Stran 2 od 6
Zgodovina študij podzemne vode.
Kopičenje znanja o podtalnici, ki se je začelo že v antiki , pospešeno s pojavom mest in namakanega poljedelstva. Umetnost gradnje izkopanih vodnjakov do nekaj deset metrov je bila znana že 2000-3000 tisoč let pr. v Egiptu, Srednji Aziji, Indiji, na Kitajskem. V istem obdobju se je pojavilo zdravljenje z mineralnimi vodami.
V prvem tisočletju pr pojavile so se prve ideje o lastnostih in izvoru naravnih voda, pogojih njihovega kopičenja in kroženju vode na Zemlji (v delih Talesa in Aristotela - v stari Grčiji; Tita Lukrecija Cara in Vitruvija - v starem Rimu itd.) .
Preučevanje podzemne vode je olajšalo širjenje dela v zvezi z oskrbo z vodo, gradnjo zajemnih struktur (na primer kariz med ljudstvi Kavkaza, Srednje Azije), pridobivanje slane vode za izparevanje soli s kopanjem vodnjakov, in nato vrtanje (ozemlje Rusije, 12.-17. stoletja). Kasneje se je pojavil koncept vode brez pritiska, pritisk(dvig od spodaj navzgor) in samoizlivanje. Slednji je dobil ime arteški - iz province Artois (starodavno ime "Artesia") v Franciji.
V času renesanse kasneje pa so podzemni vodi in njeni vlogi v naravnih procesih posvečena dela mnogih znanstvenikov - Agricolla, Palissy, Steno itd.
V Rusiji prve znanstvene ideje o podtalnici kako je naravne raztopine, njihov nastanek z infiltracijo atmosferskih padavin in geološko aktivnost podzemne vode izrazil M.V. Lomonosov v svojem eseju "O plasteh Zemlje" (1763).
Veje znanosti, ki preučujejo podtalnico.
Do sredine 19. stoletja Preučevanje podzemne vode se je razvilo kot sestavni del geologije. Potem je izolirana v ločeno disciplino - hidrogeologija . Splošna hidrogeologija proučuje izvor podzemne vode, njene fizikalne in kemijske lastnosti ter interakcijo z gostiteljskimi kamninami.
Preučevanje podzemnih voda v povezavi z zgodovino tektonskih gibanj, procesov sedimentacije in dianogeneze je omogočilo približevanje zgodovini njihovega nastanka in prispevalo k nastanku nove veje hidrogeologije v 20. stoletju - paleohidrogeologija (preučevanje podzemnih voda preteklih geoloških obdobij).
Dinamika podzemne vode preučuje gibanje podzemne vode pod vplivom naravnih in umetnih dejavnikov, razvija metode za kvantitativno oceno produktivnosti proizvodnih vrtin in zalog podzemne vode.
Nauk o režimu in ravnovesju podzemne vode obravnava spremembe v podtalnici (njihova višina, temperatura, kemična sestava, pogoji prehranjevanja in gibanja), ki nastanejo pod vplivom različnih naravnih dejavnikov (padavine in pogoji njihove infiltracije, izhlapevanje, temperatura in vlažnost zračne in talne plasti, vpliv režimov površinskih vodnih teles, rek, dejavnosti, ki jih je povzročil človek).
V drugi polovici 20. stol začeli razvijati metode za napovedovanje režima podzemne vode , ki ima velik praktični pomen pri izkoriščanju podzemne vode, hidrotehnični gradnji, namakanem kmetijstvu in drugih vprašanjih.
Vam je bil članek všeč? Delite s prijatelji!
V tem članku smo preučili temo Zgodovina preučevanja podzemne vode. Preberite še:
hidrogeologija(iz stare grščine ὕδωρ »voda« + geologija) je veda, ki preučuje izvor, pogoje pojavljanja, sestavo in vzorce gibanja podzemne vode. Proučuje se tudi medsebojno delovanje podzemne vode s kamninami, površinsko vodo in ozračjem.
Področje te vede vključuje vprašanja, kot so dinamika podzemne vode, hidrogeokemija, iskanje in raziskovanje podzemne vode, pa tudi melioracija in regionalna hidrogeologija. Hidrogeologija je tesno povezana s hidrologijo in geologijo, vključno z inženirsko geologijo, meteorologijo, geokemijo, geofiziko in drugimi vedami o Zemlji. Zanaša se na podatke iz matematike, fizike in kemije ter v veliki meri uporablja njihove raziskovalne metode.
Hidrogeološki podatki se uporabljajo zlasti za reševanje vprašanj oskrbe z vodo, predelave in izkoriščanja nahajališč.
Podtalnica.
Podzemne vode so vse vode zemeljske skorje, ki se nahajajo pod zemeljskim površjem v kamninah v plinastem, tekočem in trdnem stanju. Podzemna voda je del hidrosfere - vodne lupine sveta. Zaloge sladke vode v črevesju Zemlje predstavljajo do 1/3 vode Svetovnega oceana. V Rusiji je znanih približno 3367 nahajališč podzemne vode, od katerih jih je izkoriščenih manj kot 50%. Včasih podzemne vode povzročajo plazove, zamočvirjevanje tal, otežujejo rudarska dela v rudnikih, izsušujejo se nahajališča in gradijo drenažni sistemi.
Zgodovina hidrogeologije
Kopičenje znanja o podtalnici, ki se je začelo že v antiki, se je pospešilo s pojavom mest in namakanega kmetijstva. Zlasti je prispevala gradnja izkopanih vodnjakov, zgrajenih v 2-3 tisoč pr. e. v Egiptu, Srednji Aziji, na Kitajskem in v Indiji in doseže globine več deset metrov. Približno v istem obdobju se je pojavilo zdravljenje z mineralnimi vodami.
Prve ideje o lastnostih in izvoru naravnih voda, pogojih njihovega kopičenja in kroženju vode na Zemlji so bile opisane v delih starogrških znanstvenikov Thalesa in Aristotela ter starorimskih Titusa Lucretiusa Cara in Vitruviusa. Preučevanje podzemne vode je olajšala širitev dela, povezanega z oskrbo z vodo v Egiptu, Izraelu, Grčiji in Rimskem imperiju. Nastali so koncepti netlačnih, tlačnih in samotekočih voda. Slednji je prejel v 12. stoletju našega štetja. e. ime artesian - iz imena province Artois (starodavno ime je Artesia) v Franciji.
V Rusiji je prve znanstvene ideje o podzemni vodi kot naravni raztopini, njihovem nastanku z infiltracijo atmosferskih padavin in geološki aktivnosti podzemne vode izrazil M. V. Lomonosov v svojem eseju "O plasteh Zemlje" (1763). Do sredine 19. stoletja se je preučevanje podzemne vode razvijalo kot sestavni del geologije, nato pa je postalo samostojna disciplina.
Porazdelitev podzemne vode v zemeljski skorji
Podzemna voda v zemeljski skorji je razporejena v dveh etažah. Spodnje nadstropje, sestavljeno iz gostih magmatskih in metamorfnih kamnin, vsebuje omejeno količino vode. Glavnina vode je v zgornji plasti sedimentnih kamnin. V njem so tri cone - zgornja cona proste vodne izmenjave, srednja cona vodne izmenjave in spodnja cona počasne vodne izmenjave.
Vode zgornje cone so običajno sveže in se uporabljajo za pitno, gospodinjsko in tehnično vodo. V srednjem pasu so mineralne vode različnih sestav. Spodnja cona vsebuje visoko mineralizirane slanice. Iz njih pridobivajo brom, jod in druge snovi.
Površino podzemne vode imenujemo "podzemna voda". Razdalja od gladine podzemne vode do neprepustne plasti se imenuje "debelina neprepustne plasti".
Nastajanje podzemne vode
Podzemna voda nastaja na različne načine. Eden od glavnih načinov nastajanja podzemne vode je infiltracija ali infiltracija padavin in površinske vode. Pronicajoča voda doseže vodotesno plast in se na njej kopiči ter nasiči porozne in porozno-razpokane kamnine. Tako nastanejo vodonosniki ali horizonti podzemne vode. Poleg tega podzemna voda nastane s kondenzacijo vodne pare. Identificirane so tudi podtalnice juvenilnega izvora.
Dva glavna načina nastajanja podzemne vode – z infiltracijo in s kondenzacijo atmosferske vodne pare v kamninah – sta glavna načina kopičenja podzemne vode. Infiltracijske in kondenzacijske vode imenujemo vandozne vode (latinsko vadare - grem, premikam se). Te vode nastanejo iz atmosferske vlage in sodelujejo v splošnem vodnem krogu v naravi.
Infiltracija
Podzemna voda nastane iz voda atmosferskih padavin, ki padejo na zemeljsko površje in pronicajo v tla do določene globine, pa tudi iz voda močvirij, rek, jezer in akumulacij, ki prav tako pronicajo v tla. Količina vlage, ki na ta način vstopi v tla, je 15-20% celotne količine padavin.
Prodiranje vode v tla je odvisno od fizikalnih lastnosti teh tal. Glede na vodoprepustnost tla delimo v tri glavne skupine - prepustna, polprepustna in vodotesna ali vodotesna. Prepustne kamnine vključujejo grobe kamnine, prodnike, prodnike, pesek in razpokane kamnine. Vodoodporne kamnine vključujejo goste magmatske in metamorfne kamnine, kot sta granit in marmor, pa tudi gline. Polprepustne kamnine vključujejo glinaste peske, les, sipke peščenjake in sipke laporje.
Količina vode, ki pronica v tla, ni odvisna le od njihovih fizikalnih lastnosti, temveč tudi od količine padavin, naklona terena in vegetacijskega pokrova. Hkrati dolgotrajno deževje ustvarja boljše pogoje za pronicanje kot močno deževje.
Strma pobočja povečajo površinski odtok in zmanjšajo infiltracijo padavin v tla, medtem ko položna pobočja, nasprotno, povečajo infiltracijo. Rastlinstvo poveča izhlapevanje padle vlage, hkrati pa zadrži površinski odtok, kar spodbuja pronicanje vlage v tla.
Za mnoga območja sveta je infiltracija glavna metoda nastajanja podzemne vode.
Podzemno vodo lahko tvorijo tudi umetni hidravlični objekti, kot so namakalni kanali.
Kondenzacija vodne pare
Drugi način nastanka podzemne vode je kondenzacija vodne pare v kamninah.
Juvenilne vode
Juvenilna voda je še en način nastanka podzemne vode. Takšne vode se sproščajo med diferenciacijo magmatske komore in so »primarne«. V naravnih razmerah čiste juvenilne vode ne obstajajo: podtalnica, ki nastane na različne načine, se med seboj meša.
Razvrstitev podzemne vode
Poznamo tri vrste podzemne vode: podzemno vodo, podtalnico in tlačno (arteško). Glede na stopnjo mineralizacije ločimo sladke podzemne vode, slane, brakične in slanice, po temperaturi jih delimo na prehlajene, hladne in termalne, glede na kakovost podzemne vode pa na tehnične in pitne.
Verkhovodka
Verkhodka je podzemna voda, ki leži blizu površine zemlje in je značilna spremenljiva porazdelitev in pretok. Verkhovodka je omejena na prvo vodoodporno plast od površine zemlje in zavzema omejena območja. Verkhodka obstaja v obdobjih zadostne vlage in izgine v sušnih časih. V primerih, ko je neprepustna plast blizu površine ali pride na površino, se razvije zamašitev. Voda na sedi pogosto vključuje tudi talno vodo ali vodo v plasti prsti, ki jo predstavlja skoraj vezana voda, kjer je kapljično tekoča voda prisotna le v obdobjih presežka vlage.
Vode na strehi so običajno sveže, rahlo mineralizirane, vendar so pogosto onesnažene z organskimi snovmi in vsebujejo povečane količine železa in silicijeve kisline. Praviloma ne more služiti kot dober vir oskrbe z vodo. Če pa je potrebno, se sprejmejo ukrepi za umetno ohranjanje te vrste vode: namestijo ribnike, preusmeritve rek, zagotavljajo stalno prehrano izkoriščenih vodnjakov, zasadijo vegetacijo ali zadržijo taljenje snega.
Podtalnica
Podzemna voda je voda, ki leži na prvem neprepustnem horizontu pod vodo. Zanje je značilen bolj ali manj konstanten pretok. Podzemna voda se lahko kopiči tako v ohlapnih poroznih kamninah kot v trdih razpokanih rezervoarjih. Raven podzemne vode je podvržena stalnim nihanjem, nanjo vplivajo količina in kakovost padavin, podnebje, topografija, prisotnost vegetacije in človekova gospodarska dejavnost. Podzemna voda je eden od virov oskrbe z vodo podzemne vode na površje imenujemo izviri ali izviri.
Arteške vode
Tlačna (arteška) voda je voda, ki se nahaja v vodonosniku, zaprta med plastmi vodonosnika in doživlja hidrostatični pritisk zaradi razlike v nivojih na točki polnjenja in izpusta vode na površje. Zanj je značilen konstanten pretok. Območje napajanja arteških voda, katerih bazeni včasih dosežejo velikost na tisoče kilometrov, običajno leži nad območjem vodnega toka in nad izlivom tlačnih voda na površje Zemlje. Območja hranjenja arteških bazenov so včasih precej odmaknjena od krajev, kjer se voda črpa - zlasti v nekaterih oazah Sahare prejemajo vodo, ki je padla kot padavine nad Evropo.
Arteške vode (iz Artesium, latinskega imena za francosko provinco Artois, kjer se te vode že dolgo uporabljajo) so podzemne vode pod pritiskom, ki se nahajajo v vodonosnikih kamnin med plastmi vodonosnikov. Običajno se nahaja v določenih geoloških strukturah (depresije, korita, fleksure itd.), ki tvorijo arteške bazene. Ko se odprejo, se dvignejo nad streho vodonosnika, včasih bruhajo ven.
Hidrogeologija (iz grščine. kshog- vodo in geologija- Earth science) je veda o podzemni vodi, ki preučuje njeno sestavo in lastnosti, izvor, vzorce porazdelitve in gibanja ter interakcijo s kamninami. Hidrogeologija je tesno povezana s hidrologijo, geologijo (vključno z inženirsko geologijo), meteorologijo, geokemijo, geofiziko in drugimi vedami o Zemlji. Zanaša se na podatke iz matematike, fizike in kemije ter v veliki meri uporablja njihove raziskovalne metode.
Zgodovinski podatki. Kopičenje praktičnega znanja o podtalnici, ki se je začelo že v antiki, se je pospešilo s prihodom mest in namakanega kmetijstva. Umetnost gradnje več deset metrov globokih vodnjakov je bila znana 2-3 tisoč let pred našim štetjem. e. v Egiptu, Srednji Aziji, Indiji, na Kitajskem in v drugih državah. Obstajajo informacije o zdravljenju z mineralnimi vodami v istem obdobju.
V 1. tisočletju pr. e. pojavili so se začetki znanstvenih predstav o lastnostih naravnih voda, njihovem izvoru, pogojih kopičenja in kroženju vode na Zemlji (v stari Grčiji - Thales (VII-VI st. pr. n. št.), Aristotel (IV. st. pr. n. št.); v starem Rimu - Lukrecij. , Vitruvij (1. stoletje pr. n. št.) itd.).
Preučevanje podzemne vode je olajšalo širjenje dela, povezanega z oskrbo z vodo, gradnjo zajemnih struktur (na primer kariz med ljudstvi Kavkaza in Srednje Azije) in pridobivanje slane vode za izparevanje soli s kopanjem vodnjakov. in nato vrtanje (ozemlje Rusije, XII-XVII stoletja). Nastali so koncepti netlačnih, tlačnih (dvigajočih se od spodaj navzgor) in samotekočih voda. Slednji je prejel v 12. stol. ime arteški (iz province Artois v Franciji). V času renesanse in kasneje so bila dela zahodnoevropskih znanstvenikov Agricola, Palissy, Steno in drugih posvečena podzemni vodi in njeni vlogi v naravnih procesih. padavine in geološko aktivnost podzemne vode je izrazil M. V. Lomonosov v svojem eseju "O plasteh Zemlje" (1763). Ob koncu 19. - začetku 20. stoletja. Ugotovljeni so bili vzorci porazdelitve podzemne vode (V.V. Dokuchaev, P.V. Ototsky) in sestavljen je bil zemljevid coniranja podzemne vode v evropskem delu Rusije. Do srede 19. stol. Preučevanje podzemne vode se je razvilo kot sestavni del geologije. Nato se izolira v samostojno disciplino, ki se nato vse bolj diferencira. Pri oblikovanju hidrogeologije so imeli pomembno vlogo francoski inženirji L. Darcy, J. Dupuis, Chezy, nemški znanstveniki E. Prinz, K. Keilhack, H. Hoefer in drugi, ameriški znanstveniki A. Hazen, C. Slichter. , O. Meinzer, A. Lane in drugi, ruski geologi S. P. Nikitin, I. V. Mushketov in drugi. Kasneje so hidrogeološke raziskave postale zelo razširjene. Preučevanje podzemne vode je postalo sistematično, nastala je mreža hidrogeoloških ustanov, organizirano je bilo usposabljanje hidrogeoloških strokovnjakov. Industrializacija države je spodbudila razvoj hidrogeoloških raziskav za centralizirano oskrbo z vodo novih mest, velikih obratov in tovarn. V naslednjih letih se je hidrogeologija razvila v večplastno področje geološkega znanja, v katerem so se začele razvijati številne veje:
- - splošna hidrogeologija;
- - dinamika podzemne vode;
- - nauk o režimu in bilanci podzemnih voda;
- - hidrogeokemija;
- - nauk o mineralnih, industrijskih in termalnih vodah;
- - doktrino iskanja in raziskovanja podzemne vode;
- - melioracijska hidrogeologija;
- - hidrogeologija nahajališč mineralnih surovin;
- - regionalna hidrogeologija.
Splošna hidrogeologija proučuje izvor podzemne vode, njene fizikalne in kemijske lastnosti ter interakcijo z gostiteljskimi kamninami. Ustvarjalne prispevke na tem področju hidrogeologije so dali sovjetski znanstveniki A. F. Lebedev, A. N. Buneev, V. I. Vernadsky in drugi, avstrijski geolog E. Suess, ameriški znanstvenik A. Lane, nemški hidrogeolog X. Höfer in drugi podzemne vode v povezavi z zgodovino tektonskih premikov, procesov sedimentacije in diageneze je omogočilo razjasnitev zgodovine njihovega nastanka in prispevalo k pojavu v 30-ih in 40-ih letih prejšnjega stoletja. XX stoletje nova veja splošne hidrogeologije - paleohidrogeologija(preučevanje podzemnih voda preteklih geoloških obdobij).
Hidrogeokemija proučuje procese nastajanja kemične sestave podzemne vode in vzorce migracije kemičnih elementov v njej. Teoretična izhodišča temeljijo na sodobnih predstavah o strukturi naravnih voda, razširjenosti kemijskih elementov v zemeljski skorji in kamninah, konceptu klarksov, dejavnikih migracije, akumulacije, sedimentacije in razpršitve različnih elementov in njihovih izotopov v naravnih vodah, o strukturi naravnih voda, o prisotnosti kemičnih elementov v zemeljski skorji in kamninah. plinska sestava podzemne vode in druge značilnosti. Osnove hidrogeokemije so postavili dela V.I. Vernadskega v 30. letih. XX stoletje Ta industrija se je dokončno oblikovala v 40. letih. XX stoletje
Dinamika podzemne vode je veja hidrogeologije, ki obravnava teoretične osnove in metode preučevanja kvantitativnih vzorcev režima in ravnovesja podzemne vode. Z vidika metodoloških konstrukcij, ki temeljijo na teoriji filtracije, je ta veja neločljivo povezana s hidravliko in hidromehaniko. V tuji literaturi pojem dinamike podzemne vode pogosto manjka, večino vprašanj, povezanih z njo, obravnava hidrologija podzemne vode.
Veliko vlogo pri razvoju teorije dinamike podzemne vode so pri nas odigrali N. E. Žukovski, N. N. Pavlovski, G. N. Kamenski in drugi, v tujini pa J. Dupuis in L. Darcy (Francija), A. Till (Nemčija), F. Forchheimer (Avstrija), C. Slichter, C. Hayes, M. Masket, R. de Uist (ZDA).
Številna načela dinamike podzemne vode, ki se nanašajo predvsem na hidromehanske probleme, so bila postavljena v drugi polovici 19. - začetku 20. stoletja. raziskovalci, ki delujejo na področju hidravlike in teoretične mehanike - francoski znanstveniki D. Darcy in J. Dupuis, ki sta vzpostavila linearni zakon filtracije, ruski znanstvenik N. E. Žukovski, ki je delal na teoriji gibanja podzemne vode itd. Sodobni temelji teorije in prakso podzemne dinamike voda so postavili predvsem sovjetski znanstveniki, ki so izvajali raziskave v 20-30-ih letih. XX stoletje raziskave reševanja problemov hidrotehnike. N. N. Pavlovsky je identificiral probleme dinamike podzemne vode v povezavi s hidrotehnično gradnjo, G. N. Kamensky je preučeval probleme povezovanja dinamike podzemne vode z geološkimi razmerami, vprašanja gibanja podzemne vode v heterogenih plasteh, razvil metodo za izračun zalednih voda podzemne vode itd. Za Pri razvoju dinamike podzemne vode je zelo pomembna študija vprašanj podzemne naftne hidravlike (plinsko-hidrodinamike), ki jo je pri nas začel L. S. Leibenzon.
V modernem obdobju:
- - za katero je značilna aktivna uporaba hidrodinamičnih izračunov in napovedovanje na njihovi podlagi v skoraj vseh hidrogeoloških študijah;
- - dokončana je izdelava metodologije za izračun stacionarne filtracije in izdelane teoretične osnove za napovedovanje zaledne vode podzemne vode na območjih hidravličnih objektov in namakalnih površin;
- - so utemeljene metode ocenjevanja obratovalnih zalog podzemne vode;
- - oblikovane so glavne usmeritve raziskovanja regionalne dinamike globokih in medsebojno povezanih vodonosnikov.
Vpliv človekove gospodarske dejavnosti na podzemno vodo vodi do potrebe po upoštevanju zapletenih računskih shem, zato se poleg analitičnih računskih metod pogosto uporabljajo metode matematičnega modeliranja na računalniku. To omogoča izvedbo hidrogeoloških izračunov ob kar največjem upoštevanju naravne situacije in vseh obratovalnih dejavnikov.
Poleg reševanja neposrednih hidrogeodinamičnih problemov, v katerih je podana napoved režima in bilance podzemne vode, se v dinamiki podzemne vode obravnavajo rešitve inverznih problemov - obnova parametrov filtracijske sheme na podlagi podatkov o režimu podzemne vode (na primer med dolgotrajnim obratovanjem velikih zajemov podzemne vode, na območjih rezervoarjev, kamnolomov). Nova smer, ki preučuje fizikalno-kemijske procese, ki se pojavljajo med interakcijo podzemne vode z gostiteljskimi kamninami, postaja pomembna za preučevanje onesnaženja podzemne vode in utemeljitev hidrogeokemičnih metod iskanja mineralov.
Sredi 20. stol. izstopila kot samostojna smer radiohidrogeologija- študija migracije radioaktivnih elementov v podzemni vodi (dela A.P. Vinogradov, A.V. Shcherbakov).
Doktrina mineralnih, industrijskih in termalnih voda.
Študija mineralnih vod preučuje vprašanja kemične sestave in izvora mineralnih vod, njihovo razvrstitev v glavne genetske tipe, ustvarja predstavo o nahajališčih in virih mineralnih vod ter rešuje probleme njihove praktične uporabe (predvsem za letovišča). in sanatorijsko zdravljenje). Vode z visoko vsebnostjo različnih elementov (jod, brom, bor, stroncij, litij, radij itd.), Imenovani industrijske, se preučujejo, da se iz njih izločijo navedeni elementi. Preučevanje, iskanje in raziskovanje nahajališč termalnih in pregretih vod se izvaja z namenom njihove uporabe za daljinsko ogrevanje mest.
Študij iskanja in raziskovanja podzemne vode je povezan z razvojem metod za identifikacijo nahajališč podzemne vode, primernih za organizacijo oskrbe z vodo, namakanje in druge praktične namene; njihovo kvantitativno in kvalitativno oceno; reševanje težav, ki nastanejo pri gradnji inženirskih objektov, odvodnjavanje in namakanje. Metodologija hidrogeoloških raziskav je bila razvita v povezavi z iskanjem in raziskovanjem podzemne vode.
Meliorativna hidrogeologija razvija metode za izboljšanje hidrogeoloških razmer namakanih in izsušenih območij z namenom njihovega najbolj racionalnega kmetijskega razvoja. Vprašanja melioracijske hidrogeologije (določitev namakalnih norm, oskrba kmetijskih pridelkov z vodo, napovedovanje režima podzemne vode, boj proti zasoljevanju tal itd.) so pomembna za veliko ozemlje sušnega območja sveta.
Hidrogeologija nahajališč mineralnih surovin se ukvarja s proučevanjem podzemne vode v zvezi z nalogami geološke in industrijske ocene nahajališč, njihovega razvoja in razvoja. Razvijata se dve smeri: hidrogeologija trdnih mineralnih nahajališč in hidrogeologija naftnih in plinskih polj, kar je razloženo s posebnostmi raziskovanja, razvoja in proizvodnje teh mineralov. Izstopa rudniška hidrogeologija, razvoj ukrepov za boj proti podtalnici.
Regionalna hidrogeologija proučuje vzorce porazdelitve podzemne vode v različnih naravnih razmerah v povezavi z geološko zgradbo. Razvita je na podlagi hidrogeoloških kartiranja različnih meril – od 1:500.000 do 1:10.000, ki temeljijo na geoloških raziskavah. Poleg kart posameznih regij se sestavljajo zbirne hidrogeološke karte ozemlja naše države. Kot rezultat regionalnih študij nastajajo številni splošni in posebni zemljevidi (sl. 43, 44). Na podlagi regionalne hidrogeologije se je razvila doktrina horizontalne in vertikalne conacije.
riž. 43.
Podzemna voda je voda, ki se nahaja v kamninskih plasteh zgornjega dela zemeljske skorje v tekočem, trdnem in parastem stanju. Glede na naravo praznin vodonosnih kamnin delimo podzemno vodo na porno vodo - v peskih, prodnikih in drugih klastičnih kamninah, razpoklinsko (žilno) - v kamninah (graniti, peščenjaki) in kraško (razpoklinsko-kraško) - v topnih kamninah (apnenci, dolomiti, mavec itd.).
Podzemna voda, ki se premika pod vplivom gravitacije, se imenuje gravitacijski, oz brezplačno, v nasprotju z vodami, ki jih vežejo in zadržujejo molekularne sile - higroskopski, filmski, kapilarni in kristalizacija. Plasti kamnin, nasičene z gravitacijsko vodo, tvorijo vodonosnike ali plasti. Podzemna voda ima različne stopnje prepustnosti in izdatnosti (zmožnost odtekanja iz vodonosnikov pod vplivom gravitacije). Prvi stalno obstoječi neomejeni vodonosnik z zemeljskega površja se imenuje horizont podzemne vode. Neposredno nad njihovo površino - podtalnica- pogoste so kapilarne vodice, ki so lahko suspendiran, to je, da ne komunicira z njim. Imenuje se celoten prostor od površine Zemlje do gladine podzemne vode območje prezračevanja, v kateri poteka
22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 1 1 Yu 9 8 7 6 5 4 3 2
2 4 6 8 10 12 14 16 18
riž. 44. Zemljevid globine površine podzemne vode, izdelan s tehnologijo GIS.
pronicanje vode s površine. V tem območju se oblikujejo začasne kopičenja podzemne vode, ki se imenujejo visoka voda. Vodonosniki, ki ležijo pod podzemno vodo, so od njih ločeni s plastmi vodoodpornega ( nepremočljiva) ali nizkoprepustne kamnine in se imenujejo horizonti interstratalnih voda. Običajno so pod hidrostatskim pritiskom (arteške vode), redkeje imajo prosto površino in so brez pritiska (prosto tekoče vode). Območje polnjenja interstratalnih voda se nahaja na mestih, kjer vodonosne kamnine dosežejo površino (ali na mestih, kjer so plitke); obnavljanje poteka tudi s pretokom vode iz drugih vodonosnikov.
Podzemna voda je naravna raztopina, ki vsebuje več kot 60 kemičnih elementov (v največjih količinah - K, N3, Ca, IU, Fe, Al, Cl, 8, C, 81, Li, O, H), pa tudi mikroorganizme (oksidante in zmanjšanje različnih snovi). Podtalnica je praviloma nasičena s plini (CCb, Cb, N2, C2H2 itd.). Po stopnji mineralizacije delimo podzemno vodo (po V.I. Vernadskem) na sladko (do 1 g/l), brakično (od 1 do 10 g/l), slano (od 10 do 50 g/l) in podzemno. slanice (nad 50 g/l). V poznejših klasifikacijah podzemne slanice vključujejo vode z mineralizacijo nad 36 g/l. Glede na temperaturne podatke ločimo podhlajene (pod 0 °C), zelo hladne (od 0 do -4 °C), hladne (od -4 do -20 °C), tople (od 4 do 37 °C), vroče (od 37 do 50 °C), zelo vroče (od 50 do 100 °C) in pregrete (nad 100 °C) podzemne vode.
Glede na njihov izvor ločimo več vrst podzemnih voda.
Infiltracijske vode nastanejo zaradi pronicanja deževnice, taline in rečnih voda z zemeljskega površja. Po sestavi so pretežno hidrokarbonat-kalcij in magnezij Ko se kamnine, ki vsebujejo sadro, izlužijo, kalcijev sulfat, in pri raztapljanju slanega - natrijeve kloridne vode.
Kondenzacijska podzemna voda nastane kot posledica kondenzacije vodne pare v porah ali razpokah kamnin.
Sedimentacijske vode nastanejo v procesu geološke sedimentacije in običajno predstavljajo modificirane pokopane vode morskega izvora - natrijev klorid, kalcij-natrijev klorid itd. Sem spadajo tudi pokopane slanice solnih bazenov, pa tudi ultrasladke vode peščenih leč v morenski nanosi. Vode, ki nastanejo iz magme med njeno kristalizacijo in med metamorfozo kamnin, imenujemo magmatogene oz. mladoletnik(po terminologiji E. Suessa).
Eden od pokazateljev naravnih pogojev za nastanek podzemnih voda je sestava v njih raztopljenih in prosto sproščenih plinov. Za zgornje vodonosnike z oksidacijskim okoljem je značilna prisotnost kisika in dušika; za spodnje dele odseka, kjer prevladuje redukcijsko okolje, so značilni plini biokemičnega izvora (vodikov sulfid, metan). Na tektonsko aktivnih območjih so pogoste vode, nasičene z ogljikovim dioksidom (vode z ogljikovim dioksidom Kavkaza, Pamirja, Transbaikalije). Morda je nasičenost voda z ogljikovim dioksidom povezana s termometamorfizmom, ki sprošča CO2. V bližini vulkanskih kraterjev so kisle sulfatne vode (tako imenovane fumarolne kopeli).
V mnogih vodnih tlačnih sistemih, ki so pogosto veliki arteški bazeni, se razlikujejo tri cone, ki se razlikujejo po intenzivnosti izmenjave vode s površinskimi vodami in sestavi podzemne vode. Zgornji in obrobni deli kotlin so običajno zasedeni z infiltriranimi sladkimi vodami. Obstajajo območja aktivne izmenjave vode (po N. K. Ignatoviču) ali aktivne cirkulacije. V osrednjih globokih delih kotlin je območje zelo počasne izmenjave vode ali stagnacije, kjer so pogoste visoko mineralizirane vode. V vmesnem območju razmeroma počasne ali težke izmenjave vode se razvijejo mešane vode različnih sestav.
Vzorci porazdelitve podzemne vode so odvisni od številnih geoloških in fizičnogeografskih dejavnikov. Arteški bazeni in pobočja so razviti znotraj platform in obrobnih korit (na primer Zahodno Sibirski, Moskovski in Baltski arteški bazeni). Na ploščadih so velika območja z visoko dvignjeno predkambrijsko kristalno podlago, za katero je značilen razvoj razpokanih voda (Ukrajinski kristalni masiv, Anabarski masiv itd.), V zloženih gorskih območjih - podtalnica razpokanega tipa.
Posebne hidrogeološke razmere, ki določajo naravo kroženja in sestavo podzemne vode, nastajajo na območjih razvoja permafrostnih kamnin, kjer nastajajo nadpermafrostne, medpermafrostne in subpermafrostne vode.
Podzemna voda je del zemeljskih vodnih virov. Skupne zaloge podzemne vode na kopnem znašajo več kot 60 milijonov km3. Štejejo se za mineralno bogastvo. Za razliko od drugih vrst mineralov so zaloge podzemne vode med izkoriščanjem obnovljive. Območja vodonosnikov ali njihovih kompleksov, znotraj katerih obstajajo pogoji za izbiro podzemne vode določene sestave, ki ustreza uveljavljenim standardom, v količinah, ki zadostujejo za njihovo ekonomsko izvedljivo uporabo, se imenujejo nahajališča podzemne vode.
Glede na naravo njihove uporabe je podzemna voda v Rusiji razdeljena na gospodinjske, pitne, tehnične, industrijske, mineralne vode in termalne vode. Podzemna voda za gospodinjstvo in pitje vključuje sladko vodo, ki ustreza pogojem (z določenimi okusnimi lastnostmi in ne vsebuje zdravju škodljivih snovi in mikroorganizmov). Industrijske vode z visoko vsebnostjo posameznih kemičnih elementov (I, Br, B, 1L itd.) so zanimive za različne industrije. Podtalnico, ki vsebuje posebne sestavine (pline, mikrokomponente), uporabljamo v medicinske namene in kot namizne pijače.
V nekaterih primerih podzemna voda povzroča močvirjenje in poplavljanje ozemelj, zemeljske plazove, posedanje tal pod inženirskimi objekti ter otežuje rudarske dejavnosti in rudarske dejavnosti v rudnikih in kamnolomih. Za zmanjšanje dotoka podzemne vode na območje industrijskih objektov uporabljajo drenaža, drenaža in drenaža depozitov.
Veliko kvalitativnih in kvantitativnih indikatorjev parametrov podzemne vode (nivo, tlak, pretok, kemikalija in plinske sestave, temperature itd.) so podvržene kratkoročnim, sezonskim, dolgoročnim in sekularnim spremembam, ki določajo režim podzemne vode. Slednji odraža proces nastajanja podzemne vode v času in v določenem prostoru pod vplivom različnih naravnih režimotvornih dejavnikov: podnebnih, hidroloških, geoloških, hidrogeoloških in dejavnikov, ki nastanejo kot posledica človekove dejavnosti.
Največja nihanja elementov režima so opažena pri plitvi podzemni vodi.
V Rusiji se vsako leto pripravljajo napovedi režima podzemne vode za predpomladanski minimum, maksimum in jesenski nivo vode v območju intenzivne izmenjave vode. Napovedi so izdane v obliki zemljevidov, ki prikazujejo spremembe nivoja podzemne vode.
Viri podzemne vode - izviri, izviri in naravni izlivi podzemne vode na zemeljski površini (na kopnem ali pod vodo). Nastanek virov lahko povzročijo različni dejavniki: presečišče vodonosnikov z negativnimi oblikami sodobnega reliefa (na primer rečne doline, grape, grape in jezerske kotline), geološke in strukturne značilnosti območja (prisotnost razpok, con tektonskih motenj, stikov magmatskih in sedimentnih kamnin), filtracijske heterogenosti vododržnih kamnin itd.
Zlasti na ozemlju mesta Penza in njegovi okolici je bilo najdenih več aktivno živečih neotektonskih con, ki so jih identificirali avtorji (Klimov, Klimova, 1997, 2006). Te cone so razvite na območjih reliefnih pregibov in jih zasledujejo vzmetni izpusti vzdolž celotne dolžine preloma. Dolžina teh diskontinuiranih struktur je od nekaj metrov do 15 km. Slednja struktura je raztegnjena vzdolž potoka Bezymyanny na severu Penze in je vidna na satelitski sliki na podlagi infiltracijskega izhlapevanja iz tal. Največji pretok izvirov v Penzi je 4 l/s (izvir Samovarnik). Globina pojavljanja pripovršinskih prelomov ni večja od 50 m, redkeje - globlje, na primer ob strugi reke Staraya Sura, kar kaže prisotnost mineraliziranih voda v Akhunyju, ki jih vodnjak dvigne iz globino nekaj sto metrov.
Obstaja več klasifikacij virov. Po klasifikaciji domačega hidrogeologa A. M. Ovchinnikova se glede na vrsto oskrbe s podzemno vodo razlikujejo tri skupine virov.
- 1. Izviri, ki se napajajo z vzdolžnimi vodami, se običajno nahajajo v območju prezračevanja in imajo močna nihanja v pretoku (do popolnega izginotja v sušnem obdobju), kemični sestavi in temperaturi vode.
- 2. Za vire, ki se napajajo s podzemno vodo, je značilna velika nespremenljivost v času, vendar so tudi podvrženi sezonskim nihanjem pretoka, sestave in temperature; delimo jih na erozijske (nastanejo kot posledica poglabljanja rečne mreže in odpiranja vodonosnikov), kontaktne (povezane s stiki kamnin različne prepustnosti) in prelivne (navadno vzpenjajoče, povezane s faciesno spremenljivostjo plasti ali tektonskimi motnjami).
- 3. Viri arteške vode se odlikujejo po največji konstantnosti režima; nahajajo se v iztočnih območjih arteških bazenov.
Glede na značilnosti načina lahko vse vire razdelimo na nenehno, sezonsko in ritmično deluje. Preučevanje režima virov je velikega praktičnega pomena pri njihovi uporabi za oskrbo s pitno in zdravilno vodo.
Glede na hidrodinamične lastnosti izvire delimo na dve vrsti: padajoče, napajane s prosto tekočimi vodami, in naraščajoče, napajane s tlačnimi (arteškimi) vodami.
Viri, povezani s poroznimi kamninami, so bolj ali manj enakomerno razporejeni na mestih, kjer vodonosnik doseže površje. Izviri v razpokanih kamninah se nahajajo na presečišču prelomov z zemeljsko površino. Za izvire kraških območij so značilna znatna nihanja v režimu, povezana s količino padavin.
Temperatura vode v izvirih je odvisna od globine podzemne vode, narave dovodnih kanalov, geografske in hipsometrične lege izvira ter temperaturnega režima substrata, v katerem se nahaja podzemna voda. Na območju razvoja permafrostnih kamnin so izviri s temperaturo okoli 0 °C. Na območjih mladega vulkanizma so vroči vrelci pogosti, pogosto s pulzirajočim režimom.
Kemična in plinska sestava izvirske vode je zelo raznolika; določajo ga predvsem sestava odvajane podzemne vode in splošne hidrogeološke razmere območja. Registracija naravnega odtoka vode iz različnih virov se imenuje njihov zajem.
Vodoprepustnost kamnin je sposobnost kamnin, da prepuščajo vodo. Stopnja vodoprepustnosti je odvisna od velikosti in števila med seboj povezanih por in razpok ter od lokacije kamninskih zrn. Med dobro prepustne kamnine spadajo prodniki, grušč, grobi peski, intenzivno kraške in razpokane kamnine. Skoraj neprepustne (vodotesne) kamnine so glinenci, goste ilovice, nerazpokane kristalne, metamorfne in goste sedimentne kamnine.
Vodoprepustnost kamnin je mogoče določiti s stopnjo filtracije, ki je enaka količini vode, ki teče skozi enoto preseka filtrirne kamnine. Ta odvisnost je izražena z Darcyjevo formulo:
kjer je V hitrost filtracije; Za- koeficient filtracije; / -tlačni gradient, ki je enak razmerju padca tlaka n na dolžino filtrirne poti b
I = Иь.
Koeficient filtracije ima dimenzijo hitrosti (cm/s, m/dan). Tako je stopnja filtracije z gradientom tlaka, enakim enoti, enaka filtracijskemu koeficientu.
Ker se voda v kamninah lahko premika pod vplivom različnih vzrokov (hidravlični tlak, gravitacija, kapilare, adsorpcija, kapilarno-osmotske sile, temperaturni gradient itd.), Je mogoče kvantitativne značilnosti vodoprepustnosti kamnin izraziti ne le s koeficientom filtracije, ampak tudi koeficientom prevodnost vode in piezoelektrična prevodnost. V hidrogeoloških študijah in izračunih je koeficient vodne prevodnosti (zmnožek filtracijskega koeficienta in debeline vodonosnika) pokazatelj filtracijske sposobnosti kamnine.
Glede na geološko zgradbo so lahko vodonosniki v filtracijskem smislu izotropno, ko je prevodnost vode enaka v kateri koli smeri, in anizotropno, značilna je naravna sprememba prepustnosti vode v različnih smereh.
Preučevanje vodoprepustnosti kamnin je potrebno pri iskanju in raziskovanju podzemne vode za oskrbo z vodo, pri gradnji hidravličnih objektov, izkoriščanju različnih vrst podzemnih voda, pri izračunu dopustnih padcev vodostaja in radijev vpliva vodnih vrtin, pri načrtovanju in izvedbi drenaže. in namakalni ukrepi.
Vodonosnik je plast ali več plasti prepustnih kamnin, katerih pore, razpoke ali druge praznine so zapolnjene s podzemno vodo. Več vodonosnikov, med seboj hidravlično povezanih, tvori vodonosni kompleks.
Verkhovodka je prosto tekoča podzemna voda, ki leži najbližje zemeljski površini in nima neprekinjene porazdelitve. Sedeža voda nastane zaradi pronicanja atmosferskih in površinskih voda, ki jih zadržujejo neprepustne ali slabo prepustne vščipne plasti in leče, pa tudi kot posledica kondenzacije vodne pare v kamninah. Za takšne podzemne vode je značilen sezonski obstoj: v sušnih časih pogosto izginejo, v obdobjih dežja in intenzivnega taljenja snega pa se znova pojavijo; so podvrženi močnim nihanjem glede na hidrometeorološke razmere (količina padavin, zračna vlaga, temperatura itd.). Visoka voda je tudi voda, ki se začasno pojavi v močvirjih zaradi prekomerne prehrane močvirij. Pogosto do zastajanja vode pride zaradi puščanja vode iz vodovodov, kanalizacije, bazenov in drugih vodotočnih naprav, kar lahko povzroči zamočviritev območja, poplavljanje temeljev in kleti. V območju porazdelitve večno zmrznjenih kamnin sodi voda v nadpermafrost.
Vode v grebenu so običajno sveže, rahlo mineralizirane, vendar so pogosto onesnažene z organskimi snovmi in imajo visoko vsebnost železa in kremenčeve kisline. Verkhodka praviloma ne more služiti kot dober vir oskrbe z vodo. Če pa je potrebno, se izvajajo ukrepi za umetno ohranjanje vodotokov: gradnja ribnikov; preusmeritve iz rek, ki zagotavljajo stalno napajanje delujočih vodnjakov; sajenje vegetacije, ki zadržuje taljenje snega; ustvarjanje nepremočljivih mostov itd. V puščavskih območjih se z gradnjo žlebov v glinastih območjih - takyrjih atmosferske vode preusmerijo na sosednje območje peska, kjer se ustvari leča vode, ki vsebuje določeno količino sveže vode.
Gravitacijska voda - voda v podzemnih zbiralnikih, vodotokih in ceveh, ko niso povsem napolnjeni, ter podzemna voda, ki ima prosto površino (vodno ogledalo). Podzemne prosto tekoče vode se bodisi nahajajo v prvi prepustni plasti od zemeljskega površja, kjer tvorijo vodo in podtalnico, ali pa nasičijo prepustno plast kamnin, ki se nahajajo med vodoodpornimi kamninami (plastmi), ne da bi dosegle njeno nepremočljivo streho - tako -imenovane medplastne prosto pretočne vode. Za prakso je pomembno, da se gladina prostotočne vode v podzemnih rudniških izkopavanjih (vrtine, vodnjaki, jame itd.) brez črpanja vzpostavi na globini pojavljanja podzemne vode, za razliko od tlačne vode, katere gladina se vzpostavi pod točko, kjer je odprt vodonosnik.
Arteške vode (iz imena francoske province Artois (lat. AMeBsht), kjer se te vode že dolgo uporabljajo) - podzemna voda, zaprta med plastmi vodonosnika in pod hidravličnim pritiskom. Pojavljajo se predvsem v predantropogenih usedlinah, znotraj velikih geoloških struktur, ki tvorijo arteške bazene.
Arteške vode, odprte umetno, se dvigajo nad streho vodonosnika. Z zadostnim pritiskom se izlijejo na površje zemlje, včasih celo kot vodnjak. Črta, ki povezuje oznake enakomernega nivoja tlaka v vrtinah, tvori piezometrični nivo.
Za razliko od podtalnice, ki sodeluje pri sodobni izmenjavi vode z zemeljsko površino, so mnoge arteške vode starodavne in njihova kemična sestava običajno odraža pogoje nastanka. Sprva so bile arteške vode povezane s koritastimi strukturami. Pogoji, v katerih so te vode nastale, pa so zelo raznoliki; Pogosto jih je mogoče najti v upogibu podobnih asimetričnih monoklinskih slojih plasti. Na mnogih območjih so arteške vode omejene na zapleten sistem razpok in napak.
Znotraj arteškega bazena se razlikujejo tri območja: dovod, tlak in izpust (slika 45, 1). V območju napajanja je vodonosnik običajno dvignjen in odtočen, zato imajo vode tu prosto površino; v tlačnem območju se raven, do katere se lahko dvigne voda, nahaja nad streho vodonosnika. Navpična razdalja od vrha vodonosnika do te ravni se imenuje glava.
Ravni relief
Vodonosniki
obzorja
Vodotesen
Nivo vode
riž. 45. Arteški bazen:
1 - diagram strukture arteškega bazena: A- meje distribucije arteških voda: A- predel s hrano, b- tlačno območje, V- prostor za razkladanje; B- meje razširjenosti podzemne vode; n- nivo tlaka nad površino tal; // 2 - nivo tlaka pod površjem zemlje; 2 - vrste arteških bazenov (BSE).
Za razliko od območja polnjenja, kjer se debelina vodonosnika spreminja glede na meteorološke dejavnike, je v tlačnem območju debelina arteškega horizonta skozi čas konstantna. Na meji med območjem napajanja in tlačnim območjem lahko glede na količino doteka atmosferske vode v različnih letnih časih pride do začasnega prehoda vode s prosto površino v tlačno vodo. Na območju izpusta voda doseže zemeljsko površino v obliki izvirov. Če je vodonosnikov več, ima lahko vsak svoj nivo, ki ga določajo pogoji polnjenja in pretoka vode. Ko sinklinalni pojav plasti ustreza reliefnim depresijam, se pritiski v nižjih horizontih povečajo; ko se relief dvigne, se piezometrične ravni spodnjih horizontov nahajajo na nižjih nadmorskih višinah (glej sliko 45, 2). Če sta dva vodonosnika povezana skozi vrtino ali vodnjak, potem z obrnjenim reliefom arteška voda teče iz zgornjega obzorja v spodnje.
Obstajata arteški bazen in arteško pobočje (slika 46). V arteškem bazenu je območje polnjenja poleg tlačnega območja; naprej vzdolž smeri podzemnega toka je območje izpusta tlačnega horizonta. V arteškem pobočju se slednji nahaja poleg krmnega območja.
Prostor za razkladanje
Vodonosni
Hidroizohipse ---Hidroizopieze -
Smer gibanja vode
riž. 46. Shema arteškega pobočja (AS).
Vsak velik arteški bazen vsebuje vodo različne kemične sestave: od visoko mineraliziranih slanice kloridnega tipa v sladke, rahlo mineralizirane vode hidrokarbonatnega tipa. Prvi običajno ležijo v globokih delih kotline, drugi - v zgornjih plasteh. Sladke vode zgornjih vodonosnikov nastanejo kot posledica infiltracije atmosferskih padavin in procesov izpiranja kamnin. Globoke, visoko mineralizirane arteške vode so povezane s spremenjenimi vodami starodavnih morskih bazenov.
Zaradi široke raznolikosti hidrogeoloških razmer se arteški bazeni včasih imenujejo vodnotlačni sistemi. Največji vodni črpalni sistem v naši državi je Zahodnosibirski arteški bazen s površino 3 milijone km2.
Arteški bazen - bazen podzemne vode znotraj ene ali več geoloških struktur, ki vsebuje zaprte vodonosnike. Največji arteški bazeni v Rusiji so Zahodno Sibirski, Moskovski, Kaspijski itd.; v tujini - avstralski. Veliki bazeni vode pod pritiskom obstajajo v severni Afriki, pa tudi v vzhodnem delu Avstralije.
Moskovski arteški bazen- arteški bazen, ki se nahaja v središču vzhodnoevropske nižine. V geostrukturnem smislu spada v jugozahodni del Moskovske sineklize. Območje bazena je približno 360 tisoč km. Vodonosni kompleksi so omejeni na debelino karbonatno-terigenih kamnin od zgodnjega kambrija do kvartarne starosti, ki ležijo na nagubani kristalni podlagi; v skladu s splošnim pogrezanjem temeljev od jugozahoda proti severovzhodu se debelina sedimentnih nanosov spreminja od 100-300 do 4000-4500 m. Za moskovski arteški bazen je značilna prisotnost treh navpičnih con, ki se razlikujejo po hidrodinamičnih značilnostih in hidrokemične razmere.
Za zgornjo cono - cono intenzivne izmenjave vode (intenzivnega podzemnega toka) so značilni dobri pogoji za infiltracijo atmosferskih voda, medsebojno delovanje posameznih vodonosnikov ter hidravlično povezanost podzemne vode s površinskimi vodotoki in akumulacijami. Pogoji prehranjevanja, pretoka, odvajanja in oblikovanja virov podzemne vode so tesno povezani z značilnostmi topografije, podnebja in drenažnega učinka rečnega omrežja. Ta cona z debelino 250-300 m vsebuje pretežno sladke (do 1 g/l) vode hidrokarbonatnega razreda.
Spodaj je območje težke izmenjave vode, kjer je gibanje podzemne vode zelo počasno zaradi velike globine, šibkega vpliva rečnih odtokov in rahle razdrobljenosti kamnin. Odstranjevanje soli je oteženo, v sestavi vode prevladujejo sulfati in kloridi. Vode so somornice in slane z mineralizacijo od 5-10 do 50 g/l. Debelina cone je 300-400 m.
V najglobljih delih arteškega bazena je območje zelo počasne izmenjave vode. Hitrost gibanja vode in procesi pranja kamnin so tukaj zanemarljivi, razvijajo se slanice z visoko koncentracijo - od 50 do 270 g / l, sestava vode je kloridna, natrijeva, debelina se giblje od 400-500 do 1600- 2000 m v najbolj povečenih delih kotline.
Sveža podzemna voda bazena je že dolgo eden od virov oskrbe z vodo za Moskvo in celotno osrednjo industrijsko regijo evropskega dela Rusije. Viri podzemne vode Moskovskega arteškega bazena predstavljajo do 40% vseh vodnih virov bazena. 15-20% padavin se porabi za napajanje vodonosnikov. Največji viri so v premogovnih vodonosnikih, ki se pogosto uporabljajo za pitje in industrijske namene.
Slane vode in slanice iz območij težke in počasne izmenjave vode, povezanih predvsem z devonskimi in permskimi usedlinami, se uporabljajo v medicinske in balneološke namene (Staraya Russa, Kashin itd.). Nizkomineralizirane vode (4 g/l) zgornjih devonskih horizontov v moskovski regiji so znane kot "moskovska mineralna voda".
Podzemne slanice - podtalnica, ki vsebuje raztopljene minerale v visokih koncentracijah. Po nekaterih klasifikacijah podzemne slanice vključujejo vode z mineralizacijo nad 50 g / l, po drugih - nad 36 g / l (na podlagi slanosti voda Svetovnega oceana). Podzemne slanice so razširjene v sedimentnih bazenih, kjer običajno ležijo pod sladkimi in slanimi vodami in so omejene na najdebelejši del sedimentnega pokrova. Na primer, v bazenih Vzhodnoevropske platforme se debelina območja sladke podzemne vode giblje od 25 do 350 m, slane vode - od 50 do 600 m, slanice - od 400 do 3000 m v sedimentnih plasteh, ki ležijo pod dnom nekaterih morij (Rdeče in Kaspijsko, Mehiški zaliv itd.) In v policah (na primer v bližini polotoka Florida), pa tudi v območju hipergenskega lomljenja kristalnih ščitov (Baltik). , ukrajinski, kanadski). V sušnih območjih podzemne slanice nasičijo spodnje usedline notranjih drenažnih rezervoarjev (na primer slanih jezer Inder) in slanih morskih zalivov in lagun (Kara Bogaz Gol, Bocana de Verila v Peruju, sebkhas na sredozemski obali Afrike in Arabije) .
Glede na prevladujoči anion ločimo kloridne, sulfatne in hidrokarbonatne podzemne slanice. Od teh so razširjeni le kloridi (natrij, kalcij in magnezij). V solinosnih sedimentacijskih bazenih se glede na pogoje pojavljanja razlikujejo nadsolne, intrasolne in podsolne podzemne slanice (predslane podzemne slanice so pretežno natrijeve, njihova slanost ne presega 300-320 g / l , intrasolne in podsolne podzemne slanice so praviloma večkomponentne, njihova slanost je do 600 g/l l).
Podzemne slanice se uporabljajo za pridobivanje kuhinjske soli, joda, broma, litija; so potencialne surovine za pridobivanje rubidija, cezija, bora, stroncija. Nekatere podzemne slanice se uporabljajo v medicinske namene v obliki slanih kopeli.
Termalne vode (francosko) termični- toplo, iz grščine. termo- toplota, toplota) - podzemne vode zemeljske skorje s temperaturo 20 ° C in več. Globina izoterme 20 °C v zemeljski skorji je od 1500-2000 m na območjih permafrosta do 100 m ali manj v subtropskih območjih; na meji s tropom doseže površje izoterma 20 °C. V arteških bazenih na globini 2000-3000 m je voda iz vodnjakov s temperaturo 70-100 °C ali več. V gorskih državah (na primer Alpe, Kavkaz, Tien Shan, Pamir) termalne vode pridejo na površje v obliki številnih vročih vrelcev (temperature do 50-90 ° C), na območjih sodobnega vulkanizma pa se manifestirajo. sami v obliki gejzirjev in parnih curkov ( tukaj vrtine na globini 500-1000 m razkrivajo vode s temperaturo 150-250 ° C), ki proizvajajo parno-vodne mešanice in hlape, ko dosežejo površino (Pauzhetka v Kamčatka, Veliki gejzirji v ZDA, Wairakei na Novi Zelandiji, Larderello v Italiji, gejzirji na Islandiji itd.).
Kemična, plinska sestava in mineralizacija termalnih voda je raznolika: od sladkih in brakičnih hidrokarbonatnih in hidrokarbonatno-sulfatnih, kalcijevih, natrijevih, dušikovih, ogljikovega dioksida in vodikovega sulfida do slanih in slanic kloridnih, natrijevih in kalcijevo-natrijevih, dušikovih metan in metan, ponekod vodikov sulfid.
Že od antičnih časov so termalne vode uporabljali v zdravilne namene (rimske, tadžikistanske, tbilisijske kopeli). V Rusiji sveže dušikove termalne kopeli, bogate s kremenčevo kislino, uporabljajo znana letovišča - Belokurikha na Altaju, Kuldur v Habarovskem ozemlju itd.; termalne vode z ogljikovim dioksidom - letovišča kavkaških mineralnih voda (Pyatigorsk, Zheleznovodsk, Essentuki), vodikov sulfid - letovišče So-chi-Matsesta (Soči). Termalne vode v balneologiji delimo na tople (subtermalne) 20-37 °C, termalne 37-42 °C in hipertermalne - nad 42 °C.
Na območjih sodobnega in novejšega vulkanizma v Italiji, Islandiji, Mehiki, Rusiji, ZDA in na Japonskem delujejo številne elektrarne, ki uporabljajo pregreto termalno vodo s temperaturo nad 100 °C. V Rusiji in drugih državah (Bolgarija, Madžarska, Islandija, Nova Zelandija, ZDA) se termalne vode uporabljajo tudi za ogrevanje stanovanjskih in industrijskih objektov, ogrevanje kompleksov rastlinjakov, bazenov in za tehnološke namene (Reykjavik se v celoti ogreva s toploto term vode). V Rusiji je bila organizirana oskrba s toploto za mikro okrožja mest Kizlyar, Makhachkala, Cherkessk; ogrevanje rastlinjakov na Kamčatki in Kavkazu. Pri oskrbi s toploto se termalne vode delijo na nizko termalne - 20-50 °C, termalne - 50-75 °C, visoko termalne - 75-100 °C.
Mineralne vode so podzemne (včasih površinske) vode, za katere je značilna visoka vsebnost biološko aktivnih mineralnih (redkeje organskih) sestavin in (ali) imajo posebne fizikalne in kemijske lastnosti (kemična sestava, temperatura, radioaktivnost itd.), Zaradi katerih imajo terapevtski učinek na človeško telo. Glede na kemično sestavo in fizikalne lastnosti se mineralne vode uporabljajo kot zunanje ali notranje zdravilo.
Vzorci nastanka in distribucije mineralnih podzemnih voda. Proces nastanka mineralnih vod še ni dovolj raziskan. Pri karakterizaciji njihove geneze ločimo izvor same podzemne vode, v njej prisotnih plinov in ionsko-solno sestavo.
Nastanek mineralnih voda vključuje procese infiltracije površinske vode, zakopavanje morske vode med sedimentacijo, sproščanje konstitucionalne vode med regionalno in kontaktno metamorfozo kamnin ter vulkanske procese. Sestavo mineralnih voda določajo zgodovina geološkega razvoja, narava tektonskih struktur, litologija, geotermalne razmere in druge značilnosti ozemlja. Najmočnejši dejavniki, ki oblikujejo plinsko sestavo mineralnih voda, so metamorfni in vulkanski procesi. Hlapni produkti, ki se sproščajo med temi procesi (CCL, HC1 itd.), vstopajo v podtalnico in jo naredijo zelo agresivno, spodbujajo izpiranje gostiteljskih kamnin ter nastanek kemične sestave, mineralizacije in nasičenosti vode s plinom. Ionsko-solna sestava mineralnih vod se oblikuje s sodelovanjem procesov raztapljanja solnih in karbonatnih usedlin, kationske izmenjave itd.
Plini, raztopljeni v mineralnih vodah, služijo kot pokazatelji geokemičnih razmer, v katerih je potekal nastanek te mineralne vode. V zgornjem delu zemeljske skorje, kjer prevladujejo oksidativni procesi, mineralne vode vsebujejo pline zračnega izvora - dušik, kisik, ogljikov dioksid (v majhnih količinah). Ogljikovodikovi plini in vodikov sulfid kažejo na redukcijsko kemično okolje, značilno za globoko notranjost Zemlje; visoka koncentracija ogljikovega dioksida nam omogoča, da menimo, da je voda nastala v metamorfnih pogojih.
Na površju Zemlje se mineralne vode pojavljajo v obliki izvirov, iz globin pa jih črpajo tudi z vrtinami (globina lahko doseže več kilometrov). Za praktični razvoj so identificirana nahajališča podzemnih mineralnih voda s strogo določenimi operativnimi rezervami.
Na ozemlju naše države in tujine ločimo pokrajine mineralnih vod, od katerih se vsaka odlikuje po hidrogeoloških razmerah, značilnostih geološkega razvoja, izvoru ter fizikalno-kemijskih lastnostih mineralnih voda.
Precej izolirani rezervoarski sistemi arteških bazenov so pokrajine slanih in slanih voda raznolike ionske sestave z mineralizacijo do 300-400 g / l (včasih do 600 g / l); vsebujejo redukcijske pline (ogljikovodike, vodikov sulfid, dušik). Zložene regije in območja pomlajenih ploščadi ustrezajo pokrajinam mineralnih voda ogljikovega dioksida (hladnih in termalnih) različnih stopenj mineralizacije. Območja manifestacije najnovejših tektonskih premikov spadajo v provinco dušikovih, šibko mineraliziranih alkalnih, pogosto silikatnih termalnih voda itd. Ozemlje Rusije je še posebej bogato z mineralnimi vodami z ogljikovim dioksidom (kavkaška, transbajkalska, primorska, kamčatska in druge province ).
Glede na strukturno lokacijo in s tem povezane hidrodinamične in hidrogeokemične razmere v naši državi se razlikujejo naslednje vrste nahajališč mineralne vode: nahajališča platformnih arteških bazenov (Kashinskoye, Starorusskoye, Tyumenskoye, Sestroretskoye itd.); predgorski in intermontanski arteški bazeni in pobočja (Chartak, Nalchik itd.); arteški bazeni, povezani z območji naraščajočega odvajanja mineralnih voda (Nagutskoye, Essentukskoye); vode razpok v hidrogeoloških masivih (Belokurikhinskoye itd.); hidrogeološki masivi, povezani z območji naraščajočega odvajanja mineralnih voda v horizonte podzemne vode (Darasunskoye, Shivandinskoye, Shmakovskoye itd.); podzemne mineralne vode (Marcialne vode, Uvildinskoye, Kisegachskoye, Borovoe itd.).
Terapevtski učinek mineralne vode. Mineralne vode imajo terapevtski učinek na človeško telo s celotnim kompleksom v njih raztopljenih snovi, prisotnost specifičnih biološko aktivnih sestavin (CO2, NgB, Ab itd.) in posebne lastnosti pa pogosto določajo načine njihove medicinske uporabe. Glavna merila za ocenjevanje zdravilnih lastnosti mineralnih vod v balneologiji so značilnosti njihove kemične sestave in fizikalne lastnosti.
Mineralizacija mineralnih voda, to je vsota vseh v vodi topnih snovi - ionov, biološko aktivnih elementov (razen plinov), je izražena v gramih na 1 liter vode. Glede na mineralizacijo jih razlikujemo
Imajo nizkomineralizirane mineralne vode (1-2 g/l), nizko (2-5 g/l), srednje (5-15 g/l), visoko (15-30 g/l) mineralizacijo, mineralne slanice. (35-150 g/l) in močno slanico (150 g/l in več). Za interno uporabo se običajno uporabljajo mineralne vode z mineralizacijo od 2 do 20 g/l.
Mineralne vode po ionski sestavi delimo na kloridne (CH), hidrokarbonatne (HCO3~), sulfatne (EO/ -), natrijeve (14a), kalcijeve (Ca -), magnezijeve (M^) v različnih kombinacijah anionov. in kationi. Glede na prisotnost plinov in specifičnih elementov ločimo ogljikov dioksid, sulfid (vodikov sulfid), dušik, bromid, jod, železo, arzen, silicij, radioaktivne (radon) itd. Glede na temperaturo, hladno (do 20 ° C), tople (20-37 ° C), vroče (termalne, 37-42 ° C), zelo vroče (visoko termalne, 42 ° C in več) mineralne vode. V medicinski praksi se velik pomen pripisuje vsebnosti organskih snovi v nizkomineraliziranih vodah, saj te snovi določajo specifične lastnosti mineralnih voda. Vsebnost teh snovi nad 40 mg/l naredi mineralne vode neprimerne za interno uporabo.
Razviti so bili posebni standardi, ki omogočajo ocenjevanje primernosti naravnih voda za čiščenje (tabela 40).
Tabela 40
Standardi za razvrščanje vode med mineralne
Mineralne vode se uporabljajo v letoviščih za pitje, kopeli, kopanje v terapevtskih bazenih, vse vrste prh, pa tudi za inhalacijo in grgranje pri boleznih grla in zgornjih dihalnih poti, za namakanje pri ginekoloških boleznih itd. Mineralne vode so uporabljamo tudi zunanje.
Mineralne vode se uporabljajo interno in v krajih, kjer se uporabljajo uvožene ustekleničene vode. Zdaj je v naši državi nešteto tovarn in delavnic za polnjenje mineralne vode. Ustekleničena voda je nasičena z ogljikovim dioksidom, da ohrani svoje kemične lastnosti in okus. Voda mora biti brezbarvna in popolnoma čista. Zdravljenje z ustekleničeno mineralno vodo je treba kombinirati z upoštevanjem določenega režima, prehrane in uporabe dodatnih terapevtskih dejavnikov (fizioterapija, zdravljenje z zdravili, hormonska terapija itd.).
Mineralne vode, pretežno nizke mineralizacije, ki vsebujejo tudi kalcijeve ione, imajo izrazit diuretični (diuretični) učinek in spodbujajo odstranjevanje bakterij, sluzi, peska in celo majhnih kamnov iz ledvic, ledvičnega pelvisa in mehurja. Uporaba mineralne vode je kontraindicirana na primer pri zožitvi požiralnika in pilorusa želodca, nenadnem prolapsu želodca, boleznih srca in ožilja, ki jih spremljajo edemi, oslabljeni izločevalni sposobnosti ledvic ipd. Zdravljenje z mineralnimi vodami naj izvajati po navodilih zdravnika in pod zdravniškim nadzorom.
Umetne mineralne vode so narejene iz kemično čistih soli, katerih sestava sovpada s sestavo naravnih. Vendar pa ni dosežena popolna istovetnost sestave umetnih in naravnih mineralnih vod. Posebne težave nastanejo pri simulaciji sestave raztopljenih plinov in lastnosti koloidov. Od umetnih mineralnih vod so razširjene le karbonske, žveplovodikove in dušikove vode, ki se uporabljajo predvsem za kopeli. Centralni inštitut za balneologijo in fizioterapijo (Moskva) je predlagal metode za pripravo nekaterih pitnih mineralnih vod, ki imajo visoko terapevtsko vrednost (Essentuki št. 4 in 17, Borjomi, Batalinskaya). Vsako leto se povečuje število balneoloških zdravilišč in vrtin za pridobivanje mineralne vode.
Nekatere mineralne vode se uporabljajo kot osvežilni, odžejni namizni napitek, ki povečuje apetit in se uživajo namesto sladke vode, brez zdravstvenih indikacij. V številnih regijah Rusije je navadna pitna voda precej mineralizirana in se razumno uporablja kot namizna pijača. Kot namizne mineralne vode se lahko uporablja podzemna voda tipa natrijevega klorida z mineralizacijo, ki ne presega 4-4,5 g / l (za hidrokarbonatne vode - približno 6 g / l).
Sodobni koncepti geoekološke znanosti opredeljujejo hidrosfero kot eno glavnih geosfer, ki podpirajo življenje; Hidrosfera je sestavni del naravnega okolja, neločljivo povezana z litosfero, ozračjem in biosfero ter posredno s človekovim delovanjem in življenjem.
Vode, ki se nahajajo v zgornjem delu zemeljske skorje, se imenujejo pod zemljo. Veda o podzemni vodi, njenem izvoru, pogojih pojavljanja, zakonitostih gibanja, fizikalnih in kemijskih lastnostih, povezavah z atmosferskimi in površinskimi vodami se imenuje hidrogeologija.
Za graditelje podzemna voda v nekaterih primerih služi kot vir oskrbe z vodo, v drugih pa deluje kot dejavnik, ki otežuje gradnjo. Še posebej težko je izvajati izkopavanja in rudarska dela v razmerah dotoka podzemne vode, ki poplavlja jame, kamnolome, rove, podzemne rudniške izkope: rudnike, kanale, rove, galerije itd. Podzemna voda poslabša mehanske lastnosti ohlapnih in glinastih kamnin, lahko deluje kot agresivno okolje v zvezi z gradbenimi materiali, povzroči raztapljanje številnih kamnin (sadre, apnenca itd.) Z nastankom praznin itd.
Gradbeniki morajo proučevati podzemno vodo in jo uporabljati za proizvodne namene ter se znati upreti njenemu negativnemu vplivu med gradnjo in obratovanjem stavb in objektov.
Voda na zemeljski površini je v stalnem gibanju. Ko izhlapi s površine morij, oceanov in kopnega, vstopi v ozračje v stanju pare. V ustreznih pogojih se hlapi kondenzirajo in tvorijo atmosferske padavine.
kov (dež, sneg) vračajo na površje Zemlje – v morske bazene in na kopno. Kroženje vode poteka v naravi.
Kroženje vode v naravi. Obstajajo veliki, mali in notranji (lokalni) vodni krogi. pri velik vrtiljak Vlaga, ki izhlapeva s površine Svetovnega oceana, se prenese na kopno, kjer pade v obliki padavin, ki se ponovno vrne v ocean v obliki površinskega in podzemnega odtoka. Majhen vrtiljak za katero je značilno izhlapevanje vlage s površine oceana in njeno obarjanje v obliki padavin na isti vodni površini. Med notranja cirkulacija vlaga, ki izhlapi s površine zemlje, pade nazaj na zemljo v obliki atmosferske padavine.
Intenzivnost vodne izmenjave podzemne vode. V procesu kroženja vode v naravi se naravne vode, tudi podzemne, nenehno obnavljajo. Ponovno se imenuje postopek zamenjave prvotno akumulirane vode z vhodno vodo izmenjava vode. Ocenjuje se, da v vodnem krogu na Zemlji letno sodeluje več kot 500 tisoč km 3 vode. Rečne vode se najbolj aktivno obnavljajo.
Intenzivnost vodne izmenjave podzemne vode je različna in je odvisna od globine njenega pojavljanja. V zgornjem delu zemeljske skorje se razlikujejo naslednje navpične cone:
- intenzivna izmenjava vode (voda je pretežno sveža); nahaja se v najvišjem delu zemeljske skorje do globine 300-400 m, redko več; podtalnico v tem območju odvajajo reke; v geološkem časovnem merilu so to mlade vode; izmenjava vode poteka na desetine in tisoče let;
- počasna izmenjava vode (somornice in slane vode); zavzema vmesni položaj in se nahaja do globine 600-2000 m; obnova vode v procesu cikla poteka več sto tisoč let;
- zelo počasna izmenjava vode (voda kot slanice); omejeno na globoka območja zemeljske skorje in popolnoma izolirano od površinskih voda in padavin; izmenjava vode - na stotine milijonov let.
Za oskrbo z vodo je najpomembnejša podzemna voda, ki kroži v območju intenzivne izmenjave vode. Nenehno se dopolnjujejo z atmosferskimi padavinami in vodo iz površinskih rezervoarjev, praviloma se odlikujejo po znatnih rezervah in visoki kakovosti. Vode obeh spodnjih območij, ki se nahajajo do globine 10-15 km, se v procesu kroženja praktično ne obnavljajo, njihove rezerve se ne obnavljajo.
Kvantificiranje vodnega kroga. Kroženje vode v naravi kvantitativno opisuje enačba vodne bilance
kjer je 0a.o količina OZRAČNIH PADAVIN; 0 programska oprema dz - podzemna drenaža; ?2 П0В - površinski odtok; 0 I - izhlapevanje.
Osnovni potrošni material (0 PO dz, (? pov IN(? in) in dovodne (@ a o) postavke vodne bilance so odvisne od naravnih danosti, predvsem od podnebja, topografije in geološke zgradbe območja.
Preučevanje vodne bilance posameznih regij ali sveta kot celote je potrebno za namensko preoblikovanje vodnega kroga, zlasti za povečanje zalog sveže podzemne vode, ki se uporablja za vodooskrbo.
Izvor podtalnice. Podzemne vode v zgornjem delu zemeljske skorje tvorijo infiltracijo. Atmosferske padavine, rečne in druge vode pod vplivom gravitacije pronicajo skozi velike pore in razpoke v kamninah. V globini naletijo na nepremočljive plasti kamnin. Voda se zadrži in zapolni praznine v kamninah. Tako nastajajo podzemni vodni horizonti. Količina vode, ki prodre s površine, je odvisna od delovanja številnih dejavnikov: narave reliefa, sestave in filtrirne sposobnosti kamnin, podnebja, rastlinskega pokrova, človekove dejavnosti itd.
Za določitev količine infiltracijske prehrane (? ip je treba poznati intenzivnost infiltracije padavin @ inf in izhlapevanja 0 I:
b.p. Q^^nf 2i-
V nekaterih primerih teorija infiltracije ne more razložiti pojava podzemne vode. Na primer, v suhih puščavah, kjer je padavin malo, se vodonosniki oblikujejo blizu površine. Dokazano je, da sodeluje tudi podtalnica pri nastajanju kondenzacija vodna para, ki iz ozračja prodre v pore kamnin. Ta pot nastajanja podzemne vode je jasno vidna v zrahljanih kamninah, ki služijo kot temelj struktur. Ker imajo te kamnine nižjo temperaturo od okoliških kamnin, v njih pod temelji zgradb prihaja do kondenzacije pare.
Vode zemeljske skorje se v dolgem geološkem času nenehno obnavljajo juvenilne vode, ki nastanejo globoko v zemlji zaradi kisika in vodika, ki ju sprošča magma. Juvenilne vode v obliki hlapov in vročih izvirov imajo med vulkansko aktivnostjo neposreden dostop do površja zemlje.
V conah počasne in zelo počasne izmenjave vode so mineralizirane (slane) vode t.i sedimentacijski izvor. Te vode so nastale po nastanku (sedimentaciji) starih morskih usedlin na začetku geološke zgodovine zemeljske skorje.
Podzemna voda se nahaja v zgornjem delu zemeljske skorje (litosferi). Veda o podzemni vodi se imenuje hidrogeologija. Proučuje razširjenost, izvor, fizikalne in kemijske lastnosti ter zakonitosti gibanja podzemne vode. Padavine, ki padejo na kopno, delimo na tri dele: 1) izhlapevanje, 2) odtok in 3) pronicanje (infiltracija) v tla.
Podzemna voda lahko nastane na štiri načine:
1) zaradi infiltracije padavin v litosfero nastane glavnina podzemne vode (vključno z mineralnimi vodami KMS),
2) zaradi kondenzacije hlapov v porah prsti (podzemna rosa ponoči v puščavah),
3) sedimentacijska voda hkrati z odlaganjem morskih sedimentov (na primer ostanek morske vode v glinenih plasteh Sarmatskega in Maikopskega Stavropola),
4) tako imenovani juvenilne vode, ki jih sprošča magma.
Razvrstitev podzemne vode glede na pogoje pojavljanja. V geološkem odseku lahko glede na pogoje pojavljanja ločimo naslednje podzemne vode:
1) talne vode, ki se nahajajo v plasti tal,
2) nad lokalnim vodonosnikom se spomladi ali zaradi uhajanja vode, ki ga povzroči človek, nastane vzdolžna voda,
3) podzemna voda na prvem vodotoku od površja, prosto tekoča, je lahko onesnažena,
4) interstratalne (netlačne in tlačno-arteške) vode.
Vrste podtalnice. Glede na stanje tal ločimo naslednje vrste vode:
1) Parna voda - vodna para v porah tal z relativno vlažnostjo W=100%, gibanje poteka v smeri padanja temperature. Na ta način se poleti v podzemnih prostorih lahko nabira vlaga.
2) Močno vezana (adsorbirana, higroskopna) voda. To je plast do 10-15 molekul H2O, debela 0,1 mikrona, ki pokriva delce prsti (gline), ne topi soli, ni električno prevodna, ne zmrzne pri 0°C, pri negativnih temperaturah okoli minus 100 °C, ima visoko viskoznost in se odstrani pri T≥105°. Vsebnost močno vezane vode je odvisna predvsem od količine glinenih delcev: v peskih - 1-2%, v ilovicah - 5-10%, v glinah - 10-25%, v visoko razpršenih montmorilonitnih glinah - do 30%.
3) Ohlapno vezana (filmska) voda se zadržuje z električnimi silami do P = 70000 g, ima gostoto = 1,0, zmrzišče minus 1-3-5 ° C, slabo raztopi soli, teče iz debelih v tanke filme.
4) Prosta voda – kapilarna in gravitacijska. Kapilarna voda se s kapilarnimi silami zadržuje v porah, premika se zaradi razlike v kapilarnem tlaku, raztaplja soli in zmrzne pri temperaturah pod 0ºC. Višina kapilarnega dviga v glinah doseže 3-4 m, v peskih - več dm.
Gravitacijska voda se giblje pod vplivom gravitacije (tlačne razlike).
5) Voda v trdnem stanju (led), najprej zmrzne prosta voda, nato pa zaporedoma vse ostale vrste vode.
6) Kristalna voda sodeluje pri gradnji kristalne mreže mineralov (sadra CaSO4∙2H2O). Kemično vezana voda je vključena v sestavo mineralov (limonit Fe2O3 nH2O, opal SiO2∙H2O, hidroksid CaO H2O). Te oblike vlage se odstranijo pri T>100°C.
Kemična sestava. Podzemna voda vsebuje raztopljene soli in pline. Bazične soli kloridi in sulfati Na, K, Ca, Mg. Plini so raztopljeni v vodi – O2, H2, CO2. Prav ti ioni določajo številne lastnosti vode: trdoto, alkalnost, slanost, agresivnost. Glede na količino suhega ostanka ločimo vode: 1) sladke -<1 г/л, 2) соленые – 1-30 г/л, 3) рассолы - >30g/l.
