какие воды называются подземными
Все, что необходимо знать о видах подземных вод и их использовании
Подземные воды концентрируются в толще пород, не опускаясь ниже верхней части земной коры.
Это важный ресурс, необходимый для жизнеобеспечения человека, поэтому они всесторонне изучаются и классифицируются по совокупности свойств. Исходя из этого, определяются варианты их применения.
В этой статье рассмотрим виды подземных вод и их особенности, отличия и применение.
Основной применяемый в России вариант деления
Базовым вариантом в России считается их деление на типы по глубине залегания и способу использования. Этим определяется принципиальная возможность их применения в той или иной отрасли и легкость добычи.
Какие бывают?
Делений подземных вод по разным параметрам существует достаточно много. Чаще всего при исследованиях учитывается их принадлежность к нескольким категориям из разных классификаций. Это позволяет более объективно определить ценность природного ресурса.
Как классифицируются по условиям залегания?
«Базовая» классификация подземных вод по условиям залегания включает следующие их виды:
Для них характерно активное перемещение под воздействием гравитации, минимальная глубина залегания и большая занимаемая площадь.
Запас этих вод пополняется во время дождей – капли просачиваются сквозь разные виды грунта (глина, песок является неким аналогом фильтра).
Чаще всего у этих вод ограничена площадь «питания» и распространения, они занимают четко ограниченный участок. В разные сезоны их уровень зависит от температуры субстрата и от интенсивности осадков.
Они могут выходить на поверхность земли под давлением массы субстрата в виде ключей и родников.
Их добыча – трудоемкий процесс, для этого необходимы сложные инженерные конструкции. Иногда они пробиваются на поверхность самостоятельно, образуя родники и ключи. Чаще всего неподалеку строятся лечебницы, санатории, курорты.
По химическому составу
Этот показатель сильно варьируется. На него активнее всего влияет способность окружающих горных пород к растворению. По сути, такая вода – естественный раствор, «обогащенный» микроорганизмами и химическими элементами.
Базовая их классификация – по минерализации. Число (г/л или мг/л) – это сумма всех имеющихся в воде «посторонних примесей» (за исключением газов).
Разновидности:
Имеется и иная версия авторства В. И. Вернадского:
Чем ближе к поверхности почвы залегают воды, тем меньше в них минеральных «примесей». А вообще, состав определяется происхождением, интенсивностью взаимодействия с окружающими породами, условиями и нюансами водообмена (еще именуемого круговоротом воды в природе).
У них тоже есть несколько классификаций:
Промысловая классификация
Данный вариант классификации употребляется в основном в нефте- и газодобывающей отрасли. Типы выделяются, исходя из расположения H2O по отношению к разрабатываемым месторождениям:
Некоторые специалисты включают в эту классификацию еще и техногенные воды. Они попадают в пласт в процессе бурения, в ходе ремонта, промывки или закачиваются специально для поддержания необходимого давления.
По происхождению
Происхождение (или генетический тип) – один из основных факторов, предопределяющий химический состав вод. Они делятся на следующие виды:
По движению
Идея такого деления предложена советским гидрологом А. Ф. Лебедевым:
Может быть капиллярно-подвешенной, не имеющей источников питания, и капиллярно-подтянутой, участвующей в водообмене.
По характеру обмена с поверхностными
Водообмен идет на трех условных «уровнях». Верхний – это свободный обмен, нижний практически изолирован от поверхностных вод. Поэтому сверху концентрируются в основном пресные воды (пригодные для питья или технического назначения), снизу – «рассолы» с повышенной концентрацией химических соединений.
Посередине – воды разной степени минерализации. Здесь все определяется проницаемостью пластов почвы над ними.
Какие считаются самыми ценными?
Наиболее ценными считаются воды, располагающиеся максимально глубоко и пригодные для питья, добыча которых связана со значительными трудностями.
Их ценность заключается в:
Питьевая артезианская вода – это результат естественной длительной фильтрации дождевых или талых вод, пытающихся просочиться через плохо пропускающие их горные породы. Она скапливается в 60-70 м ниже уровня почвы.
Высокоминерализированные «рассолы» – это древняя морская H2O, попавшая под землю при сдвигах тектонических плит.
Применение знаний о классах на практике
Принадлежность подземных вод к определенным видам нескольких разных классификаций определяет возможность их использования в той или иной сфере деятельности:
В зависимости от конкретной области использования требования к составу и уровню жесткости варьируются.
Во-первых, должны отсутствовать пригодные для этого поверхностные воды. Во-вторых, необходимо наличие запасов подземных вод, которого хватит для обеспечения питьевой водой населения данного региона.
Заключение
Классифицировать подземные воды можно по разным критериям. Чаще всего они делятся на виды по условиям залегания и характеру использования. Наиболее ценным ресурсом считается чистая питьевая H2O.
Виды подземных вод. Верховодка и грунтовые воды: в чем отличия
Пригодность земельного участка к застройке определяется не только рельефом местности и механическим составом почвы, но и тем, какие на участке находятся виды подземных вод и на какой глубине они залегают. Присутствие подземных вод является определяющим, возникнут ли проблемы при строительстве и, в дальнейшем, при эксплуатации зданий и сооружений.
Мало того, стоимость участка под застройку напрямую зависит от того, на какой глубине залегают подземные (грунтовые) воды, так как борьба с ними — занятие нелёгкое и очень недешёвое.
Свойства любого грунта в сильной степени зависит от его влажности, то есть насколько он увлажнён поверхностными и подземными водами.
Подземные и поверхностные воды
Поверхностные воды – это просачивающиеся в землю осадки в виде снега и дождя.
Подземные воды формируются из проникающих в грунт на определённую глубину поверхностных вод, а также из вод рек, озёр, болот и искусственных водохранилищ.
Все воды, находящиеся ниже уровня земли в горных породах в газообразным, жидком и твердом состоянии называются подземными водами. Для их образования необходимо два условия: атмосферные осадки — снег дождь, выпадающие на поверхность суши в достаточном количестве и способность горных пород, слагающих этот участок суши, пропускать воду.
Атмосферные осадки, выпадающие в виде дождя, просачиваются сразу. Атмосферные осадки, выпадающие в виде снега, просачиваются после его таяния.
Способность породы пропускать воду объясняется тем, что во всех горных породах есть поры, пустоты и трещины. Поры – это расстояние между частицами горной породы. Чем крупнее частицы, тем крупнее поры, и тем легче вода проходит сквозь горную породу.
Породы, пропускающую воду, называют водопроницаемыми, а не пропускающие воду называют водонепроницаемыми или водоупорными.
По водопроницаемости, то есть, способности любого грунта пропускать воду через свои структуры, грунты делятся на три группы:
На поверхности суши преобладают осадочные породы разной водопроницаемости. Иногда эти породы располагаются горизонтально, иногда чередуются: водопроницаемые и водонепроницаемые слои.
Возьмем, например, участок суши, который сверху не прикрыт водонепроницаемыми породами и представлен крупнозернистым песчаником на водоупорной глине. Осадки, выпавшие на этот участок суши, очень быстро просочатся сквозь песок, но не пройдут сквозь водонепроницаемую глину. Постепенно осадки заполнят все поры в песке и образуется водоносный слой.
То есть, водоносный слой (водоносный пласт) — это горизонтально расположенный в толще земли участок грунта, состоящий из водопроницаемых горных пород, в полостях и трещинах которого движется подземная вода. Из одного или нескольких водоносных пластов образуется водоносный горизонт.
Виды подземных вод
По условиям залегания выделяются четыре вида подземных вод:
Подземные воды на участке
Верховодка
Верховодка – это временное, чаще всего сезонное, скопление безнапорных подземных вод малой мощности с небольшой площадью распространения. Располагается над грунтовыми водами, на сравнительно небольшой глубине в зоне, где часть пор пород занята воздухом, а другая часть — связанной водой.
Верховодка образуется над так называемыми полуводоупорами (случайными водоупорами) – линзами глин в песке или прослойками более плотных пород. Чаще всего это происходит в период долгоиграющих моросящих дождей или сильного снеготаяния, когда при инфильтрации вода не уходит в грунтовые воды, а временно задерживается. Таким образом, образуется ложный водоносный горизонт. Со временем эта вода либо испаряется, либо просачивается в нижележащие грунтовые воды.
Верховодка может также образовываться и в случае, когда нет никаких линз, но в толщу грунта с низкой водопроницаемостью обильно поступает вода. Так как просачивание происходит медленно, то в верхней толще грунта собирается вода – верховодка, которая рассасывается через некоторое время.
Появление верховодки может оказаться неожиданным «сюрпризом» для строителей, особенно если инженерно-геологические изыскания проводились в сухое время года. Поэтому она может представлять значительную опасность для строительства, так как не обнаруженная вовремя, может вызвать подтопление подвалов. Строители далеко не всегда страхуются устройством гидроизоляции подвала и дренированием территории
Грунтовые воды
Воду, находящуюся в водоносном слое, неприкрытую сверху водоупорными породами, называют грунтовыми водами.
Грунтовые воды – это первый от поверхности почвы постоянный водоносный горизонт, значительный по площади распространения, залегающий на первом водоупорном слое грунта, то есть на том слое, который или практически не пропускает воду, или имеет очень низкую фильтрацию.
Сверху грунтовые воды обычно не перекрываются водоупорными (водонепроницаемыми) породами.
Как правило грунтовые воды – безнапорные, свободные, так как водопроницаемый пласт, в котором они находятся, они заполняют не на полную мощность, и в этом их главное отличие от других видов подземных вод.
Иногда, на отдельных участках, над потоками грунтовых вод все-же встречаются участки плотных пород – водонепроницаемая кровля. Тогда грунтовые воды приобретают локальный (местный) напор.
Так как залегают грунтовые воды недалеко от поверхности земли, то в течении года их уровень существенно меняется. Например, весной, после таяния снега, уровень грунтовых вод повышается, а к концу засушливого лета понижается. Изменение уровня грунтовых вод хорошо видно в колодце в населенных пунктах, где люди берут питьевую воду.
Уровень грунтовых вод зависит от сезонных колебаний, на него влияет количество выпавших осадков, наличие растительного покрова, рельеф и жизнедеятельность человека.
Грунтовые воды медленно текут по порам в том направлении, где уровень грунтовых вод ниже. Иногда в оврагах и речных долинах они образуют источники или родники.
Именно грунтовые воды создают проблемы строителям, воздействуя на фундаменты. Так как грунтовая вода крайне непостоянна по многим факторам, и именно грунтовая вода влияет на условия строительства, диктует выбор фундамента и технологии при проектировании сооружений.
Межпластовые воды
Межпластовые воды – это подземные воды, находящиеся между двумя водоупорными слоями грунта. Межпластовые воды находятся ниже грунтовых вод, под первым водоупорным или водонепроницаемым слоем.
Бывают безнапорные межпластовые воды и напорные межпластовые воды. Безнапорные межпластовые воды не заполняют на полную мощность тот водоносный пласт, в котором находятся, и таким образом имеют свободную, безнапорную поверхность.
Однако, безнапорные межпластовые воды — довольно редкое явление. Чаще всего межпластовые воды заполняют весь водоносный пласт и обладают напором, то есть, находятся под значительным давлением грунта.
Напор – это давление, превышающее атмосферное. Причиной напора может быть вес вышележащих горных пород, изменение пористости пород, тектонические напряжения.
Наиболее благоприятные условия для формирования напорных вод создаются в пределах тектонических прогибов земной коры. То есть тогда, когда межпластовые воды и водоупорные слои располагаются чашеобразно. В таких случаях под напором вода поднимается, образуя источники и иногда бьет фонтаном.
Схема залегания подземных вод: 1 — верховодка; 2 — межпластовые безнапорные воды; 3 — грунтовые воды; 4 — межпластовые напорные воды; 5 — поверхностный водоем
Питание межпластового водоносного горизонта происходит лишь в местах выхода его на поверхность.
Артезианские воды
Артезианские воды – это межпластовые воды, обладающие напором. Залегают, как правило, на глубине несколько десятков метров. Находятся в водоносном слое, ограниченном снизу и сверху водоупорными пластами и поэтому постоянно находятся под давлением. Используются для водоснабжения дома после бурения артезианской скважины.
Межпластовые воды пополняются очень медленно, потому что попасть просачивающаяся вода может туда только в том месте, где они открыты на поверхности.
Грунтовые воды медленно пополняются атмосферными осадками, но только в том случае, если они не прикрыты водоупорным слоем. А межпластовые воды пополняется еще медленней и, если расходовать подземные воды быстрее, чем их количество растет, естественно, они будут исчерпанными.
Очищать грунтовые и подземные воды невозможно. Загрязнение происходит активно во время просачивания сточных вод рядом с крупными городами, сельскохозяйственными центрами населенными пунктами и предприятиями.
Подземные воды
Воды, которые содержатся в горных породах верхней части земной коры, называются подземными водами. В зависимости от глубины, состава воды, особенностей условий залегания выделяются почвенные, грунтовые с временным горизонтом верховодки, межпластовые (их разновидности артезианские, минеральные, термальные, геотермальные) воды. Особая группа подземных вод – воды многолетней мерзлоты.
Горизонты, насыщенные водами, называются водоносными. Их формирование возможно при наличии в горных породах пустот. По характеру пустот выделяются следующие типы подземных вод:
Слой горных пород, непроницаемый для воды, называется водоупором.
Почвенные воды
Содержатся в почвенном горизонте, пополняются во время таяния снега и сезонных дождей. Растворяют питательные вещества почвы, делают их доступными для растительности. Дефицит почвенных вод в период засухи вызывает гибель растений.
Состав зависит от человеческой деятельности, так как вблизи автомобильных трасс, предприятий, сельскохозяйственных комплексов в воду попадают загрязняющие вещества.
Грунтовые воды
Ближайший к дневной поверхности водоупор формирует постоянный водоносный слой. Воды, насыщающие его, называются грунтовыми. Глубина залегания грунтовых вод зависит от глубины водоупора и широтном расположении. В тундровой зоне – близко к поверхности, в южных регионах достигает 40 м. Грунтовые воды пополняются за счет сезонных осадков и просачивания речной и озерной воды.
В горной породе, сквозь которую просачивается вода, имеется множество капилляров. По ним вода поднимается к почве. По более крупным порам, образованными корнями растений и ходами животных, вода опускается вниз. Если в промежутке между грунтовыми водами и почвенным слоем встречаются линзы глин, они задерживают влагу. Формируются временные скопления подземных вод – верховодка. Оттуда часть воды поднимается к почве, часть постепенно стекает вниз и присоединяется к горизонту грунтовых вод.
Простейшие колодцы углубляются до грунтовых вод или верховодки. Воду из них можно употреблять для хозяйственных нужд, для приготовления пищи требуется кипячение из-за возможного загрязнения поверхностными стоками.
Межпластовые воды
Возникновение межпластовых вод возможно при особом геологическом строении региона, где водоносные слои чередуются с породами-водоупорами. Самые распространенные водоупоры – глина, известняк, доломит. Такой «слоеный пирог» образуется на месте древних озер и морей.
Водоносные горизонты, расположенные между водоупорами, насыщены межпластовыми водами. Таких горизонтов может быть несколько.
Межпластовые имеют разновидности:
| Название | Максимальное значение солености, г/л |
|---|---|
| Слабосолоноватые | 1-5 |
| Солоноватые | 10 |
| Слабосоленые | 15 |
| Соленые | 35 |
| Рассолы | 150 |
| Крепкие рассолы | Более 150 |
Для минеральных вод характерны соединения железа, мышьяка, марганца, цинка, брома, йода. Встречаются воды, насыщенные радоном, сероводородом. Минеральные воды могут быть термальными.
| Название | Температура, °С | Использование |
|---|---|---|
| Слаботермальные |
Основная проблема применения геотермальных вод – высокое содержание солей, что приводит к порче оборудования.
Подземные воды в многолетнемерзлых породах
Многолетнемерзлые породы выполняют роль водоупора. Подземные воды могут содержаться в горизонте над мерзлотой и в слоях между промерзшими пластами. Обычно водоносные участки расположены в незамерзающих породах под природными водоемами, которые оказывают отепляющее действие.
Объем воды, поступающий в скважину в зимний период сокращается, качество ухудшается из-за увеличения солености. Летом показатели возвращаются к норме.
Что такое подземная вода: определение, характеристика и виды
Значение грунтовой жидкости велико не только для природы, но и для человека. Поэтому исследователи проводят регулярные гидрологические наблюдения за ее состоянием и количеством, все глубже изучают, что такое подземная вода. Определение, классификация и остальные вопросы темы будут рассмотрены в статье.
Что такое подземная вода?
Классификация
Подразделение подземных вод на классы зависит от условий их залегания:
Помимо перечисленных видов, разделяются подземные воды на классы, зависящие от уровня слоя, в котором они расположены:
Почвенные воды
Если понять, что такое подземная вода почвенного вида, становится очевидным тот факт, что эта разновидность жидкости самая полезная, поскольку ее поверхностное расположение не лишает ее всех минералов и химических элементов. Такая вода является одним из главных источников «питания» для сельскохозяйственных полей, лесных массивов и других агрокультур.
Эта разновидность жидкости не всегда может залегать горизонтально, зачастую ее очертания схожи с рельефом почвы. В верхнем слое земной коры влага не имеет «твердой опоры», поэтому она находится в подвешенном состоянии.
Избыточное количество почвенных вод наблюдается по весне, когда тает снег.
Грунтовые воды
Грунтовые воды пополняются благодаря выпавшим осадкам. Многие путают ее с артезианской, но последняя залегает глубже.
Избыточное количество жидкости может скапливаться в одном месте. В результате стоячего положения образуются из подземных вод болота, озера и пр.
Межпластовые
Что такое подземная вода межпластовой категории? Это, по сути, те же водоносные горизонты, что и грунтовые и почвенные, но только уровень их протекания глубже, чем у двух предыдущих.
Положительной особенностью межпластовых жидкостей является то, что они намного чище, поскольку залегают глубже. Кроме того, их состав и количество всегда колеблется в одном постоянном пределе, и если и происходят изменения, то незначительные.
Артезианские
Артезианские воды располагаются на глубинах, превышающих 100 метров и достигающих 1 км. Эта разновидность считается, да и является, самой пригодной для употребления в пищу. Поэтому на загородных участках часто практикуется бурение подземных скважин как источник водоснабжения жилых домов.
При бурении скважины артезианская вода фонтаном вырывается на поверхность, поскольку явлется напорной разновидностью подземных вод. Залегает в пустотах горных пород между водоупорными пластами земной коры.
Ориентиром для добычи артезианской воды являются определенные природные объекты, расположенные на поверхности: впадины, флексуры, мульды.
Минеральные
Минеральные воды также имеют собственные классификации:
По преобладанию химических элементов:
По степени минерализации: начиная от пресных и заканчивая водами с самой высокой концентрацией.
Классификация по назначению
Подземные воды используются в жизни человека. Их назначение бывает разным:
Классификация по химическому составу
На химический состав подземных вод влияют те породы, которые прилегают в непосредственной близости к влаге. Выделяются следующие категории:
Как правило, воды, залегающие в непосредственной близости с земной поверхностью, пресноводные. И чем глубже располагается влага, тем более минерализованный ее состав.
Как образовались подземные воды?
На образование подземных вод влияет несколько факторов.
Мониторинг подземных вод
Если качество воды исследуют лабораторно, обозревая изъятую пробу, то разведка наличия подразумевает следующие методы, друг с другом взаимосвязанные:
Разведка подземных вод подразделяется на следующие типы:
Проблемы загрязнения
Проблема загрязнения подземных вод очень актуальна на сегодняшний день. Ученые выделяют следующие способы загрязнения:
Классификация по типу водонасыщенных грунтов
В зависимости от места расположения формируется и состав вод.
Запасы
Заключение
Какие бывают подземные воды — классификация
» data-image-caption=»» data-medium-file=»https://abissinsk.ru/wp-content/uploads/2016/04/podzemnye-vody-600×329.jpg» data-large-file=»https://abissinsk.ru/wp-content/uploads/2016/04/podzemnye-vody-710×389.jpg» />
Собственная скважина является экономичным и постоянным источником воды, пригодной для удовлетворения самых разнообразных нужд человека.
Однако из практики известно и то, что по своему физическому и химическому составу вода из разных источников может отличаться. В частности, на качество подземных вод существенное влияние могут оказывать глубина залегания водоносных пластов, а также состав породы.
Все подземные воды условно можно разделить на три основных группы:
Почвенные воды
Почвенная вода или верховадка
Запасы почвенных вод обычно незначительны и подвержены сезонным колебаниям. В засушливые периоды они могут исчезать, в холодные зимы — промерзать.
Для питья верховодка непригодна, так как проходя сквозь верхние почвенные слои, она насыщается нежелательными минеральными примесями и вредными органическим и соединениями.
Использование почвенных вод ограничивается исключительно поливом сельскохозяйственных угодий.
Грунтовые воды
В отличие от верховодки, грунтовые воды образуются не только из атмосферных осадков. Они также подпитываются просачивающимися сквозь грунт водами рек, озер и водохранилищ.
Глубина залегания грунтовых вод может колебаться от 6 до 40 метров, в свою очередь от глубины залегания зависит их качество.
Грунтовые воды, расположенные на небольшой глубине также подвержены загрязнению органикой и минеральными примесями. Кстати, именно этот тип вод питают большинство неглубоких колодцев.
Колодезная вода пригодна для использования в сельском хозяйстве, а также для питья при условии предварительной очистки и кипячения.
Межпластовые или артезианские воды
Свое название этот тип подземных вод получил от способа залегания в породе.
Тогда как почвенные и грунтовые воды располагаются на первом водоупорном, чаще всего глинистом слое, межпластовые воды находятся между двумя водоупорными слоями, благодаря чему они в гораздо меньшей мере подвержены загрязнениям.
Кроме того, уровень этих вод отличается большим объемом, стабильностью и постоянством химического состава.
Межпластовые воды отличаются полной прозрачностью, отсутствие органических веществ, нередко минерализацией, показатели которой зависят от состава пород, в которых они накапливаются.
Межпластовые воды, находящиеся под напором, еще называют артезианскими. Глубина залегания артезианских вод может достигать более 100 метров, а сами они накапливаются в образованных известняком пластах.