Какими свойствами подземные воды отличаются от поверхностных вод

Подземные воды.

Не требуют обесцвечивания и осветления, характеризуются постоянством температуры, санитарной надежностью, небольшим содержанием органических веществ и значительным количеством минеральных солей.

Между глубиной залегания подземных вод и степенью из минерализации наблюдается прямая зависимость. В случае гидравлической связи подземных вод с поверхностными подземные могут отличаться повышенной окисляемостью.

Химический состав подземных вод отличается разнообразием. Определяется он в основном условиями, при которых они сформировались, которые, в свою очередь, зависят от взаимодействия с атмосферой и земной поверхностью. Развитию растительности и жизнедеятельности водных организмов в подземных водах препятствуют слабое протекание биологических процессов, отсутствие света и свободного растворенного кислорода. Но при этом создаются благоприятные условия развития анаэробных процессов.

Подземные воды зачастую характеризуются значительной жесткостью, повышенным содержанием железа, марганца, фтора, растворенных газов (H2S, CO2).

Подземные воды бывают напорными и безнапорными. Безнапорные воды имеют свободную поверхность, называемую зеркалом подземных вод. . В случае, если полностью насыщенные водоносные пласты перекрыты водонепроницаемыми грунтами и имеют пьезометрический напор, то они называются напорными. Давление, создаваемое напорными водами, больше атмосферного, в связи с этим если подземные воды имеют выход на поверхность то образуются родники.

Залегание подземных вод может быть в виде грунтового потока с непрерывным движением воды, имеющего уклон в направлении движения, или в виде грунтового бассейна с неподвижной водой и горизонтальной свободной поверхностью.

Подземные воды имеют статический и динамический уровень.

Статический уровень – уровень воды в колодце при отсутствии водоотбора. В случае отбора воды из колодца происходит падение уровня. Этот уровень называется динамическим. Понижение динамического уровня происходит пропорционально количеству откачиваемой воды. Количество воды, которое может быть откачано при понижении динамического уровня на 1 м, называется удельным дебитом. Уровень воды и пьезометрические линии, установившиеся вокруг колодцев при откачке воды, образуют кривые дисперсии.

Поверхностные воды.

Реки, водохранилища, озера и моря используются в качестве поверхностных источников. Для рек хараткерны сезонные колебания расхода и качества воды. Характер питания рек определяет состав примесей речных вод. Различают поверхностное и подземное питание. Дожди, снег, ледники и т. п обеспечивают подземное питание, грунтовые воды – подземное.

Характерная особенность качества речной воды – относительно большая мутность, высокое содержание органических веществ и бактерий, зачастую значительная цветность. Обычно речная вода обладает относительно малым солесодержанием и, в частности, небольшой жесткостью.

Наблюдается определенная закономерность: воды рек Севера характеризуются малой и средней мутностью, высокой цветностью и малым солесодержанием, а реки Юга –высокой мутностью и минерализацией, низкой цветностью.

Под влиянием процессов оксидации восстановления, седиментации диспергированных и коллоидных примесей и солей; ионообмена между водой и донными отложениями; обогащения вод микроэлементами вследствие биохимических процессов; смешения вод различного питания состав вод постоянно изменяется. В поверхностных водотоках наблюдается самоочищение воды за счет физических, химических и биологических процессов, чему способствует аэрация, перемешивание, декантация взвесей, разбавление загрязнений в большой массе воды. Под действием простейших водных организмов, микробов – антагонистов, бактериофагов и антибиотиков биологическго происхождения, под влиянием биохимических и оксидационных процессов погибают патогенные бактерии и вирусы.

Источник

Грунтовые-и-поверхностные-воды

При выборе источника водозабора для водоснабжения населенного пункта или конкретного объекта специалисты учитывают соответствие качества воды ГОСТ, а также технические и экономические показатели целесообразности. Любой источник, прежде чем вода подается в систему водоснабжения, исследуется органами санитарного надзора. Берутся пробы с разной глубины, проводятся лабораторные исследования, проверяются запах, состав, вкус воды. Только такие тесты могут определить качество и оценить возможность использования воды для питья.

Забор питьевой воды в систему водоснабжения может осуществляться из подземного или поверхностного источника. При этом подземные воды, зачастую, имеют более высокие показатели качества, чем воды поверхностных источников этого же региона. Но для забора воды с целью промышленного водоснабжения мощностей водоносного подземного пласта часто бывает недостаточно, поэтому для нужд крупных городов чаще всего осуществляют забор воды из поверхностных источников.

Грунтовые и поверхностные воды: отличие, характеристики

Поверхностные воды отличаются нестабильностью состава, так как взаимодействуют с внешними факторами. Питание поверхностных источников осуществляется за счет атмосферных осадков и благодаря взаимодействию с подземными источниками. На температуру воды в озерах и реках влияет температура воздуха, которая в разные сезоны отличается. Ландшафт региона определяет размер источника, так как вода заполняет низины, котлованы, карстовые ниши. Реки могут сами корректировать профиль в рельефе. Классификация поверхностных вод простая: в реках – речная вода, в озерах – озерная, в болоте – болотная.

Для рек характерен высокий уровень загрязнения из-за техногенных факторов и сезонное колебание уровня воды. В водохранилищах вода отличается мутностью, цветностью в теплое время года и наличием планктона. Вода в озерах зависит от экологической обстановки региона в целом.

Подземная вода отличается постоянством температуры, экологической надежностью и повышенным уровнем содержания минералов. Грунтовые воды разделяют по глубине залегания слоя на верховодные, песчаные и артезианские.

Верховодка – водный слой, расположенный наиболее близко к поверхности. Это нестабильный слой, питание которого проходит за счет атмосферных осадков.
Песчаные воды – воды первого горизонта, залегающие на первом слое водоупорной породы. Питание песчаных вод происходит за счет осадков, талых вод, взаимодействия с поверхностными источниками.
Артезианские воды залегают между слоями водоупорных пород.

Наиболее полезная вода из артезианского слоя. Изолированная от внешнего мира породами, такая вода для здоровья безопасна с точки зрения наличия патогенных микроорганизмов. Проходя через пористые грунты, она фильтруется, поэтому артезианская вода называется «детской водой». Ее можно употреблять в пищу без дополнительной обработки. Когда подземная вода имеет выход на поверхность, появляются родники. Родниковая вода – это чистая вода, которая при отсутствии негативных внешних воздействий полезна для организма. Во многих регионах, где есть родники, проводят оздоровление водой: ее употребляют в питье, готовят на ней еду, используют в гигиенических целях.

Для обеспечения потребностей горожан в чистой воде артезианская вода разливается в пластиковые емкости и поставляется к месту реализации. Вода на дом и в офис доставляется непосредственно из скважины. Во время ее забора исключено взаимодействие воды с внешними факторами и руками человека.

Похожее

Источник

Подзе́мные во́ды — воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии[1][2].

Классификация[править | править код]

По условиям залегания подземные воды подразделяются на несколько видов:

почвенные;
грунто́вые;
межпластовые;
артезианские;
минеральные.

Почвенные воды заполняют часть промежутков между частицами почвы; они могут быть свободными (гравитационными), перемещающимися под влиянием силы тяжести или связанными, удерживаемыми молекулярными силами.

Грунто́вые воды образуют водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое. В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года: он то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время. В суровые зимы грунтовые воды могут промерзать. Эти воды в большей мере подвержены загрязнению.

Межпластовые воды — нижележащие водоносные горизонты, заключённые между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых, уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые. Напорные межпластовые воды полностью заполняют водоносный горизонт и находятся под давлением. Напором обладают все воды, заключенные в слоях, залегающих в вогнутых тектонических структурах.

По условиям движения в водоносных слоях, различают подземные воды, циркулирующие в рыхлых (песчаных, гравийных и галечниковых) слоях и в трещиноватых скальных породах.

В зависимости от залегания, характера пустот водовмещающих пород, подземные воды делятся на:

поровые — залегают и циркулируют в четвертичных отложениях: в песках, галечниках и других обломочных породах;
трещинные (жильные) — залегают и циркулируют в скальных породах (гранитах, песчаниках);
карстовые (трещинно-карстовые) — залегают и циркулируют в растворимых породах (известняках, доломитах, гипсах и других).

Запасы подземных вод[править | править код]

Подземные воды — часть водных ресурсов Земли; общие запасы подземных вод составляют свыше 60 млн км³[источник не указан 458 дней]. Подземные воды рассматриваются как полезное ископаемое.

Методы поиска подземных вод[править | править код]

геоморфологическая оценка местности,
геотермические исследования,
радонометрия,
бурение разведочных скважин,
изучение керна, извлечённого из скважин, в лабораторных условиях,
опытные откачки из скважин,
наземная разведочная геофизика (сейсморазведка и электроразведка) и каротаж скважин

См. также[править | править код]

Артезианские воды
Водоносный горизонт
Водозаборные сооружения
Грунтовая вода

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

Подземные воды / А. А. Коноплянцев, Р. С. Штенгелов // Перу — Полуприцеп. — М. : Большая российская энциклопедия, 2014. — С. 547. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 26). — ISBN 978-5-85270-363-7.
Ланге O. K. Подземные воды СССР, ч. 1-2, М., 1959—1963;
Гидрогеология СССР. — М., 1971;
Савцова Т. М. Общее землеведение, М., 2005.
Почвенные воды // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Из БРЭ:

Коноплянцев A. A., Cеменов C. M. Изучение, прогноз и картирование режима подземных вод. M., 1979.
Классификация эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод. M., 1983.
Гольдберг В. М., Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. М., 1984.
Бочевер Ф. М., Лапшин Н. Н., Орадовская А. Е. Защита подземных вод от загрязнения. — М., Недра, 1979. — 254 c.

Ссылки[править | править код]

Учёт влияния грунтовых вод при проектировании фундаментов
Дренаж болотистой почвы

Источник

Что это такое?

Для грунтовых вод характерно соседство с почвенным покровом земли и первым водоупорным слоем. Результат неглубокого расположения – существенные скачки уровня в зависимости от сезона.

Наблюдается как понижение/повышение объема вод при разном количестве осадков, так и промерзание в зимний период.

Межпластовые воды заполняют нижележащие водные горизонты, заполняя пространство между соседними водонепроницаемыми породами. Верхнюю определяют термином «кровля», нижнюю – «ниша». Благодаря глубинному расположению можно констатировать постоянство уровня межпластовых водных ресурсов.

Какими свойствами подземные воды отличаются от поверхностных вод

Чем похожи водоносные горизонты – одно ли это и то же?

Оба типа вод имеют основную общую черту – они протекают под землей и тесно контактируют с породами, которые определяют их минеральный состав.

Но сказать, что рассматриваемые водоносные горизонты – это одно и то же, нельзя. Они различаются по большому количеству критериев, начиная от наполненности, чистоты и заканчивая способом добычи.

Чем различаются водные подземные ресурсы?

Для сравнения подземных вод используют несколько категорий.

Схема формирования

Грунтовые воды не имеют строго ограниченной водной поверхности.

Какими свойствами подземные воды отличаются от поверхностных вод В зависимости от места формирования выделяют 3 вида водных ресурсов:

Пластовые – протекают над слабоцементированной породой или рыхлым пластом.
Трещинные – заполняют просветы сцементированных плотных структур.
Поровые – пронизывают пористую породу.

Грунтовые воды являются результатом проникновения под землю поверхностных водных ресурсов и атмосферных осадков. Их область питания, как правило, идентична области распространения водоносного горизонта.

Наполнение (или мощность) потока воды непостоянно.

Главными особенностями водного ресурса считается:

незащищенность,
подверженность внешним факторам,
отсутствие напора – вода движется самотеком только по нисходящей поверхности.

Межпластовые воды тоже бывают безнапорными, протекая неглубоко под поверхностью земли.

Если такие водоносные горизонты граничат с земной поверхностью, они обеспечивают стабильное питание поверхностных водоемов. В отличие от грунтовых, площади их распространения и питания не совпадают.

Напорные и безнапорные межпластовые воды защищены, если граничащие с ними подземные породы формируют сплошную линию. Одновременно не должно происходить питание ресурсов из вышележащих водоемов, грунтовых резервов.

Грунтовые резервы иногда становятся источником питания межпластовых вод – не напрямую, а через просветы в породах (гидрогеологические окна) или способные пропускать влагу разделяющие слои.

Область использования

Какими свойствами подземные воды отличаются от поверхностных вод Добыча грунтовых вод – легко решаемая задача, что дает возможность снабжать водными ресурсами населенные пункты, промышленные предприятия.

Еще один вариант применения – как обширный запасной резервуар для подачи воды в период засух, как накопитель при наводнениях.

Межпластовые воды особенно удобны для использования, если они находятся под давлением (напорные ресурсы).

Так характеризуются водоносные горизонты, заполняющие вогнутые подземные слои. Их особенность – способность пробиваться наружу, образуя артезианские родники.

Благодаря чистоте природного ресурса межпластовые воды редко нуждаются в очистке, процедуре обеззараживания. Поэтому зачастую можно подавать воду непосредственно в магистрали.

Состав

Для грунтовых вод он зависим от климата. Во влажных природных зонах происходит выщелачивание почв и горных пород, вымывание легко растворимых сульфатов, хлоридов. Поэтому отмечается опреснение водоносных горизонтов, преобладание в них гидрокарбонатов кальция.

Какими свойствами подземные воды отличаются от поверхностных вод Если климат теплый засушливый, атмосферные осадки являются редкостью, исключается развитие подземного стока грунтовых вод, происходит их испарение и засоление.

По соседству с водохранилищами, водоемами водоносные горизонты опресняются и могут по качеству соответствовать питьевой воде.

Для межпластовых вод характерно большее разнообразие минеральных соединений в сравнении с грунтовыми водоносными горизонтами.

Оставаясь пресными, водоносные горизонты отличаются по степени минерализации, которая определяет вкус воды. Вид минеральных солей обусловлен химическим составом породы, в которой протекают воды.

По уровню рН межпластовые потоки относятся, преимущественно, к щелочным. Патогенные микроорганизмы в межпластовых водах практически отсутствуют.

Необходимость очистки

Грунтовый водоносный горизонт в большинстве случаев не закрыт всплошную водонепроницаемыми породами. Ввиду близкого соседства с почвенным слоем грунтовые воды подвержены загрязнению.

Для межпластовых вод характерна незначительная загрязненность, что обусловлено их глубинным расположением. Ухудшение качества воды нередко влечет интенсивная эксплуатация сразу нескольких буровых скважин.

Результат такой деятельности – повышение водообмена подземных ресурсов. Когда водоносный горизонт плотно соприкасается с породами верхних пластов, загрязнение происходит по химическим показателям.

Если выявляется насыщенность межпластовых вод гидрокарбонатами железа, сульфатами марганца, сероводородом, перед поступлением в магистральные коммуникации они требуют прохождения через комплексную многоступенчатую систему фильтрации.

Способ добычи

Какими свойствами подземные воды отличаются от поверхностных вод Добраться до грунтовых вод удается посредством бурения скважин на песок, выкапывания колодцев.

В первом случае практикуется отсыпка гравием в комбинации с установкой фильтрующих элементов – сеток галунного плетения.

Для добычи межпластовой воды необходима самоходная буровая установка.

Методом проходки ствола бурение ведут до упорного слоя для мягких пород и до углубления в водоносный пласт для трещиноватых, скальных пород.

Предварительно на первую к забою трубу устанавливают фильтровой узел и спускают погружной насос. Если бурится постоянная скважина, ствол обустраивают обсадными трубами, скважину в конце промывают.

Недостатки и преимущества

К положительным характеристикам межпластовых относят:

длительная фильтрация, защита от загрязнений;
постоянный химический состав;
отсутствие токсичных составляющих;
высокие физиологические качества;
возможность использования без предварительной очистки;
сохранение свойств в любое время года;
обширность зоны залегания.

Недостатками межпластовых считаются:

влияние на состав техногенных факторов;
возможность просачивания загрязнений из верхних горизонтов при нарушении целостности кровли, дефекте буровой работы;
слишком низкая температура воды, ее непригодность для полива.

Какими свойствами подземные воды отличаются от поверхностных вод Достоинства грунтовых вод:

могут использоваться как источник тепла;
буровые работы и введение скважины в эксплуатацию происходит без трудоемких затрат;
могут применяться для промышленных целей.

Негативными сторонами использования грунтовых являются:

нестабильное наполнение водоносного горизонта, что чревато частыми ремонтами скважин;
богатый химический состав, насыщение солями жесткости, ухудшающими работу бытовых приборов, вкусовые качества пищи;
насыщение поверхностными стоками из-за близкого расположения к поверхности.

Заключение

Налицо существенные различия характеристик водоносных подземных потоков и целесообразность использования, в зависимости от поставленной задачи, каждого типа вод.

Грунтовые применимы для сельскохозяйственных, промышленных нужд, тогда как межпластовые ресурсы предпочтительны для бытовых целей, приготовления пищи. Главное – заранее провести оценку качества, наличия минеральных соединений, чтобы исключить негативные моменты пользования.

А какова Ваша оценка данной статье?

Источник