Подземные воды источники: Подземные и Поверхностные Источники Водоснабжения: Все, Что Вы Хотели Знать

Подземные и Поверхностные Источники Водоснабжения: Все, Что Вы Хотели Знать

Вода – самое ценное природное сырье

Вода – самое ценное природное сырье

Для добычи питьевой воды и подачи её потребителям используются поверхностные и подземные воды как источник водоснабжения. К каждому из водозаборов предъявляются определенные требования в зависимости от вида источника, качества и состава живительной влаги, содержащейся в нем.

Системы водоподачи могут быть как самыми простыми, состоящими только из водоподъемного устройства и одного трубопровода, так и весьма сложными, включающими в себя оборудование для водоподготовки, накопители, разветвленную сеть труб и другие элементы. Поэтому выбор источника водоснабжения в каждом случае требует взвешенного анализа всех возможных вариантов для определения самого экономичного и надежного из них.

Поверхностные источники

К ним относятся средние и большие реки, озера, водохранилища, дебит которых является достаточным для удовлетворения потребности в воде конкретного объекта. При выборе такого источника учитываются и возможности увеличения водопотребления в связи с ростом объекта (например, города или села), и сезонные колебания расхода.

Реки – надежные источники воды для городов

Реки – надежные источники воды для городов

Поэтому, если поверхностный источник водоснабжения полностью промерзает зимой либо пересыхает летом, он не может считаться надежным. В этом случае ищут другие варианты — или, если их нет, устраивают водохранилища.

Качество воды в поверхностных источниках

Вода в реках и озерах содержит в себе множество примесей разного происхождения:

  • Минеральные примеси – это взвешенные частицы ила, песка и глины, а также растворенные соли железа и других металлов;
  • Органические примеси – это вещества животного и растительного происхождения, в том числе гниющие и разлагающиеся;
  • Бактерии и другие микроорганизмы, являющиеся возбудителями болезней.
Качество воды в разных источниках отличается

Качество воды в разных источниках отличается

Причем оценка качества поверхностных источников водоснабжения показывает, что количество и соотношение примесей в речных и озерных водах различно. Солей в речной воде обычно немного, она отличается мягкостью, но из-за потокового характера в ней содержится больше взвешенных частиц, чем в озерной. Особенно в весенний период во время паводка.

Санитарное же качество воды в любых поверхностных источниках, то есть, содержание в ней органических примесей и бактерий, зависит от нескольких факторов:

От степени загрязнения бытовыми и промышленными стоками
От степени загрязнения бытовыми и промышленными стоками
От интенсивности и продолжительности атмосферных осадков
От интенсивности и продолжительности атмосферных осадков

От сезона (таяние снега весной, жара и засуха летом)
От сезона (таяние снега весной, жара и засуха летом)
От судоходности реки или озера, наличия общественных пляжей и водопоев для животных
От судоходности реки или озера, наличия общественных пляжей и водопоев для животных

Обратите внимание. Изменения качественного состава воды могут быть очень резкими и внезапными, поэтому контролировать его нужно постоянно и регулярно.

Водоснабжение из рек и озер

Поверхностная вода как источник водоснабжения используется в основном для централизованных сетей, снабжающих большие населенные пункты и города.

Это экономически и технически обосновано по следующим причинам:

  • Запас воды в реках, озерах и водохранилищах огромен и значительно превосходит объем подземных вод, доступных для добычи;
  • Вода из этих водоемов доступна для забора;
  • Дебит практически не меняется и остается постоянным вне зависимости от количества забранной воды;
  • Невысокая степень минерализации позволяет долго эксплуатировать сложные системы водоснабжения без отложения солей в трубах.

Но низкое качество такой воды, её загрязненность стоками от канализационных сетей, сбросами промышленных объектов и атмосферными осадками вынуждает применять к ней многоступенчатую очистку.

Ступени водоподготовки Описание
Фильтрация

Фильтрация

На первом этапе вода отстаивается и проходит через фильтры, задерживающие взвешенные нерастворенные частицы.
Очистка

Очистка

На втором этапе воду очищают от растворенных в ней вредных примесей.
Обеззараживание

Обеззараживание

Третий этап – уничтожение болезнетворных бактерий и микроорганизмов путем различных способов обеззараживания.

Такие водоочистные системы весьма дорогостоящие и сложные в обслуживании. Кроме того, водоснабжение из поверхностных источников требует организации вокруг водозабора охранной зоны, в которой запрещается любая хозяйственная деятельность, строительство и ограничивается доступ посторонних лиц.

Граница охранной зоны

Граница охранной зоны

Затраты на все эти мероприятия, включая подачу воды потребителю под постоянным напором, обходятся очень дорого. Поэтому для автономного снабжения одного дома или маленького поселка, лучше использовать в качестве источника питьевой воды скважины и колодцы.

Система водоснабжения из поверхностного источника с очистными сооружениями и насосными станциями

Система водоснабжения из поверхностного источника с очистными сооружениями и насосными станциями

Для справки. Водоснабжение небольших объектов из рек и озер тоже возможно, но оно чаще используется для полива, производственных и хозяйственных нужд, и потому не требует тщательной очистки воды.

Подземные источники

К подземным источникам относятся воды, залегающие в водоносных слоях под землей. Это вода, выпадающая в виде атмосферных осадков на землю и просачивающаяся сквозь неё.

Проникая вглубь, она заполняет все пустоты в водоносных пластах до уровня глины, гранита или другой непроницаемой для воды породы.

Водоносные слои

Водоносные слои

Виды подземных источников и качество воды в них

В зависимости от уровня залегания они делятся на несколько категорий:

  • Верховодка или почвенная вода сплошного водоносного слоя не образует. Она скапливается в углублениях рельефа, образованных водонепроницаемыми грунтами, и в верхних слоях почвы. Глубина её залегания небольшая, летом в период долгой засухи верховодка может исчезать, поэтому колодцы для её добычи часто пересыхают. Используют такую воду только для полива и технических нужд, так как она содержит много механических примесей и опасных загрязнений, попадающих в неё из поверхностных стоков и самой почвы.
Верховодка скапливается в любых углублениях, в том числе и рукотворных, как на фото

Верховодка скапливается в любых углублениях, в том числе и рукотворных, как на фото

  • Грунтовые воды образуют сплошной водоносный слой в песчаном грунте над первым водонепроницаемым пластом, состоящим, как правило, из глины. Просачиваясь сквозь песок, они фильтруются, избавляясь от большей части загрязнений, присутствующих в верховодке, и становятся пригодными для питьевого водоснабжения. Водозаборы, добывающие грунтовую воду, это колодцы и так называемые скважины «на песок». Уровень воды в них всегда совпадает с уровнем водоносного слоя и может подниматься и опускаться в зависимости от сезона и интенсивности осадков.
Схема залегания грунтовых вод

Схема залегания грунтовых вод

Это важно! Прежде чем пускать воду из колодца в питьевой водопровод, необходимо сделать её анализ. При повышенном содержании в ней посторонних примесей может потребоваться дополнительная фильтрация и обеззараживание.

  • Артезианские воды – самые чистые, так как залегают на большой глубине между пластами водонепроницаемых пород. Они находятся под давлением, поэтому в скважине уровень воды поднимается выше уровня водоносного горизонта. А если давление очень высокое, то она бьет фонтаном. Такой воде требуется очистка только от растворенных в ней солей, в обеззараживании она не нуждается.
Артезианская вода залегает на глубине от 100 метров

Артезианская вода залегает на глубине от 100 метров

К подземным источникам можно отнести и ключи, которые бывают нисходящими и восходящими. Первые выходят на поверхность земли на склонах гор и оврагов в местах обнажения водоносных слоев.

Нисходящие ключи

Нисходящие ключи

Вторые бьют из земли из напорных артезианских пластов.

Восходящий ключ

Восходящий ключ

Водоснабжение из подземных источников

Для добычи подземных вод используют колодцы и скважины, оборудованные водоподъемными устройствами – ручными, механическими, автоматическими.

Грунтовый колодец
Грунтовый колодец
Скважина на песок
Скважина на песок
Артезианская скважина
Артезианская скважина

Колодцы и скважины на песок небольшой глубины используют для автономного водоснабжения частных домов. Их можно сооружать своими руками, для этого не нужны никакие разрешительные документы.

Подъем воды из колодца может осуществляться вручную
Подъем воды из колодца может осуществляться вручную
Для автоматического подъема воды из колодца применяются поверхностные и погружные насосы
Для автоматического подъема воды из колодца применяются поверхностные и погружные насосы
Добыть воду из скважины можно только с помощью погружного скважинного насоса
Добыть воду из скважины можно только с помощью погружного скважинного насоса

Автономные системы водоснабжения из таких источников отличаются от централизованных простой схемой доставки воды к потребителю, отсутствием разветвленных трубопроводных сетей и водоочистной станции. Хотя большинство частных домовладельцев все же устанавливают на питьевом водопроводе фильтры грубой и тонкой очистки.

Бытовая система водоподготовки

Бытовая система водоподготовки

Артезианские воды относятся к ценным природным ресурсам, поэтому их добыча регламентируется. Для сооружения артезианской скважины необходимо разрешение природоохранных служб и соблюдение предписаний по организации и обслуживанию водоохраной зоны.

Кроме того, бурение таких скважин обходится дорого, поэтому их редко используют для водоснабжения одного дома. Чаще они обслуживают целые поселки или жилые кварталы.

Для бурения артезианских скважин требуется специальная техника

Для бурения артезианских скважин требуется специальная техника

Требования к подземному источнику воды

Чтобы решить, какой из подземных источников будет питать водой загородный дом или другой объект, нужно понимать, что он должен отвечать определенным требованиям.

  • Без перебоев обеспечивать нужный объем воды независимо от сезона и других факторов, влияющих на дебет источника.
  • Обладать мощностью, достаточной для сохранения экологической системы местности независимо от объема потребляемой воды.
  • Давать воду хорошего качества, соответствующего санитарно-эпидемиологическим нормам.
  • Не требовать больших затрат на добычу, доставку и очистку воды.

Учитывая высокую стоимость сооружения и обустройства артезианских скважин, а также необходимость умягчения и обезжелезивания воды с использованием дорогого оборудования, чаще всего выбор делается в пользу грунтовых вод.

Вода должна быть хорошего качества, подаваться в нужном объеме и с нормальным напором

Вода должна быть хорошего качества, подаваться в нужном объеме и с нормальным напором

Инструкция требует обязательного их анализа на предмет соответствия санитарно-гигиеническим требованиям. Но даже при необходимости водоочистки итоговая стоимость колодца или песчаной скважины получается гораздо ниже.

Заключение

Видео в этой статье расскажет об особенностях автономного водоснабжения частного дома.

Но первоначальная задача любого застройщика, желающего провести в него воду, изучить все местные источники водоснабжения поверхностные и подземные, и решить, какой из них выбрать. От правильного решения зависит комфорт и здоровье всех домочадцев на долгие годы вперед.


каков главный, откуда берутся месторождения?

Что такое источники и месторождение?

foto18639-2Источники подземных вод – это родники, ключи или гейзеры, которые при определенной структуре рельефа самостоятельно находят выходы на поверхность земли.

Месторождение – это объем влаги на водоносном горизонте, который ограничен пространством, благоприятным для промышленного отбора.

Контуры для добычи этого уникального ископаемого устанавливаются с учетом экологических проблем, с выделением охранных зон.

Откуда берутся, каковы механизмы пополнения?

Подземные воды, несмотря на длительную эксплуатацию их ресурсов, восстанавливают свой объем с помощью нескольких естественных источников:

  1. Любые осадки из атмосферы, которые просачиваются вниз до водоупорного слоя.
  2. Конденсат, оседающий в трещинах горной породы. Характерен для местности с большим перепадом дневных и ночных температур.
  3. Реликтовые воды, оставшиеся от древних океанов, закрытых осадочными породами. Высокая концентрация солей ограничивает их употребление.
  4. Ювенильные воды, которые зарождаются при землетрясениях, извержении вулканов. Их участие в сохранении запасов незначительно.

Дополнительное питание может быть удалено на значительное расстояние от чаши наполнения.

Каков главный?

foto18639-3Ключевая роль в пополнении подземных вод в любое время года принадлежит осадкам из атмосферы.

Они поступают вглубь почвы сразу после выпадения или постепенно перетекают из открытых водоемов.

Степень проникания зависит от продолжительности и интенсивности осадков: при сильных, но кратковременных осадках влага испаряется, не успев проникнуть вглубь.

Продолжительные осенние дожди дают хорошее наполнение запасов. Самой благоприятной предпосылкой для пополнения является таяние снежного покрова весной, особенно при его затяжном характере.

Схема образования

Реки и озера в недрах земли образуются благодаря способности осадочных пород пропускать и фильтровать поступающую в них воду.

Горные пласты, хорошо пропускающие сквозь себя воду, называются водопроницаемыми. Они состоят из:

  • песка,
  • гравия,
  • щебня,
  • песчаника в различных сочетаниях.

Водоупорные породы состоят из гранита и других плотных минералов, на этих пластах происходит основное скопление воды. Их пропускная способность крайне низкая, но влага способна пробить себе дорогу дальше через микротрещины и поры.

foto18639-4

Для характеристики подземных вод важно учитывать уровень, на котором они залегают. По глубине расположения они подразделяются на:

  • почвенные
  • верховодка;
  • грунтовые;
  • межпластовые (артезианские).

Почвенные воды – сезонное явление, проникают на небольшую глубину, питаясь атмосферными осадками. Они испаряются под солнечными лучами, впитываются растениями. Вглубь переходят только при обильных поступлениях влаги.

Верховодка образуется на уплотненных глинистых и суглинистых почвах. После продолжительных дождей или бурного таяния снега глина разбухает и препятствует дальнейшему проникновению осадков. Глубина залегания – 1-2,5 м.

Из-за несоответствия санитарным нормам верховодку не рекомендуют использовать для приготовления пищи.

Основные запасы подземных вод располагаются на двух водоносных горизонтах. Первый постоянный слой образуют грунтовые воды, которые полностью насыщают собой пространство между песчинками, галькой.

Наполненность горизонта меняется от количества выпавших осадков и активности человеческой деятельности.

foto18639-5Следующий водоносный горизонт заключен между пластами водоупорных пород. Подпитку получает от грунтовых вод, нашедших путь сквозь трещины гранита, базальта.

Глубоко расположенные воды второго горизонта (до 1000 м) находятся под большим давлением, вырываются на поверхность фонтаном, с сильным напором.

При бурении промышленных скважин давление падает, иногда наблюдается незначительное снижение запасов бассейна.

Заключение

Под землей вода собирается в хранилища, получая серьезную подпитку от выпадающих дождей и, в меньшем объеме, из других источников.

Структурное разнообразие пород дает возможность влаге просачиваться или скапливаться в недрах на определенной глубине. Состав воды зависит от степени насыщенности солями и минералами, присутствующими в почвах местности.

Подземные источники водоснабжения

Общая характеристика подземных источников водоснабжения.

Подземными водами называются воды, находящиеся в верхних слоях земной коры. Подземные воды образуются вследствие просачивания в землю атмосферных и поверхностных вод (рис. 2.10).

Эти воды практически не содержат взвеси, в большинстве случаев бесцветны, но почти всегда сильно минерализованы, имея в своем составе соли кальция, магния, железа, марганца. Подземные воды классифицируются как по отдельным признакам, так и по характеру их движения в толще водоносного слоя.

Если исходить из качественных и количественных признаков, то их можно классифицировать по характеру залегания, температуре, химическому составу, степени минерализации.

По характеру залегания подземные воды могут быть разделены на верховодку (воды зоны аэрации), грунтовые и артезианские (рис.2.11).

Верховодка, залегающая вблизи поверхности земли (1 — 5 м), не может служить надежным источником водоснабжения, так как может легко загрязняться, и, кроме того, ее запасы, как правило, ограниченны и зависят в значительной степени от количества атмосферных осадков.

Грунтовые воды, залегающие на глубине нескольких десятков метров, характеризуются значительными запасами воды. Они являются весьма надежными источниками водоснабжения.

Зеркало грунтовых вод представляет собой верхний предел доступных подземных вод. При наличии уклонов зеркало грунтовых вод пересекается с земной поверхностью, и образуется источник. Если подземные воды находятся под большим гидростатическим давлением, то в местах их выхода на поверхность формируются артезианские источники. С появлением мощных насосов и развитием современной буровой техники извлечение подземных вод облегчилось. Для обеспечения подачи воды в мелкие колодцы, установленные на водоносных горизонтах, применяются насосы. Однако в скважинах, пробуренных на большую глубину, до уровня напорных артезианских вод, последние поднимаются и насыщают вышележащие грунтовые воды, а иногда выходят на поверхность.

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Артезианские воды, залегающие под водонепроницаемыми породами, характеризуются значительными запасами воды, надежно защищены от попадания в них загрязнения, обладают целым набором полезных для человека химических элементов, вследствие чего являются наилучшими источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Артезианские подземные воды — это воды напорного типа. Условия залегания и напор водоносных горизонтов могут быть самыми различными в зависимости от района их расположения. Часто напорные водоносные горизонты разделяются водоупорными слоями различной мощности и имеют пластовое расположение.

Подземные воды перемещаются медленно, со скоростью нескольких метров за сутки или даже за год. Ими обычно насыщены пористые галечные или песчаные горизонты или относительно водонепроницаемые пласты глинистых сланцев, и лишь изредка они сосредоточены в подземных полостях или в подземных потоках. Для правильного выбора места бурения колодца обычно требуются сведения о геологическом строении территории.

По характеру движения подземных вод оно может быть ламинарным при движении отдельных струй с небольшой скоростью и турбулентным — при движении водного потока с большими скоростями в вихревом режиме. В песчаных водоносных грунтах движение водного потока может быть только ламинарным. Турбулентный режим движения подземных водных масс наблюдается лишь в галечных и гравелистых грунтах, в карстовых пустотах, в крупноразмерных трещинах.

Подземные воды могут быть безнапорными и напорными (артезианскими).

Безнапорные воды заполняют водоносные горизонты не полностью и имеют свободную поверхность.

Безнапорные подземные воды первого от поверхности земли водоносного горизонта называются грунтовыми. Грунтовые воды характеризуются повышенной загрязненностью, поэтому при их использовании в большинстве случаев необходима очистка.

Напорные (артезианские) воды заполняют водоносные горизонты полностью. Артезианские воды, как привило, характеризуются высоким качеством и в большинстве случаев для хозяйственно-питьевых целей могут использоваться без очистки.

В колодцах или скважинах, вскрывающих напорные водоносные горизонты, вода поднимается до некоторой пьезометрической линии. Если пьезометрическая линия проходит выше поверхности земли, то наблюдается излив воды.

Уровень воды, устанавливающийся в колодце при отсутствии забора воды, называется статическим. При безнапорных водах статический уровень совпадает с уровнем подземных вод, в при напорных водах – с пьезометрической линией.

При откачке воды из колодца уровень ее снижается, причем тем больше, чем интенсивнее откачка. Такой уровень называется динамическим.

Безнапорные и напорные воды могут выходить на поверхность земли в виде родников. Выход безнапорных вод называют нисходящим ключом. Ключевая вода отличается высоким качеством и может использоваться без очистки.

Верховодкаэто безнапорные подземные воды, залегающие наиболее близко к земной поверхности и не имеющие сплошного распространения. Образуются за счёт инфильтрации атмосферных и поверхностных вод, задержанных непроницаемыми или слабо проницаемыми выклинивающимися пластами и линзами, а также в результате конденсации водяных паров в горных породах. Характеризуются сезонностью существования: в засушливое время они нередко исчезают, а в периоды дождей и интенсивного снеготаяния возникают вновь. Подвержены резким колебаниям в зависимости от гидрометеорологических условий (количества атмосферных осадков, влажности воздуха, температуры и др.). К верховодке относятся также воды, временно появляющиеся в болотных образованиях вследствие избыточного питания болот. Нередко верховодка возникает в результате утечек воды из водопровода, канализации, бассейнов и др. водонесущих устройств, следствием чего может быть заболачивание местности, подтопление фундаментов и подвальных помещений. В области распространения многолетнемёрзлых горных пород верховодка относится к надмерзлотным водам. Воды верховодки обычно пресные, слабоминерализованные, но часто бывают загрязнены органическими веществами и содержат повышенные количества железа и кремнекислоты. Верховодка, как правило, не может служить хорошим источником водоснабжения. Однако при необходимости принимаются меры для искусственного сохранения верховодка: устройство прудов; отводы из рек, обеспечивающие постоянным питанием эксплуатируемые колодцы; насаждение растительности, задерживающей снеготаяние; создание водоупорных перемычек и т.п. В пустынных районах путём устройства канавок на глинистых участках — такырах, атмосферные воды отводятся в прилегающий участок песков, где создаётся линза верховодки, представляющая собой некоторый запас пресных вод

Грунтовые воды — это подземные воды первого от поверхности Земли постоянного водоносного горизонта. Образуются главным образом за счёт инфильтрации (просачивания) атмосферных осадков и вод рек, озёр, водохранилищ, оросительных каналов; местами запасы грунтовых вод пополняются восходящими водами более глубоких горизонтов (например, водами артезианских бассейнов), а также за счёт конденсации водяных паров.

Сверху грунтовые воды обычно не перекрываются водонепроницаемыми породами, а водопроницаемый пласт они заполняют не на полную мощность, поэтому поверхность грунтовых вод является свободной, ненапорной. На отдельных участках, где всё же имеется местное водоупорное перекрытие, грунтовые воды приобретают местный напор (величина последнего определяется положением уровня грунтовых вод на прилегающих участках, не имеющих водоупорного перекрытия). Когда буровая скважина или копаный колодец достигают грунтовых вод, их уровень (т. н. зеркало грунтовых вод) устанавливается на той глубине, где они были встречены.

Области питания и распространения грунтовых вод совпадают. Вследствие этого условия формирования и режим грунтовых вод обладают характерными особенностями, отличающими их от более глубоких артезианских вод: грунтовые воды чувствительны ко всем атмосферным изменениям. В зависимости от количества выпадающих атмосферных осадков поверхность грунтовых вод испытывает сезонные колебания: в сухое время года она понижается, во влажное — повышается, изменяются также дебит, химический состав и температура грунтовых вод. Вблизи рек и водоёмов изменения уровня, расхода и химического состава грунтовых вод определяются характером гидравлической связи их с поверхностными водами и режимом последних.

Величина стока грунтовых вод за многолетний период приблизительно равна количеству воды, поступившей путём инфильтрации.

В условиях влажного климата развиваются интенсивные процессы инфильтрации и подземного стока, сопровождаемые выщелачиванием почв и горных пород. При этом легко растворимые соли — хлориды и сульфаты — выносятся из пород и почв; в результате длительного водообмена формируются пресные грунтовые воды, минерализованные лишь за счёт относительно мало растворимых солей (преимущественно гидрокарбонатов кальция). В условиях засушливого тёплого климата (в сухих степях, полупустынях и пустынях) вследствие кратковременности выпадения и малого количества атмосферных осадков, а также слабой дренированности местности подземный сток грунтовых вод не развивается; в расходной части баланса грунтовых вод преобладает испарение и происходит их засоление.

Различия условий формирования грунтовых вод обусловливают зональность их географического распределения, которая тесно связана с зональностью климата, почвенного и растительного покрова. В лесных, лесостепных и степных районах распространены пресные (или слабоминерализованные) грунтовых вод; в пределах сухих степей, полупустынь и пустынь на равнинах преобладают солёные грунтовые воды, среди которых пресные воды встречаются лишь на отдельных участках.

Наиболее значительные запасы грунтовых вод сосредоточены в аллювиальных отложениях речных долин, в конусах выноса предгорных областей, а также в неглубоко залегающих массивах трещиноватых и закарстованных известняков (реже в трещиноватых изверженных породах).

Грунтовые воды в силу относительно лёгкой доступности имеют большое значение для народного хозяйства как источники водоснабжения промышленных предприятий, городов, посёлков, населенных пунктов в сельской местности и т. д..

Артезианские воды – это подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением. Залегают главным образом в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, образуя артезианские бассейны.

  Вскрытые искусственным путём артезианские воды поднимаются выше кровли водоносного пласта. При достаточном напоре они изливаются на поверхность земли, а иногда даже фонтанируют. Линия, соединяющая отметки установившегося напорного уровня в скважинах, образует пьезометрический уровень.

  В отличие от грунтовых вод, участвующих в современном водообмене с поверхностью земли, многие артезианские воды являются древними и их химический состав обычно отражает условия формирования.

  Первоначально артезианские воды связывали с мульдообразными структурами. Однако условия, при которых образуются эти воды, весьма разнообразны; часто артезианские воды можно встретить при флексурообразном асимметричном моноклинальном залегании пластов. Во многих районах они приурочены к сложной системе трещин и разломов.

  В пределах артезианского бассейна различают три области: питания, напора и разгрузки. В области питания водоносный горизонт обычно приподнят и дренирован, поэтому воды здесь имеют свободную поверхность; в области напора уровень, до которого может подняться вода, располагается выше кровли водоносного горизонта. Расстояние по вертикали от кровли водоносного горизонта до этого уровня называются напором.

  В отличие от области питания, где мощность водоносного горизонта изменяется в зависимости от метеорологических факторов, в области напора мощность артезианского горизонта постоянна во времени. На границе между областью питания и областью напора, в связи с количеством поступающей атмосферной воды, в различные сезоны может происходить временный переход воды со свободной поверхностью в воды напорные. В области разгрузки воды выходят на земную поверхность в виде восходящих источников. При наличии нескольких водоносных горизонтов каждый из них может иметь свой уровень, определяемый условиями питания и стока воды. Когда синклинальное залегание слоев соответствует понижениям рельефа, напоры в нижних горизонтах повышаются; при повышениях рельефа пьезометрические уровни нижних горизонтов располагаются на более низких отметках. Если, благодаря скважине или колодцу, два водоносных горизонта сообщаются, то при обращенном рельефе артезианские воды из верхнего горизонта перетекает в нижний.

  Различают артезианский бассейн и артезианский склон. В артезианском бассейне область питания располагается рядом с областью напора; далее по направлению подземного стока располагается область разгрузки напорного горизонта. В артезианском склоне последняя находится рядом с областью питания.

 Каждый крупный артезианский бассейн заключает в себе воды различного химического состава: от высокоминерализованных рассолов хлоридного типа до пресных слабоминерализованных вод гидрокарбонатного типа. Первые обычно залегают в глубоких частях бассейна, вторые — в верхних пластах (в различных артезианских бассейнах РФ на глубине от 100 до 1000 м).

Пресные воды верхних водоносных пластов образуются в результате инфильтрации атмосферных осадков и процессов выщелачивания горных пород. Глубокие высокоминерализованные артезианские воды связаны с измененными водами древних морских бассейнов, находившихся в различные геологические эпохи на территории современных артезианского бассейна.

В РФ ввиду большого разнообразия гидрогеологических условий артезианские бассейны иногда называют водонапорными системами. Наиболее крупной водонапорной системой в РФ является Западно-Сибирский артезианский бассейн площадью 3 млн. км2.

Растущее потребление подземных вод имеет серьезные последствия. Откачка большого объема подземных вод, несопоставимо превышающего их естественное пополнение, приводит к нехватке влаги, а понижение уровня этих вод требует больших затрат на дорогостоящую электроэнергию, используемую для их извлечения. В местах истощения водоносного горизонта земная поверхность начинает проседать, и там осложняется восстановление водных ресурсов естественным путем.

В прибрежных районах чрезмерный забор подземных вод приводит к замещению пресной воды в водоносном горизонте морской, соленой, и таким образом происходит деградация местных источников пресной воды.

Постепенное ухудшение качества подземных вод в результате накопления солей может иметь еще более опасные последствия. Источники солей бывают как природными (например, растворение и вынос минералов из грунтов), так и антропогенными (внесение удобрений или чрезмерный полив водой с высоким содержанием солей). Реки, питающиеся от горных ледников, обычно содержат менее 1 г/л растворенных солей, но минерализация воды в иных реках достигает 9 г/л вследствие того, что они на большом протяжении дренируют территории, сложенные соленосными породами.

В результате беспорядочного сброса или захоронения токсичных химических веществ происходит их просачивание в водоносные горизонты, являющиеся источниками питьевой или ирригационной воды. В ряде случаев достаточно всего нескольких лет или десятилетий, чтобы вредные химические вещества попали в подземные воды и накопились там в ощутимых количествах. Однако, если водоносный горизонт был однажды загрязнен, для его естественного самоочищения потребуется от 200 до 10 000 лет.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

Подземные воды — урок. География, 7 класс.

Подземные воды — воды, находящиеся в пустотах и трещинах горных пород в верхней части земной коры.

 

Подземные воды являются одним из источников питания рек и озёр, они также используются человеком в хозяйственной деятельности.

 

Образуются подземные воды путём просачивания атмосферных осадков сквозь толщу горных пород. Небольшая часть образуется при конденсации водяных паров в глубинных недрах Земли.

 

По условиям залегания подземные воды делятся на почвенные, грунтовые и межпластовые.

 

Почвенные воды являются временными, накапливаются в почвенной толще до глубины \(1,5\) м. Они обеспечивают жизнь растений.

 

Грунтовые воды залегают на первом от земной поверхности водоупорном слое. Они залегают неглубоко, не обладают напором. Грунтовые воды очень сильно зависят от климатических условий: чем больше осадков и меньше испарение, тем ближе воды расположены к поверхности, и тем большей мощностью они обладают. В засушливых районах грунтовые воды залегают на большой глубине.

 

Межпластовые воды располагаются между двумя водоупорными слоями. Они залегают намного глубже, мало зависят от климатических условий. Пополнение водой происходит медленно и в тех местах, где водоносные горизонты выходят на поверхность.

 

Бассейн подземных вод в прогибе земной коры, содержащий напорные пластовые воды, называют артезианским. Самый крупный артезианский бассейн на Земле — Западно-Сибирский (\(3\) млн км²).

 

Подземные воды активно используются человеком. Артезианские воды (напорные межпластовые воды) обеспечивают питьевой водой значительную часть населения мира. Термальные подземные воды применяются для отопления жилищ и теплиц, энергия этих вод используется на геотермальных электростанциях (Исландия, Новая Зеландия). Минеральные воды используются в лечебных целях.

Источники подземных вод — Вода скважина

 

 

Источники подземных вод

В результате переполнения водоносного горизонта, вода изливается на поверхность земли в виде источников подземных вод (родники, ключи). Некоторые источники появляются только после обильных дождей и по окончании выпадения осадков быстро иссякают.

Из артезианских бассейнов ежедневно на поверхность изливаются сотни миллионов литров воды.

Источники не ограничиваются только поверхностными водами. Недавно ученые обнаружили в океанах горячие источники на глубине около 2,5 км, в основном вдоль срединно-океанических хребтов. Горячая вода (более 300 градусов по Цельсию) из этих источников богата минералами и серой, что создает уникальную экосистему, где процветает необычный и экзотический подводный мир.

Как образуются источники?

Источники подземных вод могут изливаться из различных водоносных пластов. Малых родников и ключей встречается множество.

Крупнейшие источники формируются в карстовых пустотах известняков, доломитов, заполненных подземными водами.

Там где водоносный горизонт снизу упирается в непроницаемые породы, вода движется по горизонтальным плоскостям, проникая в породы вымывая в них полости. Таким образом, получаемый поток выходит на поверхность в виде источника.

Эти процессы длятся от десятков до сотен тысяч лет.

Расход воды из родников

Количество воды из родников зависит от многих факторов, в том числе от размеров полостей в породах, давления воды в водоносном горизонте, объема весеннего стока, и количества регулярных осадков.

Деятельность человека также может влиять на объем воды из родника. Скважина на воду в районе, при интенсивном отборе, может уменьшить давление в водоносном горизонте, понижая уровень воды в системе водоносных горизонтов, и в конечном итоге уменьшая поток из источника.

Большинство людей, вероятно, считает, что вода в родник поступает из закрытого бассейна. На самом деле, вода, находящаяся в движении под воздействием геологических, гидрологических или человеческих факторов, может создавать давление и изливаться в виде источника.

Родниковая вода может иметь цвет

Если из источника вытекает вода красного или коричневого цвета, это говорит о высоком содержании железа. Вода, соприкасаясь с различными проницаемыми породами, обогащается минералами природного происхождения присутствующими в породах, благодаря древней вулканической деятельности в этом районе.

В некоторых районах поверхностные воды содержат натуральные дубильные кислоты, попадающие из органических грунтовых пластов, а цвет веществ может появиться в источниках.

Если вода поступает в водоносный горизонт около родника, она может, не доходя до водоносного горизонта, изливаться из этого источника.

Выход сильно окрашенной воды из источников может указывать на то, что вода из крупных каналов попадает в водоносный слой без достаточной фильтрации.

Качество воды в источниках

Качество воды в локальной системе грунтовых вод, часто можно определить по родниковой воде.

Качество воды из источника может значительно варьироваться в зависимости от таких факторов, как качество воды пополняющей водоносный горизонт и тип пород, с которыми грунтовые воды находится в контакте.

Скорость движения воды в водоносных пластах влияет на количество растворенных минералов. Чем скорость ниже, тем больше времени вода находится в контакте с минералами и уносит с собой.

Качество воды также может измениться в результате смешения пресной с древней морской водой, «запечатанной в карманы» в водоносном горизонте, или с морской водой вблизи побережья.

Видя струящуюся из родника кристально-чистую холодную воду, трудно не припасть к ней. Но будьте осторожны.

Вода, проходя через проницаемые пласты, фильтруется от мусора и грязи. Если вода достаточно долго находится под землей, недостаток солнечного света вызывает гибель большинства водорослей и водных растений. Тем не менее, вирусы и бактерии не погибают под землей и растворенные сельскохозяйственные или промышленные загрязнители не удаляются.

Термальные источники

Многие термальные источники встречаются в регионах недавней вулканической активности и питаются водой, нагретой при контакте с горячими камнями на глубине.

Встречаются термальные источники и в местах, где вулканическая деятельность давно затухла. С увеличением глубины повышается температура пород, в которых медленно движется вода и нагревается.

Нагретая вода из глубины находит пути с малым сопротивлением и достаточно быстро выходит на поверхность. Вода не успевает остыть и образуется термальный источник.

Подземные воды 💧 виды, классификация по условиям залегания, свойства, происхождение и основные источники пополнения, значение, использование человеком, охрана водных объектов

Разновидности подземных вод

Вода под землей с разной интенсивностью принимает участие в общем круговороте. Специалисты отмечают три зоны: верхнюю или свободного обмена, среднюю или замедленного водообмена, нижнюю, которая трудно поддается превращению. Виды подземных вод:

  1. Свободная — находится в трещинах, полостях почв и горных пород. Их большая концентрация и потоки распространяют гидростатическое давление по закону сообщающихся сосудов.
  2. Капиллярная — вода, которая перемещается по расщелинам и каналам под действием капиллярных сил. Она может быть: стыковой, подвешенной, поднятой. Поднятая вода расположена выше свободной и образует капиллярную зону, что приводит к засолению почв.
  3. Пленочная — обладает очень тонкой пленкой, которой обволакивает минеральные частицы. Вода перемещается в те места, где пленка тоньше.
  4. Гигроскопическая — покрывает частицы минералов более толстой пленкой, а перемещаться жидкость начинает, когда переходит в газообразную форму.
  5. Лед — твердое состояние воды при низких температурах. Представляет собой кристаллические частицы, из которых образуются большие скопления.
  6. Кристаллизационная — жидкость, молекулы которой входят в минералы, а при дегидратации удаляются или переходят в другое состояние.

Кроме того, в состав подземной атмосферы вода может входить в газообразном состоянии и диссоциированном виде, из которого состоит структура минералов.

Систематизация по условиям расположения

Водные ресурсы, которые находятся под землей, составляют запасы общим объемом около 60 млн км³. Специалисты учитывают их как полезное ископаемое. Классификация подземных вод:

  • почвенные;
  • верховодка;
  • грунтовые;
  • артезианские;
  • минеральные.

Почвенные и верховодка

Под верхним слоем земной коры располагаются почвенные воды. Они заполняют поры и трещины, а перемещаются под действием силы тяжести. По определению эта жидкость отличается небольшой глубиной залегания, она пропитывает собой природный массив, занимая очень большие площади.

Ее пополнение происходит в результате инфильтрационного просачивания дождевых вод через грунт и песок. Происходит это в течение длительного периода, за который вода насыщается органическими веществами. Некоторый объем жидкости протекает вглубь по участку, который обладает хорошей водопроницаемостью, а часть задерживается ближе к поверхности.

Верховодка представляет собой временную концентрацию гравитационных вод в областях аэрации почв и пород. В этом случае происхождение подземных вод случается после атмосферных осадков, паводков и таяния снегов. Кроме того, она может образовываться в результате внутрипочвенного испарения из искусственных водоемов. Верховодка обладает свойствами:

  • сезонной неустойчивостью;
  • ограниченным объемом расширения;
  • резкими изменениями уровня.

В основном человек не использует ее для водоснабжения. При проведении открытых горных работ следует укрепить откосы для входа и выхода из траншей, соорудить дренажные скважины с применением водоотвода.

Грунтовые и артезианские

К грунтовым относятся воды первого от поверхности земли водоносного горизонта. Они образуются в основном просачиванием через почву после атмосферных осадков, из рек, озер и других водоемов. Ученые заметили, что даже вечная мерзлота за полярным кругом не мешает грунтовым водам подпитывать моря.

Обычно это свободная и безнапорная жидкость, которая всегда остается на уровне вскрытия. Грунтовая вода подпитывается и распространяется в одной области. В течение сезона уровни сильно различаются в зависимости от атмосферных осадков и температуры грунта.

Когда отсутствуют дожди, а почва постоянно находится под солнечными лучами, то вода сильно подогревается, и уровень ее падает. Она имеет важное значение для народного хозяйства в России как источник водоснабжения промышленных предприятий и населенных пунктов.

Межпластовые или артезианские залежи расположены между нижними и верхними водоупорными слоями. Основное их отличие — это отсутствие источников подпитки. Жидкость, находящаяся под давлением плотных слоев грунта, достигает поверхности в качестве родников.

Если пробурить пласты, то эта вода из-под земли забьет фонтаном, поэтому ее добыча осуществляется буровой установкой на автомобильном шасси. В буровую скважину вставляется труба, устанавливается фильтр и опускается погружная помпа.

Во время разработки месторождений случаются прорывы, которые мешают при прохождении горных пород и требуют специальной охраны выработок от воды. Подземные месторождения глубокого залегания хорошо подходят для обеспечения населения, промышленных и сельскохозяйственных объектов.

Минеральные месторождения

В этих месторождениях находится тип подземной воды с неизменным химическим составом и биоактивными минеральными или органическими элементами. Жидкость с такими характеристиками обладает лечебными свойствами для внутреннего и наружного использования. Ее разделяют:

  • по химическому составу;
  • уровню минерализации;
  • способу применения.

В состав практически любой жидкости из-под земли входят минеральные соли и другие полезные элементы. Она отличается от пресной тем, что ее состав формируется в течение нескольких лет под воздействием некоторых факторов. Ее структура никогда не изменяется и напрямую зависит от источника.

В промышленных целях минеральную воду добывают с помощью каптажей, которые представляют собой комплекс инженерных сооружений. Очень часто источники сами выходят наружу в виде родников и ключей. Обычно в таких местах строятся бальнеологические лечебницы и курорты.

Методы поиска источников

Подземные залежи существуют практически в любых районах, но только проблема добраться до них заключается в глубине залегания. Поиск месторождений проводится как примитивными подручными материалами, так и с применением современной техники.

Разведка залежей иногда осуществляется способом пробного бурения. Правда, такой способ несет большие финансовые затраты, поэтому он подходит при строительстве крупного водозабора для нескольких домов. Способ бурения делится на несколько методов:

  • роторный;
  • ударно-канатный;
  • шнековый.

Чаще всего применяется шнековое бурение, а выбор способа зависит от сложности породы, финансовых возможностей и других факторов. При залежах источника не глубже 50 м используется шнек, который, вращаясь, выводит грунт наружу. Зачастую трубы для укрепления скважины не нужны, что гораздо ускоряет процесс и экономит средства. При поисках месторождений используются:

  • ивовая рамка;
  • лоза;
  • проволока.

Процедуру необходимо проводить в строго определенное время: утром с 5:00 до 6:00 часов, днем с 14:00 до 15:00, вечером с 20:00 до 21:00. При поиске способ биолокации может выполнить не каждый человек, а только подготовленный и обученный. Но этот метод не всегда приносит хорошие результаты. Наиболее точными считаются специализированные способы обнаружения источников.

Один из них — применение электрического сопротивления. Обычно им пользуются при строительстве крупных водозаборов, а в его основе лежит зондирование почвенного покрова. Электрическое сопротивление жидкости и почвы различаются, поэтому по отличию показателей можно определить, где находится источник.

Правда, железная дорога, находящаяся недалеко, металлический забор или месторождение железной руды могут вызвать неточности в измерениях. Определить нахождение подземных залежей можно визуально и без оборудования. Присутствие некоторых растений на участке укажет на наличие подземных источников. К ним относятся:

  • наперстянка;
  • верба;
  • лапчатка;
  • болиголова.

Существуют некоторые косвенные признаки: утром густой туман над участком, наличие множества насекомых, густая зеленая трава. Кроме того, часто животные роют ямы в местах расположения источников. Таким образом, для обнаружения месторождения подземной воды можно использовать разные методы.


как найти на участке народными способами, при помощи приборов, через кадастр

Где обычно расположены?

Кора земли содержит в своей верхней части подземные воды в трех физических состояниях: парообразном, твердом (лед) и жидком. Разнообразные горные породы образуют полости, где и собирается вода, проходя естественную фильтрацию.

По характеру пустот подземные воды можно классифицировать  следующим образом:

  • поровые – находятся в обломочных породах, таких как песок и галечник;
  • трещинные (иначе жильные) – образуются в скальных породах, среди которых граниты и песчаники;
  • трещинно-карстовые (карстовые) – находятся в растворимых горных породах, таких как известняки, доломиты и гипсы.

От геологических особенностей местности зависит, какая именно вода скапливается на определенных участках. Так артезианские бассейны находятся по большей части в границах платформ и краевых прогибов.

Классификация по глубине залегания

Выделяют три разновидности подземных вод, исходя из условий залегания:

  • Верховодка зачастую имеет временный или сезонный характер, то есть при продолжительной засухе она перестает существовать. Этот тип подземных вод находится близко от поверхности земной коры и ограничен в площади скопления. Образуется на участках с плохой водопроницаемостью после обильных осадков, половодья, повреждения трубопровода.
  • Грунтовые — свободные гравитационные воды. Расположены ниже верховодки, в первом от поверхности постоянном водоносном горизонте (водопроницаемый пласт). Он залегает на ближайшем от поверхности водоупоре (пласт, не пропускающий воду).
  • Напорные артезианские – межпластовые. Находятся ниже грунтовых. Уровень при вскрытии скважиной находится выше подошвы. Когда такой уровень установится выше земной поверхности, вода будет бить фонтаном. То есть артезианские воды находятся между водонепроницаемыми пластами и испытывают давление, образующееся от неодинакового уровня в месте питания.

Важно! Вода из артезианских источников значительно превосходит остальные по качеству.

Межпластовые бассейны отличаются значительными размерами, протяженность которых достигает нескольких тысяч километров. Так некоторые артезианские скважины оазисов Сахары питаются осадками, выпавшими на территории Европы.

Как самостоятельно найти на участке?

Наблюдая за флорой и фауной можно определить, насколько глубоко от поверхности находится уровень грунтовых жил:

  1. Если на изучаемом участке растут лишь сосны и акации, то вода, либо слишком глубоко, либо ее очень мало.
  2. На близкое расположение воды указывает растущие на поверхности береза, черемуха, крушина, ежевика, сныть, ели.

    Так вольготно произрастающая полынь свидетельствует о залегании водоносного слоя не ниже 3-5 метров. Солодка хорошо растет над грунтовой жилой, расположенной на глубине от 1,5 до 5-ти метров.

  3. Отсутствие рыжих муравьев и мышиных нор на участке говорит об очень влажной почве и близком соседстве с водой. Это значит, что в этом месте можно смело рыть колодец.
  4. Зимой над близкой водой будут образовываться наледи и проталины.
  5. Если деревья растут, наклонившись все в одну сторону, значит рядом грунтовая вода.

Внимание! Артезианские межпластовые воды обнаружить самостоятельно не получится. С такой задачей под силу справиться только профессионалам.

Народные способы

Народные методы могут подсказать, где именно лучше рыть колодец. Но это относится только к обнаружению грунтовых вод, так как они расположены близко от поверхности.

Реализация способов:

  • Несколько сухих стеклянных банок наполняют просушенной солью или силикагелем, обматывают тканью, взвешивают и помещают в разных концах исследуемого участка. Через 24 часа банки извлекают и вновь взвешивают. Самая увесистая из них укажет на место с близкой водой.
  • В вечернее время в разных углах участка закопать глиняные без глазури горшки горлышком вниз. Наутро по горшку, где большее количество конденсата, можно узнать о неглубоко расположенной воде.

Справка! Такие способы можно использовать лишь при сухой погоде, простоявшей несколько дней.

При помощи приборов и инструментов

Для более точного поиска подземных вод придумано множество инструментов и приборов, которые с успехом используются.

  1. Датчик определения подводных вод. Его работа основана на сравнении электрического поля различных подземных пород и воды. Производители обещают, что этот инструмент способен работать даже в условиях сильных электрических помех, не теряя точности.
  2. Георадар – принцип работы основан на исследовании импульсов электромагнитных волн. Такое обследование относят к группе радиоволновых методов. Если нужен недорогой георадар, то лучше всего приобрести георадар-моноблок, который компактен и его можно подключить непосредственно к компьютеру.
  3. Барометр. Измеряется давление у близлежащего природного водоема, затем в месте предполагаемой скважины.

Важно! Показание барометра 0,1 мм ртутного столбика равно разнице в перепаде давления в 1 метр.

Пример: у водоема барометр показал 544,2, а на участке 544,7. Разница между ними составила 0,5. Значит, вода будет находиться на глубине 5 метров.

По перепаду высот

Выше описывался поиск воды при помощи барометра. Алгоритм действий аналогичный. Помимо природного водоема можно использовать для сравнения замеры возле близлежащего колодца. Давление будет падать на 1 мм каждые 13 метров изменения высот.

Пример: разница в замерах у соседского колодца и в предполагаемом месте скважины на участке составила 0,5 мм. Значит, водоносный пласт находится ниже поверхности участка на 6,5 метров.

При помощи кадастра и архивов

Данные о водных запасах на участке возможно найти в государственном водном кадастре, куда «стекаются» все сведения, как об естественных выходах подземных вод, так и обо всех скважинах и обнаружении подземных вод в процессе горных выработок и строительства.

Сейчас сведения можно получить и из государственного водного реестра.

Информация о подземных водах и глубине залегания хранится в архивах Территориальных фондов геологической информации.

Здесь можно посетить читальный зал, запросив каталог с перечнем интересующих данных. Потребуется паспорт и написание заявления.

Заключение

Изучив необходимую информацию можно попробовать поискать воду самостоятельно, воспользоваться народными способами, прибегнуть к использованию специальных приборов, покопаться в архивах госучреждений. Это позволит сэкономить денежные ресурсы, но не время.

А можно обратиться за помощью к профессионалам, которые смогут обнаружить, вскрыть и доставить на поверхность воду в кратчайшие сроки.

Каковы основные источники загрязнения подземных вод?

Бенджамин Элиша Саве, 28 августа 2018 г., журнал «Окружающая среда»

Oil spills and other contaminant leaks are a source of groundwater pollution. Разливы нефти и утечки других загрязняющих веществ являются источником загрязнения подземных вод.

Подземные воды, как следует из названия, — это вода, находящаяся под поверхностью земли. Вода из дождевых осадков, озер, рек и ручьев просачивается через пористую землю и достигает уровня грунтовых вод; уровень, на котором земля пропитана водой. Подземные воды обычно содержатся в водоносном горизонте. Водоносный горизонт можно описать как геологическую структуру, состоящую из проницаемых компонентов, способных удерживать большое количество воды.Подземные воды находятся почти во всех местах, но глубина уровня грунтовых вод варьируется в зависимости от региона, метеорологических факторов и интенсивности эксплуатации. Количество грунтовых вод также меняется в зависимости от сезона. В сезон дождей уровень воды увеличивается, а в сухой сезон уровень грунтовых вод снижается.

Значение подземных вод

Подземные воды являются важным природным ресурсом в большинстве мест.Он составляет около 30% мировых запасов пресной воды. Часто он чистый и легко доступный. В Соединенных Штатах более половины населения зависят от грунтовых вод как основного источника питьевой воды. В большинстве сельскохозяйственных районов, где практикуется орошение, грунтовые воды часто используются для орошения сельскохозяйственных культур. В засушливых регионах, таких как Австралия, подземные воды являются дешевым источником воды, поскольку их добыча является наиболее экономичной. В отсутствие дождя грунтовые воды играют жизненно важную роль в окружающей среде, попадая в реки, озера и ручьи.В результате грунтовые воды не дают им высохнуть. Он также поддерживает экосистему, обеспечивая водой растительность, когда дождевая вода высыхает.

Основные источники загрязнения подземных вод

Долгое время подземные воды считались чистыми и свободными от загрязнений. Однако из-за быстрой индустриализации и увеличения использования химикатов многочисленные загрязнители часто попадают в грунтовые воды.Существенными источниками загрязнения грунтовых вод являются химические вещества, используемые в сельском хозяйстве, септические отходы, свалки, неконтролируемые опасные отходы, резервуары для хранения и атмосферные загрязнители.

Сельскохозяйственные химикаты

Объем сельскохозяйственного производства увеличился в большинстве развитых стран. Это крупномасштабное производство сельскохозяйственных товаров означает более широкое использование сельскохозяйственных химикатов, таких как пестициды, гербициды и удобрения.Эти химические вещества, используемые на фермах, оседают на земле, а когда идет дождь, они смешиваются с дождевой водой и просачиваются через пористую землю, попадая в подземные воды. Таким образом, химические вещества загрязняют грунтовые воды.

Септические отходы

Перед сбросом в землю септические отходы необходимо обрабатывать. Обработка предотвращает попадание вредных веществ в землю и распространение в воде.Кроме того, септические системы устроены так, что отходы выбрасываются в землю с очень низкой скоростью, что безвредно для окружающей среды. Однако плохо спроектированные септические системы выделяют вирусы, бактерии и бытовую химию в грунтовые воды, что делает их непригодными для потребления человеком. Плохо обслуживаемые септики также приводят к утечкам, вызывающим загрязнение грунтовых вод.

Свалки

По мере роста населения планеты растет и мусор, производимый ежедневно.Этот мусор собирается и доставляется в определенные места, известные как свалки, где он захоронен. Свалки должны иметь защитный слой внизу, чтобы предотвратить просачивание отходов в землю. Тем не менее, на некоторых свалках этот защитный слой отсутствует, а в некоторых случаях он треснул. Такие свалки приводят к утечкам загрязняющих веществ, таких как бытовая химия, кислота для автомобильных аккумуляторов, масла и медицинские продукты, в грунтовые воды.

Свалки опасных отходов

По всему миру существует множество мест, где утилизируются опасные продукты, такие как радиоактивные компоненты, военные химикаты, электронные отходы и аналогичные продукты.Количество таких свалок растет с каждым днем. Во многих случаях места захоронения опасных продуктов не контролируются должным образом. Отсутствие надлежащего мониторинга и обслуживания таких участков приводит к утечке опасных веществ в грунтовые воды.

Емкости для хранения

Химические вещества, нефть, минералы и другие продукты часто хранятся в резервуарах для хранения над или под землей.По оценкам, только в Соединенных Штатах под землей хранится более 10 миллионов бочек для хранения различных веществ. Со временем контейнеры для хранения разрушаются, и это может привести к попаданию вредных веществ в землю. Впоследствии загрязнители перемещаются через почву и достигают грунтовых вод, что делает ее непригодной для использования человеком.

Загрязнители атмосферы

Подземные воды поддерживаются в рамках гидрологического цикла, который представляет собой движение воды над, под и на поверхности земли.Когда вода движется, она вступает в контакт с загрязнителями в атмосфере, такими как вредные газы. Когда идет дождь, вода переносит эти загрязнения в землю и загрязняет грунтовые воды.

Трубы подземные

По мере развития нации изобретают новые методы транспортировки различных продуктов по подземным трубам. Такие продукты, как нефть, химикаты, газ для приготовления пищи и питьевая вода, в основном транспортируются по подземным трубам.Во многих случаях подземные трубы лопаются и выбрасывают их содержимое в землю. Эти инциденты часто приводят к загрязнению грунтовых вод.

Дорожная соль

Дорожные соли используются в основном в местах, где зимой бывают снегопады. Дорожные соли — это химические продукты, используемые для плавления льда на дорогах. Как только лед тает, он течет вместе с химическими веществами через землю в грунтовые воды, тем самым загрязняя воду.

Воздействие загрязненных подземных вод

Загрязненные подземные воды могут иметь серьезные последствия для окружающей среды, животных и людей. Во-первых, грунтовые воды являются основным источником питьевой воды для большинства людей и животных во всем мире. Как только грунтовые воды загрязнены вредными химическими веществами и бактериями, люди и животные потребляют вредные вещества через питьевую воду и впоследствии страдают от таких проблем со здоровьем, как амеба, брюшной тиф, диарея и даже рак.Во-вторых, деревья и растительность, зависящие от грунтовых вод, могут высыхать после поглощения загрязненной воды. В результате потеря растительности приводит к дисбалансу в экосистеме. В-третьих, загрязненные грунтовые воды могут просачиваться в реки и ручьи и приводить к гибели морских обитателей, что наносит ущерб окружающей среде. Наконец, когда грунтовые воды загрязнены химически активными веществами, это может привести к вредным химическим реакциям, разрушающим почву вокруг этого района. Последствия разрушенной почвы включают плохое развитие растений и плохое качество почвы.

,

Источники подземных вод в странах ЕС

Краткое общее описание характеристик источников подземных вод для большинства стран-членов ЕС содержится в отчете « Качество и количество подземных вод в Европе », подготовленном Европейским агентством по окружающей среде (EEA ), Июнь 1999 г., и цитируется в следующем абзаце [5]:

Австрия

Австрийские районы подземных вод покрывают почти одну треть национальной территории. Подземные воды в карстовых областях площадью 15 000 км2 (18% территории страны) и подземные воды в пористых средах площадью 10 000 км2 (12% территории страны) образуют наиболее важные ресурсы подземных вод Австрии.Кроме того, имеются единичные продуктивные трещинные грунтовые воды в Центральных Альпах, Богемской цепи и на окраине альпийского региона, а также на некоторых более крупных территориях с артезианскими и глубокими грунтовыми водами в Верхней и Нижней Австрии, Бургенланде, Штирии и в альпийских долинах.

Дания

Датские ресурсы подземных вод в основном расположены в пористой среде. Все регионы вместе имеют площадь 43 216 км2, то есть 99,9% национальной территории Дании. Ресурсы в пористой среде можно разделить на участки четвертичных отложений песка и гравия, на участки отложений песка и гравия миоценового возраста и на месторождения мела.

Финляндия

Геологическое образование Финляндии представляет собой докембрийскую кристаллическую основу, которая покрыта тонкими слоями четвертичных отложений. Коренная порода докембрия представляет собой твердый материал, который допускает лишь небольшие движения воды и небольшое количество воды. Карстовые грунтовые воды отсутствуют из-за недостатка минералов кальция в кристаллической породе. Подземные воды в пористых средах состоят из ледниково-флювиальных водоносных горизонтов (эскеров и других гравийно-песчаных образований). Другие водоносные горизонты состоят из небольших водоносных горизонтов тилла и ила.

Франция

Можно выделить три типа регионов подземных вод. По оценкам экспертов, 30% этих регионов расположены в пористых средах, <10% - в карстовых средах и около 60% - в других средах.

Греция

Потенциал подземных вод в Греции составляет около 10 300 млн м3 / год, в то время как 7 400 млн м3 / год составляют карстовые грунтовые воды. Родниковая вода считается поверхностной водой и поэтому не включается в потенциал грунтовых вод.

Исландия

Ресурсы подземных вод расположены в двух основных областях.В позднечетвертичных гиалокластитах и ​​базальтовых лавах имеется 40 000 км2 высокопроницаемых и глубоких водоносных горизонтов, что составляет 35% территории страны. Другие водоносные горизонты более поверхностные, с низкой проницаемостью и залегают в третичных и раннечетвертичных базальтовых лавах. Протяженность этих водоносных горизонтов составляет около 60 000 км2, что составляет около 45% национальной площади.

Ирландия

Общая площадь Ирландской Республики составляет около 70 000 км2. Геологическая структура Ирландии состоит из докембрийских сланцев и кварцитов, девонского песчаника, каменноугольного известняка и некоторых более мелких образований.Единственные широко распространенные водоносные горизонты с межзеренной проницаемостью находятся в четвертичных отложениях. Ирландские водоносные горизонты относительно неглубокие и часто невелики в поперечном направлении. В западных частях страны есть карстовые водоносные горизонты. В Ирландии общий водоносный горизонт оценивается в 18 870 км2. Дать подробную разбивку по типам не представляется возможным.

Италия

Было подсчитано, что более 50% ресурсов подземных вод находятся в пористой среде, 157 244.86 км2 протяженностью. Подземные водоносные горизонты в карстовых средах простираются на 50 615,11 км2 (т.е. 16,76% национальной территории), и, наконец, есть меньшие ресурсы подземных вод в средах вулканических пород с площадью 13 488,78 (т.е. 4,46% национальной территории).

Нидерланды

Нидерланды — густонаселенная страна, площадь которой составляет 38 000 км2. Он сильно индустриализирован, а использование почв в сельском хозяйстве является одним из самых интенсивных в мире. Из-за широкого использования земель существуют большие проблемы загрязнения грунтовых вод на больших территориях, особенно в песчаных районах, охватывающих около 42% территории страны.Более чем на 90% уровень грунтовых вод в стране ниже уровня поверхности менее чем на 4 м. Только в центральных холмах, образованных ледниками, можно измерить более глубокий уровень.

Норвегия

В Норвегии есть два основных типа водоносных горизонтов: коренная порода без первичной пористости, но с вторичными проходами, такими как стыки, и другие трещиноватые или четвертичные поверхностные отложения с первичной пористостью.
Подземные водоносные горизонты: за исключением эолового песчаника верхней перми в Брумунддале и некоторых пермских вулканических пород, все норвежские коренные породы не имеют первичной пористости и непроницаемы в небольшом масштабе.Присутствие подземных вод ограничено швами, образованными тектоническим разрывом, и, в меньшей степени, открытыми трещинами и пустотами, образованными растворением известняка, прожилок и пустотных минералов, обычно кальцита. Обилие водоносных трещин и частота открытых трещин (трещин) в значительной степени контролируются типом породы (компетентностью), мощностью и типом, а также ориентацией палеостресса и недавнего напряжения. Эти факторы также контролируют фактическую картину трещин и сильно влияют на топографию.
Четвертичные водоносные горизонты: Четвертичные отложения представляют собой очень хороший водоносный горизонт в дельтах окраин льда и в заливках ледниково-речных долин. Скважины могут производить воду в количестве от десяти до ста раз больше, чем скважины из коренных пород. Некоторые города, поселки и другие сельские районы, а также промышленные предприятия используют качественную воду из водоносных горизонтов четвертичных отложений. Подземные воды в речных водоносных горизонтах в долинах инфильтрируются из рек и имеют хорошее качество, характеристики грунтовых вод и стабильную температуру.Отложения можно рассматривать как большие естественные фильтры. Дебит скважин в таких водоносных горизонтах может иногда давать около 100 л / с.

Португалия

В Португалии основные системы водоносных горизонтов находятся в пористой среде и карстовой среде. Площадь пористой среды составляет 26 000 км2 (т. Е. 29,4% территории страны), площадь карстовых подземных вод составляет 5 500 км2 (т. Е. 6,2% территории страны). Системы водоносных горизонтов расположены на меридиональной и западной границе мезоценозоя и ярусной впадине Теджо и Садо.Средняя производительность от 10 до 30 л / с на скважину. Почти 40% этих водоносных горизонтов имеют производительность более 30 л / с. В целом безграничные водоносные горизонты имеют более высокую или умеренную уязвимость. Некоторые другие водоносные горизонты расположены в остаточных грунтах древних горных пород, например магматические или метаморфические образования, которые являются важными местными ресурсами. Продуктивность этих водоносных горизонтов составляет менее 3 л / с и связана с периодичностью влажных и засушливых периодов.

Испания

Более трети территории Испании содержат подземные водоносные горизонты.Подземные воды в пористых средах покрывают площадь 79 258 км2 (16% всей страны), карстовые подземные воды распространены на площади 54 628 км2 (11% всей страны), а другие ресурсы подземных вод можно найти на площади 38 644 км2. (8% всей страны).

Швеция

Основные водоносные горизонты находятся в ледниково-флювиальных отложениях песка и гравия. Они охватывают лишь несколько районов шведской территории, хотя более трех четвертей населения Швеции получают питьевую воду из этих источников.Другой пористый водоносный горизонт Тилль покрывает 75% территории страны. Иногда из этих месторождений можно получить хорошие урожаи, но скважины в этой области в основном предназначены для питания одного домохозяйства. Водоносные горизонты в пористых осадочных породах находятся на самом юге Швеции. Это очень маленькие регионы по сравнению со всей Швецией. Карстовые подземные воды в Швеции встречаются редко. Водоносные горизонты в районе коренных пород архея имеют наибольшую площадь по площади из всех водоносных горизонтов. Их можно найти по всей стране. Скважины, пробуренные в этих типах пород, редко дают более 1 л / с и в основном предназначены для частного водоснабжения частных домовладений.

Великобритания — Англия и Уэльс

Три наиболее важных водоносных горизонта — это Мел, Шервудский песчаник и юрские известняки, которые консолидированы, укрепляют осадочные образования с двойной пористостью. Более мелкие водоносные горизонты имеют аналогичные характеристики. Это пласты, в которых поток подземных вод имеет различные комбинации компонентов матрицы и трещинного потока, образующих сложные водоносные горизонты. Эти характеристики затрудняют репрезентативный отбор проб. Другой аспект заключается в том, что более мелкие, но важные подземные водные объекты расположены в консолидированных осадочных водоносных горизонтах, которые часто подвергаются интенсивной эксплуатации.

Щелкните здесь, чтобы ознакомиться с определениями грунтовых вод, чтобы узнать больше о их свойствах, происхождении и количестве или о проблеме их загрязнения.
Для получения дополнительной информации о глобальном распределении воды на земле ознакомьтесь с нашими часто задаваемыми вопросами о количестве воды.


.

Растворенные минеральные источники и значение

На химический характер подземных вод влияют минералы и газы, вступающие в реакцию с водой при ее относительно медленном прохождении через породы и отложения земной коры. Многие переменные вызывают большие вариации в качество грунтовых вод даже на придомовых территориях. Как правило, содержание минералов в подземных водах увеличивается по мере их продвижения через поры и трещины в породах. Вот почему более глубокие и старые воды могут быть сильно минерализованными.В какой-то момент, вода достигает равновесия или баланса, что препятствует растворению дополнительных веществ.

Около 50 свойств подлежат определению, но только некоторые из них должны быть известны, чтобы определить его полезность. Растворенные минералы представлены в нескольких различных единицах измерения. Наиболее распространенная практика — сообщать о растворенных минералах. в частях на миллион (ppm) по весу. Одна ppm эквивалентна весу одной части растворенного минерала, содержащегося в одном миллионе частей по весу раствора.Некоторые агентства сообщают об анализах в миллиграммах на литр, т.е. эквивалент ppm. Твердость обычно выражается в зернах на галлон. Одно зерно на галлон США равно 17,12 частей на миллион.

Следующие характеристики грунтовых вод дают им определенные преимущества перед поверхностными водами.

  1. Подземные воды обычно не содержат взвешенных веществ.
  2. Подземные воды, очень редко содержат патогенные бактерии; как правило, он содержит микробы, присущие пласту, если только они не были загрязнены деятельностью человека (Michael J.Schieders, Water Systems Engineering Inc., через личное сообщение.)
  3. Подземные воды прозрачны и бесцветны, если они не загрязнены гуминовыми веществами.
  4. Температура грунтовых вод относительно постоянна и равна средней температуре воздуха над поверхностью земли или превышает ее. Температура может изменяться под воздействием человека.

Представленные данные взяты из работы, опубликованной J.H. Крайнер, Э.М.Кушинг и Э. Босвелл из Геологической службы США (1961 г., Источник и значение растворенных минеральных компонентов и физические свойства природных вод, USGS Training Aid No.1).

Коррозионная активность

Вода, разъедающая металл, считается коррозионной. Это часто приводит к появлению «красной воды», вызванной раствором железа; Однако не вся красная вода является результатом коррозии. Вода из некоторых пластов содержит значительное количество железа в растворе, который при контакте с воздухом легко осаждается и дает эффект красной воды. Кислоты и сильные основания способны вызывать коррозию, а вместе с экстремальным pH они поддерживают электрохимические процессы, вызывающие износ водопроводных труб, паровых котлов и водонагревательного оборудования.Профилактические меры включают контроль этих активных агентов или минимизацию их эффектов и включают поддержание надлежащая стабильность pH в очищенной воде. Контроль электролиза внутри стальных резервуаров и защитное покрытие на металлических поверхностях также используются для защиты от коррозии. Свободный углекислый газ и другие газы обычно удаляются путем аэрации и при необходимости нейтрализуется добавлением извести или кальцинированной соды.

На фотографии справа красный цвет железа и обогащение металлов в этом источнике в Колорадо вызван грунтовыми водами. контактирует с природными минералами, присутствующими в результате древней вулканической активности в этом районе. Фотография любезно предоставлена ​​USGS.

Марганец

Растворенный в некоторых породах и почвах и не столь распространенный, как железо, марганец (химический символ Mn) имеет многие из тех же нежелательных свойств, что и железо. Окисленная форма марганца вызывает темно-коричневые или черные пятна. Большое количество марганца обычно ассоциируется с высоким содержанием железа и кислой водой.

Кальций и магний

Растворены практически во всех твердых телах и горных породах, но особенно в известняке, доломите и гипсе, обнаружены кальций (Ca) и магний (Mg). в больших количествах в некоторых рассолах.В морской воде магний присутствует в больших количествах. Это обуславливает большую часть жесткости и накипеобразования воды. Вода с низким содержанием кальция и магния желательна при гальванике, дублении, крашении и в текстильном производстве. Кальций и магний являются основной причиной образования накипи в котлах, водонагревателях и трубах, а также нежелательного творога в присутствии мыла. Эти минеральные компоненты и твердость очень влияют на ценность воды для общественного и промышленного использования.

Натрий и калий

Растворенные практически во всех породах и почвах, натрий (Na) и калий (K) также обнаруживаются в древних рассолах, морской воде, некоторых промышленных рассолах и сточных водах. Большие количества (500 ppm и более) в сочетании с хлоридом придают соленый вкус. Высокое содержание натрия содержание обычно ограничивает использование воды для орошения. Соли натрия (50 ppm и более) могут вызывать пенообразование в паровых котлах. Соединения натрия и калия широко распространены в природе и хорошо растворяются в воде.Некоторые грунтовые воды с умеренным содержанием количества растворенного материала могут, проходя через натрий- и калийсодержащие горные породы, претерпевать основной обмен и становиться мягкими на больших глубинах.

Бикарбонат и карбонат

Образуется под действием диоксида углерода в воде на карбонатные породы, такие как известняк и доломит, бикарбонат (HCO 3 ) и карбонат (CO 3 -2 ) образуют щелочной Окружающая среда. Бикарбонаты кальция и магния разлагаются в паровых котлах и водогрейных. установки для образования накипи и выделения агрессивного углекислого газа.В сочетании с кальцием и магнием они вызывают карбонатную жесткость. Бикарбонат не имеет большого значения в государственных поставках, за исключением больших количеств, которые влияют на вкус. или где щелочность влияет на коррозионную активность воды.

Температура

Температура Земли или химическая реакция влияют на пригодность воды для многих целей. Большинству пользователей нужна вода равномерно низкой температуры. В целом, температура неглубоких подземных вод подвержена сезонным колебаниям, тогда как температуры грунтовых вод с умеренных глубин остается около или немного выше среднегодовой температуры воздуха в данной местности.В глубоких колодцах температура воды обычно увеличивается на 1 ° F на каждые 60–100 футов глубины.

Сульфат

Сульфаты (SO 4 -2 ) растворяются из горных пород, содержащих гипс, сульфиды железа и другие соединения серы. Обычно присутствующие в шахтных водах и некоторых промышленных сточных водах, большие количества оказывают слабительное действие на некоторых людей и, в сочетании с другими ионами, придают горечь. Сульфат в воде, содержащей кальций, образует твердую накипь в паровых котлах.

Хлорид

Хлориды (Cl ) растворяются из горных пород и почв. Присутствует в сточных водах и обнаруживается в больших количествах в древних рассолах, морской воде и промышленных рассолах, большие количества увеличивают коррозионную активность воды и, в сочетании с натрием, дают «соленый» вкус. Хлориды кальция, магния, натрия и калия легко растворимы. Дренаж из соляных источников и сточных вод, нефтяных месторождений и других промышленных отходов может привести к увеличению количества хлоридов в ручьях и резервуарах подземных вод.Небольшие количества хлорида мало влияют на использование воды. Хлорид натрия придает соленый привкус, который может быть обнаружен, когда содержание хлорида превышает 100 ppm, хотя в некоторых водах 500 ppm могут быть незаметны. Хлориды в высоких концентрациях представляют опасность для здоровья детей и других молодых млекопитающих.

Алюминий

Алюминий (Al) получают из бокситов и других глин. Хотя алюминий присутствует во многих породах, он плохо растворяется и легко осаждается.Нет никаких доказательств того, что это влияет на использование воды для большинства целей. Кислая вода (низкий pH) часто содержит большее количество алюминия. Такая вода вредна для подачи в котел из-за образования накипи.

Кремнезем

Растворенный практически во всех породах и почвах кремнезем (SiO 2 ) обычно содержится в небольших количествах от 1 до 30 частей на миллион. Более высокие концентрации обычно встречаются в сильно щелочной воде. Кремнезем образует твердую накипь в трубах и котлах. Перенесены В паре котлов высокого давления кремнезем образует вредные отложения на тонко сбалансированных лопатках паровых турбин.Кремнезем также препятствует порче умягчителей воды цеолитного типа, но не влияет на воду для бытовых нужд. грунтовая вода обычно содержит больше кремнезема, чем поверхностная вода.

Железо

Чрезвычайно распространенное железо (Fe) растворено практически во всех породах и почвах. Вода с низким pH имеет тенденцию к коррозии и может растворять железо в нежелательных количествах из труб, насосов и другого оборудования. От более 1 до 2 частей на миллион растворимых железо в поверхностных водах обычно указывает на присутствие кислотных отходов из шахтного дренажа или других источников.Более 0,3 промилле окрашивает белье и посуду в красновато-коричневый цвет. Не подходит для пищевой промышленности, напитков, окрашивания, отбеливания, Производство льда, пивоварение и другие процессы, умеренно большие количества вызывают неприятный вкус и способствуют росту железобактерий в условиях небольшого окисления и типичных температурах грунтовых вод. На воздухе железо в подземных водах легко окисляется и образует красновато-коричневый осадок. Железо можно удалить окислением, осаждением и тонкой фильтрацией или осаждением во время удаления жесткости ионным обменом (не рекомендуется).

Нитрат

Источниками нитратов (NO 3 ) являются разлагающиеся органические вещества, бобовые растения, сточные воды, нитратные удобрения и нитраты в почве. Нитраты стимулируют рост водорослей и других организмов, вызывающих нежелательный привкус и запах. Концентрации намного больше, чем среднее местное значение может указывать на загрязнение. Нитраты в воде могут указывать на сточные воды или другие органические вещества. В количествах менее 5 частей на миллион нитрат не влияет на ценность воды для обычных целей.

Растворенные твердые вещества

В основном «растворенные твердые вещества» — это совокупное качество минеральных компонентов, растворенных в горных породах и почвах, включая любые органические вещества и некоторое количество кристаллизационной воды. Вода, содержащая более 1000 частей на миллион растворенных твердых веществ, не подходит для многих цели. Количество и характер растворенных твердых веществ зависят от растворимости и типа горных пород, с которыми вода контактировала. На вкус воды часто влияет количество растворенных твердых веществ.

Жесткость по карбонатам магния и кальция

В большинстве случаев жесткость воды почти полностью обусловлена ​​карбонатами кальция и магния. Все катионы металлов, кроме щелочных, откладывают мыльный творог на ваннах. Жесткая вода образует накипь в котлах, водонагревателях и трубах. Эквивалент твердости жесткость бикарбоната и карбоната называется карбонатной или «временной», потому что ее можно удалить кипячением. Любая твердость, превышающая это значение, называется некарбонатной или «постоянной» твердостью.Некарбонатная твердость обусловлена ​​сочетанием кальция и магния с сульфатом, хлоридом и нитратом. Окалина, вызванная карбонатной жесткостью, обычно пористая и легко удаляется, но накипь, вызванная некарбонатной жесткостью, трудно удалить. Твердость обычно определяется в воды увеличенным количеством мыла или моющего средства, необходимого для образования постоянной пены. По мере увеличения твердости резко возрастает расход мыла, и образуется нежелательный творог. При развитии водоснабжения жесткость является одной из самых важные факторы, которые необходимо учитывать.Обычно мягкой считается вода с жесткостью до 60 ppm; 61–120 частей на миллион — умеренно жесткие, от 121 до 180 частей на миллион — жесткие и более 180 частей на миллион — очень жесткие.

Мутность

Мутность воды связана с взвешенными веществами, такими как глина, ил, мелкие фрагменты органических веществ и т.п. Он появляется как эффект мутности в воде, и только по этой причине он нежелателен для бытовых и многих промышленных систем водоснабжения. Отфильтрованная вода не имеет заметной мутности. Нефильтрованные материалы, в том числе те, которые содержат достаточно железа для заметного осадки при контакте с воздухом могут помутнеть.В системах поверхностного водоснабжения мутность обычно является более изменчивой величиной, чем растворенные твердые вещества.

Фото любезно предоставлено NCDFR.

Цвет

Цвет означает внешний вид воды, не содержащей взвешенных веществ. Он почти полностью является результатом извлечения красящих веществ и разлагающихся органических материалов, таких как корни и листья, в поверхностных водах или в земле. Естественный цвет 10 единиц или меньше обычно остается незамеченным и даже в больших количествах безвреден в питьевой воде.Однако использование цвета во многих промышленных целях нежелательно. Его можно удалить из воды путем коагуляции, осаждения и фильтрация активированным углем.

Фторид

Растворяется в небольших или незначительных количествах в большинстве горных пород и почв, таких как плавиковый шпат и криолит, фторид (Fl) в питьевой воде, как было показано, снижает частоту возникновения кариеса при употреблении воды в детском периоде. кальцификации зубной эмали. Однако это может вызвать пятнистость на зубах в зависимости от концентрации фтора, возраста ребенка, количества потребляемой питьевой воды и восприимчивости человека.

Реакции с минералами формации

Небольшое количество минералов составляет почти всю массу водоносных горизонтов песчаника. Средний песчаник, как определено Ф. В. Кларком (1924, данные геохимии, пятое издание, USGS Bulletin 770), состоит из 66,8% кремнезема (в основном кварца), 11,5%. процентов полевого шпата, 11,1 процента карбонатных минералов, 6,6 процента слюды и глин, 1,8 процента оксидов железа и 2,2 процента других минералов. Известняковые и доломитовые водоносные горизонты в основном состоят из карбоната кальция и карбоната кальция и магния соответственно. но нечистые могут содержать до 50 процентов некарбонатных компонентов, таких как кремнезем и глинистые минералы.

Кварц, основной компонент песчаников, является наименее химически активным из обычных минералов и для всех практических целей может считаться инертным, за исключением сильнощелочных растворов (Roedder, E., 1959, Physics and Chemistry of the Earth 3) , Было продемонстрировано, что глины реагируют с высокоосновными или высококислотными растворами.

Глинистые минералы — обычные составляющие осадочных пород. Roedder (1959) заявил, что песчаники, содержащие менее 0,1% глинистых минералов, могут не существовать где-либо в Соединенных Штатах, за исключением, возможно, небольших залежей исключительно чистого стекла. песок.Известно, что глинистые минералы снижают проницаемость песчаника для воды по сравнению с его проницаемостью для воздуха (Johnston, N., and C.M. Beeson, 1945, Водопроницаемость песков коллектора, Petroleum Development and Technology, in Transactions Американского института инженеров горного дела и металлургии 160: 43-55; Баптист, О.К., и С.А.Свини, 1955, Влияние глин на проницаемость пластовых песков для различной соленой воды, Отчет об исследованиях Бюро горнодобывающей промышленности 5180; Лэнд, С.С., и А. Баптист, 1965, Влияние гидратации монтмориллонита на проницаемость водочувствительных пород-коллекторов, Journal of Petroleum Technology October). Степень снижения водопроницаемости по сравнению с Креститель и Суини называют воздух чувствительностью песчаника к воде.

Приведенная выше информация в значительной степени взята из главы 23 публикации NGWA Press, 1999 г., Гидрология подземных вод для подрядчиков по производству скважин на воду.
.

Загрязнение подземных вод

Загрязнение подземных вод

Более 50% населения Соединенных Штатов использует подземные воды для питья. Подземные воды также являются одним из самых важных источников воды для орошения. К сожалению, грунтовые воды чувствительны к загрязнителям.

Загрязнение подземных вод происходит, когда искусственные продукты, такие как бензин, нефть, дорожные соли и химикаты, попадают в подземные воды и делают их небезопасными и непригодными для использования человеком.

Материалы с поверхности земли могут перемещаться через почву и попадать в грунтовые воды. Например, пестициды и удобрения со временем могут попасть в запасы грунтовых вод. Дорожная соль, токсичные вещества с участков добычи и отработанное моторное масло также могут просачиваться в грунтовые воды. Кроме того, необработанные отходы из септиков и токсичные химикаты из подземных резервуаров и негерметичных свалок могут загрязнять грунтовые воды.

Опасности загрязненных подземных вод

Питье загрязненных подземных вод может иметь серьезные последствия для здоровья.Такие заболевания, как гепатит и дизентерия, могут быть вызваны загрязнением отходами септических резервуаров. Отравление может быть вызвано токсинами, которые попали в колодезную воду. Загрязненные грунтовые воды также могут причинить вред дикой природе. Другие долгосрочные эффекты, такие как определенные виды рака, также могут быть результатом воздействия загрязненной воды.

Потенциальные источники загрязнения подземных вод

  • Емкости для хранения

    Может содержать бензин, масло, химикаты или другие жидкости, и они могут находиться как над землей, так и под землей.По оценкам, в Соединенных Штатах похоронено более 10 миллионов резервуаров для хранения, и со временем резервуары могут подвергнуться коррозии, потрескаться и развиться. Если загрязнители просочатся наружу и попадут в грунтовые воды, может произойти серьезное загрязнение.

  • Септические системы

    Местные системы водоотведения, используемые в домах, офисах или других зданиях, не подключенных к городской канализационной системе.Септические системы предназначены для медленного и безвредного удаления человеческих отходов под землю. Неправильно спроектированная, расположенная, построенная или обслуживаемая септическая система может привести к утечке бактерий, вирусов, бытовой химии и других загрязнителей в грунтовые воды, вызывая серьезные проблемы.

  • Неконтролируемые опасные отходы

    В U.S. сегодня считается, что существует более 20 000 известных заброшенных и неконтролируемых свалок с опасными отходами, и это число растет с каждым годом. Участки с опасными отходами могут привести к загрязнению грунтовых вод, если вокруг лежат бочки или другие контейнеры, заполненные опасными материалами. Если есть утечка, эти загрязнители могут в конечном итоге проникнуть через почву в грунтовые воды.

  • Свалки

    Свалки — это места захоронения нашего мусора.Предполагается, что свалки должны иметь защитный нижний слой, предотвращающий попадание загрязняющих веществ в воду. Однако, если слоя нет или он треснул, загрязнители со свалки (кислота автомобильного аккумулятора, краска, бытовые чистящие средства и т. Д.) Могут попасть в грунтовые воды.

  • Химические вещества и дорожные соли

    Еще одним источником потенциального загрязнения подземных вод является широкое использование химикатов и дорожных солей.К химическим веществам относятся продукты, используемые на лужайках и сельскохозяйственных полях для уничтожения сорняков и насекомых, а также для удобрения растений, а также другие продукты, используемые в домах и на предприятиях. Когда идет дождь, эти химические вещества могут просачиваться в землю и в конечном итоге в воду. Дорожные соли используются зимой, чтобы растопить лед на дорогах, чтобы автомобили не скользили по ним. Когда лед тает, соль смывается с дорог и в конечном итоге оказывается в воде.

  • Загрязнители атмосферы

    Поскольку подземные воды являются частью гидрологического цикла, загрязнители в других частях цикла, таких как атмосфера или водоемы поверхностных вод, в конечном итоге могут попасть в наши запасы подземных вод.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *