Tema: Las principales variedades de aguas subterráneas. Condiciones de formación. Actividad geológica de las aguas subterráneas
2. Los principales tipos de aguas subterráneas.
1. Clasificación de las aguas subterráneas.
El agua subterránea es muy diversa en composición química, temperatura, origen, finalidad, etc. Según el contenido total de sales disueltas, se dividen en cuatro grupos: frescas, salobres, saladas y salmueras. El agua dulce contiene menos de 1 g / l de sales disueltas; aguas salobres - de 1 a 10 g / l; salado - de 10 a 50 g / l; salmueras - más de 50 g / l.
De acuerdo con la composición química de las sales disueltas, el agua subterránea se divide en hidrocarbonato, sulfato, cloruro y composición compleja. (hidrocarbonato de sulfato, hidrocarbonato de cloruro, etc.).
Las aguas con valor medicinal se denominan aguas minerales. Las aguas minerales salen a la superficie en forma de manantiales o se llevan artificialmente a la superficie mediante perforaciones. Por composición química, contenido de gas y temperatura, las aguas minerales se dividen en dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, radiactivas y térmicas.
Las aguas carbónicas están muy extendidas en el Cáucaso, Pamir, Transbaikalia, Kamchatka. El contenido de dióxido de carbono en el agua con dióxido de carbono varía de 500 a 3500 mg / ly más. El gas está presente en el agua en forma disuelta.
Las aguas de sulfuro de hidrógeno también están muy extendidas y asociadas principalmente con rocas sedimentarias. El contenido total de sulfuro de hidrógeno en el agua suele ser bajo, sin embargo, el efecto terapéutico de las aguas con sulfuro de hidrógeno es tan significativo que un contenido de H2 superior a 10 mg / l ya les confiere propiedades medicinales. En algunos casos, el contenido de sulfuro de hidrógeno alcanza 140-150 mg / l (por ejemplo, las conocidas fuentes de Matsesta en el Cáucaso).
Las aguas radiactivas se dividen en radón, que contiene radón, y radio, que contiene sales de radio. El efecto curativo de las aguas radiactivas es muy elevado.
Por temperatura, las aguas termales se dividen en frías (por debajo de 20 ° C), cálidas (20-30 ° C), calientes (37-42 ° C) y muy calientes (por encima de 42 ° C). Son comunes en áreas de vulcanismo joven (en el Cáucaso, Kamchatka, Asia Central).
2. Los principales tipos de aguas subterráneas
Según las condiciones de ocurrencia, se distinguen los siguientes tipos de agua subterránea:
· Tierra;
· Agua superior;
· Tierra;
· Interstratal;
· Karst;
· Agrietado.
Agua del suelo están ubicados cerca de la superficie y llenan los vacíos en el suelo. La humedad en la capa del suelo se llama agua del suelo. Se mueven bajo la influencia de fuerzas moleculares, capilares y de gravedad.
En el cinturón de aireación, se distinguen 3 capas de agua del suelo:
Horizonte de suelo con contenido de humedad variable - capa de raíces. Intercambia humedad entre la atmósfera, el suelo y las plantas.
2. Horizonte del subsuelo, muchas veces "húmedo" no llega hasta aquí y permanece "seco".
horizonte de humedad capilar - borde capilar.
Verjovodka - acumulación temporal de agua subterránea en la capa cercana a la superficie de los acuíferos dentro de la zona de aireación, que se encuentra sobre un acuicludo lenticular y acuñado.
Verkhovodka: aguas subterráneas de flujo libre, que se encuentran más cerca de la superficie de la tierra y no tienen una distribución continua. Se forman debido a la infiltración de aguas atmosféricas y superficiales atrapadas por capas y lentes de acuñamiento impermeables o poco permeables, así como como resultado de la condensación del vapor de agua en las rocas. Se caracterizan por una estacionalidad de existencia: en las estaciones secas a menudo desaparecen, y durante los períodos de lluvias e intensos deshielos reaparecen. Están sujetos a fuertes fluctuaciones dependiendo de las condiciones hidrometeorológicas (cantidad de precipitación, humedad del aire, temperatura, etc.). Las aguas que aparecen temporalmente en formaciones de pantanos debido a la sobrealimentación de los pantanos también pertenecen al agua superior. Con mucha frecuencia, el anegamiento se produce como resultado de fugas de agua del sistema de suministro de agua, alcantarillado, piscinas y otros dispositivos de transporte de agua, lo que puede resultar en anegamiento del área, inundación de cimientos y sótanos. En el área de distribución de las rocas de permafrost, el permafrost se clasifica como aguas suprapermafrost. Las aguas de Verkhovka suelen ser frescas, ligeramente mineralizadas, pero a menudo están contaminadas con materia orgánica y contienen mayores cantidades de hierro y ácido silícico. Como regla general, Verkhovodka no puede servir como una buena fuente de suministro de agua. Sin embargo, si es necesario, se toman medidas para la preservación artificial: disposición de estanques; ramales de los ríos, proporcionando suministro de energía constante a los pozos operados; plantación de vegetación que retarda el derretimiento de la nieve; creación de dinteles impermeables, etc. En áreas desérticas, por medio de ranuras en áreas arcillosas - takyrs, las aguas atmosféricas se desvían hacia el área de arenas adyacentes, donde se crea una lente para el verkhovodka, que es un cierto suministro de agua dulce.
Agua subterránea se encuentran en forma de acuífero permanente sobre la primera capa impermeable más o menos sostenida de la superficie. El agua subterránea tiene una superficie libre llamada espejo o nivel del agua subterránea.
Aguas interestratales encerrado entre capas resistentes al agua (capas). Las aguas interestratales bajo presión se denominan confinadas o artesianas. Cuando se abren los pozos, las aguas artesianas se elevan por encima de la parte superior del acuífero, y si la marca del nivel de presión (superficie piezométrica) excede la marca de la superficie de la Tierra en este punto, entonces el agua se derramará (brote). El plano convencional que determina la posición de la cabeza de presión en el acuífero (ver Fig. 2) se llama nivel piezométrico. La altura de la subida del agua sobre el techo impermeable se llama cabeza.
Aguas artesianas yacen en sedimentos permeables encerrados entre los estancos, llenan completamente los vacíos en la formación y están bajo presión. El hidrocarburo establecido en el pozo se denomina piezométrico que se expresa en marcas absolutas. El agua presurizada que fluye por sí sola tiene una distribución local y es más conocida entre los jardineros como "llaves". Las estructuras geológicas a las que están confinados los acuíferos artesianos se denominan cuencas artesianas.
Arroz. 1. Tipos de agua subterránea: 1 - suelo; 2 - agua superior; 3 - suelo; 4 ~ interestratal; 5 - horizonte impermeable; 6 - horizonte permeable
Arroz. 2. Esquema de la estructura de la cuenca artesiana:
1 - rocas impermeables; 2 - rocas permeables con agua a presión; 4 - dirección del flujo de agua subterránea; 5 - bueno.
Aguas kársticas ocurren en cavidades kársticas formadas por disolución y lixiviación de rocas.
Agua fisurada rellenar grietas en rocas y puede ser a presión o sin presión.
3. Condiciones para la formación de aguas subterráneas
El agua subterránea es el primer acuífero permanente de la superficie terrestre.... Aproximadamente el 80% de los asentamientos rurales utilizan aguas subterráneas para el suministro de agua. El agua caliente se ha utilizado durante mucho tiempo para el riego.
Si las aguas son frescas, a una profundidad de 1 a 3 m sirven como fuente de humedad del suelo. A una altura de 1-1,2 m, pueden provocar encharcamientos. Si el agua subterránea está altamente mineralizada, entonces a una altura de 2.5 - 3.0 m, pueden causar una salinización secundaria del suelo. Finalmente, el agua subterránea puede dificultar la excavación de pozos de construcción, quemar áreas edificadas, afectar agresivamente las partes subterráneas de las estructuras, etc.
Formas de agua subterránea diferentes caminos. Algunos de ellos se forman como resultado de la filtración de precipitación atmosférica y agua superficial a través de los poros y grietas de las rocas... Tales aguas se llaman infiltrante(la palabra "infiltración" significa filtración).
Sin embargo, la existencia de agua subterránea no siempre puede explicarse por la infiltración de precipitación atmosférica. Por ejemplo, en áreas de desiertos y semidesiertos, cae muy poca precipitación y se evapora rápidamente. Al mismo tiempo, incluso en áreas desérticas, el agua subterránea está presente a cierta profundidad. La formación de tales aguas solo se puede explicar condensación de vapor de agua en el suelo... La elasticidad del vapor de agua en la estación cálida en la atmósfera es mayor que en el suelo y las rocas; por lo tanto, el vapor de agua fluye continuamente desde la atmósfera hacia el suelo y forma agua subterránea allí. En los desiertos, semidesiertos y estepas secas, el agua de condensación durante las épocas de calor es la única fuente de humedad para la vegetación.
El agua subterránea se puede formar debido a la disposición de las aguas de antiguas cuencas marinas junto con los sedimentos acumulados... Las aguas de estos antiguos mares y lagos podrían haber sobrevivido en sedimentos enterrados y luego filtrarse en las rocas circundantes o emerger a la superficie de la Tierra. Tales aguas subterráneas se llaman aguas de sedimentación .
Algunos de los orígenes de las aguas subterráneas pueden estar asociados con enfriamiento del magma fundido... La liberación de vapor de agua del magma se confirma por la formación de nubes y chubascos durante las erupciones volcánicas. Las aguas subterráneas de origen magmático se denominan juvenil (del latín "juvenalis" - virgen). Según el oceanólogo H. Wright, las vastas extensiones de agua que existen en la actualidad, "crecieron gota a gota a lo largo de la vida de nuestro planeta debido al agua que se filtraba desde las entrañas de la Tierra".
Las condiciones de ocurrencia, distribución y formación de HS dependen del clima, el relieve, la estructura geológica, la influencia de los ríos, el suelo y la cubierta vegetal, y de factores económicos.
a) La relación entre agua caliente y clima.
La precipitación y la evaporación juegan un papel importante en la formación de las aguas de las montañas.
Para analizar el cambio en esta relación, es recomendable utilizar el mapa de suministro de humedad de la planta. En relación a la precipitación a la evaporación, se identifican 3 zonas (áreas):
1.Humedad suficiente
2.insuficiente
3.hidratación ligera
En la primera zona, se concentran las principales áreas de terrenos anegados, requiriendo drenaje (en algunos períodos, aquí se requiere humedad). Las áreas de humedad insuficiente e insignificante necesitan humedad artificial.
En las tres regiones, el suministro de HW por precipitación y su calor a la zona de aireación son diferentes.
En el área de suficiente humidificación, el suministro de infiltración de agua subterránea a una profundidad de más de 0,5 - 0,7 m prevalece sobre su suministro térmico a la zona de aireación. Este patrón se observa en las temporadas de crecimiento y no crecimiento, con la excepción de los años muy secos.
En el área de humedad insuficiente, la proporción de infiltración de precipitación con evaporación de HS en su ocurrencia superficial es diferente en las zonas de estepa forestal y estepa.
En bosque-estepa, en rocas arcillosas en años húmedos, predomina la infiltración sobre el HS térmico en la zona de aireación; en años secos, la relación se invierte. En la zona de estepa, en rocas francas, durante la temporada de no crecimiento, la nutrición por infiltración prevalece sobre el calor GW, y durante la temporada de crecimiento, el menor consumo. En general, en el transcurso de un año, la recarga por infiltración comienza a prevalecer sobre la recarga térmica de las aguas subterráneas.
En el área de humedad insignificante, en semidesiertos y desiertos, la infiltración en rocas arcillosas con un lecho de GWL poco profundo es inconmensurablemente pequeña en comparación con el caudal en la zona de aireación. En rocas arenosas, la infiltración comienza a aumentar.
Por lo tanto, el suministro de HS debido a la precipitación disminuye y el caudal a la zona de aireación aumenta con la transición de la región de suficiente a la región de humedad insignificante.
B) Conexión de aguas subterráneas con ríos.
Las formas de conexión entre las aguas subterráneas y los ríos están determinadas por el relieve y las condiciones geomorfológicas.
Los valles fluviales profundamente incisos sirven como sumidero de agua subterránea, drenando las tierras adyacentes. Por el contrario, con una pequeña incisión, típica de los tramos inferiores de los ríos, los ríos alimentan las aguas subterráneas.
En el diagrama se muestran varios casos de la proporción de agua superficial y subterránea.
Esquema de diseño principal para la interacción de aguas subterráneas y superficiales bajo condiciones de variabilidad de escorrentía superficial.
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a - agua baja; b - la fase ascendente de la inundación; c - la fase descendente de la inundación.
v) Relación entre agua subterránea y agua a presión.
Si no existe una capa absolutamente estanca entre el agua subterránea y el horizonte confinado subyacente, entonces son posibles las siguientes formas de conexión hidráulica entre ellos:
1) GWL es más alto que el nivel del agua a presión, por lo que es posible el desbordamiento de agua caliente en el agua a presión.
2) Los niveles son casi los mismos. Con una disminución en el GWL, por ejemplo, por drenajes, el GW se repondrá con los presurizados.
3) GWL excede periódicamente el nivel de aguas confinadas (durante el riego, precipitación), el resto del tiempo GW es alimentado por precipitación.
4) El nivel del agua subterránea es constantemente más bajo que el VNU, por lo que estos últimos alimentan el agua subterránea.
El agua subterránea puede alimentarse de aguas artesianas y a través de las llamadas ventanas hidrogeológicas, áreas donde se altera la continuidad de la capa resistente al agua.
Es posible alimentar hidrocarburos por presión a través de fallas tectónicas.
Las zonas hidrodinámicas de GW, determinadas por el relieve y la estructura geológica, están estrechamente relacionadas con las condiciones geoestructurales del territorio. Las áreas de alto drenaje son características de las áreas montañosas y de los pies de las colinas. Las áreas de drenaje bajo son características de depresiones y depresiones de llanuras de plataforma.
La zonificación de la alimentación con HS se manifiesta más claramente en la zona de bajo drenaje de las regiones áridas. Consiste en un aumento secuencial de la mineralización de HS con la distancia a la fuente del río, canal, etc. Por lo tanto, en las regiones áridas, los pozos de abastecimiento de agua suelen colocarse a lo largo de canales y ríos.
4. Condiciones de formación y ocurrencia de aguas artesianas.
Las aguas artesianas se forman en una determinada estructura geológica: la alternancia de depósitos permeables con depósitos resistentes al agua. Se limitan principalmente a formaciones de lecho sinclinal o monoclinal.
El área de desarrollo de una o más capas artesianas se llama cuenca artesiana. AB puede ocupar desde varias decenas hasta cientos de miles de km 2.
Las fuentes de suministro de agua a presión son los sedimentos, las aguas de filtración de los ríos, los embalses, los canales de riego, etc. Las aguas a presión en determinadas condiciones se reponen con agua subterránea.
Su consumo es posible descargándolos en los valles de los ríos, saliendo a la superficie en forma de manantiales, filtrándose lentamente a través de los estratos que encierran la capa de presión, con desbordamiento hacia las aguas subterráneas. La selección de suministros de agua para el suministro de agua y el riego también constituye sus partidas de gasto.
En las cuencas artesianas, se distinguen las áreas de nutrición, presión y descarga.
Área de recarga: el área donde emerge la capa artesiana en la superficie de la tierra, donde se alimenta. Se ubica en las elevaciones más altas del relieve de la cuenca artesiana en áreas montañosas y cuencas hidrográficas, etc.
El área de presión es el área principal de distribución de la cuenca artesiana. Dentro de sus límites, el agua subterránea tiene una presión.
Área de descarga - área de salida de agua a presión a la superficie - descarga abierta (en forma de manantiales ascendentes o área de descarga oculta, por ejemplo, en lechos de ríos, etc.)
Los pozos que penetran AB brotan, este es un ejemplo de descarga artificial de agua a presión.
En formaciones que contienen yeso, anhídridos, sales, las aguas artesianas tienen una mayor mineralización.
Tipos y zonificación de aguas artesianas.
Las cuencas artesianas generalmente se caracterizan por la geoestructura de rocas acuíferas y resistentes al agua.
Sobre esta base, se distinguen dos tipos de cuencas artesianas (según N.I. Tolstikhin):
Cuencas de plataforma artesiana, que generalmente se caracterizan por un área de desarrollo muy grande y la presencia de varios acuíferos confinados (estos son Moscú, Báltico, Dnieper-Donetsk, etc.)
2. Cuencas artesianas de áreas plegadas confinadas a rocas sedimentarias, ígneas y metamórficas intensamente dislocadas. Se diferencian en un área de desarrollo más pequeña. Algunos ejemplos son las cuencas de Fergana, Chui y otras.
5. Actividad geológica de las aguas subterráneas.
El agua subterránea realiza un trabajo destructivo y constructivo. La actividad destructiva de las aguas subterráneas se manifiesta principalmente en la disolución de rocas solubles en agua, que se ve facilitada por el contenido de sales y gases disueltos en el agua. Entre los procesos geológicos provocados por la actividad WR, en primer lugar, conviene nombrar los fenómenos kársticos.
Karst.
El karst es el proceso de disolución de las rocas por las aguas subterráneas y superficiales que se filtran y se mueven en ellas. Como resultado del karst, en las rocas se forman cuevas y vacíos de diversas formas y tamaños. Su longitud puede alcanzar muchos kilómetros.
De los sistemas kársticos, Mammoth Cave (EE. UU.) Tiene la mayor longitud, cuya longitud total de pasajes es de unos 200 km.
Las rocas salinas, el yeso, los anhídridos y las rocas carbonatadas están sujetas a karst. En consecuencia, el karst se distingue: sal, yeso, carbonato. El desarrollo del karst comienza con la expansión (bajo la influencia de la lixiviación) de las grietas. El karst determina accidentes geográficos específicos. Su característica principal es la presencia de embudos kársticos con un diámetro de varios a cientos de metros y una profundidad de hasta 20-30 m. El karst se desarrolla cuanto más intensamente, más precipitaciones cae y mayor es la velocidad de movimiento de los arroyos subterráneos.
Las áreas propensas al karst se caracterizan por una rápida absorción de las precipitaciones.
Dentro de los macizos de rocas kársticas, se distinguen zonas de movimiento descendente del agua y movimiento horizontal en la dirección de los valles fluviales, el mar, etc.
En las cuevas kársticas, se observan formaciones de goteo de una composición predominante de carbonato: estalactitas (que crecen hacia abajo) y estalagmitas (que crecen desde abajo). El karst debilita las rocas, reduce su cantidad como base para GTS. A través de los vacíos kársticos, es posible que se produzcan fugas significativas de agua de los embalses y canales. Y al mismo tiempo, el agua subterránea atrapada en rocas kársticas puede ser una fuente valiosa para el suministro de agua y el riego.
La actividad destructiva del agua subterránea incluye la infusión (socavación): es la eliminación mecánica de pequeñas partículas de las rocas sueltas, lo que conduce a la formación de vacíos. Estos procesos se pueden observar en loess y rocas similares a loess. Además de la mecánica, se distingue la infusión química, un ejemplo de la cual es el karst.
El trabajo creativo de las aguas subterráneas se manifiesta en la deposición de diversos compuestos, cementando grietas en las rocas.
Preguntas de control:
1 Indique la clasificación de las aguas subterráneas.
2. ¿En qué condiciones se genera el agua subterránea?
3. ¿En qué condiciones se forma el agua subterránea artesiana?
4. ¿Cuál es la manifestación de la actividad geológica de las aguas subterráneas?
5. Nombra los principales tipos de agua subterránea.
6. ¿Cómo influye el vermicompost en la construcción?
Al evaluar propiedades del agua subterránea investigar el sabor, olor, color, transparencia, temperatura y otras propiedades físicas de las aguas subterráneas, que caracterizan a las llamadas propiedades organolépticas agua (determinada usando los sentidos). Las propiedades organolépticas pueden deteriorarse drásticamente cuando varias impurezas (partículas minerales en suspensión, sustancias orgánicas, algunos elementos químicos) ingresan al agua de forma natural o artificial.
Temperatura las aguas subterráneas fluctúan ampliamente dependiendo de la profundidad de los acuíferos, características geológicas, condiciones climáticas, etc. Distinguir entre aguas frías (temperaturas de 0 a 20 ° C), cálidas o subtermales (20-37 ° C), térmicas (37- 10 ° C), recalentado (más de 100 ° C). El agua subterránea muy fría circula en la zona de permafrost, en zonas de alta montaña; Las aguas sobrecalentadas son típicas de áreas de actividad volcánica joven. En las zonas de tomas de agua, la temperatura del agua suele ser de 7-11 ° C.
Agua químicamente pura incoloro. Las impurezas mecánicas (amarillentas, esmeraldas, etc.) dan color al agua. La claridad del agua depende del color y la presencia de turbidez. El sabor está asociado con la composición de los solutos: salado - de cloruro de sodio, amargo - de sulfato de magnesio, etc. El olor depende de la presencia de gases de origen bioquímico (sulfuro de hidrógeno, etc.) o sustancias orgánicas en descomposición.
Densidad del agua- la masa de agua en una unidad de su volumen. Es máxima a una temperatura de 4 ° C. Con un aumento de temperatura a 250 ° C, la densidad del agua disminuye a 0,799 g / cm 3, y con un aumento en la cantidad de sales disueltas en ella, se eleva a 1,4 g / cm 3. La compresibilidad del agua subterránea se caracteriza por factor de compresibilidad, mostrando cuánto del volumen inicial de líquido disminuye el volumen con un aumento de presión de 10 5 Pa. El coeficiente de compresibilidad del agua subterránea es 2.5 10 -5 ... 5 10 ~ 5 Pa, es decir, el agua hasta cierto punto tiene propiedades elásticas, lo cual es importante en el estudio del agua subterránea presurizada.
Viscosidad el agua caracteriza la resistencia interna de las partículas a su movimiento. Con el aumento de la temperatura, la viscosidad del agua subterránea disminuye.
Conductividad eléctrica El agua subterránea depende de la cantidad de sales disueltas en ellas y se expresa en valores de resistividad de 0.02 a 1.00 Ohm.
Radioactividad el agua subterránea es causada por la presencia de elementos radiactivos en ella (uranio, estroncio, cesio, radio, emanación gaseosa de radio-radón, etc.). Incluso concentraciones insignificantes, centésimas y milésimas (mg / l) de algunos elementos radiactivos, pueden ser perjudiciales para la salud humana.
Composición química de las aguas subterráneas. Todas las aguas subterráneas contienen siempre en estado disuelto más o menos sales, gases y compuestos orgánicos.
Los gases disueltos en agua (O 2, C0 2, CH 4, H 2 S, etc.) le confieren cierto sabor y propiedades. La cantidad y el tipo de gases determina el grado de idoneidad del agua para beber y para fines técnicos. El agua subterránea cerca de la superficie de la tierra a menudo está contaminada con impurezas orgánicas (diversas bacterias patógenas, compuestos orgánicos provenientes de los sistemas de alcantarillado, etc.). Esta agua tiene un sabor desagradable y es peligrosa para la salud humana.
Sal. Los cloruros, sulfatos y carbonatos son los más difundidos en las aguas subterráneas. Según el contenido total de sales disueltas, el agua subterránea se divide en dulce (hasta 1 g / l de sales disueltas), salobre (de 1 a 10 g / l), salado
(10-50 g / l) y salmueras (más de 50 g / l). La cantidad y composición de las sales se establece mediante análisis químico. Los resultados obtenidos se expresan como la composición de cationes y aniones (en mg / lo meq / l).
En condiciones naturales, la mineralización general de las aguas subterráneas es extremadamente diversa. Hay aguas subterráneas con salinidad desde 0,1 g / l (manantiales de alta montaña) hasta 500-600 g / l (aguas profundas de la cuenca artesiana de Angara-Lena). La mineralización general es uno de los principales indicadores de la calidad del agua subterránea.
Varias decenas de elementos químicos de la tabla periódica de Mendeleev están presentes en las aguas subterráneas. Hasta el 90% de todas las sales disueltas en aguas, iones C1 ~, 80 ^, HCO3, Ia +,
Mg 2+, Ca 2+, K +. Hierro, nitritos, nitratos, hidrógeno, bromo, yodo, flúor, boro, radiactivos y otros elementos están contenidos en el agua en cantidades más pequeñas. Sin embargo, incluso en pequeñas cantidades, pueden tener un impacto significativo en la evaluación de la idoneidad del agua subterránea para diversos fines. Las mejores cualidades para beber las poseen las aguas a pH = 6,5 ... 8,5.
La cantidad de sales disueltas no debe exceder de 1,0 g / l. No se permite el contenido de elementos químicos nocivos para la salud humana (uranio, arsénico, etc.) y bacterias patógenas. Este último, en cierta medida, se puede neutralizar mediante tratamiento ultrasónico del agua, cloración, ozonización y ebullición. Las impurezas orgánicas se identifican mediante análisis bacteriológico. El agua para beber debe ser incolora, transparente, inodoro y agradable al gusto.
Rigidez y agresividad del agua subterránea asociado con la presencia de sales. Dureza del agua- Esta es una propiedad debida al contenido de iones de calcio y magnesio, es decir, asociado a los carbonatos, y se calcula mediante cálculo en base al contenido total de iones de hidrocarbonato y carbonato en el agua. El agua dura da muchas incrustaciones en las calderas de vapor, no se lava bien, etc. En la actualidad, la dureza se expresa generalmente por el número de miligramos equivalentes de calcio y magnesio, 1 meq de dureza corresponde al contenido de 20.04 mg de ion calcio en 1 litro de agua, o 12,6 mg de iones de magnesio. En otros países, la dureza se mide en grados (1 meq = 28 °). Según la dureza, el agua se divide en suave(menos de 3 mEq u 8,4 °),
dureza media(3-6 mEq u 8,4 °), difícil(6-9 mEq o 16.8-25.2 °) y muy rudo(más de 9 mEq o 25,2 °). La mejor calidad la posee el agua con una dureza que no exceda los 7 meq. La rigidez es permanente y temporal. Rigidez temporal asociado con la presencia de bicarbonatos y se puede eliminar por ebullición. Rigidez constante, debido al ácido sulfúrico y las sales de cloruro, no se elimina por ebullición. La suma de la rigidez temporal y permanente se llama rigidez general.
Agresividad el agua subterránea se expresa en el efecto destructivo de las sales disueltas en agua sobre los materiales de construcción, en particular, sobre el cemento Portland. Por lo tanto, al construir cimientos y diversas estructuras subterráneas, es necesario poder evaluar el grado de agresividad del agua subterránea y determinar las medidas para combatirlo. En las normas existentes que evalúan el grado de agresividad de las aguas en relación al hormigón, además de la composición química del agua, se tiene en cuenta el coeficiente de filtración de las rocas. La misma agua puede ser agresiva y no agresiva. Esto se debe a la diferencia en la velocidad de movimiento del agua: cuanto más alta sea, más volúmenes de agua entrarán en contacto con la superficie del hormigón y, por lo tanto, más agresiva será.
En relación al hormigón, se distinguen los siguientes tipos de agresividad de las aguas subterráneas:
- ácido general - estimado por el valor de pH, en arenas el agua se considera agresiva si el pH
- sulfato - determinado por el contenido de iones; cuando el contenido de BO 2- en una cantidad superior a 200 mg / l, el agua se vuelve agresiva;
- magnesio - establecido por el contenido del ion IV ^ 2+;
- Carbonato: asociado con el efecto del dióxido de carbono agresivo sobre el hormigón, este tipo de agresividad solo es posible en rocas arenosas.
La agresividad del agua subterránea se establece comparando los datos de los análisis químicos del agua con los requisitos de las normas. Después de eso, se determinan las medidas para combatirlo. Para esto, se utilizan cementos especiales, impermeabilizan las partes subterráneas de edificios y estructuras, bajan el nivel del agua subterránea con un dispositivo de drenaje, etc.
Efecto agresivo del agua subterránea sobre los metales.(corrosión del metal). El agua subterránea con sales y gases disueltos puede ser intensamente corrosiva para el hierro y otros metales. Un ejemplo es la oxidación (erosión) de superficies metálicas con formación de óxido bajo la acción del oxígeno disuelto en el agua:
2? E+ 0 2 = 2GeO 4GeO + 0 2 = 2Pe 2 0 3 Fe 2 0 3 + 3N 2 0 = 2Pe (OH) 3
El agua subterránea tiene propiedades corrosivas cuando también contiene dióxido de carbono agresivo, ácidos minerales y orgánicos, sales de metales pesados, sulfuro de hidrógeno, cloruro y algunas otras sales. El agua blanda (con una dureza total de menos de 3,0 meq) es mucho más agresiva que el agua dura. Las estructuras metálicas pueden sufrir la mayor corrosión bajo la influencia de las fuertemente ácidas (pH 9,0). La corrosión es promovida por un aumento en la temperatura del agua subterránea, un aumento en su velocidad por sus movimientos y campos eléctricos en los estratos del suelo.
La evaluación de la corrosividad de las aguas en relación con algunos metales se realiza de acuerdo con el GOST actual. Después de eso, según SNiP, se eligen medidas para evitar una posible corrosión.
Clasificación de aguas subterráneas. Hay varias clasificaciones, pero hay dos principales. Las aguas subterráneas se subdividen según la naturaleza de su uso y según las condiciones de ocurrencia en la corteza terrestre (Fig. 63). Los primeros incluyen agua potable, técnica, industrial, mineral, térmica. Estos últimos incluyen: aguas aguas arriba, aguas subterráneas e interestratales, así como aguas de grietas, karst y permafrost. Para fines de ingeniería y geológicos, es aconsejable clasificar las aguas subterráneas de acuerdo con las características hidráulicas: gravedad y presión.
Agua potable doméstica. El agua subterránea se usa ampliamente para fines domésticos y para beber. El agua subterránea dulce es la mejor fuente de suministro de agua potable, por lo que generalmente no se permite su uso para otros fines.
La fuente de suministro de agua potable son las aguas subterráneas de la zona de intercambio intensivo de agua. La profundidad de la ocurrencia de agua subterránea dulce de la superficie de la tierra generalmente no excede varias decenas de metros. Sin embargo, hay áreas donde ocurren a grandes profundidades (300-500 my más).
En los últimos años, las aguas subterráneas salobres y saladas después de la desalinización artificial también se han comenzado a utilizar para el suministro de agua potable doméstica.
Aguas técnicas- estas son aguas que se utilizan en diversas industrias y agricultura. Trebova-
Atmosférico
a las aguas subterráneas industriales reflejan las características específicas de un tipo particular de producción.
Agua industrial contener en la solución elementos útiles (bromo, yodo, etc.) en una cantidad de valor de materia prima industrial. Por lo general, se encuentran en una zona de intercambio de agua muy lento, su salinidad es alta (de 20 a 600 g / l), su composición es cloruro de sodio y la temperatura a menudo alcanza los 60-80 ° C.
La explotación de aguas industriales para la extracción de yodo y bromo es rentable solo cuando la profundidad del agua no supera los 3 km, el nivel del agua en el pozo es de al menos 200 my la cantidad de agua extraída por día es de al menos 200 m 3.
Mineral Se denominan aguas subterráneas, las que tienen un alto contenido de microcomponentes biológicamente activos, gases, elementos radiactivos, etc. Vienen a la superficie de la tierra por fuentes o son expuestas por pozos.
Aguas termales subterráneas tener una temperatura de más de 37 ° C. Ocurren en todas partes a profundidades desde varias decenas y cientos de metros (en regiones montañosas plegadas) hasta varios kilómetros (en plataformas).
A través de grietas, las aguas termales suelen salir a la superficie de la tierra, formando fuentes termales con temperaturas de hasta 100 ° C (Kamchatka, Cáucaso). Las reservas de estas aguas en la corteza terrestre son muy grandes y se utilizan activamente para calentar ciudades y con fines energéticos, por ejemplo, en Kamchatka (estación geotérmica de Pauzhetka). Hay varias regiones de actividad activa de géiseres en la Tierra: Kamchatka, Islandia, el noreste de los EE. UU., Nueva Zelanda.
Agua subterránea: agua ubicada en la masa rocosa de la parte superior de la corteza terrestre en estado líquido, sólido y gaseoso.
Clasificación
Según las condiciones de ocurrencia, el agua subterránea se divide en varios tipos: suelo, agua subterránea, interestratal, artesiana y mineral.
Agua del suelo llenar parte de los espacios entre las partículas del suelo; pueden ser libres (gravitacionales), moverse bajo la influencia de la gravedad, o estar unidas, sostenidas por fuerzas moleculares.
Agua subterránea Forman un acuífero en la primera capa resistente al agua de la superficie. Debido al lecho poco profundo de la superficie, el nivel del agua subterránea experimenta fluctuaciones significativas según las estaciones del año: aumenta después de la precipitación o la nieve se derrite, luego disminuye en tiempos de sequía. En inviernos duros, el agua subterránea puede congelarse. Estas aguas son más susceptibles a la contaminación.
Aguas interestratales- acuíferos subyacentes, encerrados entre dos capas resistentes al agua. A diferencia del agua subterránea, el nivel del agua interestratal es más constante y cambia menos con el tiempo. Las aguas interestratales son más limpias que el agua subterránea. Las aguas interestratales presurizadas llenan completamente el acuífero y están bajo presión. Todas las aguas encerradas en capas en estructuras tectónicas cóncavas tienen una cabeza.
Según las condiciones de movimiento en los acuíferos, se distingue el agua subterránea, circulando en capas sueltas (arenosas, gravas y guijarros) y en rocas fracturadas.
Dependiendo de la ocurrencia, la naturaleza de los vacíos de las rocas portadoras de agua, el agua subterránea se divide en:
- poroso - ocurren y circulan en sedimentos cuaternarios: en arenas, guijarros y otras rocas detríticas;
- fisura (vena) - en rocas (granitos, areniscas);
- karst (fisura-karst) - en rocas solubles (piedra caliza, dolomita, yeso, etc.).
Reservas de agua subterránea
El agua subterránea es parte de los recursos hídricos de la Tierra; las reservas totales de agua subterránea superan los 60 millones de km³. El agua subterránea se considera un recurso mineral. A diferencia de otros tipos de minerales, las reservas de agua subterránea son renovables durante la operación.
Exploración de aguas subterráneas
Para determinar la presencia de agua subterránea, se realiza una exploración:
- evaluación geomorfológica del área,
- estudios de temperatura,
- método del radón,
- los pozos de apoyo se perforan con perforación,
- Se estudia el núcleo y la edad geológica relativa de las rocas, su espesor (espesor),
- se realiza un bombeo experimental, se determinan las características del acuífero, se elabora un informe ingenieril-geológico;
- para varios pozos de referencia, se elaboran mapas, secciones, se realiza una evaluación preliminar de las reservas minerales (en este caso, agua);
Origen de las aguas subterráneas
Las aguas subterráneas tienen diferentes orígenes: algunas de ellas se formaron como resultado de la penetración del deshielo y el agua de lluvia hasta el primer horizonte hidrófugo (es decir, a una profundidad de 1,5-2,0 m, que forman las aguas subterráneas, es decir, las aguas subterráneas). llamado agua superior); otros ocupan cavidades más profundas en el suelo.
El agua es la sustancia más abundante de nuestro planeta que sustenta la vida en él. Se encuentra tanto en la litosfera como en la hidrosfera. La biosfera de la Tierra se compone de ¾ agua. Un papel importante en la circulación de esta sustancia lo juegan sus especies subterráneas. Aquí puede formarse a partir de gases del manto, durante la escorrentía, etc. En este artículo, consideraremos los tipos de agua subterránea.
Concepto
Las aguas subterráneas se entienden como estas últimas, ubicadas en la corteza terrestre, ubicadas en rocas debajo de la superficie de la Tierra en varios estados de agregación. Forman parte de la hidrosfera. Según V. I. Vernadsky, estas aguas pueden ubicarse a una profundidad de hasta 60 km. El volumen estimado de agua subterránea ubicada a una profundidad de 16 km es de 400 millones de km cúbicos, es decir, un tercio de las aguas del Océano Mundial. Están ubicados en dos plantas. El inferior contiene rocas metamórficas e ígneas, por lo que la cantidad de agua aquí es limitada. La mayor parte del agua se encuentra en el piso superior, en el que se encuentran las rocas sedimentarias.
Clasificación según la naturaleza del intercambio con aguas superficiales
Tiene 3 zonas: la superior es libre; intermedio e inferior - intercambio de agua retardado. Los tipos de aguas subterráneas son diferentes en composición en diferentes zonas. Entonces, en la parte superior de ellos hay aguas dulces que se utilizan con fines técnicos, potables y económicos. En la zona media se encuentran aguas milenarias de diversa composición mineral. En la parte inferior se encuentran salmueras altamente mineralizadas, de las que se extraen diversos elementos.
Clasificación de mineralización
Los siguientes tipos de agua subterránea se distinguen por la salinidad: ultra, dulce, que tiene una salinidad relativamente alta; solo el último grupo puede alcanzar un nivel de salinidad de 1.0 g / cu. dm; salobre, salado, alta salinidad, salmueras. En este último, la mineralización supera los 35 mg / m3. dm.
Clasificación de ocurrencia
Los siguientes tipos de agua subterránea se distinguen según las condiciones de ocurrencia: aguas superficiales, subterráneas, artesianas y del suelo.
Verkhovodka se forma principalmente en lentes y capas de rocas de baja permeabilidad o resistentes al agua en la zona de aireación durante la infiltración de aguas superficiales y atmosféricas. A veces se forma debido al horizonte iluvial debajo de la capa del suelo. La formación de estas aguas está asociada a los procesos de condensación de vapores de agua además de los enumerados anteriormente. En algunas zonas climáticas, forman reservas bastante grandes de agua de alta calidad, pero principalmente se forman acuíferos delgados, que desaparecen durante la sequía y se forman durante períodos de humedad intensa. Básicamente, este tipo de agua subterránea es típica de las margas. Su espesor alcanza los 0,4-5 m El relieve tiene un efecto significativo en la formación de la percha. En pendientes pronunciadas, existe por poco tiempo o está ausente por completo. En estepas planas con depresiones en forma de platillos y cuencas hidrográficas planas, en la superficie de las rutas fluviales, se forma una superficie de agua más estable. No tiene conexión hidráulica con las aguas de los ríos, siendo fácilmente contaminado por otras aguas. Al mismo tiempo, puede alimentar el agua subterránea o puede consumirse para la evaporación. El agua superior puede ser dulce o ligeramente mineralizada.
El agua subterránea es parte del agua subterránea. Están ubicados en el primer acuífero desde la superficie, se encuentran en el primer acuífero, de superficie consistente. Básicamente, son aguas de flujo libre, pueden tener una cabeza pequeña en áreas con una superposición impermeable local. La profundidad de ocurrencia, sus propiedades químicas y físicas están sujetas a fluctuaciones periódicas. Distribuido por todas partes. Se alimentan por infiltración de precipitación de la atmósfera, filtración de fuentes superficiales, condensación de vapor de agua y evaporación subsuperficial, nutrición adicional de los acuíferos inferiores.
El agua artesiana es una parte del agua subterránea con cabeza, que se encuentra en acuíferos entre estratos relativamente resistentes al agua y resistentes al agua. Se encuentran más profundos que el agua subterránea. En la mayoría de los casos, las áreas de nutrición y creación de presión no coinciden en ellas. Aparece agua en el pozo por debajo del nivel de estado estable. Las propiedades de estas aguas son menos susceptibles a las fluctuaciones y la contaminación en comparación con las aguas subterráneas.
Las aguas del suelo son aquellas que están confinadas a la capa de agua del suelo, participan en el suministro de las plantas con esta sustancia y están asociadas con la atmósfera, el acuífero y las aguas subterráneas. Tienen un efecto significativo en la composición química de las aguas subterráneas cuando están profundamente enterradas. Si estos últimos se ubican a poca profundidad, entonces el suelo se anega y comienza el anegamiento. El agua gravitacional no forma un horizonte separado; se mueve de arriba hacia abajo bajo la acción de fuerzas capilares o fuerzas de gravedad en diferentes direcciones.
Clasificación por formación
Los principales tipos de agua subterránea son la infiltración, que se forman debido a la percolación de la precipitación atmosférica. Además, pueden formarse como resultado de la condensación del vapor de agua, que ingresa a las rocas fracturadas y porosas junto con el aire. Además, se distinguen aguas relictas (enterradas), que se encontraban en cuencas antiguas, pero que estaban sepultadas por gruesas capas de rocas sedimentarias. Las aguas termales, que se formaron en las últimas etapas de los procesos magmáticos, también son una especie separada. Estas aguas forman especies magmatogénicas o juveniles.
Clasificación del movimiento de los objetos considerados
Se distinguen los siguientes tipos de movimiento de aguas subterráneas (ver figura).
La percolación y precipitación de la atmósfera ocurre en la zona de aireación. Además, este proceso se divide en infiltración normal y libre. El primero implica la implementación del movimiento de arriba hacia abajo bajo la influencia de la gravedad y las fuerzas capilares a través de algunos túbulos y poros capilares, mientras que el espacio poroso no está saturado de agua, lo que contribuye a la preservación del movimiento del aire. Durante la infiltración normal, las fuerzas anteriores se combinan con gradientes de presión hidrostática, lo que conduce al hecho de que los poros están completamente llenos de agua.
En la zona de saturación actúan la presión hidrostática y la gravedad, lo que contribuye al movimiento del agua libre a lo largo de grietas y poros a los lados, una disminución de la presión o pendiente de la superficie del horizonte que transporta agua. Este movimiento se llama filtración. La mayor velocidad de movimiento del agua se observa en las cuevas y canales kársticos subterráneos. El segundo lugar lo ocupan los guijarros. Se observa un movimiento mucho más lento en las arenas: la velocidad es de 0,5 a 5 m / día.
Tipos de agua subterránea en la zona de permafrost.
Estas aguas subterráneas se clasifican en suprapermafrost, interpermafrost y subpermafrost. Los primeros se ubican en el espesor del permafrost sobre una capa de confinamiento, principalmente al pie de las laderas o en el fondo de los valles fluviales. Ellos, a su vez, se dividen en el agua superior estacionalmente helada, ubicada en la capa activa; en la congelación estacional parcialmente, con la parte superior en la capa activa, en la no congelación estacional, cuya ocurrencia se observa debajo de la capa de congelación estacional. En algunos casos, puede ocurrir una ruptura de la capa activa de varios suelos, lo que conduce a la liberación de una parte del agua suprapermafrost a la superficie, donde toma la forma de hielo.
Las aguas de interpermafrost pueden estar presentes en la fase líquida, pero están más extendidas en la fase sólida; por regla general, no están sujetos a procesos de descongelación / congelación estacionales. Estas aguas en la fase líquida proporcionan intercambio de agua con aguas arriba y subpermafrost. Pueden salir a la superficie como manantiales. Las aguas del permafrost son artesianas. Pueden ser frescos o en salmuera.
Los tipos de agua subterránea en Rusia son los mismos que se discutieron anteriormente.
Contaminación de los objetos considerados
Se distinguen los siguientes tipos de contaminación de las aguas subterráneas: química, que a su vez se subdivide en orgánica e inorgánica, térmica, radioactiva y biológica.
Los contaminantes químicos son principalmente desechos líquidos y sólidos de empresas industriales, así como pesticidas y fertilizantes de productores agrícolas. Los metales pesados y otros elementos tóxicos afectan las aguas subterráneas en mayor medida. Se extienden por acuíferos a distancias considerables. La contaminación por radionúclidos se comporta de manera similar.
La contaminación biológica es causada por microflora patógena. Las fuentes de contaminación suelen ser corrales de ganado, alcantarillado defectuoso, pozos negros, etc. La propagación de la microflora está determinada por la tasa de filtración y supervivencia de estos organismos.
Es un aumento de la temperatura del agua subterránea derivado del funcionamiento de una toma de agua. Puede ocurrir en áreas donde se descargan aguas residuales o cuando una toma de agua se encuentra cerca de un depósito con aguas superficiales más calientes.
Uso de subsuelo
La extracción de agua subterránea como tipo de uso del subsuelo está regulada por la Ley Federal “Sobre el Subsuelo”. La extracción de estos objetos requiere una licencia. Se emite en relación con las aguas subterráneas hasta por 25 años. El plazo de uso comienza a calcularse desde el momento del registro estatal de la licencia.
Las operaciones mineras deben registrarse en Rosreestr. Luego redactan un proyecto y lo someten a examen estatal. Luego preparan un proyecto para organizar una toma de agua subterránea sanokhrzone, estiman las reservas de estas aguas y transfieren los cálculos al examen de expertos estatales, el Fondo de Geoinformación y el Rosgeolfond. Además, los certificados de propiedad de la tierra se adjuntan a los documentos recibidos, después de lo cual se presenta una solicitud de licencia.
Por fin
¿Qué tipos de aguas subterráneas hay en Rusia? Lo mismo que en el mundo. El área de nuestro país es lo suficientemente grande, por lo tanto, contiene permafrost, artesiano, aguas subterráneas y del suelo. La clasificación de los objetos en consideración es bastante complicada, y en este artículo se refleja incompleta, aquí se muestran sus puntos más básicos.
Todas las aguas en la masa de rocas en estado sólido, líquido o gaseoso se denominan subterráneas.
En los continentes, forman una cáscara continua, que no se interrumpe ni siquiera en áreas de estepas secas y desiertos. Como las aguas superficiales, están en constante movimiento y participan en el ciclo general del agua en la naturaleza. La construcción y operación de la mayoría de las estructuras de superficie y todas las subterráneas están asociadas con la necesidad de tener en cuenta el movimiento de las aguas subterráneas, su composición y condición. Las propiedades físicas y mecánicas y el estado de muchas rocas dependen del agua subterránea. A menudo inundan pozos de construcción, zanjas, trincheras y túneles y, al salir a la superficie, contribuyen al anegamiento del territorio. El agua subterránea puede ser un entorno agresivo para las rocas. Son la razón principal de muchos procesos físicos y geológicos que ocurren en condiciones naturales, durante la construcción y operación de estructuras de ingeniería.
Distinguir:
Agua potable- el agua, en términos de su calidad en su estado natural o después de su procesamiento, cumple con los requisitos reglamentarios y está destinada a las necesidades domésticas y de consumo de una persona, o para la producción de productos alimenticios. Este tipo de agua también incluye las aguas minerales naturales de mesa, que incluyen aguas subterráneas con una salinidad total no superior a 1 g / dm 3, que no requieren tratamiento de agua o no cambian su composición natural después del tratamiento del agua.
Agua subterránea técnica - aguas de diversa composición química (desde frescas hasta salmueras), destinadas a ser utilizadas en la producción, con fines técnicos y tecnológicos, cuyos requisitos de calidad son establecidos por normas estatales o industriales, especificaciones técnicas o consumidores.
El agua subterránea también se subdivide:
El agua subterránea se forma principalmente como resultado de la filtración (infiltración) de precipitación atmosférica y agua superficial en la corteza terrestre. El agua pasa a través de rocas permeables a la capa resistente al agua y se acumula en ella, formando una cuenca o arroyo subterráneo. Esta agua subterránea se llama infiltración... La cantidad de agua de infiltración depende de las condiciones climáticas de la zona, relieve, vegetación, composición de las rocas de los estratos superiores, su estructura y textura, así como la estructura tectónica de la zona. La infiltración de agua subterránea es la más común.
El agua subterránea también se puede formar por condensación de agua vaporosa que circula constantemente en los poros de las rocas. Condensando el agua subterránea se forma solo en verano y parcialmente en primavera y otoño, y en invierno no se forma en absoluto. AF Lebedev explicó la formación de importantes reservas de agua subterránea en las zonas de desiertos y semidesiertos, donde la cantidad de precipitación atmosférica es insignificante por la condensación de vapor de agua. No solo se puede condensar el vapor de agua atmosférico, sino también el vapor de agua liberado por las cámaras de magma y otras zonas de alta temperatura de la corteza terrestre. Tal agua subterránea se llama juvenil .Juvenil el agua subterránea suele estar muy mineralizada. En el curso del desarrollo geológico, las cuencas de agua enterradas se pueden conservar en el espesor de la corteza terrestre. El agua contenida en los estratos sedimentarios de estas cuencas se denomina viuda.
La formación de aguas subterráneas es un proceso complejo que comienza con la acumulación de sedimentos y está estrechamente relacionado con la historia geológica de la región. Muy a menudo, las aguas subterráneas de diversos orígenes se mezclan entre sí, formando mezclado por el origen del agua.
La parte superior de la corteza terrestre, desde el punto de vista de la distribución de las aguas subterráneas, suele dividirse en dos zonas: la zona de aireación y la zona de saturación. En la zona de aireación, no siempre todos los poros de las rocas están llenos de agua. Todas las aguas de la zona de aireación son alimentadas por precipitación atmosférica, intensamente evaporadas y absorbidas por las plantas. La cantidad de agua en esta zona está determinada por las condiciones climáticas. En la zona de saturación, independientemente de las condiciones climáticas, todos los poros de las rocas siempre están llenos de agua. Por encima de la zona de saturación, hay una subzona de humidificación capilar. En esta subzona, los poros finos se llenan de agua y los grandes de aire.
En la zona de aireación, se forman el agua del suelo y el agua superior. Agua del suelo se encuentra directamente en la superficie de la tierra. Esta es la única agua que no tiene un sello de agua debajo y está representada principalmente por agua unida y capilar. El agua del suelo tiene una relación compleja con los animales y las plantas. Se distingue por fuertes fluctuaciones de temperatura, la presencia de microorganismos y humus. Los constructores encuentran agua del suelo solo en áreas pantanosas.
Verjovodka formado en la zona de aireación en lentes impermeables. Cualquier acumulación temporal de agua en la zona de aireación también se llama agua alta. La precipitación atmosférica, que penetra en esta zona, puede permanecer temporalmente en capas compactas o de baja permeabilidad. La mayoría de las veces, esto ocurre en la primavera durante el período de derretimiento de la nieve o durante el período de fuertes lluvias. Durante los períodos secos, la perca puede desaparecer. Los rasgos característicos del upstream son la inconstancia de existencia, distribución limitada, baja potencia y ausencia de presión. Verkhovodka a menudo crea dificultades para los constructores, ya que la presencia o la posibilidad de su formación no siempre se establece durante los estudios geológicos de ingeniería. El agua formada corriente arriba puede causar inundaciones de estructuras de ingeniería, anegamiento de territorios.
Tierra se llama agua que se forma en la primera capa impermeable permanente de la superficie de la tierra. El agua subterránea existe constantemente. Tienen una superficie de agua libre llamada un espejo de agua subterránea, y cama impermeable. La proyección de la capa freática sobre un plano vertical se llama nivel del agua subterránea (UGV). La distancia desde el acuicludo hasta el nivel del agua subterránea se llama el espesor del acuífero. El nivel freático y, en consecuencia, el espesor del acuífero son valores variables y pueden cambiar a lo largo del año en función de las condiciones climáticas. El suministro de agua subterránea se debe principalmente a las aguas atmosféricas y superficiales, pero también pueden ser mixtas, infiltración-condensación. El área de la superficie de la tierra desde la cual el agua superficial y atmosférica ingresa al acuífero se llama area nutricional agua subterránea. El área de recarga de aguas subterráneas siempre coincide con el área de su distribución. Las aguas subterráneas, debido a la presencia de una superficie de agua libre, fluyen libremente, es decir, el nivel del agua en el pozo se establece en la misma marca en la que se encuentra el agua.
Dependiendo de las condiciones de presencia de agua subterránea, se distinguen los flujos de agua subterránea y las cuencas. Los arroyos del suelo tienen un espejo inclinado y están en continuo movimiento hacia la pendiente del acuicludo. Los lavabos de tierra tienen un espejo horizontal y son mucho menos comunes.
El agua subterránea, al estar en constante movimiento, tiene una estrecha conexión con los cursos de agua superficiales y los cuerpos de agua. En áreas donde la precipitación prevalece sobre la evaporación, el agua subterránea generalmente alimenta los ríos. En las regiones áridas, muy a menudo el agua de los ríos ingresa al agua subterránea, reponiendo los arroyos subterráneos. También puede haber un tipo de conexión mixta, cuando de un lado el agua subterránea alimenta el río y del otro, el agua del río ingresa al flujo subterráneo. La naturaleza de la conexión puede variar según el clima y algunas otras condiciones.
Al diseñar y construir estructuras de ingeniería, es necesario tener en cuenta régimen de aguas subterráneas, es decir, el cambio a lo largo del tiempo de indicadores como las fluctuaciones en el nivel del agua subterránea, la temperatura y la composición química. El nivel y la temperatura del agua subterránea están sujetos a los mayores cambios. Las razones de estos cambios son muy diversas y, a menudo, están directamente relacionadas con las actividades de construcción humana. Los factores climáticos provocan cambios tanto estacionales como a largo plazo en el nivel de las aguas subterráneas. Las inundaciones en los ríos, así como en los embalses, estanques, sistemas de riego, canales y estructuras de drenaje, provocan un cambio en el régimen de las aguas subterráneas.
La posición del nivel freático se representa en mapas utilizando hidroisohypsum e hidroisobaths. Hidroisogypsum- líneas que conectan puntos con las mismas elevaciones absolutas del nivel freático. Estas líneas son similares a los contornos del relieve y, como ellos, reflejan el relieve del nivel freático. El mapa de hidroisohypsum se utiliza para determinar la dirección del movimiento del agua subterránea y para determinar el valor del gradiente hidráulico. La dirección del movimiento del agua subterránea es siempre perpendicular al hidroisohypsum desde elevaciones más altas a más bajas. Las direcciones a lo largo de las cuales se mueve el agua subterránea con un movimiento constante que no cambia en el tiempo se denominan racionaliza. Si las líneas de corriente son paralelas entre sí, dicho flujo se llama plano. La corriente también puede converger y divergir. Cuanto menor sea la distancia entre el hidroisohypsum, mayor será el gradiente hidráulico del flujo del suelo. Hidroisobatos- líneas que conectan puntos con la misma profundidad de agua subterránea.
Interestratal el agua subterránea se refiere a los acuíferos que se encuentran entre dos acuicludos. Pueden estar presurizados y no presurizados. Las aguas no confinadas interestratales son raras. Por la naturaleza del movimiento, son similares al agua subterránea. Las aguas de presión interestratal se denominan artesiano. La ocurrencia de aguas artesianas es muy diversa, pero la más común es sinclinal. El agua artesiana siempre llena todo el acuífero de abajo hacia arriba y no tiene superficie de agua libre. El área de distribución de uno o más niveles de acuíferos artesianos se denomina lavabo artesiano. Las áreas de las cuencas artesianas son enormes y se miden en decenas, cientos y, a veces, miles de kilómetros cuadrados. En cada cuenca artesiana se distinguen áreas de alimentación, distribución y descarga. El área de recarga de las cuencas artesianas generalmente se encuentra a grandes distancias del centro de la cuenca y en elevaciones más altas. Nunca coincide con el área de su distribución, que a veces se denomina área de presión. Las aguas artesianas experimentan presión hidrostática debido a la diferencia en las marcas del área de suministro y el área de descarga, según la ley de vasos comunicantes. El nivel en el que se establece el agua artesiana en el pozo se llama piezométrico. Su posición está determinada línea piezométrica, o una línea de presión, una línea recta condicional que conecta el área de suministro con el área de descarga. Si la línea piezométrica pasa por encima de la superficie de la tierra, cuando el acuífero se abre con pozos, se producirá un chorro de agua y la cabeza se considerará positiva. Cuando el nivel piezométrico está ubicado debajo de la superficie de la tierra, entonces la cabeza se llama negativa y el agua no sale del pozo. Las aguas artesianas son generalmente más salinas y menos asociadas con cursos de agua superficiales y cuerpos de agua que las aguas subterráneas.
Aguas fisuradas Se denominan aguas subterráneas confinadas a rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias fracturadas. La naturaleza de su movimiento está determinada por el tamaño y la forma de las grietas. Las aguas fracturadas pueden no estar confinadas y confinadas. Son inconstantes y pueden cambiar la naturaleza de su movimiento. La erosión y la disolución de las rocas conducen a la expansión de las grietas y a la cristalización de sales y la acumulación de sedimentos, a su estrechamiento. El consumo de agua de fractura puede alcanzar los 500 m 3 / h. Las aguas fracturadas plantean dificultades importantes en la construcción de estructuras subterráneas.
Agua subterránea en la ciudad.
En las ciudades, la demanda de agua es grande, pero los recursos de agua subterránea son limitados. En muchos sentidos, el proceso de restauración de los recursos hídricos depende del estado del propio entorno urbano, su ecología. Este importante factor es responsable no solo del volumen de los recursos hídricos subterráneos, sino también del nivel de contaminación.
En los últimos años, el estudio de las aguas subterráneas en áreas urbanas se ha incluido en el apartado de hidrogeología.
Los problemas que surgen de la interacción de las aguas subterráneas con el entorno urbano son la contaminación de las aguas subterráneas a través de las tuberías de alcantarillado, el descenso del nivel de las aguas subterráneas mediante sistemas de bombeo y la amenaza de inundación de las aguas subterráneas de los espacios subterráneos del entorno urbano (por ejemplo, el metro).
Ahora el problema de preservar y proteger las aguas subterráneas de la contaminación es especialmente grave. Después de todo, la estabilidad del desarrollo de la mayoría de las ciudades depende en gran medida de ellas, lo que lleva el problema a un nivel global.
A partir de las tareas establecidas y basándose en los últimos logros en el campo de la hidrogeología, los científicos están desarrollando nuevos esquemas para monitorear y monitorear el nivel de contaminación de las aguas subterráneas, su actividad dentro del espacio subterráneo del entorno urbano.
Y, sin embargo, no importa qué papel importante en el desarrollo del espacio urbano juegue su conexión con las aguas subterráneas, es bastante obvio que en este tipo de interacción al entorno urbano se le asigna la suerte de un limitador externo, en lugar de un participante igual.
Muchas ciudades utilizan agua subterránea como agua potable. Todo el mundo sabe que el agua es un recurso renovable, pero al mismo tiempo está fuertemente influenciado por factores externos. Es muy importante controlar el nivel de las aguas subterráneas y el grado de contaminación. Este delicado equilibrio es extremadamente importante para el desarrollo sostenible del espacio urbano. Una actitud negligente hacia los recursos hídricos tiene consecuencias muy desastrosas. Por ejemplo, en la Ciudad de México, el constante declive del nivel freático ha provocado un hundimiento y luego problemas ambientales.
Indicadores de aguas subterráneas en la Federación de RusiaEl potencial de recursos de las aguas subterráneas en Rusia es de 869,1 millones de m3 / día y está distribuido de manera desigual en todo el territorio, lo que está determinado por la variedad de condiciones geológicas e hidrogeológicas y características climáticas.
En el territorio europeo de Rusia, su valor es de 346,4 millones de m3 / día y varía de 74,1 millones de m3 / día en el Centro a 117,7 millones de m3 / día en los Distritos Federales Noroccidentales; en el territorio asiático de Rusia: 522,7 millones de m3 / día y oscila entre 159,2 millones de m3 / día en el Lejano Oriente y 250,9 millones de m3 / día en los distritos federales de Siberia.
El papel moderno del agua subterránea en el suministro de agua potable de la población de la Federación de Rusia se caracteriza por los siguientes indicadores. La proporción de agua subterránea en el saldo del suministro de agua potable y doméstica (de fuentes de agua superficial y subterránea) es del 45%.
Más del 60% de las ciudades y asentamientos de tipo urbano satisfacen sus necesidades de agua potable utilizando agua subterránea, y alrededor del 20% de ellos tienen fuentes mixtas de suministro de agua.
En las zonas rurales, el agua subterránea en el suministro de agua potable representa del 80 al 85% del consumo total de agua.
El problema más difícil es el suministro de agua potable a la población de las grandes ciudades. Aproximadamente el 35% de las grandes ciudades prácticamente no tienen fuentes subterráneas de suministro de agua centralizado, y 37 ciudades no tienen reservas probadas de agua subterránea.
El grado de uso de las aguas subterráneas en el suministro doméstico de agua potable de la población está determinado tanto por las regularidades de la distribución de los recursos hídricos subterráneos en el territorio de Rusia como por la política de abastecimiento de agua potable a la población mediante el uso prioritario de aguas superficiales. aguas, que se ha perseguido durante muchos años.
Actualmente, existe un bajo nivel de uso de los depósitos de agua subterránea explorados y sus reservas. El nivel promedio de utilización de las reservas totales exploradas es del 18 al 20%, y dentro de los campos explotados con reservas probadas, del 30 al 32%.
En los últimos 5 años, el aumento de las reservas operativas estimadas ascendió a 6,8 millones de m3 / día.
Desde fuentes subterráneas para satisfacer las necesidades de agua potable de la población y abastecimiento de agua a las instalaciones industriales, se tomaron 28,2 millones de m 3 / día de agua. La cantidad total de extracción y extracción de agua subterránea ascendió a 33,1 millones de m3 / día, sin uso, se vertieron 5,9 millones de m3 / día (17,8% de la cantidad total de extracción y extracción de agua subterránea).
Para las necesidades del hogar, se utilizaron 27,2 millones de m 3 / día, que incluyen: para el suministro de agua potable y del hogar 20,6 millones de m 3 / día (76%); suministro de agua industrial y técnica: 6,0 millones de m 3 / día (22%); riego de tierras y riego de pastos - 0,5 millones de m 3 / día (2%).
Como resultado de la extracción y extracción de agua subterránea en algunos territorios, se han formado grandes cráteres de depresión regional, cuyas áreas alcanzan tamaños significativos (hasta 50 mil km de Petersburgo).
En la ciudad de Bryansk, el embudo de depresión regional, formado en el acuífero del Devónico superior, tiene un radio de más de 150 km y un desnivel de más de 80 m. Se formaron embudos de depresión extensos en la región de las ciudades de Kursk y Zheleznogorsk y en la cantera de mineral de hierro Mikhailovsky. El embudo de la depresión "Kursk" en el acuífero Batkelloveysky tiene un radio de 90-115 km, la disminución del nivel en el centro es de 64,5 m. En el tajo abierto Mikhailovsky, el embudo ha alcanzado un radio de 60-90 km, el nivel ha disminuido desde el inicio del drenaje a cielo abierto por 77,4 m.
En la región de Moscú, la explotación intensiva de las aguas subterráneas del complejo acuífero del Bajo Carbonífero durante 100 años condujo a la formación de un extenso embudo profundo, cuyo área supera los 20 mil km 2, y la disminución máxima en el nivel es 110 m. La formación de un embudo de depresión regional con un área total de hasta 20 mil km 2 con una disminución en el nivel a 35 m.
En el territorio de Rusia, según el monitoreo estatal del estado del subsuelo del Ministerio de Recursos Naturales de Rusia, se han identificado 4,002 sitios de contaminación, de los cuales más del 80% están ubicados en acuíferos subterráneos, que generalmente no son fuentes. de abastecimiento de agua potable a la población.
Según estimaciones de expertos, en la Federación de Rusia la proporción de aguas subterráneas contaminadas no supera el 5-6% del volumen de su uso para el suministro de agua potable a la población.
El mayor número de sitios de contaminación de aguas subterráneas se encuentra en el territorio de los siguientes distritos federales: Privolzhsky (30%), Siberiano (23%); Central (16%) y Sur (15%). Del número total de sitios de contaminación de aguas subterráneas:
§ El 40% de la contaminación está asociada a empresas industriales;
§ 20% - con producción agrícola;
§ en un 9% - con vivienda y servicios comunitarios,
§ 4% de contaminación ocurre como resultado de la retracción de aguas naturales de calidad inferior en violación del régimen operativo de tomas de agua;
§ El 10% de la contaminación de las aguas subterráneas es "mixta" y es causada por la actividad de las instalaciones industriales, municipales y agrícolas;
§ para el 17% de los sitios, no se ha identificado la fuente de contaminación de las aguas subterráneas.
La situación ecológica más tensa se ha desarrollado en las áreas de contaminación de las aguas subterráneas con sustancias de la clase de peligro I. Estas áreas se identificaron en las áreas de grandes empresas industriales individuales en las siguientes ciudades y pueblos: Amursk (mercurio), Achinsk (fósforo), Baikalsk (mercurio), Georgievsk (mercurio), Essentuki (mercurio), Ekaterimburgo (fósforo), Iskitim. (berilio), Novokuznetsk (fósforo), Kazan (berilio, mercurio), Kislovodsk (fósforo), Mineralnye Vody (mercurio), Lermontov (mercurio), Komsomolsk-on-Amur (berilio), Magnitogorsk (tetraetilo de plomo) (berilio) ), Saya (mercurio), Svobodny (mercurio), Usolye-Sibirskoye (mercurio), Khabarovsk (berilio, mercurio), Cherepovets (berilio), etc.
El mayor peligro ambiental lo plantea la contaminación de las aguas subterráneas, identificadas en pozos individuales en las tomas de suministro de agua potable.
