Что такое грунтовые воды? Чем они отличаются от межпластовых вод? Санитарно-гигиеническая характеристика водоисточников
Земля накапливает и удерживает в пустотах и расщелинах подземные воды, пополняющие пресные водоемы, их накопления являются жизненно необходимыми для снабжения водой городов и сел.
Основные ресурсы пополнения подземных пресных бассейнов:
- Талые воды.
- Осадки.
- Реки.
Подземные бассейны рассматривают, как грунтовые и межпластовые.
Места формирования пластов грунтовых вод:
- Области ледниковых шельфов.
- Междуречные массивы.
- Речные долины.
- Котловины и впадины в горах.
- Песчано-галечные слои рек, протекающих в горах.
Чем отличаются грунтовые источники от межпластовых
Поверхность земли составляют водоустойчивые и водопроницаемые осадочные породы, чередующиеся между собой и залегающие неравномерно, изгибами, горизонтально или вертикально. Вода, просачивающаяся через водопроницаемую породу, например, песок, стекает на слой глины и скапливается там, образуя слой грунтовых вод, не закрытый сверху водонепроницаемой осадочной породой. Медленнотекущие, просачивающиеся сквозь поры грунтовые воды образуют родники и пополняют колодцы.
Межпластовые слои воды накапливаются по-другому, медленно и долго, так как проникают в водонепроницаемые слои в местах, где плотный грунт выходит на поверхность. Чтобы добыть воду, залегающую в непроницаемых слоях, бурят скважины, через которые вода вытекает под напором. Межпластовые источники влаги залегают глубже, чем грунтовые и меньше подвержены загрязнению.
На глубинные слои грунтовых вод влияет поверхность земной коры, если она разделена балками, реками, оврагами, то есть очень неровная, то уровень залегания грунтовых водоносных слоев глубже, и они меньше загрязняются.
Межпластовые водоносные слои более постоянны и менее подвержены изменениям, чем грунтовые, они являются ценным источником питьевой артезианской воды, в особенности там, где они выбиваются на поверхность, образуя природные родники, вода из которых считается целебной.
Уровни грунтовых вод
Скапливающаяся возле водоемов, под поверхностью земли, масса грунтовых вод образует так называемое зеркало или уровень . В дождливых горных районах с большим количеством осадков грунтовые воды близки к поверхности, в засушливых регионах, с малым количеством осадков и сильными испарениями, водоносные слои достаточно глубоко.
Ценным источником воды являются линзы, залегающие в слоях аэрации, выше основного водоносного слоя. Их основной недостаток – они легко загрязняются и требуют очистки.
Линзы скапливаются на песке или гравии, если при раскопке колодца нарушить этот слой, вся линза стечет вниз, и источник станет недоступным. Определение уровня грунтовых вод производят весной, замеряя его в пробных скважинах или колодцах.
Залегание межпластовых источников чистой воды
Глубина залегания водоносного источника напорного или безнапорного может находиться на уровне десяти метров или глубже. Напорные воды образуются в прогибах коры или в пластах залегания горных пород, они наполняют скважины под давлением, иногда бьют фонтаном. Безнапорные слои более чистые и имеющие качественный химический состав найти тяжело, но именно безнапорные воды идеально подходят в качестве воды для хозяйственных целей.
Напорные воды, доступные для подачи в скважины, называют артезианские, они имеют постоянный химический и минеральный состав. Защищенные плотными слоями сверху и снизу артезианские источники, являющиеся полезными ископаемыми, не загрязнены бактериями и микробами, поэтому воду можно употреблять без предварительной очистки. Выявленные в межгрунтовых водах вредные примеси и микроорганизмы говорят о факте загрязнения грунтовыми водами.
Прорывая слои грунта артезианская вода, может вытекать на поверхность, образуя источники питьевой воды, без примесей и совершенно чистые в гигиеническом плане.
Межпластовые напорные воды в большом объеме имеют название артезианские бассейны. Вода из них используется для технических и бытовых целей.
Строение артезианского бассейна:
- Область поступления воды.
- Напорная часть.
- Сток.
Различия межпластовых и грунтовых вод
Исходя из характеристик подземных водоносных слоев, получаем ответ на вопрос: в чем отличие межпластовых и грунтовых вод.
Основная разница между межпластовыми водами и грунтовыми:
- Глубина залегания.
- Устойчивость минерального состава.
- Чистота.
- Пригодность для питья и приготовления пищи.
- Низкая температура.
- Скорость перемещения.
- Неизменный уровень.
- Минерализация.
Отличие важное для жизнедеятельности человечества: межпластовые воды являются ценным источником минерализованной, питьевой воды, не требующей дополнительной очистки.
Тема: Воды суши; происхождение, охрана подземных вод
Учебно-образовательные задачи:
Сформировать понятия: групповые воды, межпластовые воды, источники. Дать сведения о происхождении подземных вод.
Оборудование урока:
1. Карта полушарий
2. Физическая карта СССР (России)
I. Повторение пройденного материала.
1. Чем озёраотличаются от морей.
2. Какие бывают озёра.
3. Как проходит засоление озёр.
4. Какие виды озёр вы знаете по происхождению.
5. Что образуется после постройки ГЭС
Дать понятие об обвальных озерах, об озёрах старицах ледниковых озёрах.
II . Изучение нового материала:
Происхождение подземных вод:
Подземные воды – это воды находящиеся в порах, пустотах и трещинах горных пород в верхней части земной коры.
Образуются за счет просачивания в глубь земли дождевых и талых вод. Пополнение подземных вод происходит позже за счет водяного пара содержащегося в воздухе. Воздух, пронизывая верхнюю часть литосферы, охлаждается и образует из водяного пара мельчайшие капельки воды (роса).
Происхождение подземных вод – это сложный процесс взаимодействия гидросферы и атмосферы с литосферой.
Водопроницаемые и водоупорные пласты
Водопроницаемые пласты изгравия
галечника
Скорость просачивания подземной воды зависит от пропускаемости.
Через галечник вода может просочиться за сутки на 100м через песок до 10 м, но через глину на 1 мм. Пласты, которые не пропускают воду называются в о д о у п о р н ы м и
глина гранит песчаник глинистый сланец.
Так как верхняя часть земной коры имеет сложное строение и слои могут состоять как из водоупорных, так и водопроницаемых пород то подземные воды залегают слоями.
Слои водонепроницаемых пород содержащие воду называются водоносными
Уровень грунтовых вод.
Подземные воды находятся в водоносном слое, залегающей на первом водоупорном пласте называются грунтовыми , а подземные воды, заключенные между двумя водоупорными пластами называются межпластовыми.
Поверхность грунтовых вод называется уровнем грунтовых вод . Уровень грунтовых вод зависит от:
1. Количества оптимальных осадков
2. От расчлененности местности
3. От близости и полноводности рек и озёр (уровень грунтовых вод понижается в сторону водослоев)
Но если реки полноводны, то они могут питать грунтовые воды. В этих случаях уровень грунтовых вод понижается с удалением от водоемов.
Использование подземных вод.
Если водоупорный пласт, имеет наклон, то вода начинает течь и образует: источникключродник
Воду источников используют для своих нужд сельское население. Чаще всего грунтовую воду добывают из колодцев. А для того чтобы извлечь межпластовую воду бурят скважины.Вода под напором выходит на поверхность. Такие воды называются артезианскими.
население
Пресная подземная вода идет на
Пастбища
Минеральные и термальные подземные воды.
Минеральная вода – этовода, в котором в большом количестве растворены соли и газы.
Используется длялечения. На этих источниках строятся лечебницы и курорты.
Курорты на Кавказе:
1. Боржоми;
2. Ессентуки;
3. Кисловодск.
В древности люди не могли объяснить происхождение источников и считали их святыми.
Подземные воды могут быть горячими и термальными. Термальными водами отапливаются теплицы, жилье, дома, бани. На нормальных водах работают несколько электростанций. В нашей стране она построена на Камчатке.
Охрана подземных вод.
В настоящее время очень много используется вода со скважин, через которую выкачивают межпластовую воду. Его количество уменьшается. Их надо разумно использовать. Подземные воды – драгоценная часть мирового запаса пресных вод.
Домашнее задание
Повторить § 39, изучить текст.
Вопросы на закрепление.
1. Чем отличаются грунтовые воды от межпластовых вод?
2. От чего зависит уровень грунтовых вод?
3. Как используются подземные воды?
Географический диктант.
1. Самое глубокое озеро мира(Байкал).
2. Озеро тектанического происхождения в Африке (Танганика)
3. Обвальное озеро на Памире (Сарезское)
4. Бессточные озёра в России (Каспийское море)
5. Сточные озёра на севере Европейской части России (Ладожское, Онежское)
6. Канал по которому можно пройти от реки Волга к Черному морю (Волго-Дон)
Вопрос 1. Что такое гидросфера?
Гидросфера - водная оболочка Земли. Совокупность вод морей, океанов, континентальных водоёмов, рек, подземных источников, болот и ледяных покровов Земли.
Вопрос 2. Из каких частей состоит гидросфера?
Совокупность вод морей, океанов, континентальных водоёмов, рек, подземных источников, болот и ледяных покровов Земли.
Вопрос 3. Как вода попадает на поверхность Земли?
Вода выпадает из облаков в виде дождя, снега, града. Также оседает в виде инея, росы, тумана.
Вопрос 4. Является ли наличие ледников достоинством какой-либо территории?
Да так как в них сосредоточены огромные запасы пресной воды.
Вопрос 5. Что такое подземные воды?
Подземные воды - все воды, находящиеся в толще горных пород.
Вопрос 6. Назовите виды подземных вод.
Существует два вида подземных вод: грунтовые и межпластовые. Грунтовые воды залегают на первом от поверхности водоупорном слое. Межпластовые воды залегают между двумя водоупорными слоями.
Вопрос 7. Какие горные породы называют водоупорными?
Водоупорные породы - это плотные, лишённые трещин горные породы, например глина.
Вопрос 8. Что такое водоносный слой?
Водоносный слой, каменистая порода, часто песчаник или известняк, которые способны как накапливать, так и пропускать воду благодаря своей проницаемости и пористости.
Вопрос 9. Что такое ледник?
Ледники - это огромные массы льда толщиной несколько сотен метров, находящиеся на склонах гор или в полярных районах Земли.
Вопрос 10. Какие существуют виды ледников?
По внешнему облику и характеру движения ледники делятся на два основных типа – материковые (покровные) и горные.
Вопрос 11. Что такое снеговая линия?
Снеговая линия - уровень земной поверхности, выше которого накопление твёрдых атмосферных осадков преобладает над их таянием и испарением.
Вопрос 12. Чем отличаются грунтовые воды от межпластовых?
Грунтовые воды - подземные воды первого от поверхности постоянно существующего водоносного горизонта, залегающего на первом выдержанном по площади водоупорном пласте. Межпластовые воды - расположены глубже - бывают напорные артезианские и глубинные.
Вопрос 13. Какие природные условия способствуют образованию подземных вод?
Один из основных способов образования подземной воды – просачивание атмосферных осадков и поверхностных вод (озёр, рек, морей и т.д.).
Вопрос 14. От чего зависит высота положения снеговой линии?
Снеговая линия формируется под воздействием климатических особенностей данной территории, прежде всего соотношения тепла и влаги, а также рельефа. Снеговая линия снижается в холодных и влажных районах и поднимается в тёплых и засушливых.
Вопрос 15. Какие условия необходимы для образования ледника?
Общим условием образования ледников является сочетание низких температур воздуха с большим количеством твёрдых атмосферных осадков, что имеет место в холодных странах высоких широт и в вершинных частях гор.
Вопрос 16. Проанализируйте тематические карты атласа и назовите горные системы мира, в пределах которых существуют горные ледники.
Северная Америка - Кордильеры, Южная Америка – Анды, Евразия - Альпы, Кавказ, Гималаи, Алтай, Памир.
Подземные воды находятся в верхней части земной коры. Эти воды питают реки, озёра и болота. Они имеют важное значение в жизни людей.
Образование подземных вод
После дождя вода просачивается через поры и трещины в рыхлых водопроницаемых осадочных породах (песках, галечниках). Там она накапливается в водоносных слоях над водоупорными породами (гранитом, мрамором, глиной), которые не пропускают или очень слабо пропускают воду. Подземные воды могут залегать на различной глубине, иногда до 12-15 километров, и находиться в жидком, твёрдом и парообразном состоянии.
Грунтовые и межпластовые воды
По характеру залегания подземные воды делятся на грунтовые и межпластовые. Грунтовыми водами называют воды первого от поверхности водоносного горизонта. Они лежат на водоупорном , а сверху перекрыты водопроницаемыми породами. Эти воды расположены относительно неглубоко, поэтому могут быть широко использованы в хозяйственных целях (колодцы), однако они легко загрязняются.
Между двумя водоупорными пластами лежат межпластовые воды. Иногда, залегая на большой глубине, межпластовые воды находятся под давлением. Если сделать скважину, они могут вырываться на поверхность в виде фонтана.
Источники
Выходы подземных вод на поверхность называются источниками (или родниками). Особую ценность представляют минеральные источники, воды которых содержат в себе растворённые газы и соли, а также термальные источники нагретых теплом Земли горячих (термальных) вод. Воды этих источников используют в лечебных целях.
В некоторых районах, где много действующих вулканов, на поверхность по трещинам в земной коре вырываются кипящие подземные воды и газы в виде гейзеров. Гейзер (от исландского слова gcysa - хлынуть) - источник, периодически выбрасывающий фонтаны горячей воды и пара. Гейзеры встречаются на , в , Северной Америке и . Тепло горячих подземных вод люди используют для отопления.
Значение и охрана подземных вод
Подземные воды регулируют уровень воды в реках и озёрах. Их используют для питьевого водоснабжения, для снабжения водой промышленных предприятий, а в засушливых районах для орошения.
Пополнение подземных вод происходит медленно, поэтому их интенсивное использование может привести к тому, что они иссякнут. Очистка подземных вод практически невозможна, из-за чего важно следить за тем, чтобы загрязнённые сточные воды не попадали на земную поверхность.
Комментариев:
Вода является источником жизни на Земле, без нее трудно представить себе деятельность современного человека. Вода используется для разных целей: питьевых и хозяйственных нужд, водопоя скота. Те, кто проживает в частном секторе вдали от города, знают, что основными источниками питьевой воды являются колодцы, скважины или каптажи. В том или ином случае проводить воду необходимо собственными силами. Большое значение имеет определение точного расположения водоносной жилы. Расположение водоносных жил различается по глубине, от этого во многом зависит качество воды.
Каждый уровень водоноса имеет свои особенности. В зависимости от этого, различают несколько типов подземных жил: верховодку, грунтовые и межпластовые воды. Последние делятся на напорные и безнапорные. Они наиболее чистые, но, в тоже время, до них труднее всего добраться. Гидрогеологические особенности важны не только при проведении водопровода, но и в строительном деле. При этом большое значение имеет уровень стояния грунтовых вод. Рассмотрим более подробно, чем отличаются между собой верховодка, грунтовые и межпластовые воды, какова их глубина залегания.
Водоносные слои земли
В толще земли имеется несколько водоносных слоев. Вода скапливается в земле благодаря наличию водоупорных пластов. Последние образованы, в большей степени, глиной. Глина практически не пропускает воду, защищая тем самым водоносные горизонты от загрязнения. Реже в водоупорном пласте можно встретить камни. Интересен тот факт, что между глиняными пластами практически всегда находятся слои, образованные песком. Известно, что песок удерживает влагу (воду), в результате чего вода скапливается и тем самым образует водоносные недра земли. Необходимо знать, что водоносные слои могут быть защищены водоупорными пластами с обеих сторон или только с одной.
Самый глубокий водоносный пласт, который используется в современное время для водопотребления, образован артезианскими водами. Он может располагаться на глубине более 100 метров. Артезианские воды залегают не в толще песка, а в пласте, образованном известняком. Благодаря этому они имеют особый химический состав. Существуют и более доступные водоносные слои. К ним относится верховодка. Большое значение имеет то, что она не защищена сверху водоупорным слоем, поэтому не пригодна для питьевых нужд. Водоносные слои в одних участках местности могут быть тонкими, а в других – очень большими. Это наблюдается в результате излома водоупорных пластов. Такие участки имеют большой дебит.
Верховодка и ее особенности
Самый первый водоносный слой называется верховодкой. Свое название такая вода получила благодаря тому, что слой расположен очень близко к поверхности. Глубина, на которой она может обнаруживаться, составляет от 1 до 4 метров. Верховодка относится к безнапорным подземным водам. Такая вода есть не везде, поэтому представляет собой непостоянный водоносный слой. Верховодка образуется в результате фильтрования поверхностных вод или осадков через почву. В силу этого она не нашла широкого применения для питьевых нужд. Причин тому несколько:
- низкий дебит и его непостоянство;
- наличие большого количества загрязняющих веществ;
- невозможность в полной степени обеспечивать нужды населения.
Верховодка образуется периодически. Это зависит от наличия осадков, паводков. В теплое время года (летом) найти данный источник воды очень сложно. Нередко она располагается на первом водоупорном слое, поэтому при выходе этого пласта может образоваться заболоченный участок. Вода этого водоносного слоя характеризуется тем, что является пресной, имеет низкую минерализацию. Кроме того, она загрязнена органическими веществами. В ряде случаев в ней содержится много железа. Она может быть пригодна для хозяйственных нужд в качестве дополнительного источника воды для полива или орошения растений.
Характеристика грунтовых вод
Определение уровня стояния грунтовых вод в частном строительстве наблюдается очень часто. Именно они чаще всего используются для водоснабжения жилого сектора. Для забора грунтовых вод строятся колодцы или каптажи. Скважины же чаще бурятся для межпластовых вод. Грунтовые воды образуют первый постоянный водоносный горизонт, который лежит на первом водоупорном слое земли. Они являются безнапорными. Это свидетельствует о том, что сверху они не защищены водоупорными породами грунта, а сам пласт земли при этом остается заполненным наполовину.
Они распространены практически повсеместно, в отличие от верховодки. Важно, что грунтовые воды во многом зависят от осадков, поэтому их дебит может меняться в зависимости от времени года. Весной и осенью он больше, нежели летом и зимой. Уровень этого слоя повторяет конфигурацию рельефа, поэтому на разных территориях толщина данного слоя разная. Вода, которая скапливается в аллювиальных недрах, широко используется для питья. Грунтовые воды залегают на уровне от нескольких метров до десятков. Химический состав и минерализация определяются расположением слоя. Если вблизи имеются поверхностные источники (реки, озера) с пресной водой, то подземные слои могут использоваться для питьевых нужд, стирки и других целей. Но при этом требуется их очистка (кипячение или фильтрование).
Межпластовые водоносные слои
При выборе водоносного слоя для будущего колодца или скважины необходимо знать, что межпластовые воды являются более качественными (чистыми) в отличие от грунтовых.
Межпластовые воды характеризуются тем, что они окружены сверху и снизу водоупорными слоями.
Глубина, на которой их можно обнаружить, составляет от 10 и более метров. Различают безнапорные и напорные межпластовые воды. Первые распространены не так широко, их очень трудно найти. Они встречаются в слоистых осадках, вверху геологического разреза. По своему химическому составу они более сбалансированные и чистые, поэтому используются для водоснабжения.
Наибольшую популярность имеют напорные воды, именуемые артезианскими. Установлено, что их химический состав постоянен. Они богаты различными минералами. Такую воду можно пить даже без предварительной обработки. Защита этого водоносного слоя осуществляется сверху и снизу. Их дебит всегда большой, и он постоянен. Глубина их расположения составляет около 100 метров и больше. Именно для получения артезианской воды производят бурение скважины. Артезианские воды относятся к полезным ископаемым, представляющим большую ценность.
Как зависит качество воды от глубины водоносного горизонта?
При расположении водоносных слоев считается, что качество воды улучшается по мере увеличения глубины. Это на самом деле так. В ходе частного строительства колодцев или скважин первая вода начинает появляться уже на глубине 2-3 метров от поверхности. Это вода первого водоносного горизонта. Она загрязнена химическими веществами, органикой, которая поступает с поверхности. Большое значение имеют сточные воды, которые легко проникают в первый водоносный горизонт. При возведении колодца оптимальная глубина копания составляет 15-20 метров.
Здесь залегают грунтовые воды и межпластовые. Для обнаружения артезианской жилы нужно копать дальше. При этом лучше использовать бурение. Таким образом, залегание водоносных горизонтов имеет огромное значение для водоснабжения населения. Многие регионы испытывают нехватку чистой воды, что служит поводом для поиска новых источников.
