Подземные воды

Подземные воды — это воды, находящиеся в верхней части земной коры (до глубины 12-16 км) в жидком, твердом и парообразном состояниях. Основная масса их образуется вследствие просачивания с поверхности дождевых, талых и речных вод. Подземные воды постоянно перемещаются как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Глубина их залегания, направление и интенсивность движения зависят от водопроницаемости пород. К водопроницаемым породам относят галечники, пески, гравий. К водонепроницаемым (водоупорным), практически не пропускающим воду — глины, плотные без трещин горные породы, мерзлые грунты. Слой горной породы, в котором заключена вода, называется водоносным.

По условиям залегания подземные воды подразделяют на три вида: почвенные, находящиеся в самом верхнем, почвенном слое; грунтовые, залегающие на первом от поверхности постоянном водоупорном слое; межпластовые, находящиеся между двумя водоупорными пластами. Грунтовые воды питаются просочившимися атмосферными осадками, водами рек, озер, водохранилищ. Уровень грунтовых вод колеблется по сезонам года и различен в разных зонах. Так, в тундре он практически совпадает с поверхностью, в пустынях находится на глубине 60-100 м. Распространены они почти повсеместно, не обладают напором, перемещаются медленно (в крупнозернистых песках, например, со скоростью 1,5-2,0 м в сутки). Химический состав подземных вод неодинаков и зависит от растворяемости прилегающих пород. По химическому составу различают пресные (до 1 г солей на 1 л воды) и минерализованные (до 50 г солей на 1 л воды) подземные воды. Естественные выходы подземных вод на земную поверхность называется источниками (родниками, ключами). Они образуются обычно в пониженных местах, где земную поверхность пересекают водоносные горизонты. Источники бывают холодными (с температурой воды не выше 20°С, теплыми (от 20 до 37°С) и горячими, или термальными (свыше 37°С). Периодически фонтанирующие горячие источники называются гейзерами. Они находятся в областях недавнего или современного вулканизма (Исландия, Камчатка, Новая Зеландия, Япония).

Воды минеральных источников содержат разнообразные химические элементы и могут быть углекислыми, щелочными, соляными и т.д. Многие из них имеют лечебное значение.

Подземные воды пополняют колодцы, реки, озера, болота; растворяют различные вещества в породах и переносят их; вызывают оползни, заболачивание. Они обеспечивают растения влагой и население питьевой водой. Источники дают наиболее чистую воду. Водяной пар и горячая вода гейзеров служат для отопления зданий, теплиц и энергетических установок.

Запасы подземных вод очень велики — 1,7%, но возобновляются крайне медленно, и это необходимо учитывать при их расходовании. Не менее важна и охрана подземных вод от загрязнений.

Что такое Подземные воды? | International Groundwater Resources Assessment Centre

Когда дождая вода выпадает на землю, часть ее стекает вдоль поверхности земли в ручьи, реки или озера, часть ее увлажняет почву. Часть этой воды используется растительностью; часть испаряется и возвращается в атмосферу. Часть воды также просачивается в землю, протекает в зону аэрации и достигает водное зеркало, воображаемую поверхность, ниже которой почва насыщена водой (смотри рисунок ниже).

Последнее и является подземными водами: вся вода, найденная под поверхностью земли в зоне насыщения.  

 Иллюстрация водного зеркала, насыщенной зоны и зоны аэрации

Подземные воды содержатся в так называемых «водоносных горизонтах». Водоносный горизонт (аквифер) представляет собой геологическую формацию или ее часть, состоящую из проницаемого материала, способного хранить/получать значительное количество воды. Водоносные горизонты могут состоять из различных материалов: рыхлых песков и гравия, проницаемых осадочных пород, таких как песчаники или известняки, обломков вулканических или кристаллических пород и.т.д.  

Подземные воды (в природе) пополняются дождевой водой и таянием снега, или водой, которая просачивается через дно некоторых озер и рек. Подземные воды также могут пополняться, когда происходит утечка системы водоснабжения или когда посевы орошаются большим количеством воды, чем требуется. Также существуют методы управления питанием водоносного горизонта и увеличения количества воды, просачивающейся в почву. 

Подземные воды могут быть найдены практически везде. Водное зеркало может залегать глубоко или неглубоко, в зависимости от ряда факторов, таких, как физические особенности региона, метеорологические условия, питание и степень эксплуатации. Сильные дожди могут привести к пополнению и вызвать повышение уровня водного зеркала. С другой стороны, длительная засуха может привести к падению уровня водного зеркала. 

Когда подземные воды достигают водоносный горизонт, они не стоят на месте. Как правило, они продолжают течь, но гораздо медленнее, чем до достижения водоносного горизонта. Скорость движения подземных вод зависит от характеристики водоносного горизонта. А движутся они, как правило, от высоких к низким уровням под действием гравитации, при условии отсутствия антропогенного воздействия, например насосных скважин. Подземные воды будут двигаться, пока они не втекут в другой водоносный горизонт или в другой водоем, например в озеро, реку, океан, или до тех пор, пока их не извлекут из колодца. 

Для того, чтобы иметь возможность хранить и производить подземные воды, водоносный горизонт должен обладать определенными физическими характеристиками. Он должен иметь пустоты (поры или трещины), в котором подземные воды могут храниться, и эти пустоты должны быть соединены между собой, что позволит подземным водам протекать через них. С технической точки зрения, при наличии соединенных между собой пустот, подобная геологическая формация является проницаемой. Когда пустот нет или они не связаны между собой, то такая геологическая формация является непроницаемой. Чем выше пористость и проницаемость водоносного горизонта, тем больше подземных вод хранится и производится в нем.

Проницаемые и непроницаемые геологические формации

Почему подземные воды так важны?

Подземные воды представляют собой около 30% мирового запаса пресной воды. Из других 70%, почти 69% содержатся в ледяном покрове и горных снегах/ледняках и лишь 1 % в реках и озерах. Подземные воды представляют собой в среднем одну треть потребляемой людьми пресной воды, а в некоторых частях мира этот процент может достигать 100%. На рисунке ниже дается краткий обзор распределения воды на Земле. 

Распределение воды на Земле

Подземные воды являются очень важным природным ресурсом и играют значительную роль в экономике. Это основной источник воды для орошения и пищевой промышленности. В целом, подземные воды являются надежным источником воды для сельского хозяйства и могут гибко использоваться: когда сухо и спрос выше, может быть извлечено больше подземных вод, а при выпадании достаточного количества осадков необходимость извлечения подземных вод будет меньше. Во всем мире, на орошение приходится более 70 % всего забора воды (как поверхностных, так и подземных вод). По оценкам, примерно 43 % общего объема воды, используемой для орошения, приходится на подземные воды.

Для окружающей среды подземные воды играют очень важную роль в поддержании уровня воды, они пополняют реки, озера и водно-болотные угодья. Особенно во период сухих месяцев, когда происходит очень мало прямого пополнения от дождевых осадков, они обеспечивают окружающую среду потоком подземных вод через дно этих водоемов и становятся существенными для диких животных и растений, обитающих в этой среде. Подземные воды также играют значимую роль в устойчивой навигации через внутренние воды в сухие сезоны. Выход подземных вод в реки помогает поддеживает  более высокий уровень воды. 

Подземные воды можно найти практически везде и качество их, как правило, очень хорошее. Тот факт, что подземные воды хранятся в слоях под поверхностью, и иногда на очень высокой глубине, помогает защитить их от загрязнения и сохранить их качество. Кроме того, подземные воды являются природным ресурсом, который часто может быть найден вблизи конечных потребителей и поэтому не требует больших вложений с точки зрения инфраструктуры и обработки, что часто бывает необходимым при добыче поверхностных вод. Самое главное в использовании подземных вод, это найти правильный баланс между водозабором и предоставлением водоносному горизонту возможности восстановиться, чтобы избежать чрезмерной эксплуатации и загрязнения этого важнейшего ресурса. 

Источники

• USGS – Вода в мире 
• USGS – Что такое подземные воды – Д. В. Кларк и Д.В. Брайэр. Открытый файл отчет 93-643, переиздан в апреле 2001
• Значимость подземных вод — Д – ЛОНГВУДСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Управление ресурсами подземных вод | МАГАТЭ

Подземные воды составляют 30 процентов мировых запасов пресной воды. Еще 69 процентов сосредоточены в полярных льдах, а на долю рек и озер приходится лишь один процент запасов пресной воды. Подземные воды часто залегают в глубоких водоносных горизонтах, проницаемых породах и отложениях и добываются через оборудованные насосами скважины. Водоносные горизонты во многих случаях являются возобновляемым источником ресурсов, которые медленно подпитываются посредством инфильтрации осадков в течение сотен или даже многих тысяч лет.

Рост численности населения планеты наряду с интенсификацией сельского хозяйства и увеличением промышленного потребления ведет к постоянному повышению спроса на подземные воды. Во многих регионах водохозяйственным органам приходится сталкиваться с чрезмерной эксплуатацией доступных водоносных горизонтов, что зачастую приводит к необходимости использовать воды из глубоких древних пластов для обеспечения надежных поставок пресной воды. Кроме того, существуют угрозы, связанные с проникновением в подземные воды загрязнителей и токсинов, используемых, например, в сельском хозяйстве, промышленности или деятельности городских служб.

Научная оценка происхождения и скорости пополнения водоносных горизонтов имеет решающее значение для того, чтобы они могли выполнять свою функцию надежного долгосрочного источника водоснабжения. Стабильные и радиоактивные изотопы, естественно присутствующие в подземных водах, могут быть использованы для получения более подробной информации о происхождении и скорости пополнения подземных вод. Для оценки возраста подземных вод используются изотопы воды (водород, кислород) и радиоизотопы (тритий), растворенный углерод (углерод-14) и инертные газы (гелий-3, гелий-4 и криптон-81).

Борьба с загрязнением подземных вод – задача не из легких, поскольку загрязнение водоносных горизонтов крайне трудно поддается устранению. Стабильные и радиоизотопные индикаторы (азот-15, углерод-13 и тритий) используются для регистрации источников загрязнения и количественной оценки трансформации и биодеградации загрязняющих веществ в водоносных системах.

Сток с заселенных территорий ведет к неизбежному загрязнению подземных вод. Система ливневой канализации не спасет

Застройки поймы Москвы-реки от Звенигорода до МКАД приведёт к критическому загрязнению источников водоснабжения запада области, дефициту воды в Одинцовском округе, включая окрестности Рублёво-Успенского шоссе, и кардинально ухудшит воду Москвы-реки, питающей столичный водопровод.

В отличие от г. Москвы, система водоснабжения которой на 99,6% базируется на использовании поверхностных вод (из рек и водохранилищ), водоснабжение Московской области базируется в основном на подземных источниках, их доля составляет около 90% от общего водопотребления. Особенность региона состоит в крайне медленном возобновлении запасов подземных вод в г. Москве и её окрестностях. В результате интенсивной многолетней эксплуатации подземных вод на территории Московской области их режим оказался серьёзно нарушен, и в результате образовалась обширная депрессионная воронка (падение уровня подземных вод ниже их кровли на десятки метров) с центром в г. Москве, осложнённая локальными воронками. При формировании депрессионных воронок водоносные горизонты из напорных превращаются в безнапорные, возникает опасность нисходящей фильтрации вышезалегающих загрязнённых грунтовых вод. Эта опасность особенно велика в поймах рек, где основной водоносный слой (подольско-мячковский водоносный горизонт) подходит к поверхности на минимальную глубину (10 м). Массовая, в масштабах миллионов квадратных метров, застройка поймы верхней Москвы-реки приведёт к критическому загрязнению подземных источников питьевого водоснабжения Московской области (сделает воду непригодной для питья) и дефициту воды на значительной части территории региона. Такие выводы содержатся в материалах научных работ, проведённых в разные годы научно-исследовательскими организациями на источниках водоснабжения города Москвы. 

 

Рис.1. Структура подземных источников водоснабжения

Подземные воды служат основным источником водоснабжения для большинства населённых пунктов Подмосковья. По данным Министерства экологии и природопользования Московской области, водоотбор осуществляется более чем из 9,7 тысяч скважин, причём из 99% скважин добываются пресные подземные воды, из 1% – минеральные.

Пригодными для централизованного водоснабжения в Московской области по гидродинамическим и гидрогеохимическим показателям считаются воды, приуроченные к карбонатным породам каменноугольных отложений. Основные эксплуатируемые в регионе водоносные горизонты и комплексы — подольско-мячковский (38% от общего водоотбора) и касимовский (22%).

Подольско-мячковский водоносный горизонт распространён почти на всей территории Московской области. Это основной источник хозяйственно-питьевого водоснабжения в Волоколамском, Шаховском, Истринском, Рузском, Можайском, Одинцовском г.о., Наро-Фоминском, Подольском и других административных районах области, а также на территориях Новой Москвы.

Глубина залегания кровли подольско-мячковского водоносного горизонта начинается от 10-20 м в долинах рек Рузы, Москвы, Пахры и Оки (местами он даже выходит на поверхность). Напор воды в скважинах колеблется от 20 до 120 м. Дебет скважин, пробуренных на этот водоносный горизонт, может достигать 15 м³/час.

Одна из наиболее остро стоящих проблем, связанных с использованием подземных вод Московской области, — неполный учёт их потребления и устаревшие оценки запасов подземных вод в регионе. Оценки проводились и утверждались в основном более 30 лет назад.

Информация о состоянии недр, получаемая при ведении мониторинга подземных вод, относится к государственным информационным ресурсам государственного мониторинга состояния недр (составная часть государственного фонда геологической информации). Однако отчётность предоставляют не все недропользователи, кроме того, данные поступают нерегулярно. На территории Московской области зарегистрировано 5204 водопользователей, владеющих 7784 водозаборными узлами. Ежеквартальные сведения о водоотборе предоставляют только 816 (15,5 %) водопользователей.

Кроме этого, на территории Московской области ежегодно фиксируются многочисленные случаи незарегистрированного использования подземных вод, поэтому фактическое число водопользователей и объемы подземных вод оценивается на 20-30% больше зарегистрированного.

В результате интенсивной многолетней эксплуатации подземных вод в Подмосковье их режим оказался серьёзно нарушен. В результате образовалась обширная депрессионная воронка с центром в г. Москве, осложнённая локальными воронками, так что депрессия водной поверхности каменноугольных отложений охватила практически всю территорию Московской области.

Рис.2. Региональные и локальные депрессионные воронки в Подмосковье

В результате интенсивной эксплуатации напорных водоносных горизонтов и комплексов каменноугольных отложений в течение многолетнего периода уровень подземных вод на некоторых участках упал ниже их кровли, образовались зоны безнапорного режима фильтрации. В естественных условиях безнапорный режим в водоносных горизонтах карбона существовал только в областях их выхода на поверхность. В ходе эксплуатации водоносных горизонтов значительно расширились области безнапорного режима естественного происхождения, появились новые, связанные только с интенсивным водоотбором. Особенно ярко это проявляется в подольско-мячковском водоносном горизонте, испытывающем наибольшую техногенную нагрузку. Зоны безнапорной фильтрации фиксируются практически по всей площади эксплуатации горизонта.

Наиболее опасным последствием чрезмерного использования подземных вод является тот факт, что при формировании депрессионных воронок водоносные горизонты из напорных превращаются в безнапорные, возникает опасность нисходящей фильтрации вышезалегающих загрязнённых грунтовых вод. Попадая в трещиноватые карбонатные породы, они провоцируют загрязнение подземных вод продуктивных водоносных горизонтов.

 

Рис. 3. Нисходящая фильтрация вышезалегающих грунтовых вод

В случаях, когда водоотбор осуществляется в области выхода горизонтов на поверхность (под четвертичные отложения) или в пределах локальных структурных поднятий, зоны безнапорного режима естественного происхождения расширяются. Для наиболее интенсивно эксплуатируемого подольско-мячковского горизонта в настоящее время чётко выделяется область безнапорного режима подземных вод техногенного происхождения, охватывающая Красногорский, Одинцовский, Наро-Фоминский, Ленинский, Подольский, Домодедовский, Чеховский, Люберецкий, Раменский, Воскресенский районы Московской области, а также г. Москву, включая присоединённые в 2012 г. территории.

В отдельных местах величина снижения уровня воды в водоносных слоях на территории Московской области достигает рекордных для центральной части России 100 м – см. Рис. 4.

Рис. 4. Крупнейшие воронки депрессии в центральной части России

Одним из последствий формирования депрессионных воронок считается ухудшение качества подземных вод. При этом Московский регион никогда не отличался высоким качеством подземной воды – в силу природных факторов в воде наблюдается повышенное содержание железа, марганца, солей кальция и магния. В результате большого количества пробуриваемых скважин в подземные воды попадают и другие загрязняющие вещества – значительное количество нефтепродуктов, а также нитриты, патогенные бактерии.

Проведённые оценки потенциала использования подземных вод на присоединённых к г. Москве территориях показали, что возможность увеличения интенсивности водопользования весьма невелики. При этом объёмы и темпы застройки этих территорий значительны.

Наибольшую опасность с точки зрения последствий загрязнения подземных вод представляет застройка вблизи речных долин, на террасах и особенно на пойменных участках. На территории Рублёво-Успенского эксклава г. Москвы предусматривается 3,5 млн м² городской застройки в долине Москвы-реки, в том числе в пределах 500 м от русла реки. Таким образом, исходя из нормы водопотребления 230-260 л/сутки на человека, водопотребление в районе планируемой застройки составит около 50-55 тыс. м³/сутки. Застройка окажет очень сильное воздействие на рост скорости истощения запасов подземных вод в регионе.

При развитии городских территорий происходит замедление пополнения запасов подземных вод в связи с тем, что в городах и их частях проектируются системы водоотведения сточных вод. Строительство дорог, домов приводит к тому, что площадь территорий, с которых происходит инфильтрация осадков, сильно уменьшается, а поступающие с урбанизированных территорий в водоносные горизонты воды характеризуются крайне высоким уровнем загрязнённости как биогенными и неорганическими веществами, так и нефтепродуктами и стойкими органическими загрязнителями, например, бенз(а)пиреном.

Как указывалось выше, по данным Министерства экологии и природопользования Московской области, в долине р. Москвы подземные воды залегают ближе всего к поверхности и находятся на глубине всего 10-20 м. При этом сформировавшаяся депрессия из-за избыточного использования подземных вод привела к формированию безнапорного режима на этой территории. Таким образом, любое загрязнение, которое формируется в условиях населённого пункта, в том числе загрязнение почв, в течение 10-20 лет приведёт к попаданию загрязнения в подземные воды. Вместе с химическими веществами в подземные воды в условиях депрессионной воронки попадает и микробиологические. Так, во многих городах в Московской области, расположенных в районе с безнапорным режимом подземных вод, в подземных водах обнаружены патогенные микроорганизмы. В случае Рублёво-Успенского эксклава бактериальное заражение подземных вод крайне быстро попадёт в Москву-реку. Таким образом, в результате масштабной застройки долины Москвы-реки создастся как опасность для здоровья населения Одинцовского городского округа Московской области, основным источников питьевого водоснабжения для которого служат подземные воды, так и опасность непрогнозируемого патогенного биологического загрязнения Москвы.

 

Рис. 5. Загрязнение подземных вод

При этом основным источником водоснабжения на присоединённых к г. Москве территориях и в Московской области продолжают оставаться подземные воды. В случае жилой застройки территории Рублёво-Успенского эксклава водоснабжение, очевидно, будет осуществляться посредством отбора подземных вод. Несмотря на наличие значительных резервных мощностей на всех московских станциях водоподготовки, использующих воду поверхностных источников, возможности подключения к московскому водопроводу крупных жилых массивов Московской области ограничены расстоянием до них от станций водоподготовки или исключены. Рублёво-Успенский эксклав новой Москвы отстоит от ближайшей Рублёвской станции водоподготовки более чем на 20 км и расположен на местности значительно выше неё. Представить себе экономически оправданный проект строительства ветки водопровода к эксклаву по сплошь приватизированным землям Одинцовского городского округа, водопровода, по которому воду придётся качать вверх от станции водоподготовки электрическими насосами, довольно сложно. А создание новых станций водоподготовки выше по течению Москвы-реки в обозримом будущем и вовсе исключено.

Исследования, проведённые в разных странах с различными по гидрометеорологическим и гидрогеологическим условиям территориями, показывают, что в результате процесса урбанизации происходит неизбежное загрязнение подземных вод. Даже при проектировании самых современных систем ливневой канализации часть загрязнённых ливневых стоков фильтруется, ухудшая качество подземных вод, что в случае Рублёво-Успенского эксклава будет отягощаться дополнительным изъятием подземных вод для водоснабжения планируемых к строительству жилых домов. При близком расположении к поверхности водоносных горизонтов в долине р. Москвы это будет иметь самые тяжёлые последствия как для будущих жителей проектируемого микрорайона на территории Рублёво-Успенского эксклава, так и для других жителей Одинцовского городского округа Подмосковья. В результате сильно ухудшится качество воды и в р. Москве — основном месте разгрузки подземных вод в регионе.

Нарушение режима санитарной охраны Москворецкого водоисточника на территории Рублёво-Успенского эксклава, в том числе при вводе в эксплуатацию любых систем ливневой канализации и фильтрации стоков, приведёт к попаданию части загрязнённых вод с территории жилой и общественно-деловой застройки Рублёво-Успенского эксклава в подземные горизонты.

Массовая застройки поймы Москвы-реки, особенно на отрезке от Звенигорода до МКАД, в среднесрочной перспективе приведёт к критическому загрязнению подземных (основных) источников водоснабжения на западе Московской области, дефициту воды в Одинцовском городском округе, включая район Рублёво-Успенского шоссе, а также критическому загрязнению Москвы-реки, источнику 66% водопроводной воды столицы.

 

Научный руководитель

Института водных проблем РАН

чл.-корр. РАН, д-р экон. наук, проф.

В.И. Данилов-Данильян

Международные организации призывают к срочным мерам, чтобы избежать истощения подземных вод

Даегу, 10 апреля 2015 г. — ФАО, ЮНЕСКО, Всемирный банк, ГЭФ и Международная ассоциация гидрогеологов призвали сегодня мировое сообщество  принять срочные меры по предотвращению истощения и деградации ограниченных ресурсов подземных вод.

В преддверии 7-го Всемирного водного форума в Южной Корее (12-17 апреля) пять организаций предложили набор принципов, которым могут руководствоваться правительства стран для улучшения управления подземными водами. Видение и Глобальная рамочная программа действий до 2030 года призывают правительства и международное сообщество к совместным и ответственным действиям с целью обеспечения устойчивого использования подземных вод.

На протяжении слишком долгого времени государства не обращали внимания на управление подземными водами, в результате чего начался процесс деградации и истощения этого критического ресурса. Забор воды из грунтовых источников вырос в три раза за последние полтора века — более четверти нынешних изъятий не являются устойчивыми. Широкомасштабное загрязнение подземных вод угрожает людям и окружающей среде. Большинство городских водоносных горизонтов страдают из-за проблем санитарии, в то время как прибрежные водоносные горизонты подвержены минерализации вод. Промышленное загрязнение, пестициды и удобрения также могут попасть в водоемы.

Возобновляемые источники подземных вод неравномерно распределены по регионам. Некоторые регионы, особенно те, которые характеризуются малым количеством осадков, подвержены большему риску, чем остальные. Наиболее высокая интенсивность забора наблюдается в некоторых крупных районах Китая, Индии, Пакистана, Бангладеш, Ирана, США, Мексики и Европы. Это может привести к потере запасов пресной воды, поскольку запасы подземных вод имеют решающее значение для обеспечения доступности водных ресурсов и адаптации к изменению климата.

«С незапамятных времен люди добывали воду из почвы. Мы переехали из деревни, которая строилась вокруг источника с водой, в города, где целые индустрии построены на грунтовых водах, — сказал Джунаид Ахмад, старший директор группы по мировой практике управления водными ресурсами Всемирного банка. — Мы научились копать все глубже, качать все интенсивнее и знаем, как превратить пустыни в житницы. Но при этом мы не увеличили темпы восстановления наших подземных вод, и поэтому мы не должны удивляться, что наши скважины иссякают. Подобно тому, как мы инвестировали средства в насосы и сельскохозяйственные инструменты, теперь мы должны инвестировать в управление подземными  водами».  

Подземные воды могут способствовать снижению бедности и общему процветанию. На их долю приходится более трети всех поставок воды для городов и промышленности и около 40 процентов орошаемого земледелия планеты. Подземные воды могут обеспечить улучшенные источники питьевой воды для миллионов городских и сельских бедных жителей. Многие бедные фермеры и их семьи зависят от них, чтобы орошать поля и поддерживать свои средства к существованию.

Видение и Глобальная рамочная программа действий до 2030 года включают руководящие принципы для осуществления согласованных действий между правительствами и организациями.

«Устойчивое управление грунтовыми водами является ключевым для сохранения экосистем и адаптации к изменению климата, — сказал Наоко Ишии, Генеральный директор и Председатель Глобального экологического фонда (ГЭФ).  — Мы больше не можем воспринимать этот невидимый, но жизненно важный источник как должное; необходимо принять срочные меры для обеспечения его долгосрочной доступности. Мы с нетерпением ждем того момента, когда мы сможем объединить усилия с учреждениями-партнерами и странами, чтобы обеспечить воду для питья, производства продовольствия, городского, энергетического и промышленного потребления для будущих поколений».  

Эти руководящие принципы явились результатом проведения четырехлетних консультаций с заинтересованными сторонами из более чем 100 стран. Они охватывают разработку правовых и институциональных стратегий и планов, а также информационное обеспечение и структуры стимулирования для эффективного управления подземными водами.

Этот процесс свидетельствует об укреплении международного сотрудничества, необходимого для выявления  барьеров, стоящих на пути к повышению эффективности управления подземными водами и решению ключевых региональных проблем.

«Совместные и согласованные действия необходимы для защиты и поддержания целостности наших водоносных горизонтов, — сказал Мухамед Ашури, директор Отдела земельных и водных ресурсов Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО).  — Цена бездействия может быть огромной. Видение и рамочная программа действий призывают политиков принять необходимые политические меры, чтобы способствовать достижению общих глобальных целей социально-экономического развития».  

«Для того чтобы управление подземными водами стало реальностью, необходимо развивать сотрудничество между странами, особенно в области трансграничных водоносных горизонтов, — отметила Генеральный директор ЮНЕСКО Ирина Бокова — Вода оказывает непосредственное влияние на наше будущее. Мы должны работать сообща, чтобы научиться управлять этим ценным ресурсом более устойчивым образом».

Контакты для СМИ:

ЮНЕСКО

Всемирный банк

ГЭФ

• По вопросам получения видеоматериалов в Корее: Кристиан Хофер, +1 202 413 4185, [email protected]
• В Вашингтоне: Мандакини Суд, [email protected], +1 202 264 9875

ФАО

Дополнительная информация:

<- назад в: Обзор новостей

Ученые считают, что подземные источники воды на Марсе могут быть по-прежнему активны — Космос

ТАСС, 28 марта. Исследователи из Университета Южной Калифорнии предполагают, что глубокие подземные воды на Марсе могут формировать реки и ручьи на поверхности этой планеты, сообщают авторы статьи, опубликованной в четверг в журнале Nature Geoscience.

Специалисты изучали характеристики складчатой поверхности Марса, которая похожа на систему застывших потоков воды. Такими складками испещрена поверхность некоторых из марсианских кратеров. Ранее же астрономы полагали, что эти геологические особенности были связаны с поверхностными потоками воды или приповерхностными водными недрами.

«Мы предположили, что, скорее всего, это не так. И выдвинули альтернативную гипотезу о том, что складки на поверхности кратеров возникли из подземных водных источников вод под глубоким давлением. Скорее всего, они просачивались на планетную поверхность, перемещаясь вверх по трещинам грунта», — пишет в статье один из исследователей Эссам Хегги, который участвует в европейском проекте MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding — Радар Европейского космического агентства для зондирования ионосферы и глубинных слоев марсианской поверхности).

В 2018 году американские астрофизики при поддержке специалистов из Итальянского космического агентства (Italian Space Agency, ISA) обнаружили под ледяной шапкой Южного полюса Марса глубоководное озеро. Именно по результатам этого открытия, ученые из южнокалифорнийского университета пришли к мнению, что глубокие подземные воды могут все еще оставаться активными, вследствие чего в любой момент в некоторых приэкваториальных областях Марса могут возникнуть поверхностные потоки вод.

Американские ученые смогли определить, что подземные воды, вероятно, существуют и вне географической зоны марсианского Южного полюса. По мнению исследователей, на Марсе, на глубине 750 м, скорее всего, существует обширная действующая гидрологическая система, способная выдавливать подземные воды на поверхность Марса сквозь трещины в кратерах.

Откуда возникла гипотеза

«Нам помог опыт, полученный в результате наших изысканий в области гидрологии пустынь. Подобные механизмы мы наблюдали в североафриканской Сахаре и на Аравийском полуострове. И именно это помогло нам открыть тот же механизм и на Марсе», — отметил другой автор исследования, ученый из Университета Южной Калифорнии Аботалиб Заки Аботалиб.

Проводя параллель, специалисты пришли к выводу, что трещины в некоторых кратерах Марса позволили водным источникам взойти на поверхность в результате подземного давления. Эти воды просочились на поверхность, оставив после себя на стенах кратеров ярко выраженные линейные рельефы.

Поиск места для базы колонизаторов Марса

«То, что вода есть на Марсе это уже доказано на 100%, и не просто вода, а целые реки и океаны. Ну а поскольку на Марсе вода испарилась из-за почти полного отсутствия атмосферы, слабого магнитного поля и более слабого чем земное притяжения [40% от земного], то именно под корой она вполне и могла сохранится. Вот почему рано или поздно будут возникать моменты, когда реки или ручьи все же могут проступать на поверхности Красной планеты», — объяснил ТАСС старший научный сотрудник Института прикладной астрономии (ИПА) РАН Николай Железнов.

Поиск воды на Марсе связан с концепцией о необходимости будущей колонизации человеком планет Солнечной системы. По мнению ученых, именно Красная планета — наиболее вероятный кандидат для заселения людьми. Между тем, по мнению планетолога из ИПА РАН, пилотируемый полет на Марс возможен не менее, чем через 30 лет, поскольку технически человечество еще к этому не готово.

«Кавалерийским наскоком, как это себе представляет тот же Илон Маск, такие вещи не решаются. Ведь людям предстоит несколько месяцев провести в открытом космосе, где нет никакой защиты от солнечной радиации. База на Марсе должна быть основана под корой на глубине несколько десятков метров, чтобы грунт защищал человека от этой радиации. И конечно же без воды людям там делать нечего», — отметил Железнов.

По его мнению, вклад ученых Университета Южной Калифорнии заключается в определении возможных мест расположения будущих марсианских баз человечества. «Если есть возможность добыть воду с наименьшими затратами энергоресурсов — это и станет потенциальным местом расположения будущих земных баз на Марсе», — подчеркнул российский специалист по исследованию планеты.

Термальные воды. Справка — РИА Новости, 17.12.2009

Термальные воды – подземные воды земной коры с температурой от 20°С и выше. В любой точке земной поверхности, на определенной глубине, зависящей от геотермических особенностей района, залегают пласты горных пород, содержащие термальные воды (гидротермы). Глубина залегания изотермы 20°С в земной коре – от 1500–2000 метров в районах многолетнемерзлых пород и до 100 м и менее в районах субтропиков; на границе с тропиками изотерма 20°С выходит на поверхность.

Термальные подземные воды распространены как в областях молодого и современного вулканизма, так и в платформенных областях. В платформенных областях термальные воды существуют в глубоких частях артезианских бассейнов.

В артезианских бассейнах на глубине 2000–3000 метров скважинами вскрываются воды с температурой 70–100 °С и более.

К областям распространения месторождений термальных вод относятся: вулканическое кольцо бассейна Тихого океана, Альпийский складчатый пояс, рифтовые долины континентов, срединно-океанические хребты, платформенные погружения и предгорные краевые прогибы.
В районах современного вулканизма гидротермальная оболочка иногда выходит на поверхность. В этих районах циркулирующая вода перегревается выше температур кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности.

По температуре источники разделяют на холодные до 20°, теплые – от 20 до 35°, горячие – от 35° до точки кипения, а выше – перегретые.
На поверхность земли термальные воды могут выходить в различном виде, в зависимости от температуры: перегретые воды – кипящими, пульсирующими и фонтанирующими источниками; воды с температурой до 100° – спокойно изливающимися, с температурой 180–200° С и выше – в виде парогазовых струй.

В горных районах (например, Альпы, Кавказ, Тянь-Шань, Памир) термальные воды выходят на поверхность в виде многочисленных горячих источников (температура до 50 90 °С), а в районах современного вулканизма проявляют себя в виде гейзеров и паровых струй (здесь скважинами на глубине 500 1000 м вскрываются воды с температурой 150 250 °С), дающих при выходе на поверхность пароводяные смеси и пары (Паужетка на Камчатке, Большие Гейзеры в США, Уайракей в Новой Зеландии, Лардерелло в Италии, гейзеры в Исландии и др. ).

В зависимости от соотношения вод магматического и инфильтрационного (атмосферного) происхождения определяются все физические свойства и химический состав термальных источников.

Химический, газовый состав и минерализация термальных вод разнообразны: от пресных и солоноватых гидрокарбонатных и гидрокарбонатно-сульфатных, кальциевых, натриевых, азотных, углекислых и сероводородных до соленых и рассольных хлоридных, натриевых и кальциево-натриевых, азотно-метановых и метановых, местами сероводородных.

В настоящее время геотермальные ресурсы разведаны в 80 странах мира. Их активное использование ведется в 58 государствах. На сегодняшний день мировыми лидерами в геотермальной электроэнергетике являются США, Филиппины, Мексика, Индонезия, Италия, Япония, Новая Зеландия и Исландия.

В России большими геотермальными ресурсами обладают Камчатка, Чукотка, Курилы, Приморский край, Западная Сибирь, Северный Кавказ, Краснодарский и Ставропольский края, Калининградская область.

На Камчатке известно более 100 естественных выходов термальных вод, здесь источники отличаются не только высокой температурой (170 200°С), но и характеризуются относительно низкой минерализацией (0,6 5,0 г/л). Большие запасы высокотермальных вод содержатся в Московском артезианском бассейне (температуры свыше 100°С на глубине 1500 м) и артезианских бассейнах Западной Сибири.

В настоящее время геотермальные ресурсы используются для выработки электроэнергии, для коммунально-бытовых, парниково-тепличных и бальнеологических целей (лат. balneum   ванна, купание).

Если температура теплоносителя достигает более 150°С, его используют для выработки электроэнергии. В Рейкьявике (Исландия) геотермальная отопительная система мощностью 350 МВт обслуживает свыше 100 тысяч жителей. Во Франции более 70 геотермальных установок обеспечивают теплом более 800 тысяч человек. В 120 километрах от Сан-Франциско в США производит электроэнергию геотермальная станция мощностью 500 МВт. В Новой Зеландии существует такая электростанция в районе Вайракеи, ее мощность 160 МВт.

В Калифорнии, Неваде и некоторых других местах геотермальная энергия используется на больших электростанциях, Так, в Калифорнии около 5% электричества вырабатывается за счет геотермальной энергии, в Сальвадоре геотермальная энергия производит около 1/3 электроэнергии.

В России действуют 3 геотермальных электростанции, расположенные на Камчатке: Паужетская ГеоЭС в изолированном Паужетском энергоузле, Верхнее-Мутновская ГеоЭС и Мутновская ГеоЭС в Центральном энергоузле.

В Исландии геотермальное тепло используется в различных сферах, в том числе и для обогрева жилья. Исландия практически полностью обеспечивает себя электрической и тепловой энергией за счет своей геотермальной и гидроэнергии.

Методы использования геотермальной энергии развиты настолько, что можно использовать тепло из-под земли для бытовых нужд в небольших домашних хозяйствах. Для этого техники пробуривают скважину глубиной до 100 м и опускают туда трубу. Циркулирующая в ней жидкость температурой в 10 градусов нагревается подземным теплом благодаря действию теплового насоса до 45 градусов. В результате получаемая тепловая энергия в четыре раза превышает расходы электричества на работу насоса.

В Швеции в 90% жилых новостроек пробуривается скважина, по которой тепло из-под земли поступает в квартиру.

Геотермальные воды с температурой от 20 до 40°C и обладающие целебными свойствами используют для лечебных целей. Геотермальные курорты располагаются вблизи горячих источников. Такие курорты есть в Исландии, Италии, Чехии, Германии, Турции, России и других странах.

Венгрию называют империей купален. В стране около 80% территорий, где есть лечебные и термальные курорты.

Геотермальные источники курорта SPA в Бельгии известны с XVI века. Курорт с одноименным названием обязан своим процветанием минеральным источникам, насыщенным железом.

Во второй половине XX столетия слово приобрело новый смысл, теперь словом СПА стали называть Wellness-оазисы в отелях.

SPA (СПА) – это оздоровительный комплекс процедур с использованием морской, термальной, минеральной или пресной воды, морских водорослей, целебных растений и лечебных грязей, программы водолечения, цель которых   гармония тела, души и духа. Также к СПА относятся фитнесс-программы, диетические программы, программы регенерации и программы по омоложению кожи лица и тела. Словом SPA (СПА) обозначают также курорты, в которых проводится водолечение.

Самыми популярными являются СПА-комплексы, расположенные на тихоокеанском побережье в азиатских странах.

В России пресные азотные термы, богатые кремнекислотой, используют известные курорты — Белокуриха на Алтае, Кульдур в Хабаровском крае и др.; углекислые термальные воды — курорты Кавказских Минеральных Вод (Пятигорск, Железноводск, Ессентуки), сероводородные   курорт Сочи Мацеста.

Достоинствами геотермальной энергии можно считать практическую неисчерпаемость ресурсов, независимость от внешних условий, времени суток и года, возможность комплексного использования термальных вод для нужд теплоэлектроэнергетики и медицины. Недостатками ее являются высокая минерализация термальных вод большинства месторождений и наличие токсичных соединений и металлов, что исключает в большинстве случаев сброс термальных вод в природные водоемы.

Использование подземных вод в США

• Школа наук о воде ГЛАВНАЯ • Темы о подземных водах • Темы о водопользовании •

Подземные воды служат многим целям

Пресные грунтовые воды использовались для многих важных целей, при этом наибольшее количество было направлено на орошение сельскохозяйственных культур , таких как вкусные баклажаны, кабачки и брюква, которые дети любят есть на обед. Местные городские и окружные управления водоснабжения забирают много подземных вод для общественных нужд , например, для доставки в дома, предприятия и предприятия, а также для использования в общественных местах, например, для пожаротушения, водоснабжения в общественных зданиях и для содержания местных жителей. жители счастливы, поддерживая общественные бассейны полными воды. Industries и горнодобывающие предприятия также использовали много грунтовых вод. Большая часть воды, используемой для самообеспечения бытовых (люди, которые снабжают свои дома водой, обычно из колодца) и животноводческих целей поступала из подземных источников воды.

На этой диаграмме используется схема «цилиндр и труба», чтобы показать источник (поверхностные или подземные воды) пресной воды в стране и для каких целей вода использовалась в 2015 году. Данные разбиты по каждой категории использования поверхностными водами и подземные воды как источник.

Данные округлены и представлены в миллионах галлонов в день ( Mgal / d ).

Верхний ряд цилиндров показывает, откуда поступила пресная вода Америки (источник) в 2015 году: либо из поверхностных вод (синий), либо из подземных вод (коричневый). Вы можете видеть, что большая часть воды, которую мы используем, поступает из поверхностных источников, таких как реки и озера. Около 26 процентов используемой воды поступает из грунтовых вод. Трубы, выходящие из цилиндров поверхностных и подземных вод в верхнем ряду и впадающие в нижние ряды цилиндров (зеленые), показывают категории водопользования, куда была направлена ​​вода после забора из реки, озера, водохранилища или хорошо.

Например, синяя труба, выходящая из баллона с поверхностной водой и входящая в баллон общественного водоснабжения , показывает, что из поверхностных источников воды для коммунального водоснабжения забиралось 23800 Мгалл / сут способ). Точно так же коричневая труба показывает, что государственные поставщики забирали еще 15 200 Мгалл / день воды из источников подземных вод.

Каждый зеленый цилиндр представляет категорию водопользования. Например, промышленный цилиндр показывает, сколько подземных, поверхностных и общих вод использовалось в Соединенных Штатах каждый день отраслями промышленности.

Вы можете видеть, что хотя нация использует гораздо больше поверхностных вод, чем грунтовых, грунтовые воды имеют большое значение для некоторых категорий. Практически вся вода для хозяйственно-питьевого снабжения поступает из грунтовых вод; более 40 процентов из оросительной воды составляли подземные воды; и больше подземных вод, чем поверхностных, было использовано для животноводства целей.

Забор подземных вод по штатам, 2015 г.

Из общего забора пресных подземных вод по стране (82 300 Мгал / день) на орошение приходилось 70 процентов, в основном в Калифорнии, Арканзасе, Небраске, Айдахо и Техасе.Забор пресных подземных вод для орошения в этих пяти штатах в совокупности составил 46 процентов от общего забора пресных подземных вод для всех категорий в масштабах страны. Почти весь забор подземных вод (97 процентов) был за счет пресной воды, в основном используемой для орошения. Солевой раствор забора подземных вод в основном использовались для добычи (80 процентов) и происходили в Техасе, Калифорнии и Оклахоме. Для орошения использовалось более чем в три раза больше пресных подземных вод, чем из государственных источников, что было следующим по величине использованием пресных подземных вод в стране.

Забор подземных вод в США, 1950-2015 гг. (Данные в миллиардах галлонов в день (Bgal / d)

Год	Свежий	Физиологический раствор
1950	34	(в)
1955	47	0,6
1960	50	0.4
1965	60	0,5
1970	68	1
1975	82	1
1980	83	0,93
1985	73,4	0,66
1990	79,4	1,30 a
1995	76,4 a	1. 11
2000	84,3 а	2,47 а
2005	78,9	1,51
2010	75,9 a	2,22 а
2015	82,3	2,34

^a Данные пересмотрены из Maupin and others (2014) в связи с пересмотром данных отдельных штатов в промежуточные годы
(c) Данные отсутствуют

Ground Water — Safe Drinking Water Foundation

Свалки могут загрязнять грунтовые воды при выщелачивании вредных химических веществ вниз.Свалки должны иметь защитные нижние слои для предотвращения выщелачивания, но есть некоторые свалки, которые не имеют этого защитного слоя, либо он старый и потрескавшийся, и это позволяет химическим веществам просачиваться через них.

По оценкам, в Соединенных Штатах насчитывается более десяти миллионов подземных резервуаров для хранения жидкостей, таких как бензин, нефть и химикаты. В 1950-х и 1960-х годах в Канаде было установлено большое количество подземных стальных резервуаров для хранения. Без надлежащей защиты до половины стальных резервуаров к 15 годам будут подвергаться коррозии и образовывать трещины.

Неправильно спроектированные, расположенные или сконструированные септические системы могут допускать попадание вредных бактерий, вирусов и химикатов в источники воды. Для получения дополнительной информации о септических системах см. Информационный бюллетень «Очистка сточных вод». В Соединенных Штатах насчитывается более 20 000 известных заброшенных и неконтролируемых свалок с опасными отходами. Опасные отходы могут загрязнять воду химическими веществами, на наличие которых во многих городах и муниципалитетах не проводятся регулярные проверки. Случайные разливы также могут загрязнить запасы грунтовых вод.Группа химикатов, называемых плотными жидкостями в неводной фазе (DNAPL), используется в химической чистке, консервации древесины, асфальтовых операциях, производстве и ремонте транспортных средств, а также может выбрасываться при авариях. Разливы DNAPL труднее очистить, чем разливы нефти, потому что DNAPL тяжелее воды и быстро опускается на дно. За исключением крупных городов, вода не проверяется на наличие DNAPL.

Но я думал, что почва может удалить загрязнители из воды, прежде чем она достигнет водоносного горизонта?

Во многих случаях почва может удалять бактерии, вирусы и химические вещества из воды, которая просачивается вниз.В конце концов, это один из способов, которым природа очищает воду. Но не все почвы удаляют загрязняющие вещества так же эффективно, как другие, а бытовые и промышленные отходы также могут превышать способность почвы удалять химические вещества и загрязняющие вещества. Некоторые почвы позволяют воде быстро просачиваться в водоносный горизонт. Обычно это означает, что будет удалено меньше загрязняющих веществ. Кроме того, когда загрязняющие вещества происходят из подземного источника, такого как резервуар для хранения или септическая система, они могут находиться очень близко к грунтовым водам, и почва не успевает удалить все вредные вещества.Качество грунтовых вод зависит от температуры, давления (которое зависит от глубины грунтовых вод), типа породы и почвы и времени пребывания воды.

Подземные воды движутся очень медленно, обычно от нескольких миллиметров до нескольких метров каждый день. Это означает, что загрязнение имеет тенденцию концентрироваться и локализоваться вблизи источника загрязнения. Однако загрязнение может распространяться внутри водоносного горизонта или на близлежащие озера и ручьи. Часто загрязнение грунтовых вод не замечается до тех пор, пока вода уже не загрязнена и не требуется дорогостоящий процесс восстановления.Избавиться от загрязнения грунтовых вод чрезвычайно дорого и сложно, и могут пройти десятилетия, прежде чем вода снова станет пригодной для использования. В Вилле Мерсье, Квебек, сброс промышленных отходов в лагуны старого гравийного карьера происходил в течение многих лет. В конечном итоге это сделало грунтовые воды непригодными для использования, и воду пришлось откачивать за десять километров, чтобы снабжать водой тысячи людей. Для получения информации об очистке после загрязнения источников воды, включая грунтовые воды, см. Информационный бюллетень «Очистка после загрязнения».

Для получения дополнительной информации о водоносных горизонтах, в том числе о том, как они могут быть загрязнены, см. «Что такое водоносный горизонт в любом случае?» план урока в программе Operation Water Flow.

У Фонда безопасной питьевой воды есть образовательные программы, которые могут дополнить информацию, содержащуюся в этом информационном бюллетене. Операция «Капля воды» рассматривает химические загрязнители, обнаруженные в воде; он предназначен для научного класса. Операция Water Flow рассматривает, как используется вода, откуда она берется и сколько это стоит; в нем есть уроки, предназначенные для классов обществознания, математики, биологии, химии и естественных наук.Операция «Дух воды» представляет взгляд коренных народов на воду и окружающие ее проблемы; он предназначен для занятий по естествознанию или обществоведению. Операция Water Health рассматривает общие проблемы со здоровьем, связанные с питьевой водой в Канаде и во всем мире, и предназначена для сотрудничества в области здравоохранения, науки и социальных исследований. Операция «Загрязнение воды» фокусируется на том, как происходит загрязнение воды и как она очищается, и была разработана для сотрудничества в области науки и социальных исследований. Чтобы получить дополнительную информацию об этих и других образовательных мероприятиях, а также дополнительные информационные бюллетени, посетите веб-сайт Фонда безопасной питьевой воды www.safewater.org.

Знаете ли вы, что в любой момент времени в Канаде действует более 1000 консультативных центров по питьевой воде? Пожалуйста, помогите нам продолжать работать над тем, чтобы безопасная питьевая вода стала реальностью для всех канадцев! Внесите 5 долларов или пожертвуйте 20 долларов или более и получите официальную квитанцию ​​о пожертвовании для целей налогообложения доходов.

водопровод | Описание, очистка, распределение и качество воды

Изменения в системах водоснабжения

Вода была важным фактором в расположении первых поселений, и развитие систем общественного водоснабжения напрямую связано с ростом городов.При освоении водных ресурсов, выходящих за пределы их естественного состояния в реках, озерах и родниках, рытье неглубоких колодцев, вероятно, было самым ранним нововведением. По мере увеличения потребности в воде и разработки инструментов скважины углублялись. Колодцы, облицованные кирпичом, были построены горожанами в бассейне реки Инд еще в 2500 году до нашей эры, а колодцы глубиной почти 500 метров (более 1600 футов), как известно, использовались в древнем Китае.

Строительство qanāt s, туннелей с небольшим уклоном, проложенных в склонах холмов, содержащих грунтовые воды, вероятно, возникло в древней Персии около 700 г. до н. Э.Со склонов холмов вода под действием силы тяжести переносилась по открытым каналам в близлежащие города. Использование qanāt s стало широко распространенным во всем регионе, и некоторые из них все еще существуют. До 1933 года иранская столица Тегеран полностью снабжалась водой из системы канатов с.

qanāt

qanāt в Национальной библиотеке Ирана, Тегеран.

Зерешк

Необходимость направлять водоснабжение из отдаленных источников была результатом роста городских сообществ.Среди самых известных систем водного транспорта древности — акведуки, построенные между 312 г. до н. Э. И 455 г. н. Э. На всей территории Римской империи. Некоторые из этих впечатляющих работ сохранились до сих пор. В трудах Секста Юлия Фронтина (который был назначен суперинтендантом римских акведуков в 97 г. н. Э.) Содержится информация о проектировании и строительстве 11 основных акведуков, которые снабжали Рим. Типичный римский акведук, простирающийся от далекого источника, озера или реки, включал в себя ряд подземных и надземных каналов. Самой длинной была «Аква Марсия», построенная в 144 г. до н. Э. Его источник находился примерно в 37 км (23 милях) от Рима. Однако сам акведук был 92 км (57 миль) в длину, потому что он должен был изгибаться по контуру суши, чтобы поддерживать постоянный поток воды. Около 80 км (50 миль) акведук находился под землей в крытой траншее, и только последние 11 км (7 миль) он проводился над землей в аркаде. Фактически, большая часть общей длины акведуков, снабжающих Рим (около 420 км [260 миль]), была построена в виде крытых траншей или туннелей.При пересечении долины акведуки поддерживались аркадами, состоящими из одного или нескольких уровней массивных гранитных опор и впечатляющих арок.

Акведук Сеговии

Акведук Сеговии в Сеговии, Испания.

© SeanPavonePhoto / Fotolia Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Акведуки заканчивались в Риме у распределительных резервуаров, из которых вода направлялась в общественные бани или фонтаны. У некоторых очень богатых или привилегированных граждан вода была подведена прямо в дома, но большинство людей приносили воду в контейнерах из общественного фонтана.Вода текла постоянно, излишки использовались для очистки улиц и смыва канализации.

Древние акведуки и трубопроводы не выдерживали большого давления. Каналы сооружали из тесаного камня, кирпича, щебня или грубого бетона. Трубы обычно делали из перфорированного камня или полых деревянных бревен, хотя также использовались глиняные и свинцовые трубы. В средние века не было заметного прогресса в методах или материалах, используемых для транспортировки и распределения воды.

Чугунные трубы с соединениями, способными выдерживать высокое давление, практически не использовались до начала 19 века.Примерно в то время паровой двигатель впервые был применен для перекачки воды, что позволило всем, кроме самых маленьких, получать питьевую воду непосредственно в отдельные дома. Асбестоцемент, высокопрочный чугун, железобетон и сталь стали использоваться в качестве материалов для трубопроводов водоснабжения в 20 веке.

Разработки в области водоподготовки

В дополнение к количеству воды, вызывает беспокойство качество воды. Даже древние понимали важность чистоты воды.В санскритских письмах 2000 г. до н. Э. Рассказывается, как очищать грязную воду путем кипячения и фильтрации. Но только в середине XIX века была доказана прямая связь между загрязненной водой и болезнью (холерой), и только в конце того же века немецкий бактериолог Роберт Кох доказал микробную теорию болезни. создание научной основы для обработки и санитарии питьевой воды.

Водоподготовка — это изменение источника воды для достижения качества, отвечающего установленным целям.В конце 19-го — начале 20-го века главной целью было устранение смертельных заболеваний, передающихся через воду. Примерно в то же время началась обработка общественной питьевой воды для удаления патогенных или болезнетворных микроорганизмов. Методы очистки включали фильтрацию через песок, а также использование хлора для дезинфекции. Практическое устранение таких заболеваний, как холера и брюшной тиф в развитых странах, доказало успех этой технологии очистки воды. В развивающихся странах болезни, передаваемые через воду, по-прежнему являются главной проблемой качества воды.

В промышленно развитых странах озабоченность сместилась в сторону хронических последствий для здоровья, связанных с химическим загрязнением. Например, предполагается, что следовые количества некоторых синтетических органических веществ в питьевой воде вызывают рак у людей. Свинец в питьевой воде, обычно выщелачиваемый из проржавевших свинцовых труб, может привести к постепенному отравлению свинцом и вызвать задержку развития у детей. Дополнительная цель снижения таких рисков для здоровья видится в постоянно увеличивающемся количестве факторов, включенных в стандарты питьевой воды.

Обзор источников подземных вод и систем водоснабжения и связанного с ними микробного загрязнения в Финляндии, Норвегии и Исландии

Ala-aho P, Rossi PM, Kløve B (2015) Оценка временных и пространственных изменений в пополнении подземных вод в неограниченных условиях песчаные водоносные горизонты с использованием запасов сосны обыкновенной. Hydrol Earth Syst Sci 19: 1961–1976

Аллер Л., Беннет Т., Лер Дж. Х., Петти Р. Дж., Хаше Г. (1987). DRASTIC: стандартизированная система для оценки потенциала загрязнения подземных вод с использованием гидрогеологических условий (EPA 600 / 2-87).Лаборатория экологических исследований, Управление исследований и разработок, Отчет Агентства по охране окружающей среды США. pp. 622.

Artimo A, Saraperä A, Ylander I (2008) Методы интеграции обширной базы геоданных с инструментами 3D-моделирования и управления данными для проекта искусственного пополнения Вирттаанкангас, юго-западная Финляндия. Управление водных ресурсов 22: 1723–1739

Статья Google Scholar

Ассмут Т., Страндберг Т. (1993) Загрязнение грунтовых вод на финских свалках.Вода, загрязнение воздуха и почвы 69: 179–199

Статья Google Scholar

Atladottir A (2006) Вспышки норовирусных инфекций на двух туристических курортах в Исландии летом 2004 года. Тезисы, Конференция Северной Европы по питьевой воде, 8–10 июля 2006 года, Рейкьявик, Исландия

Balderacchi M, Benoit P, Cambier P, Eklo OM, Gargini A, Gemitzi A, Gurel M, Kløve B, Nakic Z, Preda E, Ruzicic S, Wachniew P, Trevisan M (2013) Подходы к мониторингу загрязнения и качества подземных вод на европейском уровне.Crit Rev Environ Sci Technol 43: 323–408

Статья Google Scholar

Борхардт М.А., Хаас Н.Л., Хант Р.Дж. (2004) Уязвимость колодцев с питьевой водой в Ла-Кроссе, Висконсин, по отношению к заражению кишечными вирусами из-за попадания поверхностных вод. Appl Environ Microbiol 69 (2): 1172–1180

Статья Google Scholar

Чаве П., Ховард Дж., Шейвен Дж., Апплеярд С., Фладерер Ф., Шимон В. (2006) Защита подземных вод для здоровья.Всемирная организация здравоохранения, Женева

Google Scholar

Cool G, Rodriguez MJ, Bouchard C, Levallois P, Joerin F (2010) Оценка уязвимости к загрязнению систем питьевой воды для сельских регионов в Квебеке, Канада. J Environ Plan Manag 53: 615–638

Статья Google Scholar

Дарлинг В.Г., Моррис Б., Стюарт М.Э., Гудди, округ Колумбия (2005) Индикаторы возраста подземных вод, полученные из государственных источников, вскрывающих водоносный горизонт Мела на юге Англии.Water Environ Manag 19: 30–40

Статья Google Scholar

Duscher K (2013) Опорный слой ГИС подземных вод: статус представления / компиляции и оценка. EEA / NSV / 10/002, ETC / ICM, Гельмгольц, Магдебург, Германия

EC (2010) Отчет Комиссии в соответствии со статьей 3.7 Директивы о подземных водах 2006/118 / EC об установлении пороговых значений подземных вод . 5.3.2010 C, 1096 final, Европейская комиссия, Брюссель, 10 стр.

Ekholm H, Heinonen M, Härkki H, Rapala J, Kaloinen J, Toivikko S (2014) План санитарной безопасности: инструмент управления рисками для здоровья и окружающей среды для канализации.Тезисы Всемирного водного конгресса IWA, Лиссабон, 21–26 сентября 2014 г.

Энгберг Дж., Гернер-Шмидт П., Шойц Ф., Нильсен Э., On SLW, Мальбак К. (1998) Водная инфекция Campylobacter jejuni в город в Дании: вспышка с непрерывным источником в течение 6 недель. Clin Microbiol Infect 4 (11): 648–656

Статья Google Scholar

Gaut S (2005) Факторы, влияющие на микробиологическое качество подземных вод из колодцев питьевого водоснабжения в норвежских кристаллических подземных водоносных горизонтах.Докторская диссертация, Норвежский университет науки и технологий, Норвегия, 99 стр.

Gaut S, Dagestad A, Robertson L, Gjerde B, BRattli B (2008) Возникновение ооцист Cryptosporidium и цист лямблий в норвежских скважинах с подземными водами в коренных породах. J Water Health 6 (3): 383–388

Статья Google Scholar

Gubbels S, Kuhn KG, Larsson JT, Adelhardt M, Engberg J, Ingildsen P, Hollesen LW, Muchitsch S, Molbak K, Ethelberg S. Датский город Коге в мае 2010 года.Scand J Infect Dis 44 (8): 586–594

Статья Google Scholar

Gunnarsdottir MJ (2005) Качество питьевой воды и охрана водных ресурсов (Neysluvatnsgæði og vatnsvernd). Магистерская работа в Исландском университете

Гуннарсдоттир М.Дж., Гардарссон С.М. (2015) Gæði neysluvatns á slandi 2002–2012 [Качество питьевой воды в Исландии 2002–2012]. Skýrsla unnin fyrir Matvælastofnun. http://www.mast.is/library/Sk%C3%BDrslur/GaedineysluvatnsaIslandi150331.pdf. По состоянию на июнь 2016 г.

Gunnarsdottir MJ, Gardarsson SM, Bartram J (2012a) Исландский опыт разработки планов обеспечения безопасности воды. Water Sci Technol 65 (2): 277–288

Статья Google Scholar

Gunnarsdottir MJ, Gardarsson SM, Elliott MA, Sigmundsdottir G, Bartram J (2012b) Преимущества планов обеспечения безопасности воды: микробиология, соблюдение нормативных требований и общественное здоровье. Environ Sci Technol 46 (14): 7782–7789

Статья Google Scholar

Gunnarsdottir MJ, Gardarsson SM, Andradottir HO (2013) Микробное заражение подземных вод в холодном климате и грубых почвах: тематическое исследование вспышки норовируса на озере Миватн, Исландия.Hydrol Res 44 (6): 1114–1128. DOI: 10.2166 / nh.2013.076

Артикул Google Scholar

Гуннарсдоттир М.Дж., Гардарссон С.М., Бартрам Дж. (2015a) Разработка национальной основы для безопасной питьевой воды: пример из Исландии. Int J Hyg Environ Health 281 (2): 196–202. DOI: 10.1016 / j.ijheh.2014.10.003

Артикул Google Scholar

Gunnarsdottir MJ, Gardarsson SM, Jonsson GS, Armannsson H, Bartram J (2015b) Естественные фоновые уровни химических веществ в базальтовых вулканических водоносных горизонтах. Hydrol Res 46 (4): 647–660. DOI: 10.2166 / nh.2014.123

Артикул Google Scholar

Gunnarsdottir MJ, Gardarsson SM, Jonsson GJ, Bartram J (2016) Химическое качество питьевой воды и соответствие нормативным требованиям в отношении питьевой воды в Исландии. Int J Hyg Environ Health 219: 24–733

Статья Google Scholar

Guzman-Herrador B, Freiesleben de Blasio B, MacDonald E, Nichols G, Sudre B, Vold L, Semenza JC, Nygård K (2015a) Аналитические исследования, оценивающие связь между экстремальными осадками или температурой и водным переносом, связанным с питьевой водой инфекции: обзор.Здоровье окружающей среды 14:29. DOI: 10.1186 / s12940-015-0014-у

Артикул Google Scholar

Guzman-Herrador B, Carlander A, Ethelberg S, Freiesleben de Blasio B, Kuusi M, Lund V, Löfdahl M, MacDonald E, Nichols G, Schönning C, Sudre B, Trönnberg L, Vold L, Semenza JC, Нюгард К. (2015b). Вспышки заболеваний, передаваемых через воду, в странах Северной Европы, 1998–2012 гг. Euro Surveill 20 (24), 21160. Доступно в Интернете: http: //www.eurosurveillance.org / ViewArticle.aspx? ArticleId = 21160. По состоянию на июнь 2016 г.

Hänninen ML, Haajanen H, Pummi T, Wermundsen K, Katila ML, Sarkkinen H, Miettinen I, Rautelin H (2003) Выявление и типирование Campylobacter jejuni и индикатора Campylobacter организмов в трех вспышках заболеваний, передающихся через воду, в Финляндии. Appl Environ Microbiol 69 (3): 1391–1396

Статья Google Scholar

Härkki H, Rapala J (2014) Веб-инструмент управления рисками для планирования безопасности воды.Материалы 9-й Северной конференции по питьевой воде, 2–4 июля 2014 г., Хельсинки, Финляндия

Hatva T, Hyyppä J, Penttinen H, Ikäheimo J, Sandborg M (1993) Soranoton vaikutus pohjaveteen. Raportti V: Soranotto ja pohjaveden suojelu [Добыча гравия из подземных вод. Отчет V: добыча гравия и охрана подземных вод. Vesi-ja ympäristöhallinnon julkaisuja — Sarja B 15. Vesi-ja ympäristöhallitus [Управление водных ресурсов и окружающей среды], Хельсинки, 119 стр.

Helse- og omsorgsdepartementet (2001) Forskrift 4.декабрь 2001 г. 1372 ом vannforsyning og drikkevann (Drikkevannsforskriften) [Постановление от 4 декабря 2001 г., № 1372 о водоснабжении и питьевой воде (правила питьевой воды)]. Доступно по ссылке: https://lovdata.no/dokument/SF/forskrift/2001-12-04-1372. По состоянию на 18 июня 2016 г.

Hrudey SE, Hrudey EJ (2007) Опубликованные тематические исследования вспышек заболеваний, передаваемых через воду: свидетельства повторяющейся угрозы. Water Environ Res 79 (3): 233–245

Статья Google Scholar

Hulsmann A (2005) Большие проблемы малых систем: европейский перечень малых систем водоснабжения и связанных с ними проблем.Отчет Европейской сети знаний по воде WEKNOW / ENDWARE, Европейская комиссия, Брюссель; KWR Watercycle Research Institute: Nieuwegein, Нидерланды, 41 pp.

Hunter PR, Pond K, Jagals P, Cameron J (2009) Оценка затрат и выгод вмешательств, направленных на улучшение водоснабжения сельских общин в развитых странах. Sci Total Environ 407: 3681–3685

Статья Google Scholar

Ilmonen J, Myktä H, Virtanen R, Paasivirta L, Muotka T. (2012) Реакция весенних сообществ макробеспозвоночных на изменение среды обитания: состав сообщества, видовое богатство и виды, занесенные в Красную книгу.Freshw Sci 31 (2): 657–667

Статья Google Scholar

Isomäki E (2006) Pienet pohjavesilaitokset Suomessa. [Небольшие водоемы в Финляндии] Vesitalous 3: 11–15

Jakopanec I, Borgen K, Vold L, Lund H, Forseth T, Hannula R, Nygård K (2008) Крупная вспышка кампилобактериоза, передающаяся через воду, в Норвегии: необходимость сосредоточить внимание на безопасности системы распределения. BMC Infect Dis 8: 128

Jyväsjärvi J, Marttila H, Rossi PM, Olofson B, Nisell J, Ala-Aho P, Ilmonen J, Virtanen R, Paasivirta L, Salmela J, Kløve B, Muotka T (2015) Вызванное климатом потепление представляет угрозу для весенних экосистем Северной Европы.Glob Chang Biol 21: 4561–4569

Статья Google Scholar

Катко Т., Липпонен М.А., Рёнкя Э.Т. (2006) Использование подземных вод и политика в коммунальном водоснабжении в Финляндии. Hydrgeol J 14 (1-2): 69–78

Статья Google Scholar

Kløve B, Ala-Aho P, Bertrand G, Gurdak JJ, Kupfersberger H, Kvœrner J, Muotka T, Mykrä H, Preda E, Rossi P, Bertacchi Uvo C, Velasco E, Wachniew P, Pulzido-Velázque (2014) Воздействие изменения климата на подземные воды и зависимые экосистемы.J Hydrol 518: 250–266

Артикул Google Scholar

Knutsson G (2008) Гидрогеология в странах Северной Европы. Эпизоды 31 (1): 148–154

Google Scholar

Колехмайнен Р. Э., Корпела Дж. П., Мюнстер Ю., Пухакка Ю. А., Туовинен О. Н. (2009) Активность внеклеточных ферментов и доступность питательных веществ во время искусственного пополнения подземных вод. Water Res 43 (2): 405–416

Статья Google Scholar

Korkka-Niemi K (2001) Совокупные геологические, региональные и специфические для участка факторы, влияющие на качество подземных вод в домашних скважинах в Финляндии.Монографии исследования бореальной окружающей среды, 20, Финский институт окружающей среды, Хельсинки, 98 стр.

Крогулец Э. (2013) Внутренняя и особая уязвимость подземных вод в речной долине: оценка, проверка и анализ неопределенности. J Earth Sci Clim Chang 4: 159. DOI: 10.4172 / 2157-7617.1000159

Google Scholar

Кубин Э. (1998) Выщелачивание нитратного азота в грунтовые воды после сплошных рубок и подготовки участка.Boreal Environ Res 3 (3): 3–8

Google Scholar

Куккула М., Маунула Л., Сильвеннойнен Э., фон Бонсдорф С.Х. (1999) Вспышка вирусного гастроэнтерита из-за заражения питьевой воды вирусами, похожими на норволк. J Infect Dis 180: 1771–1776

Статья Google Scholar

Kuusi M, Nuorti JP, Hanninen ML, Koskela M, Jussila V, Kela E, Miettinen I., Ruutu P (2005) Крупная вспышка кампилобактериоза, связанная с городским водоснабжением в Финляндии.Epidemiol Infect 133 (4): 593–601

Статья Google Scholar

Kvitsand HML (2016) Питьевая вода из неконсолидированных водоносных горизонтов в холодном климате: оценка факторов, влияющих на гигиенические барьеры безопасности, с упором на вирусы. Докторская диссертация, Норвежский университет науки и технологий, 62 стр.

Kvitsand HML, Fiksdal L (2010) Болезни, передаваемые через воду в Норвегии: акцент на вспышках заболеваний в системах подземных вод.Water Sci Technol 61 (3): 563–571

Статья Google Scholar

Kvitsand HML, Ilyas A, Østerhus SW (2015) Быстрый перенос бактериофага MS2 в кислородном песчаном водоносном горизонте в холодном климате: полевые эксперименты и моделирование. Water Resour Res 51 (12): 9725–9745. DOI: 10.1002 / 2015WR017863

Артикул Google Scholar

Laine J, Huovinen E, Virtanen MJ, Snellman M, Lumio J, Ruutu P, Kujansuu E, Vuento R, Pitkänen T., Miettinen I, Herrala J, Lepistönen O, Antonen J, Helenius J, Mauninula Л., Мустонен Дж., Кууси М. (2010) Обширная вспышка гастроэнтерита после загрязнения питьевой воды сточными водами.Finl Epidemiol Infect 139 (7): 1105–1113

Статья Google Scholar

Лампи П. , Вартиайнен Т., Туомисто Дж., Хессо А. (1990) Воздействие хлорфенолов, дибензо-пара-диоксина и дибензофуранов на население после длительного загрязнения грунтовых вод хлорфенолами. Chemosphere 20: 625–634

Статья Google Scholar

Лавапуро М., Липпонен А., Артимо А., Катко Т.С. (2008) Показатели устойчивости подземных вод: тестирование на финских данных.Boreal Environ Res 13 (5): 381–402

Google Scholar

Leclerc H, Shwartzbrod L, Dei-Cas E (2002) Микробные агенты, связанные с болезнями, передающимися через воду. Crit Rev Microbiol 28 (4): 371–409

Статья Google Scholar

Lindroos A-J, Kitunen V, Derome J, Helmisaari H-S (2002) Изменения в растворенном органическом углероде во время искусственного пополнения грунтовых вод в лесистой местности на юге Финляндии.Water Res 36 (20): 4951–4958

Статья Google Scholar

Loos R, Locoro G, Comero S, Contini S, Schwesig D, Werres F, Balsaa P, Gans O, Weiss S, Blaha L (2010) Панъевропейское исследование встречаемости отдельных полярных стойких органических загрязнителей в грунтовые воды. Water Res 44 (14): 4115–4126

Статья Google Scholar

Мякинен Р. (2008) Качество питьевой воды и сетевые материалы в Финляндии.Сводный отчет, Финский институт питьевой воды / Prizztech, Пори, Финляндия, 83 стр.

Маунула Л., Миеттинен ИТ, фон Бонсдорф C-H (2005) Вспышки норовируса из питьевой воды. Emerg Infect Dis 11 (11): 1716–1721

Статья Google Scholar

Mentzing LO (1981) Вспышки энтерита Campylobacter, передаваемые через воду, в центральной Швеции. Lancet 318: 352–354

Miettinen IT, Zacheus O, von Bonsdorff C-H, Vartiainen T (2001) Эпидемии, передаваемые через воду в Финляндии в 1989–1990 годах. Water Sci Technol 43 (12): 67–71

Google Scholar

Моррис Б.Л. и др. (2005) Использование индикаторов возраста подземных вод в оценке рисков для помощи в оперативном планировании водоснабжения. Water Environ Manag 19: 41–48

Статья Google Scholar

Myrstad L, Nordheim CF, Janak K (2015) Vannrapport 122. Rapport fra Vannverksregisteret. Drikkevannsstatus (данные 2011 г.) [Отчет о воде 122: отчет Регистра водоснабжения — состояние питьевой воды (данные 2011 г.)].Геологическая служба Норвегии, Осло

NFSA (2011) Veiledning til Drikkevannsforskriften av 2001 [Руководство по регулированию питьевой воды 2001]. Норвежское агентство по безопасности пищевых продуктов, Осло

Google Scholar

Noyes PD, McElwee MK, Miller HD, Clark BW, Van Tiem LA, Walcott KC, Erwin KN, Levin ED (2009) Токсикология изменения климата: загрязнители окружающей среды в теплеющем мире. Environ Int 35 (6): 971–986

Статья Google Scholar

Ояла Л., Альстрём Л., Макс Л. (2007) Vattenskyddsområden: en sammanställning februari 2007 [Защита воды: сборник, февраль 2007].SGU-rapport 2007–12, Геологическая служба Швеции, Упсала, Швеция

Okkonen J, Kløve B (2011) Последовательный подход к моделированию для оценки ресурсов подземных и поверхностных вод в регионе Финляндии с преобладанием снега. J Hydrol 411 (1-2): 91-107

Артикул Google Scholar

Okkonen J, Jyrkama M, Kløve B (2010) Структура оценки изменения климата для грунтовых вод. Hydrgeol J 18 (2): 429–439

Артикул Google Scholar

Pitkänen T (2013) Обзор Campylobacter spp.в питьевых и экологических водах. J Microbiol Methods 95: 39–47

Статья Google Scholar

Pitkänen T, Miettinen IT, Nakari UM, Takkinen J, Nieminen K, Siitonen A, Kuusi M, Holopainen A, Hänninen ML (2008) Фекальное загрязнение муниципальной системы распределения питьевой воды в связи с инфекциями Campylobacter jejj . J Water Health 6 (3): 365–376

Статья Google Scholar

Pitkänen T, Karinen P, Miettinen IT, Lettojärvi H, Heikkilä A, Maunula R, Aula V, Kuronen H, Nousiainen LL, Pelkonen S, Heinonen-Tanski H (2011) Микробное загрязнение воды в подземных водах в Финляндии.АМБИО 40 (4): 377–390. DOI: 10.1007 / s13280-010-0102-8

Артикул Google Scholar

Pitkänen T, Juselius T, Isomäki E, Miettinen IT, Valve M, Kivimäki A-L, Lahti K, Hänninen M-L (2015) Качество питьевой воды и наличие лямблий в небольших источниках подземных вод в Финляндии. Ресурсы 4 (3): 637–654. DOI: 10.3390 / resources4030637

Артикул Google Scholar

Раутелин Х., Саппинен О., Яхкола М., Салоранта К., Рантанен Б., Косунен Т. (1986) Эпидемия кампилобактерий в Виррате летом 1985 года.Duodecim 102: 629–635

Rautelin H, Koota K, von Essen R, Jahkola M, Siitonen A, Kosunen TU (2009) Эпидемия Campylobacter jejuni в финской больнице ревматических заболеваний. Scand J Infect Dis 22 (3): 321–326

Riera-Montes M, Sjölander B, Allestam G, Hallin E, Hedlund KO, Löfdahl M (2011) Вспышка передаваемого через воду норовируса в муниципальном водопроводе в Швеции . Epidemiol Infect 139 (12): 1928–35

Росси П.М., Ала-ахо П., Ронканен А.К., Клове Б. (2012) Взаимодействие грунтовых и поверхностных вод между эскерным водоносным горизонтом и осушенным болотом.J Hydrol 432–433: 52–60

Артикул Google Scholar

Росси П.М., Ала-ахо П., Доэрти Дж., Клев Б. (2014) Влияние осушения и восстановления торфяников на ресурсы подземных вод эскеров: моделирование будущих сценариев управления. Hydrgeol J 22: 1131–1145

Артикул Google Scholar

Росси П. М., Марттила Х., Ювясъярви Дж., Ала-ахо П., Исокангас Э., Муотка Т., Клове Б. (2015) Условия окружающей среды бореальных источников, объясняемые характеристиками зоны захвата.J Hydrol 531: 992–1002

Артикул Google Scholar

SGU (2016a) Подземные воды. http://www.sgu.se/en/groundwater/. По состоянию на июнь 2016 г.

SGU (2016b) Vattenförvaltning [Water management]. http://www.sgu.se/grundvatten/vattenforvaltning/. По состоянию на июнь 2016 г.

Sigurdsson F, Einarsson K (1988) Ресурсы подземных вод Исландии: наличие и спрос. Йёкюдль 38: 35–54

Google Scholar

Стюарт М., Тромпеттер В., ван дер Раай Р. (2002) Возраст и источник подземных вод равнины Кентербери, Отчет №U02 / 30, Environment Canterbury, Christchurch, New Zealand, 46 стр.

Stigter TY, Ribeiro L, Carvalho Dill AMM (2006) Оценка внутреннего и особого метода оценки уязвимости в сравнении с уровнями засоления грунтовых вод и уровня загрязнения нитратами в два сельскохозяйственных региона на юге Португалии. Hydrogeol J 14: 79–99. DOI: 10.1007 / s10040-004-0396-3

Артикул Google Scholar

Takalo H (2011) Оценка уязвимости подземных вод с использованием модели DRASTIC в Kourinkangas (A) и Lähteenkangas, анализ чувствительности и DRASTIC в планах защиты подземных вод (на финском языке с аннотацией на английском языке).Диссертация на соискание степени магистра, Университет Оулу, Оулу, Финляндия, 84 стр.

Thorsteinsson SB, Björnsson BL, Greipsson S, Steingrimsson O (1985) Campylocacter jejuni-faraldur á Stöðvarfirkndi vegna mengaðs vatnsbóls 1994–182: 18

Vannportalen (2016) Гармонизация и реализация ВРД в странах Северной Европы. http://www.vannportalen.no/english/harmonisation-and-implementation-of-the-wfd-in-the-nordic-countries/ По состоянию на июнь 2016 г.

Vestergaard LS, Olsen KE, Stensvold CR, Böttiger BE , Adelhardt M, Lisby M, Mørk L, Mølbak K (2007) Вспышка тяжелого гастроэнтерита с множественной этиологией, вызванная загрязненной питьевой водой в Дании, январь 2007 года.Eurosurveillance 12 (13)

Vrba J, Zaporozec A (eds) (1994) Руководство по картированию уязвимости подземных вод, том 16. In: International Contributions to Hydrogeology, Heise, Hannover, Germany, 131 pp

Wachniew P (2015) Экологические индикаторы как инструмент оценки уязвимости подземных вод. Ital J Groundw AS13059: 019–025. DOI: 10.7343 / AS-108-15-0135

Google Scholar

Валлин А. (2016) Добыча подземных вод для питьевой воды: сравнение рисков и проблем в технических, экологических и социальных вопросах (на финском языке).Диссертация на степень магистра, Университет Оулу, Оулу, Финляндия

Уитон Дж., Бохман Б. (1999) Геофизические исследования заканчивания обсаженных скважин. Мониторинг подземных вод Рем 143–151

ВОЗ (2004) Руководство по качеству питьевой воды, том 1: рекомендации. Всемирная организация здравоохранения, Женева

Zacheus O, Miettinen IT (2011) Увеличение объема информации о вспышках заболеваний, передаваемых через воду, за счет эффективной системы уведомлений, побуждающих к действиям по обеспечению безопасной питьевой воды.J Water Health 9: 763–772

Статья Google Scholar

Происхождение и количество подземных вод на Земле

Происхождение

Большая часть подземных вод образуется в виде метеорных вод в результате атмосферных осадков в виде дождя или снега. Если она не теряется в результате испарения, транспирации или сточных вод, вода из этих источников может просачиваться в землю. Первоначальные количества воды от осадков на сухой почве удерживаются очень плотно в виде пленки на поверхности и в микропорах частиц почвы в ленте почвенной смеси. На промежуточных уровнях пленки воды покрывают твердые частицы, но воздух все еще присутствует в пустотах почвы. Эта область называется ненасыщенной зоной или зоной аэрации, а присутствующая вода — это водянистая вода. На более низких глубинах и при наличии достаточного количества воды все пустоты заполняются для создания зоны насыщения, верхним уровнем которой является уровень грунтовых вод. Вода, находящаяся в зоне насыщения, называется подземной водой [3].

Пористость и структура грунта определяют тип водоносного горизонта и подземную циркуляцию.подземные воды могут циркулировать и накапливаться во всем геологическом пласте: это имеет место в пористых почвах, таких как песок, песчаник и аллювий. Он может циркулировать и накапливаться в трещинах или разломах в плотных породах, которые сами по себе не проницаемы, как большинство вулканических и метаморфических пород. Вода просачивается сквозь скалы и циркулирует из-за локализованных и рассредоточенных трещин. Для известняка типичны плотные породы крупных трещин или каверн.

Количество на Земле

На Земле примерно 3% всей воды составляет пресная вода.Из них подземные воды составляют 95%, поверхностные воды 3,5% и влажность почвы 1,5%. Из всей пресной воды на Земле только 0,36% доступно для использования ( Leopold, 1974, ).
Подземные воды — важный источник водоснабжения. 53% населения США получает воду из подземных источников. Подземные воды также являются основным источником промышленного и сельскохозяйственного использования.

Мы забираем воду из подземных водоносных горизонтов быстрее, чтобы ее можно было пополнить.Хотя водоносные горизонты мира огромны, они не бездонны, и во многих районах уровень воды быстро опускается. Вода в некоторых водоносных горизонтах насчитывает тысячелетия и находится ниже того, что сейчас является одним из самых засушливых регионов на Земле. Хотя люди топили воду из источников и колодцев с самых ранних цивилизаций, за последние 50 лет растущему числу людей требовалось больше еды и воды, и темпы отказа от них резко возросли.
В некоторых прибрежных районах из водоносных горизонтов было забрано столько пресной воды, что соленая вода начала вторгаться, делая воду из колодца солоноватой и непригодной для использования.Для получения дополнительной информации посетите нашу веб-страницу, посвященную вторжению морской воды.
В некоторых районах опорожнение водоносных горизонтов вызвало серьезное оседание или значительное понижение уровня грунтовых вод . Некоторые поразительные случаи перечислены здесь [13]:

США:
Сан-Иоахим-Вэлли, Калифорния — 10 метров
Феникс, Аризона — более 1 метра
Хьюстон — Галвестон, Техас — 1 метр
Милуоки — уровень грунтовых вод упал 114 метров к 1976 году
Чикаго, штат Иллинойс — уровень грунтовых вод упал на 274 метра к 1979 году.С тех пор частично восстановлено из-за снижения добычи.
Водоносный горизонт Огаллала — некоторые скважины закончились в Оклахоме, Канзасе и Техасе, где уровень грунтовых вод упал на 30 метров

Мексика:
Мехико — центр города опустился на 7,5 метров с 1950 года
Сьюдад-Хуарес / Эль-Пасо (граница США) — ожидается, что водоносный горизонт, поддерживающий 1,5 миллиона человек, будет истощен в течение 30 лет

Ливия:
Ливия добывает 1 миллиард кубометров воды в год из ниже Сахары и по трубопроводу к ее фермам и городам на севере

Ливан:
Разработка водоносного горизонта под Триполи приводит к годовому дефициту в 3 раза.8 миллионов кубических метров

Йемен:
уровень грунтовых вод падает примерно на 2 метра в год. Колодцы были вырыты безуспешно на глубину 2 км

Белуджистан, Пакистан:
Уровень грунтовых вод падает на 3,5 метра в год

Пенджаб, Индия и Пакистан:
Уровень грунтовых вод падает на 1 метр в год

Равнина Северного Китая:
падение уровня грунтовых вод на 3 метра в год

Подземные воды также подвержены влиянию гидротехники: на протяжении десятилетий и столетий из-за неправильного сброса отходов в окружающую среду и подземные области многие подземные воды становились загрязненными. Усилия по защите качества и количества грунтовых вод были предприняты в сотрудничестве между всеми государственными учреждениями, промышленными организациями и исследователями. [4]

Здесь вы найдете карту распределения подземных вод на Земле [11].

Щелкните здесь, чтобы ознакомиться с определениями грунтовых вод, узнать больше о их свойствах, источниках в Европе или проблеме их загрязнения.
Для получения дополнительной информации о глобальном распределении воды на земле ознакомьтесь с разделом FAQ по количеству воды .

Подземные воды — Основы подземных вод | Совет по контролю водных ресурсов штата Калифорния

Что такое грунтовые воды?

Подземные воды — это любая вода, находящаяся под поверхностью Земли. Несмотря на то, что подземные воды трудно визуализировать, они составляют значительную часть воды на Земле. Когда дождь падает на землю, вода не перестает двигаться. Часть его течет по поверхности в ручьях, реках и озерах; часть его используется растениями; часть испаряется и возвращается в атмосферу; а некоторые проваливаются в землю.

Подземные воды существуют и текут в небольших пространствах между частицами почвы и трещиноватыми породами. Область, где вода заполняет эти пространства, называется зоной насыщения. Верхняя часть насыщенной зоны (называемая уровнем грунтовых вод) может быть всего на фут ниже поверхности земли или на сотни футов ниже. Уровень грунтовых вод может быть мелким или глубоким; и может повышаться или понижаться в зависимости от многих факторов. Подземные воды распределены под землей неравномерно как по качеству, так и по количеству.

Подземные воды не текут, как подземная река, они хранятся в слоях почвы, песка и горных пород (так называемых водоносных горизонтах) и медленно проходят через них.Обычно состоящие из гравия, песка, песчаника или трещиноватой породы, водоносные горизонты позволяют накапливать большие подземные резервуары воды. В зависимости от глубины водоносного горизонта, размера пространств в почве или скале и того, насколько хорошо эти пространства связаны, грунтовые воды могут перемещаться со скоростью несколько сантиметров в столетие или двигаться со скоростью несколько футов в день.

Как мы получаем грунтовые воды?

Вода в водоносных горизонтах может подниматься на поверхность естественным путем из источника или может сбрасываться в озера и ручьи.Однако большая часть грунтовых вод выводится на поверхность, прокачивая их через колодец (который забирает воду, как соду через соломинку), пробуренный в водоносный горизонт. Скважины бывают разных форм и размеров, в зависимости от типа материала, в котором пробурена скважина, глубины водоносного горизонта и количества откачиваемой воды. Различают три основных типа колодцев:

1. Мелкие колодцы собирают воду из неглубоких водоносных горизонтов, расположенных близко к поверхности. Некоторые частные внутренние колодцы представляют собой неглубокие колодцы.
2. Промежуточные скважины могут вскрывать как глубокие, так и мелкие водоносные горизонты и могут включать частные бытовые, сельскохозяйственные и промышленные колодцы.
3. Глубокие колодцы вскрывают глубокие водоносные горизонты, в том числе коммунальные, сельскохозяйственные и промышленные колодцы.

Некоторые скважины (называемые артезианскими скважинами) не нуждаются в насосе, потому что естественное давление достаточно высокое, чтобы вытеснять воду из скважины.

Что в грунтовых водах?

Хотя качество поверхностных вод варьируется из-за эрозии, стока, загрязнения, растительных остатков, отходов животноводства и других возможных загрязнителей, качество грунтовых вод в целом более стабильно.Это связано с тем, что поровые пространства водоносного горизонта действуют как кофейный фильтр, задерживая отложения и другие частицы (например, «кофейную гущу», такую ​​как бактерии), естественным образом очищая грунтовые воды.

Однако это не означает, что грунтовые воды не могут быть загрязнены. Качество подземных вод связано с несколькими факторами, включая геологию, климат и землепользование. Многие природные химические вещества в грунтовых водах образуются при растворении горных пород, почвы и разлагающегося растительного материала. В других случаях деятельность человека на поверхности земли или вблизи нее может увеличить концентрацию природных веществ, таких как соли, минералы и нитраты.Преднамеренное удаление отходов (например, на свалки, отстойники, нагнетательные колодцы или ливневые стоки) может повлиять на качество грунтовых вод.




Зачем защищать грунтовые воды?

Подземные воды — один из крупнейших природных ресурсов Калифорнии, составляющий значительную часть водоснабжения штата и служащий буфером против воздействия засухи и изменения климата. В течение обычного года грунтовые воды составляют примерно 40 процентов от общего объема водоснабжения Калифорнии, а в засушливые годы — до 60 процентов (или более).Подземные воды являются основным источником питьевого водоснабжения штата; Примерно 33 миллиона калифорнийцев, включая почти всех, кто живет в сельской местности, используют подземные воды для питья или других домашних нужд (либо из системы водоснабжения, либо из частного колодца). Подземные воды также используются в сельском хозяйстве для орошения сельскохозяйственных культур, а также в промышленности и производстве для охлаждения и ополаскивания. Кроме того, грунтовые воды пополняют ручьи, ручьи, реки и водно-болотные угодья, которые поддерживают дикую природу (включая находящиеся под угрозой и исчезающие виды).Подземные воды высвобождаются медленно, что помогает снизить температуру и потоки в ручьях, обеспечивая критическую среду обитания и потоки для нереста рыб и других диких животных.

Поскольку грунтовые воды не так легко увидеть, это часто считается само собой разумеющимся, что подвергает важные источники питьевой воды и орошения риску загрязнения или высыхания. Чрезмерное использование, биологические загрязнители (например, навоз и септические системы) и промышленные загрязнители (например, пестициды, нефтепродукты и промышленные растворители) могут угрожать запасам и качеству подземных вод.Перекачка подземных вод может локально превышать подпитку за счет дождя, просачивания через ручьи и других источников. Чрезмерная перекачка грунтовых вод может привести к чрезмерному истощению водоносных горизонтов, опустошая их быстрее, чем естественные системы могут их восполнить. Овердрафт может привести к пересыханию скважин, вторжению соленой воды, истощению запасов поверхностных вод и вызвать обрушение земли (то есть проседание).

Обеспечение устойчивого управления качеством и количеством подземных вод необходимо для удовлетворения будущих потребностей Калифорнии в водоснабжении.Изменение климата и угроза продолжительной засухи подчеркивают необходимость улучшения пополнения и хранения подземных вод в некоторых бассейнах подземных вод, а также защиты или восстановления качества и количества подземных вод по всему штату. Тесные связи между грунтовыми и поверхностными водами в землепользовании, человеческой деятельности, качестве воды и поставщиках воды необходимо координировать и сообщать, чтобы способствовать разумному, сбалансированному и устойчивому использованию ресурсов подземных вод Калифорнии.

Хотите узнать больше?

Узнайте больше о гидрологическом цикле, использовании подземных вод и угрозах для подземных вод (например, загрязняющие вещества и чрезмерное использование) из следующих ресурсов:

Подземные воды | Национальное географическое общество

Вода, которая спустилась с поверхности почвы и собралась в промежутках между отложениями и трещинами внутри породы, называется подземной водой.Подземные воды заполняют все пустые пространства под землей в так называемой насыщенной зоне, пока не достигают непроницаемого слоя породы. Подземные воды содержатся и проходят через массивы горных пород и отложений, называемые водоносными горизонтами. Время, в течение которого грунтовые воды остаются в водоносных горизонтах, называется временем их пребывания, которое может широко варьироваться от нескольких дней или недель до 10 тысяч лет и более.

Вершина насыщенной зоны называется уровнем грунтовых вод, а над уровнем грунтовых вод находится ненасыщенная зона, где промежутки между камнями и отложениями заполнены как водой, так и воздухом.Вода в этой зоне называется почвенной влагой и отличается от грунтовых вод.

Существующие подземные воды могут выводиться через родники, озера, реки, ручьи или искусственные колодцы. Он пополняется за счет осадков, таяния снегов или просачивания воды из других источников, включая орошение и утечки из систем водоснабжения.

Для искусственного сброса грунтовых вод в водоносный горизонт необходимо пробурить скважину, а для скважины обычно требуется насос, чтобы перекачивать воду вверх из водоносного горизонта.Артезианские скважины бурятся в водоносные горизонты, которые ограничены непроницаемым слоем горной породы как сверху, так и снизу, и давление воды из источника подпитки, расположенного выше точки выхода скважины, приведет к выталкиванию грунтовых вод вверх через артезианскую скважину с использованием насоса ненужный.

Одна из важных причин, по которой грунтовые воды добываются из колодцев, — это обеспечение питьевой водой. Фактически, подземные воды обеспечивают питьевой водой более 50 процентов населения США, в том числе почти 100 процентов сельского населения США.С. население. Он также используется в бытовых, промышленных и коммерческих целях, хотя большая часть подземных вод фактически используется для орошения сельскохозяйственных угодий.

Мы должны позаботиться о том, чтобы не откачивать сразу слишком много грунтовых вод. Это может привести к пересыханию колодцев, если количество воды, поступающей в результате подпитки, не будет соответствовать нашим темпам удаления грунтовых вод. Это уже произошло в Ист-Портервилле, Калифорния, где продолжительная засуха вынудила людей пробурить более глубокие скважины, что привело к снижению уровня грунтовых вод и дальнейшему пересыханию скважин.