Головна

III. ПІДЗЕМНІ ВОДИ

  1. Якими бувають підземні льоди і як вони утворюються?
  2. НАПІРНІ ПІДЗЕМНІ ВОДИ.
  3. Підземні води
  4. Підземні води.
  5. Поняття підземні води. Походження підземних вод.
  6. Розрахунок плати за скиди забруднюючих речовин у поверхневі і підземні водні об'єкти

До підземних водяк об'єкту вивчення гідрологією відносяться води, що містяться в земній корі і активно беруть участь у кругообігу води на земній кулі, тобто взаємодіють з атмосферою і поверхневими водами.

Основне джерело формування підземних вод - атмосферні опади (сніг, що тане і дощі), які надходять в верхній шар грунту в результаті інфільтрації (вбирання). При рясному надходженні води вона заповнює всі порожнечі в ґрунті. По тріщинах, ходам тварин, отворів від гнилих коренів рослин, відносно великим порам (тобто проміжків між частинками грунту) вода переміщається вниз під впливом сили тяжіння - це гравітаційна вода.Вона досягає водотривкому шару (найчастіше глинисті відкладення), накопичуючись тут, утворює водоносний горизонт, тобто шар водопроникної пласта, насиченого водою, яка рухається по поверхні водоупора в сторону його ухилу під впливом сили тяжіння. Там, де негативні форми рельєфу (річкові долини, яри, озерні улоговини) розкривають водоносний горизонт, підземні води виходять на поверхню у вигляді джерел або розосередженого висачіванія на ділянці схилу.

При певному геологічну будову грунтові води до виходу на поверхню перекриваються іншим водоупором, потім другим і.т.д. Води, перекриті зверху водотривкими шарами, називаються міжпластові підземними водами.Харчування цих вод здійснюється на ділянках, де відповідний водоносний горизонт не перекритий зверху водоупором. Для міжпластовому вод характерно виникнення напору,внаслідок якого вода під час розтину водоносного горизонту свердловиною або з природничих тріщинах піднімається вгору. Рівень, до якого піднімається вода, називається пьезометрические рівнем.Перевищення цього рівня над рівнем води у водоносному горизонті називається висотою напору.Підйом води під дією напору може досягати земної поверхні. Особливо це властиво артезіанських вод, приуроченим до геологічними структурами синклінальними типу - артезіанських басейнах.

Між водоносними горизонтами зазвичай існує зв'язок внаслідок циркуляції води по тріщинах в водоупор або шляхом повільного просочування через них по порах.

Підземні води, приурочені до водоносних горизонтів, називаються пластовими водами.У гірських породах підземні води частіше переміщаються по системі тещин в породах (Трещинние води),по ізольованим тріщинах або жилах з підвищеною тріщинуватістю (жильні води), по карстових порожнин (карстовіводи).

У зоні поширення багаторічномерзлих порід розрізняють подмерзлотние води,залягають під товщею мерзлих порід, Межмерзлотние водивсередині мерзлій товщі і надмерзлотние води,для яких мерзлі породи служать водоупором.

Грунтові і тим більше міжпластові води існують, як правило, протягом всього року і забезпечують постійне харчування річок. У зоні поширення багаторічномерзлих порід це відноситься тільки до Подмерзлотние водам.

Відношення обсягу всіх порожнин до об'єму зразка грунту називається свердловин,а обсягу пір (Vпір) до обсягу грунту (Vгр) називається пористістю(Р): р = Vпір/Vгр Зазвичай вони виражаються в%. Пористість піску в середньому 40%, глини - близько 50%.

Верхній шар грунту після припинення танення снігу або дощу поступово звільняється від гравітаційної води. Погодження порожнечам циркулює повітря. Шар грунту (верхня частина якого є грунтом) до рівня грунтових вод називають зоною аерації. Вцій зоні залишаються наступні типи вод:

- Капілярна вода, що заповнює пори і знаходиться під впливом капілярних сил; в нижній частині зони аерації вода, піднімаючись по порам над шаром грунтових вод, утворюють зону капілярного підняття (капілярну облямівку) товщиною від 0 (гравій, галька) до 6-12 м. (глина);

-пленочная вода, що утворює тонку плівку навколо частинок грунту і порівняно слабо пов'язана з ними молекулярними силами; переміщається від місць з більшою товщиною плівки до місць з меншою її товщиною;

- Гігроскопічна вода, міцно пов'язана з частинками грунту молекулярними силами.

Здатність грунту вміщати і утримувати певну кількість води називається влагоемкостью грунту. повна вологоємність- Сумарний вміст в грунті всіх видів води при повному заповненні всіх пір, виражена у відсотках від маси зразка грунту. найменша(або польова) вологоємність- Вода, що залишається в грунті після набрякання гравітаційної води (для пісків 3-5%, суглинків і глин 12-22%). Вологість грунту- Фактичний зміст води в грунті, виражене у вигляді товщини шару (в мм) або у відсотках від маси сухого ґрунту.

Води зони аерації, що залишилися в порах грунту, поступово витрачаються на випаровування, в основному шляхом транспірації рослин.

Тимчасові скупчення гравітаційних вод, в зоні аерації можуть виникати над окремими лінзами водотривких порід (верховодка) і над відносним водоупо-ром, наприклад, над іллювіальним горизонтом підзолистих грунтів, водопроникність якого значно менше верхніх шарів. Переміщення води за відносним водоупором в сторону його ухилу утворює грунтовий,або внутріпочвенний стік.

Підземні води можуть формуватися в результаті інфільтрації в ґрунт не тільки атмосферних опадів, але і води з поверхневих водних об'єктів. Обидва ці виду вод називаються інфільтраційними підземними водами.Підземні води можуть формуватися також в наслідок конденсації водяної пари в порах грунту. це конденсаційні води,грають помітну роль в пустелях. Всі перераховані види підземних вод є екзогенними. До ендогеннихвідносяться води, що утворюються з парів магми - дегідраційніводи.

Глибина поширення міжпластовому підземних вод, що беруть участь у кругообігу води на землі, досягає, як правило, декількох сотень метрів. Глибина залягання грунтових вод, сильно змінюючись по території залежно від локальних умов в цілому, підпорядкована закону географічної зональності, збільшуючись від часток метра в зоні тундри до десятків метрів в степовій зоні.

Рух підземних вод по порах в зоні насичення, зване фільтрацією,як правило, ламинарное. Швидкість фільтрації (vф) виражається законом Дарсі:

vф = Доф· I

тут I - Гідравлічний ухил, рівний або ухилу поверхні рівня безнапірних вод, або ухилу п'єзометричного рівня для напірних вод; Кф - коефіцієнт фільтрації, рівний швидкості фільтрації через даний грунт при I = 1 (тобто вертикально вниз); його розмірність м / с або м / сут. Кф для галечника дорівнює 100-200 м / сут., для піску 1-50, для супеси 0,1-0,5, для глини 0,001-0,0001 м / сут.

Рух трещинних, жильних і особливо карстових підземних вод може бути турбулентним.

Рівняння водного балансу зони аерації в межах річкового басейну:

xінф + zгр = yгрунтів + Пгр + zз.а. ± ?uз.а.

де хінф - надходження води з поверхні землі (інфільтрація атмосферних опадів), zгр - випаровування грунтових вод, zз.а. - випаровування із зони аерації, Пгр - харчування грунтових вод із зони аерації, ?игр - зміна вологозапасів вод зони аерації.

Рівняння водного балансу ґрунтових вод (при відсутності припливу з-за меж річкового басейну і фільтрації через водоупор):

Пгр = yгр + zгр ± ?uгр

де угр- стік грунтових вод (тобто розвантаження грунтових вод на земну поверхню або безпосередньо в річки і водоймища), ?u - Зміна запасу (обсягу) ґрунтових вод. Типи водного режиму зони аерації:

1) промивної - хінф >> zз.а., надлишок води витрачається на Пгр и yгрунтів;

2) компенсований - xінф ? zз.а.;

3) випарний (випітної) - хінф << zз.а., недолік води частково відшкодовується за рахунок zгр.

Типи водного режиму грунтових вод:

1) сезонного (переважно весняного і осіннього) харчування; максимальний рівень ґрунтових вод навесні, менше підвищення восени, низький рівень в кінці літа і особливо в кінці зими; спостерігається на більшій частині території країн СНД;

2) короткочасного літнього харчування; максимальний рівень у червні - липні (іноді серпні-вересні); спостерігається в зоні багаторічної мерзлоти;

3) цілорічного, переважно зимово-весняного харчування; максимальний рівень у лютому-квітні, мінімальний - в літньо-осінній час (південь і захід території колишнього СРСР з промерзає зоною аерації).

Типи взаємодії підземних та поверхневих вод:

1) Двостороння гідравлічний зв'язок. При низькому рівні води в річці рівень грунтових вод знаходиться вище, річка отримує грунтове харчування. При високому рівні води в річці рівень грунтових вод виявляється нижче. Відбувається інфільтрація річкової води в грунт. Цей тип характерний для середніх і великих рівнинних річок.

2) Одностороння гідравлічний зв'язок. Рівень води в річці постійно вище рівня грунтових вод. Протягом всього року річкова вода живить ґрунтові води. Характерно для деяких посушливих, а також карстових районів.

3) Відсутність гідравлічної зв'язку. Водоупор розташований вище максимального рівня води в річці. Відбувається постійне харчування річки ґрунтовими водами, розвантажують на схилах долини у вигляді ключів або розосередженого висачіванія. Найбільш характерно для гірських районів.

II. КУРУГОВОРОТ ВОДИ І ЩО МІСТЯТЬСЯ В НІЙ РЕЧОВИН | Характеристики річки і її басейну. Річкова долина.


I. Загальні відомості про гідрології ВОДНИХ ОБ'ЄКТІВ, ХІМІЧНИХ І ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТІ ПРИРОДНИХ ВОД | загальні поняття | Будова молекули води і хімічні властивості природних вод | Фізичні властивості води | Харчування, водний режим річок, водний баланс річкового басейну | Рух води в річках. | Річкові наноси і руслові процеси. | До мікроформамотносятся гряди, висота яких значно менше глибини річки; найдрібніші гряди висотою в декількох сантиметрів - ріфелі. | Температура води і льодові явища. | Хімічний склад і гідрохімічний режим річок. |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати