Гідрологія підземних вод

Походження і поширення підземних вод .

Механізм утворення і поширення підземних вод за своєю суттю є процес взаємодії гідросфери і атмосфери з літосферою. Спостереження показують, що поверхнева вода з тією чи іншою швидкістю просочується через пори гірських порід, досягає водостійкого горизонту і утворює вище нього водоносний горизонт. На цій основі ще в давнину виникла теорія походження підземних вод, що отримала назву інфільтраційної.

Однак інфільтрація не єдиний процес, в результаті якого утворюються і поповнюються підземні (ґрунтові) води. Багаточисельні факти змушують відмовитись від універсального значення простого просочування води. Справа в тому, що навіть під час великих дощів насиченими виявляються тільки верхні шари ґрунту, нижче яких лежать сухі шари. Водоносні горизонти виявляються поза видимим зв’язком з атмосферними опадами.

У кінці XIX ст. була розроблена теорія конденсаційного походження підземних вод, пояснюючи накопичення ґрунтових вод конденсацією водяної пари з повітря проникненням її в землю. Особливо значних розмірів цей процес набуває в піщаних пустелях, однак пояснити всю різноманітність видів води в земній корі тільки конденсацією теж не можна.

Сутність помилок всіх теорій в тому, що кожна з них допускала лише одну форму, в якій вода проникає в землю - рідку або газоподібну. Подібно до того, як різноманітні атмосферні гідрометеори, різноманітні і види води в земній корі. Вони знаходяться в товщі гірських порід верхньої частини земної кори в рідкому, твердому та газоподібному стані.

По походженню розрізняють такі види підземних вод:

· Інфільтраційні, що утворилися внаслідок просочування з поверхні дощових, талих і річкових вод;

· Конденсаційні, що утворились в порах і тріщинах гірських порід із водяної пари;

· Седиментаційні, що утворилися в процесі геологічного накопичення осадів у водних умовах (седиментація - осідання);

· Магматогенні, або ювенальні, що утворились при кристалізації магми і метаморфізації гірських порід. Вважається, що більша частина вод гідросфери утворилася за рахунок дегазації магми.

Види води в ґрунті та підґрунті .

По фізичному стану підземні води поділяють на сім видів.

. Гравітаційні води. Вони переміщуються під дією сили тяжіння (гравітації), заповнюють тріщини й пустоти земної кори, переміщуються по них, а також займають замкнуті пониження на земній поверхні, утворюючи океани, моря, озера (рис. 1.).

. Капілярні води. Вони заповнюють дрібні пори в ґрунті та гірських породах, утримуються за рахунок сил поверхневого натягу і переміщуються в залежності від градієнта температури і вологості породи навіть проти градієнта сили тяжіння (завдяки цьому ґрунтові води підіймаються до поверхні). Гравітаційні та капілярні води приймають активну участь у вологообігу.

. Плівкова вода. Вона обволікає частки ґрунту і притягується до них силою поверхневого натягу, тому вона слабо приймає участь у вологообігу і погано використовується рослинами.

. Гігроскопічна вода. Вона обволікає дрібні агрегати ґрунту і видаляється тільки при сильному нагріванні.

Рис. 1. Утворення підземних вод

5. Хімічно пов’язана вода входить до складу мінералів, фізично та хімічно пов’язана в них (гіпс - CaSO4 . 2Н2О - вміщує 20,3% води, мірабіліт - Na2SO4 . 10Н2О - вміщує 55% води і т.д.), тому при її видаленні змінюються їхні фізичні властивості і вони руйнуються.

. Пароподібна вода займає пори, вільні від рідкої води. Утворюється як в результаті проникнення атмосферної вологи, так і в зв’язку з випаровуванням підземних вод всіх форм. Безпосередньо в постачанні рослин водою участі не приймає.

. Вода в твердому стані буває в областях сезонної (зимової) і багаторічної (вічної) мерзлоти.

Фізичні властивості і хімічний склад підземних вод.

Хімічний склад підземних вод визначається напрямком геологічних процесів природної зони, які, в свою чергу, залежать від ряду чинників. При надлишковому зволоженні формуються прісні води, при недостатньому зволоженні мінералізація підвищується.

При просочування води через підзолисті ґрунти, а також через піски в підземні води проникає лише незначна кількість солей. При фільтрації через чорноземи, каштанові ґрунти, а тим більше через солончаки в підземні води поступає більше солі. Ґрунти можуть змінювати склад вод, що фільтруються через них, завдяки реакціям обміну.

Цікаві статті з розділу

Вплив антропогенного фактора на життєдіяльність водних організмів
З настанням глобальної екологічної кризи людство змушене вирішувати нові проблеми, що стосуються гармонізації відносин людини з природою, сталого та безпечного збалансованого соціально-еконо ...

Генетичні типи островів та їх флористична різноманітність
Одним із найважливіших завдань сучасної ботаніки є детальне дослідження флори та рослинності конкретних регіонів, у першу чергу територій, які й досі зберігаються у природному або малотрансф ...

Охорона навколишнього природного середовища й екологічна безпека
Охорона навколишнього природного середовища - це сукупність заходів, спрямованих на збереження, раціональне використання й відтворення природних ресурсів і космічного простору в інтересах л ...