Подземные воды


Грунтовые воды - это вода , присутствующая под поверхностью Земли в порах горных пород и почвы, а также в трещинах горных пород . Единица горной породы или рыхлого отложения называется водоносным горизонтом , если она может давать пригодное для использования количество воды. Глубина, на которой поры почвы или трещины и пустоты в горных породах полностью насыщаются водой, называется уровнем грунтовых вод . Подземные воды пополняются с поверхности; он может стекать с поверхности естественным образом через родники и просачивания и может образовывать оазисы иливодно-болотные угодья . Подземные воды также часто изымаются для сельскохозяйственных , коммунальных и промышленных нужд путем строительства и эксплуатации добывающих скважин . Изучением распределения и движения подземных вод занимается гидрогеология , называемая также гидрологией подземных вод .

Обычно под подземными водами понимают воду, протекающую через неглубокие водоносные горизонты, но в техническом смысле они могут также содержать почвенную влагу , вечную мерзлоту (мерзлый грунт), неподвижную воду в коренных породах с очень низкой проницаемостью и глубинные геотермальные воды или воды нефтеносных пластов . Предполагается, что грунтовые воды обеспечивают смазку , которая может влиять на движение разломов . Вполне вероятно, что большая часть недр Земли содержит некоторое количество воды, которая в некоторых случаях может быть смешана с другими жидкостями.

Подземные воды часто дешевле, удобнее и менее подвержены загрязнению , чем поверхностные воды. Поэтому он обычно используется для общественного водоснабжения. Например, подземные воды являются самым большим источником пригодных для использования запасов воды в Соединенных Штатах, а Калифорния ежегодно забирает самый большой объем подземных вод из всех штатов. [1] Подземные резервуары содержат гораздо больше воды, чем вместимость всех поверхностных резервуаров и озер в США, включая Великие озера . Многие муниципальные системы водоснабжения получают исключительно из подземных вод. [2]

Использование подземных вод связано с экологическими проблемами. Например, загрязненные подземные воды менее заметны и их труднее очистить, чем загрязнение рек и озер. Загрязнение подземных вод чаще всего происходит в результате неправильного размещения отходов на суше. Основные источники включают промышленные и бытовые химикаты и мусорные свалки , избыточные удобрения и пестициды, используемые в сельском хозяйстве, лагуны промышленных отходов, хвосты и технологические сточные воды из шахт, промышленный фрекинг, соляные ямы нефтяных месторождений, протекающие подземные нефтехранилища и трубопроводы, осадок сточных вод и септики. системы . Кроме того, подземные воды подвержены проникновению соленой воды.в прибрежных районах и может вызвать оседание почвы при неустойчивой добыче, что приведет к затоплению городов (таких как Бангкок )) и потере высоты (например, потеря нескольких метров в Центральной долине Калифорнии) . Эти проблемы усложняются повышением уровня моря и другими изменениями, вызванными изменениями климата, которые приведут к глобальному изменению количества осадков и нехватки воды .

Водоносный горизонт представляет собой слой пористого субстрата, который содержит и пропускает грунтовые воды. Когда вода может протекать непосредственно между поверхностью и зоной насыщения водоносного горизонта, водоносный горизонт является безнапорным. Более глубокие части безнапорных водоносных горизонтов обычно более насыщены, поскольку гравитация заставляет воду течь вниз.

Верхний уровень этого насыщенного слоя безнапорного водоносного горизонта называется уровнем грунтовых вод или фреатической поверхностью. Ниже уровня грунтовых вод, где вообще все поровые пространства насыщены водой, находится фреатическая зона .


Иллюстрация, показывающая грунтовые воды и три разных колодца (7, 8, 9), чтобы добраться до них.
Подземные воды можно добывать через скважину
Подземные воды обычно используются для общественного водоснабжения, такого как водопроводная вода , через внутреннюю сантехнику.
Скорость забора подземных вод из водоносного горизонта Огаллала в центральной части США .
Относительное время прохождения грунтовых вод
Джерело, обычный источник питьевой воды в украинском селе .
Светоотражающий ковер улавливает водяной пар почвы
Центрально-осевые орошаемые поля в Канзасе площадью сотни квадратных миль, орошаемые водоносным горизонтом Огаллала .
Весь поверхностный сток реки Алапаха возле Дженнингса , Флорида , уходит в воронку , ведущую к подземным водам Флоридского водоносного горизонта .
Водно-болотные угодья контрастируют с засушливым ландшафтом вокруг Миддл-Спрингс, национального заповедника дикой природы Фиш-Спрингс , штат Юта .
Окрашивание оксидом железа (III) (после капиллярного подъема воды в стене), вызванное окислением растворенного железа (II) и его последующим осаждением из безнапорного водоносного горизонта в карстовом рельефе. Перт , Западная Австралия .