Что такое грунтовые воды?

Определение грунтовых вод

Грунтовые воды являются одним из важных источников воды, которая хранится внутри земли в пространствах между песком, почвой и обломками горных пород.Эта вода образует слои воды, известные как водоносные горизонты (по-английски: Aquifers), которые образуют резервуар или бассейн с водой. Грунтовые воды считаются частью естественного водного цикла на Земле, поскольку они просачиваются в землю во время дождя через почву и фрагменты горных пород и фильтруются через пористые породы, чтобы достичь области, где они собираются, а уровень собранной воды разделяет эту область. насыщенная водой или слоями грунтовых вод (по-английски: Aquifer Zone), и ненасыщенная зона или вадозная зона - которая представляет собой влажную зону непосредственно под поверхностью земли, через которую вода проходит, но не заполняет все пространства между горными породами и почвой - В насыщенной зоне вода движется горизонтально, в зависимости от уклона воды или градиента давления воды, перемещаясь от самого высокого склона к самому низкому. эта вода может фильтроваться во время своего горизонтального движения за пределы бассейна и присоединяться к океанской воде.

Факторы формирования подземных вод

Есть два основных фактора, обуславливающих наличие грунтовых вод:

• сила тяжести: Где вода просачивается под действием силы тяжести в слои земли.
• Тип камня: Тип горных пород, присутствующих под поверхностью Земли, считается самым важным фактором в формировании грунтовых вод. Гравитации может быть трудно влиять на воду и заставлять ее проникать и двигаться вниз через плотные породы, такие как твердый гранит. Породы, присутствующие под поверхностью Земли, различаются между песчаными породами, гранитом и известняком и отличаются друг от друга по количеству. Пустоты, в которых может собираться вода. Пустоты могут увеличиваться из-за разрушения горных пород, что дает воде больше пространства для оставаться в них. Вода может растворять некоторые породы, например песчаники, что увеличивает размер пустот и, таким образом, увеличивает количество хранимой воды. В некоторых районах могут быть отчетливо видны слои осадочных пород. При взгляде на На поперечном разрезе Земли мы находим слои, состоящие из горных пород с более высокой пористостью, чем другие породы, что позволяет воде более свободно перемещаться через них, и если эти пористые слои присутствуют, то над слоями, состоящими из плотных пород, таких как гранит или глина. слои, которые не позволяют воде проходить через них. Вода задерживается в пористых слоях и движется горизонтально через водный слой, пока не найдет выход, из которого вытечет, как река.

Количество воды, которое может удерживать почва, зависит от степени ее пористости (по-английски: porosity), а количество воды, проникающей через почву, зависит от степени ее проницаемости (по-английски: perperability). поглощается и удерживается в зависимости от характеристик поверхности почвы, а проницаемость поверхности почвы считается одним из важных вопросов, за которыми следят ученые, поскольку ее уменьшение вызывает увеличение количества воды, остающейся на поверхности , что увеличивает вероятность возникновения паводков, которые обычно усиливаются зимой и ранней весной из-за промерзания поверхности почвы и ее недостаточной водопроницаемости, из-за чего дождевая вода и талая ледяная вода остаются на поверхности с образованием бегущих поверхностных вод. .

Пополнение и сброс подземных вод

Пополнение подземных вод и естественный сброс

Уровни грунтовых вод варьируются от сезона к сезону. Они увеличиваются в конце сезона дождей и уменьшаются в конце засушливых сезонов. Поэтому дождевая вода считается основным источником грунтовых вод. Области, в которых количество осадков велико, например, районы вблизи горных вершин, относят к зонам питания подземных вод по сравнению с прилегающими к ним низменностями, разгрузка подземных вод зависит от их глубины, так как естественный разгрузку неглубоких подземных вод происходит в долинах и низинных участках, а глубоких подземных вод сбросы в океаны.

Пополнение подземных вод и искусственный сброс

Грунтовые воды могут подвергаться искусственному сбросу со стороны человека, и их откачивают из водоносных горизонтов, в которых они расположены, для удовлетворения потребностей человека.Некоторые развитые общества также искусственно пополняют бассейны подземных вод в целях сохранения водных ресурсов.В зависимости от геологических и гидрологических условий В бассейне подземных вод уровень воды может снизиться на десятки метров и продолжаться в течение длительного времени, что может привести к высыханию и исчезновению колодцев подземных вод.

Движение грунтовых вод

Скорость движения

Грунтовые воды постоянно движутся, но их движение медленнее, чем движение поверхностных вод из-за узких проходов, по которым они проходят через поры и пустоты, контакта с обломками и горными породами, а также из-за воздействия на них статических электрических сил, так как скорость около 0.00002 км/час, скорость течения речной воды около 30 км/час, скорость движения морских течений — 3 км/час.

направление движения

Вода обычно движется вертикально вниз под действием силы тяжести, а может двигаться вверх под действием перепада давления. Она перемещается из областей высокого давления, таких как слои, расположенные под горными вершинами, к областям низкого давления, например, слои, расположенные ниже долин, точно так же, как вода, помещенная в U-образную трубку, движется и падает на сторону, на которую воздействует за счет более высокого давления, и поднимается.С другой стороны, поверхность Земли можно разделить по движению грунтовых вод на две части: Они:

• Области питания подземных вод: Области подпитки фильтруют воду и смещаются вниз к водонасыщенной зоне или бассейну подземных вод.
• Области сброса подземных вод: Он выходит из мест разгрузки подземных вод и движется к поверхности к озерам, ручьям и источникам.

Важность подземных вод

Подземные воды являются важным природным источником пресной воды, так как они составляют 30% пресной воды в мире, а оставшийся процент распределяется среди воды в виде льда и снега, что составляет 69%.Только 1% пресной воды находится в встречается в реках и озерах, и около трети потребления человеком зависит от пресной воды и грунтовых вод, а в некоторых районах они полностью зависят от них, а подземные воды играют важную роль в экономике, орошении посевов и в пищевой промышленности. .Что касается своего значения для окружающей среды, то подземные воды играют важную роль в поддержании уровня воды в реках, озерах и водно-болотных угодьях.Когда они поступают в них из глубины земли, особенно в засушливые сезоны, когда их прямое поступление за счет дождевых вод уменьшается, это способствует сохранению дикой природы и растений, которые от нее зависят, а его роль в поддержании уровня воды в засушливые сезоны обеспечивает судоходство во внутренних водах и реках.

Грунтовые воды хранятся в глубоких слоях под поверхностью земли, что сохраняет их качество и защищает от загрязнения. Поэтому они пригодны для непосредственного потребления без необходимости больших затрат на их добычу или очистку. Однако важно сохранить этот жизненно важный ресурс от истощения или загрязнения.

Характеристики подземных вод

Грунтовые воды перемещаются из зон питания в зоны разгрузки и претерпевают химические и физические изменения, поскольку они смешиваются с другими грунтовыми водами и взаимодействуют с минералами, присутствующими в почве и горных породах, через которые они протекают, что может повлиять на качество воды. вода является естественным растворителем для нескольких веществ, мы находим подземные воды, текущие в виде источников, содержат растворенные минералы и газы, которые придают родниковой воде ее характерный вкус.Наиболее распространенными растворенными минералами являются: кальций, магний, натрий, калий, хлориды, карбонаты. , и бикарбонат.Однако, если количество растворенных минералов в воде превышает тысячу миллиграммов на литр, она соленая и непригодна для питья.Вода может содержать много кальция и магния, что делает воду жесткой.Жесткость воды выражается количеством растворенного в ней карбоната кальция, который в основном содержится в известняке.Вода относится к категории нежестких, если она содержит менее 60 миллиграмм/л солей.Что касается воды, то очень жесткая содержит более 180 мг/л.

Загрязнение подземных вод

Естественные причины

Некоторые примеси естественным образом присутствуют в воде вследствие растворения и эрозии части компонентов горных пород при контакте с водой.То есть химические свойства воды изменяются по мере ее просачивания через почву и влажные слои под поверхностью земли до водоносные горизонты, в которых собираются грунтовые воды. Поэтому содержание грунтовых вод увеличивается. Растворенных минералов, некоторые из которых могут придавать воде неприемлемый вкус или запах, поэтому грунтовые воды классифицируются как загрязненные воды и непригодны для питья, когда количество растворенных минералов увеличивается, или когда вода содержит промышленные химикаты, и увеличение содержания некоторых минералов, таких как железо, марганец и сульфаты, может вызвать некоторые негативные последствия в некоторых районах Соединенных Штатов Америки, таких как регионы Пьемонт и Блу-Ридж, ржавчина железа. -цветные пятна появляются на керамической плитке раковин и ванных комнат из-за увеличения процентного содержания железа в их воде, а также процентного содержания сульфатов в грунтовых водах территорий, где содержится уголь и природный газ, что вызывает неприятный запах. Грунтовые воды также могут содержать бактерии, попавшие в нее из почвы, которые могут изменить вкус, запах и цвет воды.

Человеческие причины

Подземные воды подвергаются воздействию загрязняющих веществ, образующихся в результате деятельности человека, так же, как и поверхностные воды. Хотя эти загрязняющие вещества достигают грунтовых вод медленно, по мере того, как они продолжают высвобождаться, они накапливаются, и их количество постепенно увеличивается. Загрязнители просачиваются в резервуары подземных вод из нескольких источников, в том числе:

• Человеческие отходы: Загрязнители и бактерии попадают в воду из септиков и свалок возле резервуаров с грунтовыми водами и колодцев.
• Сельскохозяйственная деятельность: Сельскохозяйственная деятельность включает использование химических удобрений и пестицидов на сельскохозяйственных угодьях, которые выщелачиваются с водой в близлежащие водоносные горизонты.
• Промышленные отходы: Это происходит за счет небезопасной утилизации отходов промышленной деятельности, таких как нефтепродукты, моющие средства и опасные химикаты.