Подземная вода по происхождению может быть

Происхождение подземных вод и их классификация

Подземными водами называются содержащиеся в земной коре воды, находящиеся в активном взаимодействии с атмосферными и поверхностными водами и участвующие в круговороте воды на Земле. Подземные воды представлены в основном капиллярной и свободной гравитационной водой, а также водяным паром в порах грунта.

По происхождению подземные воды могут быть:

— эндогенными (их источник сама литосфера) и

— экзогенными (их источник — воды суши и влага атмосферы).Эндогенные подземные воды образуются в горных породах в результате дегидратации минералов, а также поступают из магматических очагов в районах современного вулканизма (их называют ювинильными водами).

Экзогенные подземные воды образуются в горных породах разными способами.

1) Инфильтрационные воды проникают путем инфильтрации в грунты атмосферных осадков, а также речных, озерных и морских вод.

2) Конденсационные воды образуются при конденсации в порах грунта водяного пара ( например, в Сахаре).

3) Седиментационные воды образуются в процессе седиментации (осадконакоплению наносов) в ложах морей.

Подземные воды являются важным звеном материкового звена круговорота воды на Земле.

Согласно В.Н. Михайлову (1991), подземные воды, находящиеся на глубинах до 2000 м и участвующие в круговороте воды в природе, относятся к гидросфере.

Классификации подземных вод

Существует много классификаций подземных вод. Назовем основные:

По характеру вмещающих грунтов:

1. Поровые — в рыхлых породах.

2. Пластовые — в пластах осадочных пород.

3. Трещинные — в трещиноватых.

4. Жильные — в тектонических трещинах.

По гидравлическим условиям:

Напорные (артезианские и глубинные)

1. Исключительно холодные (ниже 0 градусов Цельсия)

2. Холодные — 4-20 градусов

3. Теплые — 20-37 градусов термальные — более 20 градусов:

4. Горячие — 37-42 градусов

5. Весьма горячие — 42-100 градусов

6. Исключительно горячие — более 100 градусов. Лечебные термальные воды — термы.

1. Пресные — менее 1‰

2. Солоноватые -1-25‰

3. Соленые — 25-50‰

4. Рассолы — более 50‰

5. Рапа — более 60‰

По характеру залегания:

1. Воды зоны аэрации.

2. Воды зоны насыщения.

По бальнеологическим свойствам лечебные минеральные воды бывают:

1. Углекислые (нарзан, боржоми).

2. Сероводородные (Мацеста).

3. Воды с органическими веществами (Трускавец).

4. Азотные (Тянь-Шань, Алтай).

6. Железистые и мышьяковистые (Кавказ, Закарпатье).

7. Родоновые (Цхалтубо, Пятигорск).

8. Бромистые и йодистые.

20.Волны в океане, их типы и механизм образования.

Волнение — это разновидность волновых движений в океанах и морях, вызванных воздействием ветра на поверхность моря.

Различаются волны поступательные, которые перемещаются на большие расстояния, а также волны стоячие, в которых деформация происходит на месте, без распространения. Волны разделяются на длинные (с длиной сотни и тысячи км) и на короткие — десятки и сотни метров.

Волны зыби и элементы волн

Зыбь – длинные пологие волны.

Волны зыбисоздаются движением частиц воды по орбитам в форме окружности. На них влияют сила тяжести и центробежная сила.

Основные элементы волны следующие:

Подошва – наиболее низкая часть волны.

Гребень – самая высокая часть волны.

Высота — разность уровня гребня и подошвы волны.

Длина — кратчайшее горизонтальное расстояние между соседними гребнями или подошвами.

Крутизна волны — отношение высоты волны к ее длине.

Фронт волны — линия вдоль гребня.

Направление – сторона света (азимут), откуда идет волна.

Ветровые волны.

Ветровые – трение частиц воды и воздуха

Ветер, воздействуя на поверхность воды, создает касательные напряжения, влекущие усилия, колебания давления воздуха, что приводит к образованию волн в виде ряби с длиной несколько сантиметров и высотой несколько миллиметров. Их называют капиллярными, т.к. они связаны с поверхностным натяжением. Если ветер устойчив, волны интерферируя, увеличиваются по длине до нескольких метров и превращаются в гравитационные.

Существенным отличием ветровых волн от зыби состоит в том, что они, развиваются под действием не двух, а нескольких сил. К силе тяжести и центробежной силе орбитального движения частиц в случаях зыби, добавляются под влиянием ветра силы трения и давления. Это приводит к нарушению формы и симметрии волны. Асимметрия волнового профиля, увеличение крутизны переднего склона волны приводит к срыву гребня и образованию пенного барашка – беляка. Из-за неравномерной скорости ветра, становится неравномерной высота волны вдоль гребня, иначе говоря, волна оказывается не двухмерной, а трехмерной. И такие волны бывают чаще всего в океанах и морях.

Волны цунами.

Цунами — это единичные волны или малые серии волн (2-5), порождаемые землетрясениями, подводными извержениями вулканов и большими подводными оползнями. Высота волн у берегов достигает 5-10 м, редко до 35 м, длины волн от 20 до 600 км; период 2-40 мин.,скорость — до 400-800 км/час. Наиболее активные зоны зарождения цунами находятся в сейсмическом поясе Тихого океана. За последнее тысячелетие в Тихом океане произошло более 1000.

Сейши

Сейши — это стоячие свободные волны в полузакрытых бассейнах (морях и заливах). При сейшах отсутствует поступательное движение в форме волны, зато имеют место вертикальные колебания уровня воды «подъем-опускание». Причинами сейш являются изменения давления атмосферы над бассейном при затухании ветра, сгонно-нагонные явления, приливы и сейсмические явления. Размеры сейшей невелики – от сантиметров до 1 м, периоды — от 5-10 мин до суток.

Внутренние волны

Внутренние волны – на глубине, связаны с плотностными и солевыми аномалиями

Внутренние волны — это волны, возникающие в толще воды океанов и морей на поверхности раздела слоев воды с разной плотностью. Волны с периодами от 15-20 мин до 2-5 часов имеют длины в сотни метров и километры и высоты — до 10-20 м. Волны возникают под действием ветров, изменений давления, приливообразующих сил Луны (их период равен лунным суткам), а также сейсмических факторов.

Источник

Гидрология

Лекция. Гидрология подземных вод

1. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ РАСПРОСТРАНЕНИЕ НА ЗЕМНОМ ШАРЕ

Согласно современным представлениям, подземные воды по происхождению могут быть:

1. Экзогенными (их источник — вод­ные объекты на поверхности суши и влага атмосферы),
2. Эндо­генными (их источник — недра Земли).

1. Экзогенные подземные воды поразделяются на:

— Инфильтрационные — проникают в горные породы путем просачивания атмосферных, речных, морских и озерных вод. Основную роль при этом играет проникновение в грунт через поры и трещины практически пресной атмосферной воды.

— Кон­денсационные — образуются при конденсации в порах грунта

водяного пара, перемещающегося в грунте под влиянием разности давления. Считают, что вклад этого вида питания подземных вод невелик, однако в некоторых физико-географических условиях, например пустынях, может иметь существенное значение.

— Седиментационные (осадконакопление) образуются из вод того водного объекта, где происходил процесс седиментации, т. е. отложения наносов. Воды такого типа распространены в осадочных породах и в ложах океанов и морей, где образуют так называемые «иловые растворы».

2. Эндогенные подземные воды подразделяются на:

— Дегидратационные — образуются в горных породах в ре­зультате дегидратации минералов (такие воды называют «возрожденными»)

— Ювенильные — поступают из магматических очагов, в частности в районах современного вулканизма (их назы­вают «ювенильными» водами).

Инфильтрационные, конденсационные, седиментационные, де-гидратационные и «ювенильные» воды при своем перемещении в горных породах смешиваются, образуя смешанные по происхож­дению подземные воды.

Подземные воды (главным обра­зом — Инфильтрационные) являются важным компонентом матери­кового звена круговорота воды на земном шаре и играют заметную роль в балансе и режиме природных вод и растворенных в них веществ.

Источник

Процесс происхождения подземных вод — какие теории существуют?

Подземные воды находятся в глубине горных пород и занимают 2% от общего объёма воды планеты. Только 20% от поступающей на землю влаги превращается в подземные потоки.

Их образование происходит постоянно благодаря инфильтрации влаги. В зависимости от условий, вода может перейти в твердое или газообразное состояние.

От того, как образовались воды, зависит их насыщенность минеральными веществами и пригодность к использованию.

Что способствует возникновению?

Грунтовые воды образуются благодаря способности земли пропускать влагу.

Они попадают в почву посредством:

• дождя;
• снега;
• тающих льдов;
• конденсации водяного пара.

Какие условия необходимы для появления и распространения?

Образование, распространение и объем водоносного слоя зависят от свойства горных пород, где они залегают: от пористости. Чем больше трещин в земле, тем глубже может проникнуть влага, дальше распространиться. Рыхлая почва этому способствует.

Некоторые горные породы водопроницаемы, в них много пор, другие – нет. Атмосферные осадки проходят сквозь водопроницаемые слои до водоупорных и образуют подземные воды. Направление течения зависит от наклона поверхности.

Водопроницаемые породы	Водоупорные породы
Песок	Глина
Галька	Твердые слои без трещин
Гравий
Известняк
Песчаник
Сланец

От чего зависит количество?

Не все воды, что расположены под землей, являются грунтовыми. К ним относятся только те, что не высыхают и текут постоянным потоком.

Однако их объём и полноводность зависят от нескольких факторов:

• Осадки – чем больше дождя и снега, тем полноводнее поток. Мелкий и долгий грибной дождь запасает больше влаги, нежели мимолетный ливень.
• Местность – течение зависит от наклона поверхности, поэтому по склонам атмосферные осадки стекают в реки и озера.

Равнины и впадины накапливают больше воды, так как она здесь задерживается и впитывается в землю.

Растительный покров – в лесах грунтовые воды более полноводны, так как корни деревьев и кустарников задерживают влагу, способствуют её проникновению в нижние слои.

Какие существуют теории происхождения?

Первые две теории происхождения грунтовых вод (инфильтрация и конденсация) – основные способы образования водоносных слоев. Они ещё называются вандозными водами (от лат. слова «двигаться»).

Инфильтрационная

Влага из водоёмов и осадки просачиваются в грунт, накапливаются и насыщают пористые породы. Так во время дождей колодезная вода прибывает и изменяет химический состав. Это одна из наиболее распространённых причин образования подземных потоков.

Конденсационная

Ученые, продвигавшие эту теорию, объяснили, как появляются подземные воды в засушливых местностях:

Теория О. Фольгера

Теплый воздух, содержащий водяной пар, отдает холодным слоям земли часть влаги путем конденсации.

Такую теорию ученый выдвинул в 1877 году и сразу отринул другие возможности формирования подземных источников.

С этой конденсационной версией не согласились многие ученые, она противоречила законам о скорости воздухообмена.

Слишком уж быстро по теории Фольгера происходит этот процесс.

Теория А. Ф. Лебедева

Российский ученый обнаружил равновесие в водном режиме литосферы и воздуха. Водяной пар содержится в воздухе, который заполняет трещины в горных породах. Основное положение его теории гласит, что пар перемещается в пространстве от более к менее упругим местам.

Летом упругость водяного пара в атмосфере превышает его упругость в слоях земли, поэтому пар постоянно проникает в почву до отметки с устоявшейся температурой. Это от одного до нескольких десятков метров глубины.

В почве с низкой температурой пар сгущается и конденсируется, переходит в жидкое состояние, как роса по утрам. Таким образом, даже в пустынях на глубине нескольких метров текут подземные воды.

В отличие от Фольгера, Лебедев не отрицал другие теории формирования грунтовых вод вроде инфильтрации.

Седиментогенная

Иначе такие воды называют погребенными или реликтовыми, от слова «остаточный».

Из осадочных пород формируются соленые потоки с высоким содержанием минералов. Они лежат на глубине в несколько километров и защищены водоупорными слоями грунта.

Такие породы возникли из-за большого количества осадочных слоев в океанах, в которых сохранились примеси морских вод. В течение времени они изменились в химическом составе из-за высокой температуры и давления.

Магмогенная, «ювенильная»

В районах, где замечена сейсмическая активность, образуются «девственные» воды. Их температура высока, а химический набор элементов отличается от других. В магмогенных протоках много солей и летучих компонентов.

В начале 20 века ученый Э. Зюсс разработал ювенильную теорию образования водяного пара из газообразных веществ, которые выделяются при остывании магмы вулкана. Температура воздуха ниже температуры почвы, поэтому пар путем конденсации превращается в воду и формирует водоносный слой.

Искусственная

Человек может создать водоносный слой при помощи строительства гидротехнических сооружений. Например, оросительных каналов: в песчаных почвах вода идёт не только на полив растений, но и на испарение и фильтрацию в грунт.

Метаморфогенная

«Возрожденные» воды образуются из минеральных пород.

Давление и температура способствует процессу дегидратации – вода отщепляется от хим. соединений, в которых она изначально присутствовала.

Занимает такой процесс долгое время, а получившиеся метаморфогенные потоки почти сразу смешиваются с другими типами.

Как именно образуются грунтовые?

В зависимости от уровня залегания, грунтовые воды образуются по-разному и могут использоваться в различных целях:

1. Верховодка. Непостоянные грунтовые воды, расположенные в 20 м от поверхности. При обильных дождях верховодка становится полноводнее, при засухе может совсем исчезнуть. Из-за этой ненадежности её редко используют как источник водоснабжения. В составе мало минералов, но присутствуют примеси соли и загрязнения.
2. Над верхним горизонтом водоупорных слоев. Объем этих вод относительно стабилен, его изменяет деятельность человека, осадки, рельеф местности, температура и мелкие факторы. Потоки проходят на расстоянии в 40-50 м от поверхности.
3. Артезианские или напорные воды залегают между водоупорными слоями на глубине больше 100 м. У артезианских вод отличается питание и выход на поверхность, поэтому действует гидростатическое давление.

Как знание о происхождении влияет на хоз. деятельность человека?

Подземные воды считаются полезным ископаемым, их используют для лечебных, питьевых, теплоэнергетических, промышленных целей.

Знания о схеме образования помогут рациональнее подходить к процессу их добыче, минимизировать затраты.

Например, для строительства колодца или скважины нужно понимать различие верховодки и вод над верхним горизонтом.

Заключение

Запас подземных вод точно не известен, но чаще встречается цифра в 60 млн. км 3 . Их можно использовать в хозяйственной деятельности, но для этого нужно знать о происхождении, различии между их типами. То, как образовались воды, влияет на их химический состав и качество.

Источник