Veda o podzemnej vode je tzv. Podzemné vody - História štúdia podzemných vôd. Klasifikačný podnázov vody v závislosti od typu dutín, ktoré vyplnia

Hydrogeológia(zo starogréčtiny ὕδωρ „voda“ + geológia) je veda, ktorá študuje pôvod, podmienky výskytu, zloženie a vzorce pohybu podzemnej vody. Študuje sa aj interakcia podzemnej vody s horninami, povrchovou vodou a atmosférou.

Rozsah tejto vedy zahŕňa otázky ako dynamika podzemných vôd, hydrogeochémia, vyhľadávanie a prieskum podzemných vôd, ako aj rekultivácia a regionálna hydrogeológia. Hydrogeológia úzko súvisí s hydrológiou a geológiou, vrátane inžinierskej geológie, meteorológie, geochémie, geofyziky a iných vied o Zemi. Spolieha sa na údaje z matematiky, fyziky a chémie a vo veľkej miere využíva ich výskumné metódy.

Hydrogeologické údaje sa využívajú najmä pri riešení problematiky zásobovania vodou, rekultivácie a využívania ložísk.

Podzemná voda.

Za podzemné vody sa považujú všetky vody zemskej kôry nachádzajúce sa pod zemským povrchom v horninách v plynnom, kvapalnom a pevnom skupenstve. Podzemná voda tvorí súčasť hydrosféry – vodnej škrupiny zemegule. Zásoby sladkej vody v útrobách Zeme tvoria až 1/3 vôd Svetového oceánu. V Rusku je známych asi 3 367 ložísk podzemnej vody, z ktorých sa využíva menej ako 50 %. Niekedy podzemná voda spôsobuje zosuvy pôdy, zamokrenie oblastí, poklesy pôdy, komplikuje ťažobné práce v baniach, aby sa znížil prítok podzemnej vody, ložiská sa odvodňujú a budujú sa odvodňovacie systémy.

História hydrogeológie

Hromadenie vedomostí o podzemných vodách, ktoré sa začalo v staroveku, sa urýchlilo s príchodom miest a zavlažovaného poľnohospodárstva. K tomu prispela najmä výstavba kopaných studní, vybudovaných v rokoch 2-3 000 pred Kristom. e. v Egypte, Strednej Ázii, Číne a Indii a dosahuje hĺbky niekoľkých desiatok metrov. Približne v rovnakom období sa objavila liečba minerálnymi vodami.

Prvé predstavy o vlastnostiach a pôvode prírodných vôd, podmienkach ich akumulácie a kolobehu vody na Zemi boli opísané v prácach starogréckych vedcov Thalesa a Aristotela, ako aj starých Rimanov Tita Lucretia Cara a Vitruvia. Štúdium podzemných vôd uľahčilo rozšírenie prác súvisiacich so zásobovaním vodou v Egypte, Izraeli, Grécku a Rímskej ríši. Vznikli pojmy beztlakové, tlakové a samotečúce vody. Ten druhý dostal v 12. storočí po Kr. e. názov artézsky - z názvu provincie Artois (staroveký názov je Artesia) vo Francúzsku.

V Rusku prvé vedecké myšlienky o podzemných vodách ako prírodných riešeniach, ich vzniku infiltráciou atmosférických zrážok a geologickej aktivite podzemných vôd vyjadril M. V. Lomonosov vo svojej eseji „O vrstvách Zeme“ (1763). Do polovice 19. storočia sa štúdium podzemných vôd rozvíjalo ako neoddeliteľná súčasť geológie, po ktorej sa stalo samostatnou disciplínou.

Distribúcia podzemnej vody v zemskej kôre

Podzemná voda v zemskej kôre je rozdelená do dvoch podlaží. Spodné poschodie, zložené z hustých vyvrelých a metamorfovaných hornín, obsahuje obmedzené množstvo vody. Väčšina vody je v hornej vrstve sedimentárnych hornín. Sú v nej tri zóny – horná zóna voľnej výmeny vody, stredná zóna výmeny vody a spodná zóna pomalej výmeny vody.

Vody horného pásma sú zvyčajne čerstvé a používajú sa na zásobovanie pitnou, domácou a technickou vodou. V strednom pásme sa nachádzajú minerálne vody rôzneho zloženia. Spodná zóna obsahuje vysoko mineralizované soľanky. Extrahuje sa z nich bróm, jód a ďalšie látky.

Povrch podzemnej vody sa nazýva „hladina podzemnej vody“. Vzdialenosť od hladiny podzemnej vody k nepriepustnej vrstve sa nazýva „hrúbka nepriepustnej vrstvy“.

Tvorba podzemnej vody

Podzemná voda sa tvorí rôznymi spôsobmi. Jedným z hlavných spôsobov tvorby podzemnej vody je infiltrácia alebo infiltrácia zrážok a povrchových vôd. Presakujúca voda dosiahne vodotesnú vrstvu a hromadí sa na nej, pričom nasýti pórovité a pórovité horniny. Takto vznikajú vodonosné vrstvy, čiže horizonty podzemných vôd. Okrem toho podzemná voda vzniká kondenzáciou vodnej pary. Identifikovaná je aj podzemná voda juvenilného pôvodu.

Hlavnými spôsobmi akumulácie podzemnej vody sú dva hlavné spôsoby tvorby podzemnej vody - infiltrácia a kondenzácia atmosférickej vodnej pary v horninách. Infiltračné a kondenzačné vody sa nazývajú vandózové vody (lat. vadare - ísť, pohybovať sa). Tieto vody vznikajú zo vzdušnej vlhkosti a podieľajú sa na všeobecnom kolobehu vody v prírode.

Infiltrácia

Podzemná voda sa tvorí z vôd atmosférických zrážok, ktoré padajú na zemský povrch a vsakujú do zeme do určitej hĺbky, ako aj z vôd močiarov, riek, jazier a nádrží, ktoré tiež vsakujú do zeme. Množstvo vlahy vstupujúcej týmto spôsobom do pôdy je 15-20% z celkového množstva zrážok.

Prienik vody do pôd závisí od fyzikálnych vlastností týchto pôd. Z hľadiska priepustnosti vody sa pôdy delia do troch hlavných skupín – priepustné, polopriepustné a vodotesné alebo vodotesné. Medzi priepustné horniny patria hrubé horniny, okruhliaky, štrk, piesky a puklinové horniny. Vodotesné horniny zahŕňajú husté vyvrelé a metamorfované horniny, ako je žula a mramor, ako aj íly. Medzi polopriepustné horniny patria ílovité piesky, spraše, sypké pieskovce a sypké sliene.

Množstvo vody, ktoré vsiakne do pôdy, závisí nielen od jej fyzikálnych vlastností, ale aj od množstva zrážok, sklonu terénu a vegetačného krytu. Dlhotrvajúci mrholiaci dážď zároveň vytvára lepšie podmienky na priesaky ako silný dážď.

Strmé svahy zvyšujú povrchový odtok a znižujú infiltráciu zrážok do pôdy, mierne svahy naopak infiltráciu zvyšujú. Vegetačný kryt zvyšuje odparovanie spadnutej vlahy, no zároveň odďaľuje povrchový odtok, ktorý podporuje presakovanie vlahy do pôdy.

V mnohých oblastiach zemegule je infiltrácia hlavnou metódou tvorby podzemnej vody.

Podzemnú vodu môžu tvoriť aj umelé vodné stavby, ako sú zavlažovacie kanály.

Kondenzácia vodnej pary

Druhým spôsobom vzniku podzemnej vody je kondenzácia vodnej pary v horninách.

Juvenilné vody

Juvenilná voda je ďalším spôsobom tvorby podzemnej vody. Takéto vody sa uvoľňujú počas diferenciácie magmatickej komory a sú „primárne“. V prírodných podmienkach neexistujú čisté juvenilné vody: podzemná voda, vytvorená rôznymi spôsobmi, sa navzájom mieša.

Klasifikácia podzemných vôd

Existujú tri typy podzemných vôd: posadená voda, podzemná voda a tlaková (artézska). Podľa stupňa mineralizácie sa rozlišujú sladké podzemné vody slané, brakické a soľné podľa teploty sa delia na podchladené, studené a termálne a podľa kvality podzemnej vody sa delia na technické a pitné.

Verchovodka

Verkhodka je podzemná voda, ktorá leží blízko povrchu zeme a vyznačuje sa premenlivým rozdelením a prietokom. Verkhovodka je obmedzená na prvú vodotesnú vrstvu z povrchu zeme a zaberá obmedzené oblasti. Verkhodka existuje v obdobiach dostatočnej vlhkosti a mizne počas suchých období. V prípadoch, keď nepriepustná vrstva leží blízko povrchu alebo vychádza na povrch, dochádza k podmáčaniu. Posadnutá voda často zahŕňa aj pôdnu vodu, prípadne vodu v pôdnej vrstve, reprezentovanú takmer viazanou vodou, kde je kvapôčkovo-tekutá voda prítomná len v období prebytku vlhkosti.

Posadené vody sú zvyčajne čerstvé, mierne mineralizované, ale často sú kontaminované organickými látkami a obsahujú zvýšené množstvo železa a kyseliny kremičitej. Posadnutá voda spravidla nemôže slúžiť ako dobrý zdroj vody. V prípade potreby sa však prijímajú opatrenia na umelú ochranu tohto typu vody: inštalujú sa rybníky, odklony od riek, neustála výživa využívaných studní, výsadba vegetácie alebo oddialenie topenia snehu.

Podzemná voda

Podzemná voda je voda, ktorá leží na prvom nepriepustnom horizonte pod sediacou vodou. Vyznačujú sa viac-menej konštantným prietokom. Podzemná voda sa môže hromadiť vo voľných pórovitých horninách aj v tvrdých puklinových nádržiach. Hladina podzemnej vody podlieha neustálym výkyvom, ovplyvňuje ju množstvo a kvalita zrážok, klíma, topografia, prítomnosť vegetácie a hospodárska činnosť človeka. Podzemná voda je jedným zo zdrojov zásobovania vodou, výstupy podzemnej vody na povrch sa nazývajú pramene alebo pramene.

Artézske vody

Tlaková (artézska) voda je voda, ktorá sa nachádza vo zvodnenej vrstve, uzavretej medzi vrstvami zvodnenej vrstvy, a je vystavená hydrostatickému tlaku v dôsledku rozdielu hladín v mieste dobíjania a uvoľňovania vody na povrch. Charakterizované konštantným prietokom. Oblasť dobíjania artézskych vôd, ktorých povodia dosahujú niekedy tisíce kilometrov, zvyčajne leží nad oblasťou vodného toku a nad výstupom tlakových vôd na povrch Zeme. Kŕmne oblasti artézskych kotlín sú niekedy výrazne vzdialené od miest, kde sa čerpá voda - najmä v niektorých oázach Sahary dostávajú vodu, ktorá spadla ako zrážky nad Európou.

Artézske vody (z Artesium, latinský názov pre francúzsku provinciu Artois, kde sa tieto vody dlho používali) sú tlakové podzemné vody obsiahnuté vo vodonosných vrstvách hornín medzi vrstvami vodonosných vrstiev. Zvyčajne sa nachádza v určitých geologických štruktúrach (priehlbiny, korytá, ohyby atď.), ktoré tvoria artézske panvy. Po otvorení sa zdvihnú nad strechu vodonosnej vrstvy a niekedy vytrysknú.

Prednáška 3. ZÁKLADY HYDROGEOLÓGIE

1. Pojem podzemná voda

2. Klasifikácia podzemných vôd

3. Dynamika podzemnej vody

4. Prítok podzemnej vody do vodárenských objektov

5. Boj proti podzemnej vode

KONCEPCIA PODZEMNÝCH VOD

VODA je zázrak prírody, najpotrebnejšia existujúca látka na Zemi. Náš blahobyt, samotný fakt existencie života na Zemi, závisí od vody. Ľudské telo podľa hmotnosti pozostáva hlavne z vody. U novorodenca - 75%, u dospelého - 60% telesnej hmotnosti.

Voda na zemeguli má veľmi zložitý vzťah so živými bytosťami. Je potrebné nielen podporovať život, je tiež produktom živých vecí. Voda je všadeprítomná, všadeprítomná a mnohostranná.

Pozoruhodný vedec, tvorca geochémie V.I. VERNADSKY napísal: „Voda stojí v dejinách našej planéty stranou, neexistuje žiadne prírodné teleso, ktoré by sa s ňou dalo porovnávať v jej vplyve na priebeh hlavných, najambicióznejších geologických procesov...“

Vody nachádzajúce sa v hornej časti ZEMSKEJ kôry a ležiace pod povrchom zeme sa nazývajú PODZEMNÉ. Štúdiom podzemných vôd sa zaoberá odbor geológie – HYDROGEOLÓGIA.

Hydrogeológia je náuka o podzemnej vode, jej pôvode, vlastnostiach, formách výskytu, povahe a zákonitostiach pohybu, režime a zásobách. Študuje spôsoby využitia podzemnej vody a metódy jej regulácie.

PODZEMNÁ VODA tvorí podzemnú HYDROSFÉRU, množstvo vody v nej obsiahnuté je porovnateľné so Svetovým oceánom.

Praktický význam podzemných vôd v živote človeka je obrovský. Podzemná voda je jedným z hlavných existujúcich a perspektívnych zdrojov zásobovania vodou, pretože má množstvo výhod:

1. Má vyššiu kvalitu ako povrchové vody (vody riek, jazier a nádrží).

2. Nevyžaduje drahé čistenie.

3. Lepšie chránené pred povrchovou kontamináciou.

4. Všadeprítomný.

Podzemná voda sa široko používa na zásobovanie vodou, v USA predstavuje asi 20% všetkej spotrebovanej vody, v Nemecku - 75%, v Belgicku - 90%. V Rusku sa podzemná voda využíva aj na centrálne zásobovanie vodou. V rámci Moskvy a Moskovskej oblasti tak bolo vyvŕtaných približne 1000 artézskych vrtov.

Pri využívaní podzemnej vody je však potrebné mať na pamäti, že ak spotreba vody z podzemných nádrží prebieha rýchlejšie, ako sa jej zásoby dopĺňajú vlhkosťou presakujúcou do zeme z atmosféry, hladina podzemnej vody klesá, čo má často nepriaznivé následky.

V priebehu niekoľkých desaťročí klesla hladina podzemnej vody v Moskve o viac ako 40 m, v Petrohrade - o 50 m, v Kyjeve - o 65 m, v Londýne - o viac ako 100 m, v Paríži - o 120 m, v Tokiu - o 150 m.

Navyše, ak je voda odoberaná z vrstiev relatívne uvoľnených hornín, môže to viesť k poklesu horninového masívu. Mexico City tak za 40 rokov kleslo o 7 metrov.

Je tiež potrebné vedieť, že podzemná voda má aj negatívne faktory, ktoré sa týkajú najmä výstavby.

Podzemná voda:

Komplikujú prácu v podmienkach prítoku podzemnej vody;

Zhoršujú únosnosť hornín ako základov stavieb;

Vedú k vyšším nákladom na výstavbu v dôsledku inštalácie hydroizolácie a drenáže.

Podzemná voda je v neoddeliteľnom spojení a interakcii s horninami, v ktorých sa tvoria, hromadia a pohybujú.

V horninách môže byť podzemná voda vo forme CHEMICKY VIAZANÁ, PÁRA, FYZIKÁLNE VIAZANÁ, VOĽNÁ a TUHÁ.

CHEMICKY VIAZANÁ voda- takmer to nie je „voda“, je súčasťou kryštálovej mriežky minerálov a podieľa sa na štruktúre kryštálovej mriežky. V SÓDE je to až 64%, v mineráli MIRABILITE - 55%. Túto vodu nie je možné izolovať bez narušenia kryštálovej mriežky. Výnimkou je minerál ZEOLIT - „KAMEŇ PLAČU“ - kryštalickú vodu z neho možno odstrániť zahriatím.

PARA voda je vodná para, ktorá spolu so vzduchom vyplňuje všetky póry a trhliny v horninách, ktoré nie sú zaplnené vodou v priestore medzi zemským povrchom a stálou hladinou podzemnej vody. Para môže preniknúť do určitých vrstiev zemskej kôry cez trhliny a dutiny z atmosféry alebo z hlbokých útrob zeme z horúcich vodných roztokov. Za určitých podmienok môžu výpary kondenzovať a stať sa tekutými. Len malá časť zemskej pary vody je sústredená v horných vrstvách zemskej kôry. Oveľa viac pary je v hlbokých hĺbkach, kde je horúco.

FYZIKÁLNE VIAZANÁ voda– ide o vodu, ktorá vzniká na povrchu horninových častíc KONDENZÁCIOU a ADSORPCIOU vodnej pary. Tu sa izoluje HYGROSKOPICKÁ a FILMOVÁ voda.

HYGROSKOPICKÁ voda je voda, ktorá je pevne držaná na povrchu častíc pôsobením MOLEKULÁRNYCH a ELEKTRICKÝCH síl. Potlačiť ju možno len pri teplote 105-100 0 C. V závislosti od množstva hygroskopickej vody zadržanej na časticiach hornín sa hygroskopickosť rozlišuje na NEÚPLNÚ (1) a MAXIMÁLNU (2).

Prítomnosť hygroskopickej vody v hornine nie je okom viditeľná. Zároveň MAXIMÁLNA hygroskopickosť jemnozrnných a ílovitých hornín môže dosiahnuť 18% v hrubozrnných horninách klesá na 1% hmotnosti sušiny.

FILMOVÁ voda sa tvorí na časticiach hornín pri úrovni vlhkosti presahujúcej maximálnu hygroskopickosť (3.4).

Povrch častíc je akoby obalený vodným filmom s hrúbkou niekoľkých molekulárnych vrstiev pokrývajúcich hygroskopickú vodu.

Prítomnosť filmovej vody v horninách je viditeľná pre oko, pretože horniny získavajú tmavšiu farbu. Filmová voda je schopná prechádzať ako kvapalina z hrubších filmov do tenších filmov.

Maximálny obsah vody vo filme je:

Pre piesočnaté skaly - až 7%;

Pre ílovité horniny – až 45 %.

BEZPLATNÁ voda je prevažná časť podzemnej vody. Môže sa pohybovať buď dole svahom - to je GRAVITAČNÁ voda, alebo hore - KAPILÁRNA voda.

Voľná voda nepodlieha príťažlivým silám k povrchu horninových častíc. Gravitačná voda podlieha gravitačnej sile a je schopná prenášať HYDROSTATICKÝ tlak. Gravitačná voda sa pohybuje cez pórovité priestory a trhliny v skalách. V SATURAČNÝCH ZÓNACH gravitačná voda vytvára VODNÉ VODY.

KIPALLARY voda vypĺňa kapilárne póry a tenké trhliny v horninách a je držaná silami povrchového napätia. Stúpa zdola nahor, t.j. v smere opačnom k pôsobeniu gravitácie.

TUHÁ voda - voda vo forme kryštálov, vrstiev a šošoviek ľadu - je rozšírená v zóne permafrostu.

Prítomnosť jedného alebo druhého do značnej miery predurčuje.

Podzemná voda

História hydrogeológie

Prvé predstavy o vlastnostiach a pôvode prírodných vôd, podmienkach ich akumulácie a kolobehu vody na Zemi boli opísané v prácach starogréckych vedcov Thalesa a Aristotela, ako aj starých Rimanov Tita Lucretia Cara a Vitruvia. Štúdium podzemných vôd uľahčilo rozšírenie prác súvisiacich so zásobovaním vodou v Egypte, Izraeli, Grécku a Rímskej ríši. Vznikli pojmy beztlakové, tlakové a samotečúce vody. Ten druhý dostal v 12. storočí po Kr. e. názov artézsky je z názvu provincie Artois (staroveký názov je Artesia) vo Francúzsku.

V Rusku prvé vedecké myšlienky o podzemných vodách ako prírodných riešeniach, ich vzniku infiltráciou atmosférických zrážok a geologickej aktivite podzemných vôd vyjadril M. V. Lomonosov vo svojej eseji „O vrstvách Zeme“ (1763). Do polovice 19. storočia sa štúdium podzemných vôd rozvíjalo ako integrálna súčasť geológie, po ktorej sa stalo samostatnou disciplínou.

Distribúcia podzemnej vody v zemskej kôre

Povrch podzemnej vody sa nazýva „hladina podzemnej vody“. Vzdialenosť od hladiny podzemnej vody k vrstve zvodnenej vrstvy sa nazýva „hrúbka zvodnenej vrstvy“.

Tvorba podzemnej vody

Hlavnými spôsobmi akumulácie podzemnej vody sú dva hlavné spôsoby tvorby podzemnej vody - infiltrácia a kondenzácia atmosférickej vodnej pary v horninách. Infiltračné a kondenzačné vody sa nazývajú vadózne vody (lat. vadare - ísť, pohybovať sa). Tieto vody vznikajú zo vzdušnej vlhkosti a podieľajú sa na všeobecnom kolobehu vody v prírode.

Infiltrácia

V mnohých oblastiach zemegule je infiltrácia hlavnou metódou tvorby podzemnej vody.

Podzemnú vodu môžu tvoriť aj umelé vodné stavby, ako sú zavlažovacie kanály.

Kondenzácia vodnej pary

Druhým spôsobom vzniku podzemnej vody je kondenzácia vodnej pary v horninách.

Juvenilné vody

Klasifikácia podzemných vôd

Existujú štyri typy podzemných vôd: posadené, sporadické, podzemné vody, tlakové (artézske) a permafrostové podzemné vody.

Podľa podmienok výskytu: pór, tvorba, lom.
V závislosti od stupňa mineralizácie: ultračerstvé, čerstvé, minerálne, brakické, slané a slané.
Podľa teploty: podchladený, studený a tepelný.
Podľa kvality: technická, minerálna a pitná.

Verchovodka

Verkhodka a podzemná voda

Verkhodka je podzemná voda, ktorá leží blízko povrchu zeme a vyznačuje sa premenlivým rozdelením, životnosťou a prietokom. Verkhodka sa spravidla tvorí na prvej vrstve zvodnenej vrstvy z povrchu zeme alebo vrstiev zvodnených sedimentov vo zvodnenej vrstve, má miestne rozloženie a sezónny charakter existencie. Verkhodka existuje v obdobiach dostatočnej vlhkosti a mizne počas suchých období. V prípadoch, keď nepriepustná vrstva leží blízko povrchu alebo vychádza na povrch, dochádza k podmáčaniu. Posadnutá voda často zahŕňa aj pôdnu vodu, prípadne vodu v pôdnej vrstve, reprezentovanú takmer viazanou vodou, kde je kvapôčkovo-tekutá voda prítomná len v období prebytku vlhkosti.

Podzemná voda

Podzemná voda je voda, ktorá leží ako prvá z povrchu a má regionálne rozdelenie. Zvyčajne sú voľne tečúce, v zriedkavých prípadoch majú lokálny tlak a vyznačujú sa viac-menej konštantným prietokom. Podzemná voda sa môže vyskytovať ako vo voľných poréznych horninách, tak aj v tvrdých puklinových nádržiach. Hladiny podzemných vôd podliehajú sezónnym výkyvom a sú ovplyvnené množstvom zrážok, klímou, topografiou, prítomnosťou vegetácie a ľudskými aktivitami. Podzemná voda je jedným zo zdrojov zásobovania vodou (hlavne studne výstupy podzemnej vody na povrch sa nazývajú pramene alebo pramene).

Artézske vody

Tlaková (artézska) voda - voda, ktorá sa nachádza vo zvodnenej vrstve, uzavretej medzi vrstvami zvodnenej vrstvy, a zažíva hydrostatický tlak v dôsledku rozdielu hladín v mieste dobíjania a uvoľňovania vody na povrch. Charakterizované konštantným prietokom. Oblasť dobíjania artézskych vôd, ktorých povodia dosahujú niekedy tisíce kilometrov, zvyčajne leží nad oblasťou vodného toku a nad výstupom tlakových vôd na povrch Zeme. Kŕmne oblasti artézskych kotlín sú niekedy výrazne vzdialené od miest, kde sa čerpá voda - najmä v niektorých oázach Sahary dostávajú vodu, ktorá spadla ako zrážky nad Európou.

Odkazy

Hydrogeológia na stránke „Baníckej encyklopédie“

Geológia
Zloženie a štruktúra
Historický
Pohyb
Hydrogeológia
Geofyzika
Minerály

Nadácia Wikimedia. 2010.

Synonymá:

Pozrite sa, čo je „Hydrogeológia“ v iných slovníkoch:

Hydrogeológia… Slovník pravopisu-príručka

Náuka o podzemnej vode: o jej pôvode, podmienkach výskytu, zákonitostiach pohybu, režime, fyzike. a chem. vlastnosti, vzájomné prepojenie s pevnými minerálmi, s atmosférickými a povrchovými vodami, ich ekonomický význam (minerály, prieskumné... Geologická encyklopédia

- (grécky, z hydor voda, ge zem a logos slovo). Doktrína, že vznik zemského povrchu sa pripisuje vplyvu vody; inak nazývaný neptunizmus. Slovník cudzích slov zahrnutých v ruskom jazyku. Chudinov A.N., 1910. HYDROGEOLÓGIA ... Slovník cudzích slov ruského jazyka

Hydrogeológia- - veda, ktorá študuje pôvod, podmienky výskytu, zloženie a vzorce pohybu podzemných vôd. Študuje sa aj interakcia podzemnej vody s horninami, povrchovou vodou a atmosférou. Hydrogeológia úzko súvisí s ... ... Mikroencyklopédia ropy a zemného plynu

- (z hydro... a geológie), náuka o podzemných vodách; študuje ich zloženie, vlastnosti, pôvod, vzorce distribúcie a pohybu, ako aj interakciu s horninami. Vznikol v 2. polovici 19. storočia... Moderná encyklopédia

Ako taká, veda o podzemných vôd sa objavila v roku 1674 po tom, čo vedec P. Perrault publikoval svoje dielo „O pôvode zdrojov“ a svoj oficiálny názov dostala po vydaní knihy „Hydrogeológia alebo štúdium vplyvu vody na povrch zemegule“ v roku 1802. od J. Lemarcka.

Podľa vedcov objem Podzemná voda je 60 000 000 km3 alebo 3,83 % z celkového objemu hydrosféry. (zdroj World Water Balance..., 1974; Gavrilenko, Derpgolts, 1971; atď.)

Podzemná voda je...

Pre presnejšie pochopenie toho, čo je podzemná voda ako taká, uvádzame niekoľko definícií zo smerodajných slovníkov a encyklopédií.

Horská encyklopédia
Podzemná voda ... je voda nachádzajúca sa v horninových vrstvách hornej časti zemskej kôry v kvapalnom, pevnom a parnom stave. P.v. sú súčasťou Vodných zdrojov. V oblastiach existencie P. v. teplota sa pohybuje od -93 do 1200°C, tlak - od niekoľkých do 3000 MPa...
A. A. Konoplyantsev.
Horská encyklopédia. M.: Sovietska encyklopédia. Spracoval E. A. Kozlovský. 1984 - 1991

Ekologický slovník
Podzemná voda - voda vrátane minerálnej vody nachádzajúca sa v podzemných vodách (Vodný zákonník Ruskej federácie)
EdwART. Termíny a definície ochrany životného prostredia, environmentálneho manažmentu a environmentálnej bezpečnosti. Slovník. 2010

Geografický slovník
Voda nachádzajúca sa pod zemským povrchom v horninách a pôde v akomkoľvek fyzikálnom stave.
Geografický slovník. 2015

Pôvod podzemných vôd

Pôvod Podzemná voda už dlho vzrušuje predstavivosť najlepších myslí ľudstva. Boli vyslovené najodvážnejšie predpoklady a hypotézy a pre spravodlivosť treba poznamenať, že mnohé z nich sa ukázali ako správne. Existujú rozumné špekulácie, že podzemná voda sa používala v suchých oblastiach Blízkeho východu, Strednej Ázie a Číny už v rokoch 3000-2000 pred Kristom. Prvá hypotéza o pôvode podzemnej vody, ktorá sa k nám dostala, pochádza zo 7. storočia pred Kristom. e. Patrí starogréckemu filozofovi Thalesovi. Neskôr Platón vyjadril svoj súhlas s touto hypotézou. Starovekí grécki filozofi predpokladali, že podzemná voda pochádza zo vzduchu ochladzovaného v podzemných jaskyniach.

Podzemná voda existujú v rôznych stavoch agregácie. Hromadia sa v hrúbke zemskej kôry a pohybujú sa tam rôznymi spôsobmi cez dutiny, póry a trhliny. Na miestach, kde sú prítomné vodotesné horniny, sa hromadia a vytvárajú vzájomne prepojené podzemné zásobníky - podzemné vodonosné systémy, ktoré obopínajú celú zemeguľu.

Podzemná voda má široké využitie v ľudskej hospodárskej činnosti. Po prvé je zdrojom sladkej vody a po druhé podzemná voda je zdrojom mnohých pre človeka dôležitých minerálnych vôd, ktoré sú každému dobre známe. Horúce alebo geotermálne vody, ktorým sme sa podrobne venovali v článku, alebo horúce vody Zeme, sú nielen zdrojom užitočných minerálov, ale ľuďom poskytujú aj dostupnú a bezplatnú geotermálnu energiu.

Druhy podzemných vôd

O. Meinzer (1935) klasifikoval vody nachádzajúce sa v horninách takto:

Vody vo voľnom stave, schopné nezávislých foriem pohybu, rôzne v závislosti od konkrétneho typu vody:
* para (para);
* gravitačné vody (presakujúce kvapôčky kvapaliny, podzemné toky);
* v nadkritickom stave - podzemná voda s teplotou a tlakom nad kritickou hodnotou.
Vody vo viazanom stave, neschopné samostatných foriem pohybu, bez prechodu do voľného stavu (do iných druhov vôd):
* voda chemicky viazaná na kryštalickú štruktúru minerálov;
* voda, fyzikálno-chemicky a fyzikálne spojená s povrchom minerálnych častíc (kostra) hornín;
* voda v prechodnom stave z viazanej do voľnej, vrátane kapilárne viazanej vody;
* imobilizovaná (vakuola) voda;
* tuhá voda.

Na základe intenzity výmeny vody možno podzemnú vodu rozdeliť do nasledujúcich kategórií:

Zóna aktívnej výmeny vody je 300/500 metrov od povrchu zeme, doba obnovy vody je od niekoľkých rokov až po niekoľko desiatok rokov;
Zóna pomalej výmeny vody - 500/2000 metrov od povrchu zeme, doba obnovy vody je desiatky a stovky rokov;
Pasívna zóna výmeny vody je viac ako 2000 metrov od povrchu, obnova vody prebieha milióny rokov.

Klasifikácia podzemných vôd podľa stupňa mineralizácie:

Zóna aktívnej výmeny vody je 300/500 metrov od povrchu zeme, prevláda sladká voda s obsahom soli do 1 gram/liter;
Zóna pomalej výmeny vody - 500/2000 metrov od povrchu zeme, brakické vody s obsahom soli 1 až 35 g/l;
Zóna pasívnej výmeny vody je viac ako 2000 metrov od povrchu, slaná voda z hľadiska slanosti je blízka morskej vode, viac ako 35 g/l.

Klasifikačný podnázov voda v závislosti od typu dutín, ktoré vyplnia:

Podsekcia pórov voda - v piesku, kamienkoch...;
Crack podsekcie voda - v žulach, pieskovcoch a iných horninách;
Krasová podsekcia voda - voda nachádzajúca sa v rozpustných horninách (sadrovec, vápenec, dolomit...).

Klasifikácia podzemnej vody podľa teploty (Shcherbakov, 1979)

Dôležitým faktorom je teplota podzemnej vody. O tomto probléme sa diskutovalo v článku „Termálne pramene alebo horúce vody Zeme“. Všimnime si zaujímavý fakt: vo veľkých hĺbkach dosahuje voda stav takzvanej „vodnej plazmy“. Tento stav sa vyznačuje tým, že na jednej strane voda prestáva byť „vodou“ a na druhej strane sa nestala vodnou parou. Stáva sa to vtedy, keď je v dôsledku vysokých teplôt rýchlosť pohybu molekúl porovnateľná s rýchlosťou pohybu molekúl vodnej pary a hustota zostáva rovnaká ako hustota kvapalnej vody. Takáto zmes pary a vody je často vyvrhovaná na povrch vo forme takzvaných gejzírov.

Podchladená podzemná voda

Úroveň tepla: výnimočne chladno.
Teplotná stupnica: pod 0 °C.
prechod do pevného stavu.

Studená podzemná voda - typ č.1

Úroveň tepla: veľmi chladno.
Teplotná stupnica: pod 0-4 °C.
Fyzikálne a biochemické kritériá pre teplotné limity: 3,98°C je teplota maximálnej hustoty vody.

Studená podzemná voda - typ č.2

Úroveň tepla: stredne chladný.
Teplotná stupnica: pod 4-20 °C.
Fyzikálne a biochemické kritériá pre teplotné limity: Jednotka viskozity (centipoise) sa určuje pri teplote 20 °C.

Termálne podzemné vody - typ č.1

Úroveň tepla: teplý.
Teplotná stupnica: pod 20-37 °C.
Fyzikálne a biochemické kritériá pre teplotné limity: teplota ľudského tela je asi 37 ° C.

Termálne podzemné vody - typ č.2

Úroveň tepla: horúce.
Teplotná stupnica: pod 37-50 °C.
Fyzikálne a biochemické kritériá pre teplotné limity: optimálna teplota pre rast baktérií.

Termálne podzemné vody - typ č.3

Úroveň tepla: dosť horúce.
Teplotná stupnica: pod 50-100 °C.
Fyzikálne a biochemické kritériá pre teplotné limity: prechod do parného stavu.

Prehriata podzemná voda - typ č.1

Úroveň tepla: mierne prehriaty.
Teplotná stupnica: pod 100-200 °C.
Fyzikálne a biochemické kritériá pre teplotné limity: termometamorfizmus (hydrolýza uhličitanov s uvoľňovaním CO2, vznik abiogénneho H2S a pod.).

Prehriata spodná voda - typ č.2

Úroveň tepla: veľmi prehriaty.
Teplotná stupnica: pod 200-372 °C.
Fyzikálne a biochemické kritériá pre teplotné limity: procesy karbonizácie organickej hmoty a tvorby uhľovodíkov.

Netlakové vody:

Podzemná voda a posadená voda sú prvé zvodnené vrstvy z povrchu zeme, alebo inak zvodnené vrstvy, ležiace na prvej nepriepustnej vrstve (na rozdiel od viacročných vôd sa podzemná voda zvyčajne spája s prítomnosťou regionálne rozšírenej vrstvy málo priepustných hornín, tieto vody kŕmne studne);
Interstratálne vody, vodonosné systémy - podzemné nádrže, často vzájomne prepojené, v ktorých je vodotesná vrstva umiestnená nad aj pod;
Puklinová a puklinovo-krasová podzemná voda.

Tlaková voda alebo artézska voda

Tlakové vody alebo artézske vody sú artézske nádrže, v ktorých je voda pod tlakom/hydraulickým tlakom medzi dvoma vodotesnými horninami.

Juvenilné vody

Chceme sa zamerať aj na takzvané Juvenilné vody. Máme na mysli vody, ktorých vznik je spôsobený procesmi syntézy vodíka a kyslíka v magmatických taveninách. Ďalej sa tieto vody, stúpajúce nahor, miešajú s inými typmi podzemných vôd. Hypotézu o Juvenilných vodách prvýkrát sformuloval v roku 1902 rakúsky geológ E. Suess.

Treba poznamenať, že v zónach permafrostu je spodná voda na hornej úrovni zamrznutá a v pevnom stave.

Jednou z foriem podzemnej vody je takzvaná „fyzikálne viazaná voda“. Dostal túto formuláciu, pretože pri interakcii s časticami hornín je nimi priťahovaný. Čím menšie sú častice, tým viac vody dokážu pritiahnuť.

V podzemí je veľa obyčajnej vody, ktorá sa tam nachádza v dôsledku gravitácie, v dôsledku čoho sa nazývajú „gravitačné vody“. Medzi nimi možno rozlíšiť dva typy - tlakovú a netlakovú vodu.

Fyzikálne vlastnosti podzemných vôd

Rozlišujú sa tieto fyzikálne vlastnosti podzemnej vody:

Zákal a transparentnosť;
Chroma;
Vôňa a chuť;
teplota;
Viskozita;
Rádioaktivita.

Téma Podzemné vody je veľmi rozsiahla a je zrejmé, že zobraziť ju v jednom článku je jednoducho nemožné. Snažili sme sa vyzdvihnúť najdôležitejšie, z nášho pohľadu, body. Budeme radi, ak vás tento materiál povzbudí k podrobnejšiemu štúdiu takejto zaujímavej témy.

Moderné koncepty geoekologickej vedy definujú hydrosféru ako jednu z hlavných život podporujúcich geosfér; Hydrosféra je neoddeliteľnou súčasťou prírodného prostredia, neoddeliteľne spojená s litosférou, atmosférou a biosférou a nepriamo aj s ľudskou činnosťou a životom.

Vody nachádzajúce sa v hornej časti zemskej kôry sa nazývajú podzemné. Náuka o podzemnej vode, jej pôvode, podmienkach výskytu, zákonitostiach pohybu, fyzikálnych a chemických vlastnostiach, súvislostiach s atmosférickými a povrchovými vodami je tzv. hydrogeológie.

Pre stavebníkov slúži podzemná voda v niektorých prípadoch ako zdroj vody a v iných pôsobí ako faktor komplikujúci výstavbu. Ťažké je najmä vykonávanie výkopových a banských prác v podmienkach prítoku podzemnej vody, ktorá zaplavuje jamy, lomy, priekopy, podzemné banské diela: bane, štôlne, štôlne, štôlne atď. Podzemná voda zhoršuje mechanické vlastnosti sypkých a ílovitých hornín, môže pôsobiť ako agresívne prostredie vo vzťahu k stavebným materiálom, spôsobovať rozpúšťanie mnohých hornín (sadrovec, vápenec a pod.) s tvorbou dutín atď.

Stavebníci musia skúmať podzemnú vodu a využívať ju na výrobné účely a byť schopní odolávať jej negatívnym vplyvom pri výstavbe a prevádzke budov a stavieb.

Voda na zemskom povrchu je v neustálom pohybe. Vyparovaním z povrchu morí, oceánov a pevniny sa dostáva do atmosféry v parnom stave. Za vhodných podmienok pary kondenzujú a vytvárajú atmosférické zrážky.

kov (dážď, sneh) návrat na povrch Zeme - do morských oblastí a na pevninu. Kolobeh vody prebieha v prírode.

Kolobeh vody v prírode. Existujú veľké, malé a vnútorné (miestne) vodné cykly. o skvelý gyre Vlhkosť vyparujúca sa z hladiny Svetového oceánu sa prenáša na pevninu, kde padá vo forme zrážok, ktoré sa opäť vracajú do oceánu vo forme povrchového a podzemného odtoku. Malý gyre charakterizované vyparovaním vlhkosti z povrchu oceánu a jej zrážaním vo forme zrážok na tej istej vodnej ploche. Počas vnútorný obeh vlhkosť odparená z povrchu pozemku padá späť na pozemok vo forme atmosférické zrážky.

Intenzita výmeny vody podzemnej vody. V procese kolobehu vody v prírode sa prírodné vody, vrátane podzemných, neustále obnovujú. Proces nahradenia pôvodne nahromadenej vody prichádzajúcou vodou sa nazýva výmena vody. Odhaduje sa, že na kolobehu vody na Zemi sa ročne zúčastní viac ako 500 tisíc km 3 vody. Riečne vody sa najaktívnejšie obnovujú.

Intenzita výmeny vody podzemnej vody je rôzna a závisí od hĺbky jej výskytu. V hornej časti zemskej kôry sa rozlišujú tieto vertikálne zóny:

intenzívna výmena vody (voda je prevažne čerstvá); nachádza sa v najvyššej časti zemskej kôry do hĺbky 300-400 m, zriedkavo viac; podzemná voda v tejto zóne je odvádzaná riekami; v geologickom časovom meradle sú to mladé vody; výmena vody prebieha desiatky a tisíce rokov;
pomalá výmena vody (slané a slané vody); zaujíma strednú polohu a nachádza sa v hĺbke 600-2000 m; obnova vody v procese cyklu nastáva v priebehu stoviek tisíc rokov;
veľmi pomalá výmena vody (voda ako soľanka); obmedzené na hlboké zóny zemskej kôry a úplne izolované od povrchových vôd a zrážok; výmena vody - po stovky miliónov rokov.

Najväčší význam pre zásobovanie vodou má podzemná voda cirkulujúca v zóne intenzívnej výmeny vody. Neustále dopĺňané atmosférickými zrážkami a vodou z povrchových nádrží sa spravidla vyznačujú významnými rezervami a vysokou kvalitou. Vody dvoch spodných zón, ktoré sa nachádzajú v hĺbke 10-15 km, sa počas procesu obehu prakticky neobnovujú;

Kvantifikácia vodného cyklu. Kolobeh vody v prírode je kvantitatívne opísaný rovnicou vodnej bilancie

kde 0a.o je množstvo ATMOSFÉRNYCH ZRÁŽENÍ; 0 softvér dz - podzemná drenáž; ?2 П0В - povrchový odtok; 0 I - odparovanie.

Základný spotrebný materiál (0 PO dz, (? pov A(? a) a vstupné (@ a o) položky vodnej bilancie závisia od prírodných podmienok, najmä od klímy, topografie a geologickej stavby územia.

Štúdium vodnej bilancie jednotlivých regiónov alebo zemegule ako celku je nevyhnutné pre cieľavedomú transformáciu vodného cyklu, najmä pre zvýšenie zásob sladkej podzemnej vody využívanej na zásobovanie vodou.

Pôvod podzemných vôd. Podzemná voda v hornej časti zemskej kôry je tvorená o infiltrácia. Atmosférické zrážky, riečne a iné vody vplyvom gravitácie presakujú cez veľké póry a pukliny v horninách. V hĺbke narazia na vodotesné vrstvy hornín. Voda sa zadržiava a vypĺňa dutiny v skalách. Takto vznikajú horizonty podzemnej vody. Množstvo vody infiltrujúcej z povrchu je dané pôsobením mnohých faktorov: charakter reliéfu, zloženie a filtračná schopnosť hornín, klíma, vegetačný kryt, ľudská činnosť atď.

Na určenie množstva infiltračnej výživy (? ip je potrebné poznať intenzitu infiltrácie zrážok @ inf a výparu 0 I:

b.p. Q^^nf 2i-

V niektorých prípadoch nie je teória infiltrácie schopná vysvetliť vzhľad podzemnej vody. Napríklad v suchých púštiach, kde je málo zrážok, sa v blízkosti povrchu tvoria zvodnené vrstvy. Bolo dokázané, že kondenzácii vodná para, ktorá preniká pórmi hornín z atmosféry. Táto cesta tvorby podzemnej vody je jasne viditeľná v uvoľnených horninách, ktoré slúžia ako základ štruktúr. Vzhľadom na to, že tieto horniny majú nižšiu teplotu ako okolité horniny, dochádza v nich ku kondenzácii pár pod základmi budov.

Vody zemskej kôry sa počas dlhého geologického času neustále dopĺňajú juvenilné vody, ktoré vznikajú hlboko v zemi v dôsledku kyslíka a vodíka uvoľňovaného magmou. Juvenilné vody vo forme pár a horúcich prameňov majú počas sopečnej činnosti priamy prístup na povrch zeme.

V zónach pomalej a veľmi pomalej výmeny vody mineralizované (slané) vody tzv sedimentačný pôvod. Tieto vody vznikli po vzniku (sedimentácii) starých morských sedimentov na začiatku geologickej histórie zemskej kôry.