Neplatí pro podzemní vody. Proč potřebujete znát umístění vodonosných vrstev?

Vaše vlastní studna je ekonomický a stálý zdroj vody vhodný pro uspokojení široké škály lidských potřeb.

Z praxe je však také známo, že voda z různých zdrojů se může lišit svým fyzikálním a chemickým složením. Zejména kvalitu podzemních vod může výrazně ovlivnit hloubka zvodněných vrstev a také složení horniny.

Všechny podzemní vody lze rozdělit na tři hlavní skupiny:

• půda;
• země;
• mezivrstva nebo artéská.

Půdní voda

Půdní voda nebo posazená voda
Půdní voda, nebo jinak posazená voda, je voda, která leží v hloubce 1 až 4 metry. Vznikají pod vlivem srážek prosakujících půdou: déšť, roztavený sníh atd.

Zásoby půdní vody jsou obvykle nevýznamné a podléhají sezónním výkyvům. Během suchých období mohou zmizet a v chladných zimách mohou zmrznout.

Verkhodka k pití nevhodný, protože prochází horními vrstvami půdy, je nasycen nežádoucími minerálními nečistotami a škodlivými organickými sloučeninami.

Využívání půdní vody je omezeno výhradně na zavlažování zemědělské půdy.

Podzemní voda

Na rozdíl od posazené vody nevzniká podzemní voda pouze z atmosférických srážek. Jsou také napájeny vodami řek, jezer a nádrží prosakujících zemí.

Hloubka podzemní vody se může pohybovat od 6 do 40 metrů, její kvalita zase závisí na hloubce.

Studniční voda Vhodné pro použití v zemědělství i k pití podléhá předběžnému čištění a varu.

Interstratální nebo artéské vody

Tento typ podzemní vody dostal svůj název podle způsobu, jakým se vyskytuje v hornině.

Zatímco půda a podzemní voda se nachází na první vodotěsné, nejčastěji jílové vrstvě, mezivrstvová voda se nachází mezi dvěma vodotěsnými vrstvami, díky čemuž jsou mnohem méně náchylné ke znečištění.

Hladina těchto vod se navíc vyznačuje velkým objemem, stálostí a stálostí chemického složení.

Mezistratové vody se vyznačují naprostou průhledností, absencí organických látek a často i mineralizací, jejíž ukazatele závisí na složení hornin, ve kterých se hromadí.

Mezistratální voda pod tlakem se také nazývá artézská voda. Hloubka artézských vod může dosáhnout více než 100 metrů a samy se hromadí ve vrstvách tvořených vápencem.

Pamatujte si

• Co se stane s vodou, která spadne na zem s deštěm? Přes které horniny prosakuje voda rychleji – písky nebo jíly? Co jsou pružiny (klíče)? Proč je voda na jaře studená i v létě?

Jak vzniká podzemní voda. Voda v zemské kůře existuje ve třech skupenstvích: kapalné, plynné a pevné. Voda a vodní pára vyplňují prostory mezi částicemi hornin.

Pevná voda jsou krystaly a vrstvy ledu ve zmrzlých horninách.

Podzemní voda je voda nacházející se v horninách zemské kůry.

Na souši je mnohem více podzemní než povrchové vody – řeky, jezera, bažiny. Vznikají v důsledku srážek prosakujících hluboko do země. Nejdůležitější podmínkou pro vznik podzemní vody je schopnost hornin propouštět vodu. Jsou zde propustné a vodotěsné (vodotěsné) horniny (obr. 142).

Rýže. 142. Vodopropustnost hornin

Horniny, které umožňují průchod vody, se nazývají propustné horniny. Jsou to volné porézní (písek, oblázky, štěrk) nebo tvrdé, ale rozbité horniny (vápenec, pískovec, břidlice). Čím větší jsou částice a póry, tím lepší je propustnost vody. Skály, které nepropouštějí vodu, jsou vodotěsné, neboli vodotěsné. Jedná se o jíly nebo jakékoli nepopraskané tvrdé horniny.

Voda z povrchu prosakuje propustnými horninami, dokud na své cestě nenarazí na vodotěsné vrstvy. Zde se zdržuje, postupně vyplňuje póry nebo pukliny propustných hornin. Vrstvy nasycené vodou tvoří vodonosné vrstvy (obr. 143). Voda v nich stéká po nakloněné ploše nepropustné vrstvy.

Co jsou podzemní vody? Vlivem střídání hornin s různou propustností může být v zemské kůře v různých hloubkách více vodonosných vrstev. Volné a porézní horniny jsou nahrazeny voděodolnými, pak opět vodopropustnými a opět voděodolnými. Podle polohy vodonosných vrstev se rozlišují podzemní a mezivrstvové podzemní vody (viz obr. 143).

Rýže. 143. Podzemní voda

Vody horní zvodnělé vrstvy, nacházející se na první nepropustné vrstvě, se nazývají podzemní vody. Interstratální vody se nacházejí mezi dvěma nepropustnými vrstvami. Voda z povrchu se sem dostává pouze těmi místy, kde se na povrch dostávají vodonosné vrstvy.

Hloubka a mocnost vrstvy podzemní vody závisí na geologické stavbě území, topografii a klimatu. Na pláních s chladným a vlhkým klimatem se podzemní voda může přiblížit k samotnému povrchu, což přispívá k tvorbě bažin. Pokud je klima horké a suché, podzemní voda se nachází ve velkých hloubkách. Hloubka vrstvy podzemní vody se může lišit v závislosti na ročním období. V Rusku se podzemní voda na jaře nachází blíže k povrchu a v létě - dále od ní.

V porézních horninách podloží největší pouště světa, Sahary, jsou obrovské zásoby podzemní sladké vody. Je jich tolik, že dokážou uspokojit potřeby všech zemí nacházejících se v poušti. Tyto vody však leží v hloubce 150-200 m od povrchu.

Podzemní voda se často dostává na povrch a tvoří zdroje (prameny, prameny) v prohlubních reliéfu: údolí řek, rokle. Mezistratální voda se získává pomocí speciálně vrtaných vrtů. Někdy voda protéká studánkou jako fontánou. Takové vody se nazývají artéské (obr. 144).

Rýže. 144. Artézské vody

Artézské vody se tvoří v konkávních horninových vrstvách. Voda je zde pod vysokým tlakem, takže při otevření studny tryská.

Ne všechny podzemní vody jsou čerstvé. Některé z nich obsahují hodně rozpuštěných látek a plynů. Takové vody se nazývají minerální vody. Ve velkých hloubkách v zemské kůře se teplota zvyšuje. Proto se zde podzemní vody stávají teplými a dokonce horkými.

Jsou-li vrstvy zemské kůry složeny ze snadno rozpustných hornin (vápenec, sádrovec, soli), pak v nich podzemní vody vymývají četné dutiny, dutiny a jeskyně (obr. 145). Tento přírodní jev, stejně jako tvary terénu na povrchu a ve vrstvách hornin, se nazývá kras.

Rýže. 145. Krasové formy

Voda nevytváří jen krasové jeskyně. Zdobí je malebnými kamennými „sochami“. Z kapek prosakujících ze stropu jeskyní jako rampouchy vyrůstají směrem dolů krápníky. Z kapek dopadajících na podlahu jeskyně zespodu postupně vyrůstají sloupy - stalagmity. Tyto formy někdy srůstají do jednotlivých sloupců.

Otázky a úkoly

1. Odkud se voda dostává do zemské kůry?
2. Vyjmenuj druhy podzemních vod.
3. co je to zdroj? Kde se tvoří?
4. Kde se tvoří krasové jeskyně?

Vodní obal Země – hydrosféra – je tvořena podzemní vodou, atmosférickou vlhkostí, ledovci a povrchovými vodními útvary, včetně oceánů, moří, jezer, řek a bažin. Všechny vody hydrosféry jsou vzájemně propojené a jsou v nepřetržitém cyklu.

Hlavním složením hydrosféry je slaná voda. Sladká voda tvoří méně než 3 % celkového objemu. Údaje jsou libovolné, protože výpočty berou v úvahu pouze prokázané rezervy. Mezitím se podle hydrogeologů v hlubokých vrstvách Země nacházejí kolosální rezervoáry podzemní vody, jejichž ložiska dosud nebyla objevena.

Podzemní voda jako součást vodních zdrojů planety

Podzemní voda je voda obsažená v sedimentárních horninách obsahujících vodu, které tvoří horní vrstvu zemské kůry. V závislosti na podmínkách prostředí, jako je teplota, tlak, druhy hornin, je voda v pevném, kapalném nebo parním stavu. Klasifikace podzemních vod přímo závisí na půdách, které tvoří zemskou kůru, jejich vlhkostní kapacitě a hloubce. Vrstvy vodou nasycených hornin se nazývají „vodonosné vrstvy“.

Sladkovodní kolektory jsou považovány za jeden z nejdůležitějších strategických zdrojů.

Charakteristika a vlastnosti podzemních vod

Existují neomezené vodonosné vrstvy, ohraničené vrstvou vodotěsných hornin pod a nazývané podzemní voda, a tlakové vodonosné vrstvy, umístěné mezi dvěma nepropustnými vrstvami. Klasifikace podzemní vody podle typu vodou nasycené půdy:

• porézní, vyskytující se v píscích;
• trhliny, které vyplňují dutiny v tvrdých horninách;
• kras, nacházející se ve vápencích, sádrovci a podobných ve vodě rozpustných horninách.

Voda, univerzální rozpouštědlo, aktivně absorbuje látky tvořící horniny a je nasycena solemi a minerály. Podle koncentrace látek rozpuštěných ve vodě se rozlišují sladké, brakické, slané a slané vody.

Typy vody v podzemní hydrosféře

Voda v podzemí je ve volném nebo vázaném stavu. Mezi volné podzemní vody patří tlaková a netlaková voda, která se může pohybovat vlivem gravitačních sil. Přidružené vody zahrnují:

• krystalizační voda, chemicky obsažená v krystalické struktuře minerálů;
• hygroskopická a filmová voda, fyzikálně spojená s povrchem minerálních částic;
• voda v pevném stavu.

Zásoby podzemní vody

Podzemní voda tvoří asi 2 % objemu celé hydrosféry planety. Pojem „zásoby podzemní vody“ znamená:

• Množství vody obsažené ve vodou nasycené vrstvě půdy je přírodní rezerva. K doplňování akviferů dochází v důsledku řek, srážek a toku vody z jiných vrstev nasycených vodou. Při hodnocení zásob podzemní vody se zohledňuje průměrný roční objem průtoku podzemní vody.
• Objem vody, který lze použít při otevření vodonosné vrstvy, jsou elastické rezervy.

Jiný termín – „zdroje“ – označuje provozní zásoby podzemní vody nebo objem vody dané kvality, který lze z vodonosné vrstvy získat za jednotku času.

Znečištění podzemních vod

Odborníci klasifikují složení a typ znečištění podzemní vody takto:

Chemické znečištění

Neupravené kapalné odpady a pevné odpady z průmyslových a zemědělských podniků obsahují různé organické a anorganické látky, včetně těžkých kovů, ropných produktů, toxických pesticidů, půdních hnojiv a silničních činidel. Chemikálie pronikají do vodonosných vrstev prostřednictvím podzemních vod a studní, které nejsou řádně izolovány od sousedních útvarů nasycených vodou. Chemické znečištění podzemních vod je velmi rozšířené.

Biologické kontaminanty

Zdrojem kontaminace vodonosných vrstev patogenními mikroorganismy se mohou stát neupravené odpadní vody z domácností, vadné kanalizační rozvody a filtrační pole v blízkosti studní. Čím vyšší je filtrační kapacita půd, tím pomalejší je šíření biologické kontaminace podzemních vod.

Řešení problému znečištění podzemních vod

Vzhledem k tomu, že příčiny znečištění podzemních vod jsou antropogenní povahy, opatření na ochranu zdrojů podzemních vod před znečištěním by měla zahrnovat monitorování domovních a průmyslových odpadních vod, modernizaci systémů čištění a zneškodňování odpadních vod, omezování vypouštění odpadních vod do útvarů povrchových vod, vytváření ochranných pásem vod, popř. zdokonalování výrobních technologií.

» nové druhy vody. Dnešní návštěva - podzemní vody. Budeme si povídat o tom, co je podzemní voda, odkud pochází a kam jde. Cestou rozptýlíme několik běžných mylných představ na téma podzemní vody.

Podzemní voda je souhrnný název pro různá ložiska vody v podzemí. Voda v podzemí může být čerstvá, velmi čerstvá, brakická, slaná, superslaná (například v kryopezích, kterých jsme se dotkli v článku „Rozmanitost vody ve světě“).

Společné pro všechny typy podzemních vod: nacházejí se nad nepropustnou vrstvou půdy. Nepropustná zemina je zemina, která obsahuje velké množství jílu (nepropouští vodu) nebo zemina, která je pevnou horninou s minimálním počtem trhlin.

Pokud vyjdete ven a rozprostřete na zem list polyetylenu, nezískáte nic jiného než model vodotěsné vrstvy zeminy. Pokud nalijete vodu na polyetylen, bude se shromažďovat v prohlubních a stékat z vyšších míst do nižších. Bude získán model distribuce podzemní vody. A pokud v polyethylenu uděláte několik otvorů různých velikostí, získáte model pronikání horních vod do podložních horizontů.

Podobně se tvoří zásoby podzemní vody tam, kde nepropustná vrstva vytváří prohlubně. Podzemní řeky se tvoří od vyšších po nižší sníženiny. V místech, kde je vodotěsná vrstva přerušena, sestupují horní vody do spodní úrovně.

Ve formě obrázku to může být znázorněno takto:

Nyní o tom, odkud pochází podzemní voda.

Hlavní zdroj: déšť. Déšť padá a vsakuje se do země. Voda proniká volnými horními sypkými vrstvami půdy a hromadí se v prohlubních horní vodotěsné vrstvy země. Tento typ vody se nazývá „nad vodou“. Hodně záleží na počasí – pokud často prší, je tam voda. Pokud prší méně často, je vody málo nebo žádná. To je také nejvíce kontaminovaná vrstva podzemní vody, protože filtrace přes zemi byla minimální a voda obsahuje všechno - ropné produkty, hnojiva, pesticidy atd. atd. Hloubka tohoto typu vody je obecně od 2 do 10 metrů.

Dále, kde se horní nepropustná vrstva prolomí, dešťová voda vstupuje do spodních vodonosných vrstev. Jejich počet je různý, velmi rozdílná je i hloubka jejich výskytu. Horní hranice tedy začíná od 30 metrů a může dosáhnout 300 a více. Mimochodem, například na Ukrajině mají soukromé osoby zakázáno používat vodu hlouběji než 300 metrů, protože se jedná o strategickou rezervu země.

Zajímavým vzorem je, že čím hlouběji se vodonosná vrstva nachází, tím méně často obsahuje místa spojení s horními vrstvami. Například v saharské poušti využívají podzemní vodu, která se v Evropě propadla pod zem. Dalším vzorem je, že čím je voda hlubší, tím je čistší a méně závislá na srážkách.

Často se má za to, že podzemní voda se nachází v dutinách. To se stává, ale většinou je podzemní voda směsí písku, štěrku, jiných minerálů a velkého množství vody.

Říkalo se, odkud podzemní voda pochází a jak se pohybuje, ale nebylo řečeno, kam jde. A buď mizí ještě hlouběji pod zemí, nebo se vylévají na povrch v podobě pramenů, pramenů, gejzírů, pramenů a dalších podobných jevů. Takže například Dněpr pochází z podzemí někde v Bělorusku. Nedaleko mysu Aya (Krym, nedaleko Sevastopolu) se nachází zdroj sladké vody tekoucí do moře. Sám jsem to neviděl (je to utajeno:), ale jeden potápěč mi řekl: potápíš se s lahví, otevři ji pod vodou hrdlem dolů, čerstvá voda se naplní.

Kromě přirozených typů výpustí podzemní vody existují i ​​umělé. To jsou studny. A tak zajímavý fenomén, jako je artéská voda, je spojen se studnami. Kdysi dávno ve Francii v Artez vyvrtali studnu při hledání vody. A ze studny začala vytékat voda jako z fontány. To znamená, že artézské vody jsou vody, které stoupají ze země bez pomoci čerpadel. Takových případů je málo, nejčastěji se jedná o volně průtočné studny.

Podzemní voda má tedy jako vše v přírodě začátek, změnu a konec – padá pod zem s deštěm, putuje pod zemí z vrstvy do vrstvy a nakonec se vylévá na povrch.

Takříkajíc podzemní koloběh vody :)

Mezi pozemními vodami jsou největší zásoby podzemních vod, jejichž celkové zásoby jsou 60 milionů km 3 . Podzemní voda může být v kapalném, pevném nebo parním stavu. Nacházejí se v půdě a horninách horní části zemské kůry.

Schopnost hornin propouštět vodu závisí na velikosti a počtu pórů, dutin a trhlin.

Ve vztahu k vodě jsou všechny horniny rozděleny do tří skupin: propustná pro vodu(dobře propustná pro vodu) vodotěsný(zadržovat vodu) a rozpustný.

Rozpustné kameny - jedná se o draselné a kuchyňské soli, sádrovec, vápenec. Když je podzemní voda rozpustí, v hloubce se vytvoří velké dutiny, jeskyně, propady a studny (tento jev se nazývá kras).

Propustné horniny lze rozdělit do dvou kategorií: propustné v celé své hmotě (stejnoměrně propustné) a relativně propustné (polopropustné). Příklady vysoce propustných hornin jsou oblázky, štěrk a písek. Mezi polopropustné materiály patří jemnozrnný písek, rašelina atd.

Kromě toho mohou být propustné horniny náročné na vlhkost nebo nenáročné na vlhkost.

Kameny nenáročné na vlhkost - Jsou to horniny, které volně propouštějí vodu, aniž by se jí nasytily. Jedná se například o písek, oblázky atp.

Intenzivní na vlhkost - jedná se o horniny, které zadržují určité množství vody (např. jeden krychlový metr rašeliny pojme přes 500 litrů vody).

NA vodotěsná hora horniny zahrnují jíly, masivní krystalické a sedimentární horniny. Tyto horniny se však mohou v přirozených podmínkách rozlámat a stát se propustnými.

Vrstvy vodotěsných hornin, nad kterými leží vodonosné vrstvy, se nazývají vodotěsný.

Na vodotěsných horninách se voda prosakující dolů zadržuje a vyplňuje mezery mezi částicemi nadložní propustné horniny, čímž vzniká vodonosná vrstva.

Vrstvy propustné horniny, které obsahují vodu, se nazývají vodonosná.

Na pláních složených z usazených hornin se obvykle střídají propustné a nepropustné vrstvy.

Podzemní voda se vyskytuje ve vrstvách (obr. 1). Lze je rozdělit do tří horizontů:

• Horní horizont- Jedná se o sladké vody nacházející se v hloubce 25 až 350 m.
• střední horizont - vody ležící v hloubce 50 až 600 m Jsou většinou minerální nebo slané.
• Nižší horizont- voda, často pohřbená, vysoce mineralizovaná, zastoupená solankami. Leží v hloubce 400 až 3000 m.

Hlubinné vodní horizonty mohou být juvenilní (vyvřelého původu) nebo reliktní. Voda spodních horizontů se ve většině případů vytvořila při tvorbě sedimentárních hornin, které je obklopují.

Podle podmínek výskytu se podzemní vody dělí na půdní, posazené a saturační - podzemní a mezivrstva (obr. 2).

Půdní vody a posazené vody

Půdní voda vyplnit část mezer mezi částicemi půdy. Jsou nezbytné pro normální život rostlin.

Verchovodka Leží mělce, existuje dočasně a není hojný. V našich klimatických podmínkách se objevuje na jaře po tání sněhu, někdy i na podzim.

Rýže. 1. Vrstvy podzemní vody

Rýže. 2. Druhy vod podle podmínek

Podzemní voda

Podzemní voda vytvořit zvodněnou vrstvu na první vrstvě zvodnělé vrstvy z povrchu. Povrch podzemní vody je tzv zrcadlo podzemní vody. Vzdálenost od hladiny podzemní vody k vrstvě zvodnělé vrstvy se nazývá tloušťka vodotěsné vrstvy.

Podzemní voda je napájena infiltrovanými srážkami, vodou z řek, jezer a nádrží.

Hladina podzemní vody díky své mělké poloze od povrchu zaznamenává značné výkyvy podle ročních období: buď stoupá po srážkách nebo tání sněhu, nebo klesá v období sucha. Během silných zim může spodní voda zamrznout.

Protože hloubka podzemní vody je určena především klimatickými podmínkami, liší se v různých přírodních zónách. V tundře se tedy hladina podzemní vody prakticky shoduje s povrchem a v polopouštích je v hloubce 60-100 m a ne všude a tyto vody nemají dostatečný tlak.

Velký vliv na hloubku podzemní vody má míra členitosti topografie území. Čím je silnější, tím je podzemní voda hlubší.

Podzemní vody jsou výrazně náchylné ke znečištění.

Interformační vody

Interformační vody- spodní vodonosné vrstvy uzavřené mezi dvěma nepropustnými vrstvami. Na rozdíl od podzemních vod je hladina mezivrstvové vody stálejší a v čase se méně mění. Mezistratální vody jsou čistší než podzemní vody.

Zvláštní skupinu podzemních vod tvoří tlakové mezivrstvové vody. Zcela zaplňují vodonosnou vrstvu a jsou pod tlakem. Všechny vody obsažené ve vrstvách nacházejících se v konkávních tektonických strukturách mají tlak.

Otevírají se studnami a stoupají vzhůru, vylévají se na povrch nebo tryskají. Tak fungují artéské studny(obr. 3).

Rýže. 3. Artéská studna

Chemické složení podzemní vody se mění a závisí na rozpustnosti přilehlých hornin. Podle chemického složení se rozlišují čerstvé (do 1 g solí na 1 litr vody), mírně mineralizované (do 35 g solí na 1 litr vody) a mineralizované (do 50 g solí na 1 litr vody). vody) podzemní vody. V tomto případě jsou horní horizonty podzemní vody obvykle čerstvé nebo mírně mineralizované a spodní horizonty mohou být vysoce mineralizované. Minerální vody mohou být uhličité, alkalické, železité atd. Složením mnohé z nich mají léčivou hodnotu.

Teplota podzemní vody

Podle teploty se podzemní vody dělí na studené (do +20 °C) a termální (od +20 do +1000 °C). Termální vody se obvykle vyznačují vysokým obsahem různých solí, kyselin, kovů, radioaktivních prvků a prvků vzácných zemin.

Přirozené vývody podzemních vod (zpravidla podzemních vod) na povrch země se nazývají zdrojů(pružiny, pružiny). Obvykle se tvoří v nízkých místech, kde zvodně protínají zemský povrch.

Prameny jsou studené (s teplotou vody ne vyšší než 20 °C), teplé (od 20 do 37 °C) a horké nebo termální (nad 37 °C). Periodicky tryskající horké prameny se nazývají gejzíry. Nacházejí se v oblastech nedávného nebo moderního vulkanismu (Island, Kamčatka, Nový Zéland, Japonsko).

Význam a ochrana podzemních vod

Podzemní voda má v přírodě velký význam: je nejdůležitějším zdrojem výživy, bažiny; rozpouštět různé látky v horninách a transportovat je; s jejich účastí vznikají krasové a sesuvné formy terénu; když leží blízko povrchu, mohou způsobit procesy podmáčení; zásobují rostliny vlhkostí a živinami v nich rozpuštěnými atd. Jsou široce využívány člověkem: jsou zdrojem čisté pitné vody; používá se k léčbě řady lidských onemocnění; zajistit výrobnímu procesu vodní zdroje; používá se k zavlažování polí; z termálních vod se získává velké množství různých chemikálií (jód, Gauberova sůl, kyselina boritá, různé kovy); Tepelnou energii podzemní vody lze využít k vytápění budov, skleníků, výrobě elektřiny atd.

Dnes je v mnoha regionech stav podzemních vod hodnocen jako kritický a má nebezpečnou tendenci se dále zhoršovat. Navzdory tomu, že zásoby podzemních vod jsou velké, obnovují se extrémně pomalu a s tím je třeba při jejich využívání počítat. Neméně důležitá je ochrana podzemních vod před znečištěním.

Podzemní vody (a nejen povrchové, ale i hlubinné), stejně jako ostatní složky životního prostředí, podléhají znečišťujícímu vlivu lidské hospodářské činnosti: z těžebních podniků, skladů chemického odpadu a hnojiv, skládek, chovů hospodářských zvířat, obydlených oblastí , atd. Převládajícími látkami znečišťujícími podzemní vody jsou: ropné produkty, fenoly, těžké kovy (měď, zinek, olovo, kadmium, nikl, rtuť), sírany, chloridy, sloučeniny dusíku. Plocha center znečištění podzemních vod dosahuje stovek kilometrů čtverečních. Kvalita pitné vody se zhoršuje.