проходит через ненасыщенную зону , где промежутки (поры) между твердыми частицами или породами содержат как воздух, так и воду. Вода в этой зоне называется , почвенная вода , и некоторая ее часть будет потребляться растениями. Остальная вода продолжает двигаться вниз и в конечном итоге достигает зоны насыщения , где поровые пространства полностью заполнены водой.Вода в этой зоне называется , подземные воды . Вершина зоны насыщения называется уровнем грунтовых вод . Слои горных пород или почвы в зоне, которые могут легко накапливать и передавать полезные количества воды, называются водоносными горизонтами. Водоносные горизонты могут быть размером с несколько штатов вместе взятых или размером в несколько акров и могут быть найдены на несколько футов или сотен футов ниже поверхности. Вертикальная толщина может варьироваться от нескольких футов до сотен футов.

Водоносные горизонты

Водоносные горизонты классифицируются как Consolidated или Unconsolidated . Консолидированные водоносные горизонты встречаются в таких породах, как известняк, песчаник, базальт и т. Д. Подземные воды в этих водоносных горизонтах присутствуют во взаимосвязанных трещинах, поровых пространствах, поверхностях слоев горных пород и / или отверстиях каналов для раствора. Неконсолидированные водоносные горизонты встречаются в несцементированном грунте, таком как песок, гравий, ил, битые или выветренные породы и т. Д. Подземные воды в этих водоносных горизонтах находятся между отдельными зернами или частицами породы.

Сколько воды содержится в водоносном горизонте, зависит от типа водоносного горизонта, количества и размера отверстий, а также от того, как они связаны между собой. Например, глина и ил могут содержать много воды, но выделять ее медленно, потому что отверстия между зернами очень маленькие или плохо соединены (в случае глины). С другой стороны, крупнозернистый песок и гравий могут содержать меньше воды, но вода движется более свободно из-за более крупных взаимосвязанных отверстий между зернами.Количество воды, удерживаемой и извлекаемой консолидированными водоносными горизонтами, зависит от размера отверстий в породе и от того, насколько хорошо они связаны. Как правило, водоносные горизонты известняка приносят значительное количество воды, водоносные горизонты песчаника — умеренные, а гранитные водоносные горизонты — меньшие количества.

Несколько различных водоносных горизонтов, разделенных водоносными слоями , могут существовать в зоне насыщения. Аквитарды — это более низкие проницаемые слои, такие как глина или непористая порода, которые ограничивают поток воды из одного водоносного горизонта в другой.Водоносный горизонт, расположенный ниже водоносного горизонта, называется замкнутым водоносным горизонтом или артезианским водоносным горизонтом и часто находится под давлением. Если такой водоносный горизонт пробивается скважиной, давление заставляет захваченную воду подниматься в скважине на высоту выше, чем верхняя часть водоносного горизонта. Водоносный горизонт без водоносного горизонта над ним называется неограниченным водоносным горизонтом или водоносным горизонтом уровня грунтовых вод . Уровень воды в колодцах, проникающих в этот тип водоносного горизонта, такой же, как уровень воды в водоносном горизонте (уровень грунтовых вод).

Сброс и подпитка подземных вод

Подземные воды, как и поверхностные воды, постоянно находятся в движении. Однако грунтовые воды движутся намного медленнее — со скоростью от футов в день до дюймов в год в зависимости от типа почвы или породы, через которые они движутся. Подземные воды естественным образом перемещаются из высокогорных областей питания в низменные области разгрузки. Области разгрузки — это точки, где уровень грунтовых вод встречается с поверхностью земли, такие как реки, родники, озера, ручьи и заболоченные земли.