геология лк 5 подзем воды.ppt
- Количество слайдов: 63
Подземные воды
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД • Все воды земной коры, ниже поверхности Земли в горных породах в газообразном, жидком и твердом состояниях, называются подземными водами. • Изучением подземных вод занимается гидрогеология.
• По данным В. И. Вернадского, подземные воды могут существовать до глубины 60 км т. к. молекулы воды даже при температуре 2000 °С диссоциируют в количестве, не превышающем 2%.
• Основная масса воды в з. к. находится в верхнем слое осадочных горных пород. • По характеру водообмена с поверхностными водами выделяют три зоны: • зону свободного водообмена (верхнюю), • зону замедленного водообмена (среднюю) • и зону весьма замедленного водообмена (нижнюю).
• Воды верхней зоны (молодые современные воды) обычно пресные и служат для питьевого, хозяйственного и технического водоснабжения. • В средней зоне располагаются минеральные воды. Это древние воды. • В нижней зоне высокоминерализованные рассолы. Из них добывают соли, бром, йод и другие элементы.
• Подземные воды образуются потому, что одни горные породы пропускают воду, а другие задерживают. Атмосферные осадки, выпадающие на поверхность Земли, просачиваются сквозь трещины, пустоты и поры водопроницаемых пород (торф, песок, гравий и др. ), а водоупорные горные породы (глина, мергель, гранит и др. ) задерживают воду.
• По происхождению выделяется несколько типов подземных вод:
Инфильтрационные • Подземные воды образуются в результате просачивания, или инфильтрации, атмосферных осадков и поверхностных вод (озер, рек, морей и т. д. ).
• Просачивающаяся вода доходит до водоупорного слоя (глина), накапливается на нем, насыщая пористые и трещиноватые породы • Так возникают водоносные слои или горизонты подземных вод.
• На степень и глубину инфильтрации влияют: • количество выпадающих осадков, характер их выпадения - ливнями или равномерно, • время выпадения - лето или зима, • уровень воды в окружающих водоемах - озерах и реках, • рельеф местности, • состав горных пород и др.
• Например, в горах атмосферные воды быстро стекают в виде ручьев в реки и озера и масса стекающей воды может быть значительной, но масса просачивающейся - небольшой. • В равнинных местах инфильтрация происходит интенсивнее. • Такие воды называются инфильтрационными
Конденсационные воды • Возникают за счет конденсации водяных паров в порах и трещинах, обычно образуются там где выпадает мало осадков а испаряемость большая (пустыня). • Оба способа образования подземных вод – путём инфильтрации и за счёт конденсации водяных паров атмосферы в породах – главные пути накопления подземных вод.
• Инфильтрационные и конденсационные воды иногда называются вандозными водами (от лат. "vadare" – идти, двигаться). Эти воды образуются из влаги атмосферы и участвуют в общем круговороте воды в природе.
Ювенильные или магматогенные воды • Считается, что образовались из паров воды, выделяющейся при остывании магмы. • Это теория австрийского геолога • Э. Зюсса. • Он в 1902 году выдвинул теорию ювенильных вод (от лат. "juvenilis" – девственный).
Седиментогеные подземные воды • Морского происхождения. Формируются в процессе осадкообразования (седиментации). Это обычно соленые воды, которые возникли за счет захоронения насыщенных водой морских осадков. Иногда их называют погребенными или реликтовыми водами.
Классификация подземных вод. Условия их залегания. • По условиям залегания выделяют три типа подземных вод: • верховодку, • грунтовые • и напорные, или артезианские.
Верховодка • Это подземные воды, залегающие вблизи поверхности Земли и отличающиеся непостоянством распространения и дебита • дебит - (фр. debit - расход) - объём жидкости (воды, нефти) или газа, стабильно поступающий из источника.
• Верховодка занимает ограниченные территории и в засушливое время года верховодка исчезает. • Верховодка относится к первому от поверхности земли водоупорному пласту. • Когда водоупорный пласт залегает вблизи поверхности или выходит на поверхность, в дождливые сезоны развивается заболачивание. •
• К верховодке относят и почвенные воды, или воды почвенного слоя. Капельно-жидкая вода в почвах присутствует только в период избыточного увлажнения. • Верховодка служит важным источником водоснабжения для небольших населенных пунктов, в особенности в безводных районах с глубоким залеганием грунтовых вод.
Грунтовые воды. • Это воды, залегающие на первом водоупорном горизонте ниже верховодки. • Грунтовые воды обычно приурочены к выдержанному водоупорному пласту и характеризуются постоянным дебитом. • Грунтовые воды могут накапливаться как в рыхлых пористых породах, так и в твердых трещиноватых породах.
• У грунтовых вод различают верхнюю поверхность, или уровень грунтовых вод, иначе называемый зеркалом. • Слой горных пород, насыщенный водой, называется водоносным слоем. • Непосредственно к зеркалу грунтовых вод примыкает капиллярная кайма. Здесь поры водоносной толщи лишь частично заполнены водой, поднимающейся по капиллярам.
• Выше уровня грунтовых вод расположена зона аэрации. • Это поверхностный горизонт Земли, где поры и пустоты пород заполнены воздухом и частично влагой. • В зоне аэрации выделяют сверху вниз: • подзону почвенных вод, • промежуточную подзону • и подзону капиллярных вод.
• Выход подземных вод на поверхность Земли - родник, или ключ. • Родники чаще всего наблюдаются в долинах рек, балках, оврагах, пересекающих водоносные горизонты.
• Грунтовые воды передвигаются очень медленно — от 0, 1 до 1 м в сутки. • Это примерно в 100 тыс. раз медленнее, чем движение воды в реках. • Грунтовые воды перемещаются в сторону понижения рельефа.
• Грунтовые воды, накапливающиеся в аллювиальных отложениях, один из основных источников водоснабжения населения. • Наиболее обильны запасы грунтовых вод в долинах крупных рек Волги, Дона, Днепра и др.
• Разновидность грунтовых вод — межпластовые воды. • Они отличаются от грунтовых наличием перекрывающего водоупорного пласта.
Напорные, или артезианские, воды от провинции Артуа во Франции. • Это воды, залегающие между двумя водоупорными пластами горных пород и обладающие напором. • Артезианские воды обычно приурочены к вогнутым пластам горных пород. • Название артезианские дано по провинции Артуа во Франции, где впервые вскрыли самоизливающуюся подземную воду.
• Область питания у артезианских вод обычно лежит выше области стока воды и выше выхода напорных вод на поверхность Земли. Если в центре такой чаши, пробурить скважину, то вода будет самоизливаться, фонтанировать по закону сообщающихся сосудов. • Система чередующихся водоупорных и водоносных пластов с артезианской водой артезианский бассейн.
• Размеры артезианских бассейнов бывают до сотен и тысяч километров. • Московский артезианский бассейн играет большую роль в водоснабжении центральных районов страны. • На Украине имеется Днепровско. Донецкий артезианский бассейн. Он снабжает питьевой водой Киев, Харьков, Полтаву и др.
Геологическая работа подземных вод. • Проявляется в химическом взаимодействии подземных вод с горными породами - в растворении, гидратации, гидролизе, окислении, выщелачивании, в переносе и переотложении вещества.
суффозия (лат. «суффозио» подкапывание) • Это растворение и вынос растворенных и мелких минеральных частиц подземными водами. • Наиболее интенсивна суффозия в легкорастворимых и размываемых горных породах лёссах и лёссовидных суглинках, каменной соли, карбонатных породах и т. д.
• Суффозия сопровождается образованием суффозионных воронок, возникающих за счет проседания пластов горных пород над образовавшимися пустотами. • Интенсивность разрушительной работы подземной воды зависит от ее состава, от растворенных в воде газов и солей.
• Растворяющая способность воды значительно увеличивается при наличии углекислоты, кислорода и других газов и растворенных солей. • Например, присутствие в воде углекислоты увеличивает растворимость в ней известняка в 2 — 3 раза.
суффозия
суффозия
суффзия
Карст • Суффозионные явления в карбонатных породах обычно называют карстовыми. • Название - от местности Карст в Югославии, где широко развиты карбонатные породы. • .
• Сравнительно легко растворимыми (карстующимися) породами являются • известняк, • мел, • доломит, • мергель, • гипс
• В результате выщелачивания подземными водами растовримых пород образуются карстовые колодцы и шахты это каналы, уходящие почти вертикально в • Шахтами называются вертикальные полости глубиной свыше 20 м, а меньше – колодцами.
Карстовый колодец
Украина Карстовый колодец
Карстовая шахта
• Карстовые пещеры • образуются под действием подземных вод • в результате расширения трещин в карстующихся породах • Кунгурская пещера на западном склоне Урала имеет в длину 2, 5 км, Мамонтовая пещера в США - 48 км, а с боковыми ответвлениями — до 250 км.
• Карст широко представлен в Крыму, на Кавказе, в Карпатах, в Пермской области, Башкирии. • Над карстовыми пещерами часто возникают провальные карстовые воронки.
Карстовая воронка
28 июля 2007 года в промышленной зоне БКПРУ-1 на ОАО Уралкалий г. Березники произошел провал грунта над карстовой полостью.
Провал грунта над карстовой полостью. г. Тула
• В карстовых пещерах часто наблюдаются подземные озера со своеобразной фауной; в результате созидательной деятельности подземных вод возникают натеч ные образования — сталактиты и сталагмиты — в виде сосулек, состоящих из углекислого кальция.
Kарстово спелеологическое районирование Республики Башкортостан
Куперле карстовая река
Атыш, водопад в Белороцком районе Республики Башкортостан, на правом берегу р. Лемезы.