Подземные воды
Урок 18. География 6 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Подземные воды»
Как вы знаете, гидросфера состоит из вод Мирового океана и вод суши. К водам суши относят поверхностные и подземные воды.
В толще земной коры располагаются не только горные породы, но и воды, которые называют подземными.
Откуда же там появилась вода?
Основной источник их пополнения – это атмосферные осадки. Часть выпадающих осадков или тающих снегов просачивается в горные породы. Однако просачиваться такие воды могут только при определённых условиях: в зависимости от водопропускной способности горных пород. Эта способность зависит от наличия в них пор – промежутков между частицами горной породы. Чем крупнее частицы, тем шире поры, а, значит, вода легче проходит через горную породу. Если же частицы пород мелкие, то и поры между ними будут небольшими. Значит, через такие горные породы воды не смогут пройти.
Горные породы, которые легко пропускают воду, называют водопроницаемыми. К таким породам можно отнести песок.
Горные породы, которые не пропускают воду, называют водоупорными. К таким породам можно отнести глину или гранит.
Иногда в земной толще возникают огромные пустоты – пещеры. Они появляются в тех местах, где вода вымывает частички легкорастворимых горных пород, например, таких как гипс или соль. Тогда в земной коре образуются огромные пустоты. В пещерах даже могут образовываться подземные озёра и реки.
А еще здесь можно встретить сталактиты и сталагмиты. Это особые известковые и гипсовые образования в виде сосулек. Сталактиты растут сверху вниз, а сталагмиты – снизу вверх. Образуются они при помощи капель воды, в которой содержится растворённая соль.
Людей, изучающих пещеры, называют спелеологами.
А вот самой длинной пещерой в мире является Мамонтова пещера, расположенная в Северной Америке в предгорьях Аппалачей. Длина ее исследованной части составляет 587 километров. Здесь насчитывается 225 подземных проходов и более двадцати глубоких шахт.
Кроме атмосферных осадков, подземные воды могут также пополняться и за счёт пара, который поднимается из глубинных слоев Земли.
На поверхности суши находятся разные горные породы, как водопроницаемые, так и водоупорные. Чаще всего их слои чередуются. Например, верхний водопроницаемый слой может быть представлен песком, под которым находится глина, образующая водоупорный слой. Когда выпадают атмосферные осадки, то вода беспрепятственно проходит через поры песка. Однако, достигнув слоя глины, она задерживается, постепенно заполняя поры в песке. В таком случае образуется слой, насыщенный водой. Этот слой воды называют водоносным слоем, а воды, которые в нем находятся – грунтовыми водами. Эти воды находятся на определённом уровне, который определяют по глубине их залегания. Этот уровень не остаётся постоянным: сухим летом он понижается, а весной, при таянии снега – повышается.
Люди научились использовать грунтовые воды. В тех местах, где они не глубоко залегают от поверхности Земли, выкапывают колодца. Вода в них гораздо чище, чем в реках или озёрах.
Грунтовые воды могут постепенно перемещаться, если водоупорный слой, на котором они расположены, немного наклонен. Поэтому на склонах или в оврагах грунтовые воды могут выходить на поверхность, образуя источники – родники.
Если же водоносный слой оказался между двумя водоупорными слоями, то такой слой называют межпластовым. В нём находятся межпластовые воды. Вода в такой слой может попасть только в том случае, если он выходит на поверхность. Поэтому межпластовый слой пополняется водой очень медленно.
Межпластовые воды также используются человеком. Их добывают при помощи скважин, которые бурят через водоупорные слои. Если эти воды находятся под напором, то они могут сами подниматься вверх по скважине – фонтанировать. Тогда такие межпластовые воды называют артезианскими.
Подземные воды играют большую роль как в природе, так и в жизни человека. Они используются человеком в качестве питьевой воды, для снабжения предприятий водой, регулируют уровень воды в реках и озёрах. Ещё их используют в тех районах, где очень мало или вообще нет поверхностных вод.
Минеральная вода, которую часто можно встретить на прилавках магазинов – это тоже подземная вода, в которой растворено очень много различных веществ и газов. Её используют в лечебных целях.
К сожалению, своей деятельностью человек очень часто загрязняет подземные воды, в которые просачиваются сточные воды различных предприятий. Эти воды содержат множество загрязняющих веществ, которые делают её уже не пригодной для использования. Очень важно охранять подземные воды, потому что пополняются они очень медленно. И если их расходовать быстрее, чем они смогут возобновиться, то в скором времени подземные воды совсем могут исчезнуть.
В толще земной коры содержатся подземные воды. Они образуются благодаря просачиванию в горные породы вод атмосферных осадков, тающего снега или благодаря водяному пару с глубин Земли.
Водопроницаемый слой – слой, состоящий из горных пород, легко пропускающих воду, а водоупорный слой – слой, состоящий из горных пород, не пропускающих воду. Подземные воды, лежащие между водопроницаемым и водоупорным слоями, называют грунтовыми водами. Они могут выходить на поверхность в виде источников, родников. Подземные воды, залегающие между двумя водоупорными слоями, называют межпластовыми водами. Их добывают при помощи скважин. Подземные воды пополняются крайне медленно, поэтому нуждаются в охране человеком.
Источник
§ 41. Подземные воды
Вспомните
- Что происходит с водой, выпавшей на землю с дождем? Через какие горные породы вода просачивается быстрее — пески или глины? Что такое родники (ключи)? Почему в роднике вода холодная даже летом?
Как образуются подземные воды. Вода в земной коре находится в трех состояниях: жидком, газообразном и твердом. Вода и водяной пар заполняют промежутки между частицами горных пород.
Вода в твердом состоянии — это кристаллики и прослойки льда в промерзших породах.
Подземные воды — это воды, находящиеся в горных породах земной коры.
Подземных вод намного больше, чем поверхностных вод суши — рек, озер, болот. Они возникают за счет просачивания в глубь земли атмосферных осадков. Важнейшее условие образования подземных вод — способность горных пород пропускать воду. Различают водопроницаемые и водонепроницаемые (водоупорные) породы (рис. 142).
Рис. 142. Водопроницаемость горных пород
Горные породы, которые пропускают воду, называются водопроницаемыми. Это рыхлые пористые (песок, галька, гравий) или твердые, но трещиноватые породы (известняк, песчаник, сланец). Чем крупнее частицы и поры, тем лучше водопроницаемость. Горные породы, не пропускающие воду, — водонепроницаемые, или водоупорные. Это глины или любые нерастрескавшиеся твердые породы.
Вода с поверхности просачивается через водопроницаемые породы до тех пор, пока не встречает на своем пути водоупорные слои. Здесь она задерживается, постепенно заполняя поры или трещины водопроницаемых пород. Пласты, насыщенные водой, образуют водоносные слои (рис. 143). Вода в них течет вниз по наклоненной поверхности водоупорного слоя.
Какими бывают подземные воды. Из-за чередования пород с разной водопроницаемостью в земной коре на разной глубине может быть несколько водоносных слоев. Рыхлые и пористые породы сменяются водоупорными, затем снова водопроницаемыми и вновь водоупорными. В зависимости от положения водоносных слоев различают грунтовые и межпластовые подземные воды (см. рис. 143).
Рис. 143. Подземные воды
Воды верхнего водоносного горизонта, расположенного на первом водоупорном слое, называются грунтовыми. Межпластовые воды располагаются между двумя водоупорными слоями. Сюда вода с поверхности попадает только через те места, где водоносные слои выходят на поверхность.
Глубина и толщина слоя грунтовых вод зависят от геологического строения территории, рельефа и климата. На равнинах с холодным и влажным климатом грунтовые воды могут подходить к самой поверхности, способствуя образованию болот. Если климат жаркий и сухой, грунтовые воды располагаются на большой глубине. Глубина слоя грунтовых вод может меняться по сезонам года. В России весной грунтовые воды располагаются ближе к поверхности, а летом — дальше от нее.
В пористых породах недр величайшей пустыни мира Сахары имеются огромные запасы подземных пресных вод. Их так много, что они могут обеспечить потребности всех стран, расположенных на территории пустыни. Однако эти воды залегают на глубине 150—200 м от поверхности.
Грунтовые воды часто выходят на поверхность, образуя источники (родники, ключи) в понижениях рельефа: речных долинах, оврагах. Межпластовые воды добывают с помощью специально пробуренных скважин. Иногда вода бьет через скважину фонтаном. Такие воды называют артезианскими (рис. 144).
Рис. 144. Артезианские воды
Артезианские воды образуются в вогнутых слоях горных пород. Вода оказывается здесь под большим давлением, поэтому она фонтанирует при вскрытии скважины.
Не все подземные воды пресные. Некоторые из них содержат много растворенных веществ и газов. Такие воды называют минеральными. На больших глубинах в толще земной коры возрастает температура. Поэтому здесь подземные воды становятся теплыми и даже горячими.
Если толщи земной коры сложены легко растворимыми породами (известняками, гипсом, солями), то подземные воды вымывают в них многочисленные пустоты, полости, пещеры (рис. 145). Такое явление природы, а также формы рельефа на поверхности и в толщах горных пород называются карстом.
Рис. 145. Формы карста
Вода не просто создает карстовые пещеры. Она украшает их живописными каменными «скульптурами». Из капель, просачивающихся с потолка пещер, как сосульки, нарастают вниз сталактиты. Из капель, падающих на пол пещеры, снизу постепенно растут столбики — сталагмиты. Эти формы иногда срастаются друг с другом в единые колонны.
Вопросы и задания
- Откуда вода попадает в толщу земной коры?
- Назовите виды подземных вод.
- Что такое источник? Где он образуется?
- Где образуются карстовые пещеры?
Источник
Гидрогеология горных пород
В гидрогеологическом отношении горные породы подразделяются на водопроницаемые и водонепроницаемые, на рыхлые и скальные.
К рыхлым относятся раздельнозернистые породы, сложенные частицами, между которыми отсутствуют структурные связи (гравий, песок разной крупности), и глинистые породы с агрегатной структурой, мельчайшие частицы которых образуют более крупные и сложные агрегаты, связанные между собой.
К скальным относятся изверженные, метаморфические и сцементированные осадочные породы (известняки, песчаники, глинистые сланцы ), имеющие жесткие связи между частицами.
Физические и водные свойства рыхлых и скальных пород зависят от их литологического и состава, пористости, трещиноватости и структуры.
Скважность и пористость
Горные породы по условиям происхождения и вследствие вторичных процессов (выветривание, растворение и выщелачивание, тектонические движения и др.) не являются абсолютно монолитными и содержат пустоты самых разных размеров и формы. В зависимости от вида и размера пустот различают скважность, обусловленную крупными порами (более 1 мм), ноздреватостью, крупной трещиноватостью и закарстованностью, и пористость, когда в горных породах имеются поры диаметров менее 1 мм и трещины шириной менее 0,25 мм.
Скважность и пористость определяют гидрогеологические свойства горных пород. В горных породах, которым присуща скважность, подземная вода передвигается только под действием силы тяжести, а в пористых породах — под действием силы тяжести, поверхностного натяжения и других факторов.
Величину пористости необходимо учитывать при решении ряда практических задач в строительстве, водоснабжении, горном деле
) величина пористости зависит от размера, формы и взаимного расположения слагающих их частиц. Пористость гипотетической породы, состоящей из частиц шаровидной формы одинакового диаметра, в зависимости от их расположения, изменяется от 25,95 до 47,64%.
Водоотдача и водопроницаемость пород, обладающих различной пористостью, зависят не только от общей пористости и размера отдельных пор, но и от их расположения в породе и взаимной связи. Если рыхлые породы сложены неоднородным плохо отсортированным материалом, то пустоты между крупными обломками заполнены более мелкими частицами, что уменьшает объем пустот, а, следовательно, и пористость.
Среди скальных пород наименьшую пористость имеют изверженные, у которых она обычно не превышает долей процента. Исключением является артикский туф Армении, пористость которого достигает 60%.
Пористость глинистых пород, несмотря на очень малую величину отдельных пор, в большинстве случаев превосходит пористость песков и нередко достигает 60% и более; поры в этих породах обычно имеют щелевидную форму. Пористость глинистых пород непостоянна и изменяется в зависимости от степени их увлажнения и величины внешнего давления.
К водным (гидрогеологическим) свойствам горных пород относят те, которые проявляются в них при взаимодействии с водой:
- водопроницаемость;
- капиллярное поднятие;
- влагоемкость;
- водоотдачу;
- растворимость;
- набухание;
- усадку;
- пластичность;
- консистенцию.
Водопроницаемость — это свойство пород пропускать воду под действием силы тяжести, которое обусловливается их скважностью и пористостью. Не все породы водопроницаемы. Глинистые породы, пористость которых почти всегда выше пористости раздельнозернистых пород (пески и др.), практически не пропускают воду вследствие того, что поры в них очень мелкие и находящаяся в них физически связанная вода не подвержена действию сил гравитации.
Источник
