Воды наземные и подземные - что мы о них знаем? (часть 3 - подземные воды).
Как когда-то отметил академик В. И. Вернадский: "вода вездесуща, и нет минерала или иного тела на Земле, в состав которого она бы не входила и на строение которого не влияла". Нет такого места на нашей планете, где бы вода полностью отсутствовала. Она присутствует везде хотя бы в одном из трёх своих агрегатных состояний - в жидком, в твёрдом или в газообразном (больше узнать о наземных водах можно из тематических статей, ранее размещённых на нашем канале):
И недра Земли в этом смысле не являются исключением - общий объём всех подземных вод во всех агрегатных состояниях огромен - он составляет более 60 млн. кубокилометров. Что же собой представляют подземные воды?
Подземные воды - это вода, находящаяся под поверхностью земли в поровых пространствах почвы и горных пород, в трещинах горных пород, а также в подземных карстовых полостях.
В зависимости от особенностей условий залегания подземные воды подразделяются на следующие виды: А) почвенные воды (верховодка) - это временно-сезонное скопление безнапорных подземных вод с ограниченным водоупорным ложем; ~ залегают на небольшой глубине; ~ образуются вследствие просачивания в почву атмосферных осадков; ~ почвенные воды имеют достаточно низкое качество и без очистки непригодны для питья из-за загрязнений; ~ используются в сельском хозяйстве в мелиоративных целях; Б) грунтовые воды - образуют постоянно существующий водоносный горизонт на первом от поверхности земли постоянном водоупорном слое; ~ испытывают значительные колебания уровня в зависимости от сезонов года и от количества просачивающихся с поверхности атмосферных осадков; ~ грунтовые воды могут использоваться для питья, но часто подвержены загрязнению с поверхности; В) межпластовые воды - это водоносные горизонты, находящиеся между двумя водоупорными слоями - первым от поверхности и следующим, расположенным на большей глубине; ~ делятся на две разновидности: а) безнапорные межпластовые воды; б) напорные (артезианские) межпластовые воды (находятся под давлением между двумя водоупорными массивами горных пород во впадинах, как правило, имеющих чашеобразную или V-образную конфигурацию; при вскрытии артезианского водоносного пласта буровой скважиной вода фонтанирует выше поверхности земли); ~ межпластовые воды меньше связаны с поверхностью земли и меньше зависят от поступления атмосферных осадков, их уровень гораздо более стабилен и мало подвержен колебаниям; ~ межпластовые воды гораздо более чистые по сравнению с грунтовыми и всегда могут использоваться для питья.
По своему происхождению подземные воды бывают: а) метеорные (атмосферные) - образуются в результате инфильтрации (просачивания) в почву и ниже - выпадающих на поверхность земли дождевых (жидких) и снеговых (твёрдых) атмосферных осадков (обычно в подземные водоносные горизонты попадает около 20% от общего объёма выпавших атмосферных осадков), а также поверхностных вод из надземных водных потоков и водоёмов - сквозь их дно; б) погребённые (реликтовые) - образовались в процессе формирования осадочных горных пород и остаются погребёнными в глубоких слоях этих пород; в) магматические (ювенильные) - это глубинные воды, связанные своим происхождением с процессом остывания и кристаллизации магматических очагов; они образуются из кислорода и водорода, выделяющихся из магмы, и конденсируются в процессе подъёма водяного пара в более верхние горизонты земной коры, образуя скопления.
Подземные воды находятся в т.н. водоносных горизонтах, которые в зависимости от типа водовмещающих горных пород можно разделить на 3 (три) вида , а именно: 1. Поровые - состоят из осадочных кластолитов (обломочных рыхлых горных пород) - лёсса, песка, галечника, и т.д..; 2. Трещинные (жильные) - состоят из магматических (гранит, базальт, и др.) и осадочных кластолитов (обломочных сплошных/сцементированных горных пород) - конгломерата, песчаника, и т.д.; 3. Карстовые - состоят из растворимых в воде осадочных хемогенных сульфатных горных пород (гипса и др.), и осадочных биохемогенных горных пород (известняка, ракушечника, доломита, мела, и др.). Важнейшей характеристикой водоносных горизонтов всех трёх видов является гидравлическая проводимость - способность воды перемещаться сквозь поровое/трещинное/карстовое (полостное) пространство таких водоносных пластов; её показатели могут варьировать в широком диапазоне - от нескольких метров в день до ста и более метров в день - и зависят от многих действующих факторов - от вида горной породы, из которой состоит тот или иной конкретный водоносный горизонт; от степени минерализации воды, проходящей через эту породу; от температуры этой воды; и т.д..
Грунтовые воды верхнего (первого постоянного) водоносного горизонта тесно связаны с близлежащими реками, которые в период половодья подпитывают своими водами грунтовые воды, увеличивая их запасы и повышая их уровень. В засушливое время года всё происходит с точностью до наоборот - грунтовые воды питают обмелевшие реки, не давая им пересыхать. Кроме этого, для многих рек грунтовые воды являются преобладающим источником водного питания, обеспечивая более 50% общего поступления воды в эти реки, а для рек с преобладанием других источников водного питания - снегового, дождевого, ледникового, озёрного - грунтовые воды в той или иной степени также являются дополнительным источником водного питания. Подземные воды часто имеют естественные выходы на поверхность земли в виде родников, выходящих на поверхность пещерных рек, гейзеров, либо же участков переувлажнённого грунта в тех местах, где происходит просачивание подземных вод на земную поверхность.
Подземные воды могут иметь разную температуру: так, например - почвенные и грунтовые воды имеют температуру, примерно сопоставимую (но в среднем - более низкую) с температурой близлежащих надземных вод - ручьёв, рек и озёр, тогда как межпластовые воды в целом более нагреты (их температура может варьировать от +28-30 градусов Цельсия и почти до +100 градусов Цельсия). Также может варьировать в широких пределах и степень минерализации подземных вод - они могут быть как ультрапресными, так и гиперсолёными.
Межпластовые подземные воды могут образовывать огромные по площади системы водоносных горизонтов, занимающие миллионы квадратных километров и содержащие десятки тысяч кубокилометров воды; крупнейшими в мире системами межпластовых водоносных горизонтов являются, например: ~ Западно-Сибирский артезианский бассейн в России (занимает около 3 млн. кв. км);
~ подземное течение Хамза в Южной Америке (занимает около 2,4 млн. кв. км); ~ Большой Артезианский бассейн в Австралии (занимает около 2 млн. кв. км);
~ Нубийский водоносный слой в восточной части пустыни Сахара (занимает более 2 млн. кв. км);
~ водоносный горизонт Гуарани в Южной Америке (занимает около 1,2 млн. кв. км);
~ водоносный горизонт Огаллала в Северной Америке (занимает около 0,5 млн. кв. км); и др..
В районах распространения карстовых ландшафтов подземные воды существуют не только в виде водоносных горизонтов, состоящих из водовмещающих горных пород, но и в виде водных потоков (подземных рек) и/или водоёмов (подземных озёр), которые протекают и/или заполняют углубления в растворимых водой горных породах - известняке, гипсе, ракушечнике, доломите, и др., образующих пещеры различных размеров и конфигураций. Наиболее протяжённой - около 9 км - подземной (пещерной) рекой является Пуэрто-Принсеса (о. Палаван, Филиппины), а крупнейшим подземным (пещерным) озером является Большое подземное озеро, находящееся в Кунгурской ледяной пещере (Пермский край, Россия).
Подземные воды имеют очень важное значение для человека - они используются для питьевого водообеспечения населения, для орошения земель сельскохозяйственного назначения (70% добываемых подземных вод идёт именно на цели мелиорации), для санитарных, медицинских и промышленных целей. Термальные подземные воды широко используются в некоторых странах (например - в Исландии, в Италии, в Новой Зеландии, и др.) для обогрева муниципальных объектов и частных жилых помещений, а также тепличных и животноводческих комплексов, объектов общественной инфраструктуры (плавательных бассейнов, спортивно-развлекательных комплексов, и т.д.). Минеральные воды из подземных источников давно, широко и повсеместно используются для лечения разнообразных заболеваний, а также в качестве столовых вод для питьевого потребления. Особенно большое значение подземные воды имеют для населения аридных регионов Земли - таких, как Аравийский полуостров, пустыня Сахара и зона Сахеля в Африке, территории Центральной Австралии, юго-западные штаты США, территории Центральной Азии, и т.д. - так как сельское хозяйство в этих регионах возможно только при использовании орошения, источником которого в вышеперечисленных регионах в условиях либо изначального отсутствия, либо истощения наземных рек и озёр в настоящее время могут быть только подземные воды, что делает их там практически незаменимыми в этом качестве.
Спасибо за прочтение!
Если вам понравилась статья - жмите палец вверх, делитесь своими мыслями в комментариях и подписывайтесь на канал - будет интересно!
