Woda jest najpowszechniejszą substancją na naszej planecie, dzięki której utrzymuje się na niej życie. Występuje zarówno w litosferze, jak iw hydrosferze. Biosfera Ziemi składa się w ¾ z wody. Ważną rolę w obiegu tej substancji odgrywają jej podziemne gatunki. Tutaj może powstać z gazów płaszczowych, podczas spływu opadów atmosferycznych itp. W tym artykule rozważymy rodzaje wód gruntowych.
Koncepcja
Pod ziemią rozumiemy te ostatnie, znajdujące się w skorupie ziemskiej, znajdujące się w skałach pod powierzchnią Ziemi w różnych stanach skupienia. Stanowią część hydrosfery. Według V. I. Vernadsky'ego wody te mogą znajdować się na głębokości do 60 km. Szacunkowa objętość wód gruntowych, znajdujących się na głębokości do 16 km, to 400 mln km sześciennych, czyli jedna trzecia wód oceanów. Znajdują się one na dwóch piętrach. W niższych z nich występują skały metamorficzne i magmowe, więc ilość wody jest tutaj ograniczona. Większość wody znajduje się na piętrze, w którym znajdują się skały osadowe.
Klasyfikacja zgodnie z charakterem wymiany zwody powierzchniowe
Są w nim 3 strefy: górna jest wolna; środkowy i dolny - powolna wymiana wody. Rodzaje składu wód gruntowych w różnych strefach są różne. Tak więc w górnej z nich znajdują się świeże wody wykorzystywane do celów technicznych, pitnych i gospodarczych. W strefie środkowej znajdują się wody antyczne o różnym składzie mineralnym. W dolnej części znajdują się wysokozmineralizowane solanki, z których pozyskuje się różne pierwiastki.
Klasyfikacja według mineralizacji
Ze względu na mineralizację wyróżnia się następujące rodzaje wód podziemnych: ultraświeże, posiadające stosunkowo wysoką mineralizację – tylko ostatnia grupa może osiągnąć poziom mineralizacji 1,0 g/cu. dm; słonawe, zasolone, o dużym zasoleniu, solanki. W tym ostatnim mineralizacja przekracza 35 mg/cu. dm.
Klasyfikacja według wystąpienia
W zależności od warunków występowania wyróżnia się następujące rodzaje wód gruntowych: wody zalegające, wody gruntowe, wody artezyjskie i glebowe.
Werchowodka powstaje głównie na soczewkach i wyklinowanych warstwach skał o niskiej przepuszczalności lub wodoodporności w strefie aeracji podczas infiltracji wód powierzchniowych i atmosferycznych. Czasami powstaje z powodu horyzontu iluwialnego pod warstwą gleby. Powstawanie tych wód jest związane z procesami kondensacji pary wodnej oprócz wymienionych powyżej. W niektórych strefach klimatycznych tworzą wystarczająco duże rezerwy wody wysokiej jakości, ale powstają głównie cienkie warstwy wodonośne, które zanikają podczas suszy i tworzą się wokresy intensywnej wilgoci. Zasadniczo ten rodzaj wód gruntowych jest typowy dla iłów. Jej miąższość dochodzi do 0,4-5 m. Rzeźba ma istotny wpływ na tworzenie się grzęzawisk. Na stromych zboczach istnieje krótko lub jest nieobecny. Na płaskich stepach z zagłębieniami w kształcie spodka i płaskimi wododziałami, na powierzchni traktów rzecznych tworzy się bardziej stabilna woda przysiadła. Nie ma połączenia hydraulicznego z wodami rzecznymi, natomiast jest łatwo zanieczyszczany przez inne wody. Jednocześnie może zasilać wody gruntowe i można go wydać na parowanie. Werchowodka może być świeża lub lekko zmineralizowana.
Wody gruntowe są częścią wód gruntowych. Znajdują się na pierwszym poziomie wodonośnym z powierzchni, leżą na pierwszym poziomie wodonośnym utrzymywanym nad obszarem. Zasadniczo są to wody nieciśnieniowe, mogą mieć niewielkie ciśnienie w obszarach z lokalnie nieprzepuszczalnym zachodzeniem na siebie. Głębokość występowania, ich właściwości chemiczne i fizyczne podlegają okresowym wahaniom. Ukazuje się wszędzie. Są one zasilane przez infiltrację opadów atmosferycznych, filtrację ze źródeł powierzchniowych, kondensację pary wodnej i parowanie wewnątrzgruntowe, dodatkowe odżywianie pochodzące z niższych warstw wodonośnych.
Woda artezyjska jest częścią wód gruntowych pod ciśnieniem, występującą w warstwach wodonośnych pomiędzy warstwami stosunkowo wodoodpornymi i wodoodpornymi. Leżą głębiej niż ziemia. W większości przypadków ich obszary odżywiania i ciśnienia nie pasują do siebie. Woda pojawia się w studni poniżej ustalonego poziomu. Właściwości tych wód są mniej podatne na wahania i zanieczyszczenia w porównaniu do wód gruntowych.
Wody glebowe to takie, które są ograniczone do warstwy wody glebowej, biorą udział w zaopatrywaniu roślin w tę substancję, są związane z atmosferą, wodami zalegającymi i wodami gruntowymi. Mają istotny wpływ na skład chemiczny wód podziemnych w ich głębokim występowaniu. Jeśli te ostatnie znajdują się płytko, gleba staje się podmokła i zaczyna się nasiąkanie wodą. Woda grawitacyjna nie tworzy osobnego horyzontu, ruch odbywa się od góry do dołu pod działaniem sił kapilarnych lub grawitacji w różnych kierunkach.
Klasyfikacja według formacji
Główne rodzaje wód gruntowych to infiltracja, która powstaje w wyniku infiltracji opadów. Ponadto mogą powstawać w wyniku kondensacji pary wodnej, która wraz z powietrzem przedostaje się do spękanych i porowatych skał. Ponadto wyróżnia się wody reliktowe (zakopane), które znajdowały się w dawnych basenach, ale zostały zasypane grubymi warstwami skał osadowych. Odrębnym gatunkiem są również wody termalne, które powstały w ostatnich stadiach procesów magmowych. Wody te tworzą gatunki magmowe lub młodociane.
Klasyfikacja ruchu rozważanych obiektów
Wyróżnia się następujące rodzaje ruchu wód gruntowych (patrz rysunek).
Infiltracja wód powierzchniowych i opad atmosferyczny z atmosfery następuje w strefie napowietrzania. Na Proces ten dzieli się na swobodnie przeprowadzoną i normalną infiltrację. Pierwsza polega na przemieszczaniu się od góry do dołu pod wpływem grawitacji i sił kapilarnych przez określone kanaliki i pory kapilarne, przy czym przestrzeń porowata nie jest nasycona wodą, co pomaga w utrzymaniu ruchu powietrza. Podczas normalnej infiltracji do wymienionych powyżej sił dodawane są gradienty ciśnienia hydrostatycznego, co prowadzi do całkowitego wypełnienia porów wodą.
W strefie nasycenia działa ciśnienie hydrostatyczne i grawitacja, które przyczyniają się do ruchu swobodnej wody wzdłuż pęknięć i porów na boki, zmniejszając ciśnienie lub nachylenie powierzchni horyzontu niosącego wodę. Ten ruch nazywa się filtracją. Największą prędkość ruchu wody obserwuje się w podziemnych jaskiniach i kanałach krasowych. Kamyczki są na drugim miejscu. W piaskach obserwuje się znacznie wolniejszy ruch – prędkość wynosi 0,5-5 m/dobę.
Rodzaje wód gruntowych w strefie wiecznej zmarzliny
Te wody gruntowe są klasyfikowane jako superzmarzlina, międzywieczna zmarzlina i podwieczna zmarzlina. Te pierwsze znajdują się w miąższości wiecznej zmarzliny na powierzchni wodonośnej, głównie u podnóża stoków lub na dnie dolin rzecznych. Te z kolei dzielą się na sezonowo zamrażające, siedzące, znajdujące się w warstwie aktywnej; na sezonowo częściowo przemarznięte, z górną częścią w warstwie czynnej, na sezonowo niezamarzające, których występowanie odnotowuje się poniżej warstwy sezonowo przemarzniętej. W niektórych przypadkach może się to zdarzyćpęknięcie aktywnej warstwy różnych gleb, co prowadzi do uwolnienia części wód ponadwiecznej zmarzliny na powierzchnię, gdzie przybiera ona postać lodu.
Wody między wieczną zmarzliną mogą być obecne w fazie ciekłej, ale najczęściej występują w fazie stałej; z reguły nie podlegają sezonowym procesom rozmrażania/zamrażania. Wody te w fazie ciekłej zapewniają wymianę wód z wodami nad- i podzmarzliny. Mogą wypływać na powierzchnię jako sprężyny. Wody przetrwałej zmarzliny są artezyjskie. Mogą wahać się od mdłego do solankowego.
Rodzaje wód gruntowych w Rosji są takie same jak omówione powyżej.
Zanieczyszczenie przedmiotowych obiektów
Wyróżnia się następujące rodzaje zanieczyszczenia wód podziemnych: chemiczne, które z kolei dzieli się na organiczne i nieorganiczne, termiczne, radioaktywne i biologiczne.
Główne zanieczyszczenia chemiczne to płynne i stałe odpady z przedsiębiorstw przemysłowych, a także pestycydy i nawozy od producentów rolnych. Metale ciężkie i inne toksyczne pierwiastki mają największy wpływ na wody gruntowe. Rozprzestrzeniają się na warstwach wodonośnych na znaczne odległości. Zanieczyszczenie radionuklidami zachowuje się w podobny sposób.
Skażenie biologiczne jest powodowane przez patogenną mikroflorę. Źródłami zanieczyszczeń są zwykle podwórza, pola filtracyjne, uszkodzone kanały ściekowe, szamba itp. Rozprzestrzenianie się mikroflory jest determinowane przez szybkość filtracji i przeżywalność tych organizmów.
Zanieczyszczenie termiczne to wzrost temperatury wód gruntowych, który występuje podczas pracy ujęcia wody. Może wystąpić na składowiskach ścieków lub gdy ujęcie wody znajduje się w pobliżu akwenu z cieplejszą wodą powierzchniową.
Korzystanie z zasobów podpowierzchniowych
Wydobycie wód gruntowych jako rodzaj wykorzystania podglebia jest regulowane przez Ustawę Federalną „O podglebiu”. Do wydobycia tych obiektów wymagana jest licencja. Wydawany jest w stosunku do wód podziemnych na okres do 25 lat. Okres użytkowania zaczyna być liczony od momentu rejestracji państwowej licencji.
Prace górnicze muszą być zarejestrowane w Rosreestr. Następnie opracowują projekt badań geologicznych i przedkładają go do ekspertyzy państwowej. Następnie przygotowują projekt zorganizowania strefy sanitarnej ujęcia wód podziemnych, oceniają zasoby tych wód i przekazują obliczenia do państwowej ekspertyzy, funduszu geoinformacyjnego i Rosgeolfond. Ponadto do otrzymanych dokumentów dołączane są świadectwa własności gruntu, po czym składany jest wniosek o wydanie licencji.
Zamykanie
Jakie rodzaje wód gruntowych występują w Rosji? Tak samo jak na świecie. Obszar naszego kraju jest dość duży, więc występują w nim wieczna zmarzlina, wody artezyjskie, gruntowe i glebowe. Klasyfikacja rozważanych obiektów jest dość skomplikowana, a w niniejszym artykule jest ona ujęta w niepełny sposób, tutaj przedstawiono jej najbardziej podstawowe punkty.
