чем различаются грунтовые и межпластовые воды кратко
Разбираем вопрос — чем различаются грунтовые и межпластовые подземные воды?
Грунтовые и межпластовые воды формируют водоносные подземные горизонты, имеют как схожесть, так и ряд отличий.
Основная разница – расстояние от поверхности земли, что приводит к возникновению ряда дополнительных оценочных критериев.
Что это такое?
Для грунтовых вод характерно соседство с почвенным покровом земли и первым водоупорным слоем. Результат неглубокого расположения – существенные скачки уровня в зависимости от сезона.
Наблюдается как понижение/повышение объема вод при разном количестве осадков, так и промерзание в зимний период.
Межпластовые воды заполняют нижележащие водные горизонты, заполняя пространство между соседними водонепроницаемыми породами. Верхнюю определяют термином «кровля», нижнюю – «ниша». Благодаря глубинному расположению можно констатировать постоянство уровня межпластовых водных ресурсов.
Чем похожи водоносные горизонты – одно ли это и то же?
Оба типа вод имеют основную общую черту – они протекают под землей и тесно контактируют с породами, которые определяют их минеральный состав.
Но сказать, что рассматриваемые водоносные горизонты – это одно и то же, нельзя. Они различаются по большому количеству критериев, начиная от наполненности, чистоты и заканчивая способом добычи.
Чем различаются водные подземные ресурсы?
Для сравнения подземных вод используют несколько категорий.
Схема формирования
Грунтовые воды не имеют строго ограниченной водной поверхности.
В зависимости от места формирования выделяют 3 вида водных ресурсов:
Грунтовые воды являются результатом проникновения под землю поверхностных водных ресурсов и атмосферных осадков. Их область питания, как правило, идентична области распространения водоносного горизонта.
Наполнение (или мощность) потока воды непостоянно.
Главными особенностями водного ресурса считается:
Межпластовые воды тоже бывают безнапорными, протекая неглубоко под поверхностью земли.
Если такие водоносные горизонты граничат с земной поверхностью, они обеспечивают стабильное питание поверхностных водоемов. В отличие от грунтовых, площади их распространения и питания не совпадают.
Напорные и безнапорные межпластовые воды защищены, если граничащие с ними подземные породы формируют сплошную линию. Одновременно не должно происходить питание ресурсов из вышележащих водоемов, грунтовых резервов.
Область использования
Добыча грунтовых вод – легко решаемая задача, что дает возможность снабжать водными ресурсами населенные пункты, промышленные предприятия.
Еще один вариант применения – как обширный запасной резервуар для подачи воды в период засух, как накопитель при наводнениях.
Межпластовые воды особенно удобны для использования, если они находятся под давлением (напорные ресурсы).
Так характеризуются водоносные горизонты, заполняющие вогнутые подземные слои. Их особенность – способность пробиваться наружу, образуя артезианские родники.
Состав
Для грунтовых вод он зависим от климата. Во влажных природных зонах происходит выщелачивание почв и горных пород, вымывание легко растворимых сульфатов, хлоридов. Поэтому отмечается опреснение водоносных горизонтов, преобладание в них гидрокарбонатов кальция.
Если климат теплый засушливый, атмосферные осадки являются редкостью, исключается развитие подземного стока грунтовых вод, происходит их испарение и засоление.
По соседству с водохранилищами, водоемами водоносные горизонты опресняются и могут по качеству соответствовать питьевой воде.
Для межпластовых вод характерно большее разнообразие минеральных соединений в сравнении с грунтовыми водоносными горизонтами.
Оставаясь пресными, водоносные горизонты отличаются по степени минерализации, которая определяет вкус воды. Вид минеральных солей обусловлен химическим составом породы, в которой протекают воды.
По уровню рН межпластовые потоки относятся, преимущественно, к щелочным. Патогенные микроорганизмы в межпластовых водах практически отсутствуют.
Необходимость очистки
Грунтовый водоносный горизонт в большинстве случаев не закрыт всплошную водонепроницаемыми породами. Ввиду близкого соседства с почвенным слоем грунтовые воды подвержены загрязнению.
Для межпластовых вод характерна незначительная загрязненность, что обусловлено их глубинным расположением. Ухудшение качества воды нередко влечет интенсивная эксплуатация сразу нескольких буровых скважин.
Результат такой деятельности – повышение водообмена подземных ресурсов. Когда водоносный горизонт плотно соприкасается с породами верхних пластов, загрязнение происходит по химическим показателям.
Способ добычи
Добраться до грунтовых вод удается посредством бурения скважин на песок, выкапывания колодцев.
В первом случае практикуется отсыпка гравием в комбинации с установкой фильтрующих элементов – сеток галунного плетения.
Для добычи межпластовой воды необходима самоходная буровая установка.
Методом проходки ствола бурение ведут до упорного слоя для мягких пород и до углубления в водоносный пласт для трещиноватых, скальных пород.
Недостатки и преимущества
К положительным характеристикам межпластовых относят:
Недостатками межпластовых считаются:
Достоинства грунтовых вод:
Негативными сторонами использования грунтовых являются:
Заключение
Налицо существенные различия характеристик водоносных подземных потоков и целесообразность использования, в зависимости от поставленной задачи, каждого типа вод.
Грунтовые применимы для сельскохозяйственных, промышленных нужд, тогда как межпластовые ресурсы предпочтительны для бытовых целей, приготовления пищи. Главное – заранее провести оценку качества, наличия минеральных соединений, чтобы исключить негативные моменты пользования.
Чем различаются грунтовые и межпластовые воды?
Обсуждение вопроса:
Грунтовые воды — подземные воды первого от поверхности постоянно существующего водоносного горизонта, залегающего на первом выдержанном по площади водоупорном пласте. Имеют свободную поверхность — зеркало грунтовых вод. Тяготеют к рыхлым четвертичным отложениям, участвуют в питании поверхностных вод, легко доступны для использования, наиболее подвержены загрязнению. Имеют изменчивый режим, связанный с режимом питания и разгрузки.
Межпластовые воды — нижележащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых, уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые.
Есть несколько признаков, по которым различаются между собой грунтовые и межпластовые воды.
2) Уровень грунтовых вод часто меняется, а уровень межпластовых вод почти всегда постоянен.
3) Грунтовые воды более грязные по сравнению с межплатовыми водами.
Поверхность земли составляют водоустойчивые и водопроницаемые осадочные породы, чередующиеся между собой и залегающие неравномерно, изгибами, горизонтально или вертикально. Вода, просачивающаяся через водопроницаемую породу, например, песок, стекает на слой глины и скапливается там, образуя слой грунтовых вод, не закрытый сверху водонепроницаемой осадочной породой. Медленнотекущие, просачивающиеся сквозь поры грунтовые воды образуют родники и пополняют колодцы.
Межпластовые слои воды накапливаются по-другому, медленно и долго, так как проникают в водонепроницаемые слои в местах, где плотный грунт выходит на поверхность. Чтобы добыть воду, залегающую в непроницаемых слоях, бурят скважины, через которые вода вытекает под напором. Межпластовые источники влаги залегают глубже, чем грунтовые и меньше подвержены загрязнению.
На глубинные слои грунтовых вод влияет поверхность земной коры, если она разделена балками, реками, оврагами, то есть очень неровная, то уровень залегания грунтовых водоносных слоев глубже, и они меньше загрязняются.
Межпластовые водоносные слои более постоянны и менее подвержены изменениям, чем грунтовые, они являются ценным источником питьевой артезианской воды.
Виды подземных вод. Верховодка и грунтовые воды: в чем отличия
Пригодность земельного участка к застройке определяется не только рельефом местности и механическим составом почвы, но и тем, какие на участке находятся виды подземных вод и на какой глубине они залегают. Присутствие подземных вод является определяющим, возникнут ли проблемы при строительстве и, в дальнейшем, при эксплуатации зданий и сооружений.
Мало того, стоимость участка под застройку напрямую зависит от того, на какой глубине залегают подземные (грунтовые) воды, так как борьба с ними — занятие нелёгкое и очень недешёвое.
Свойства любого грунта в сильной степени зависит от его влажности, то есть насколько он увлажнён поверхностными и подземными водами.
Подземные и поверхностные воды
Поверхностные воды – это просачивающиеся в землю осадки в виде снега и дождя.
Подземные воды формируются из проникающих в грунт на определённую глубину поверхностных вод, а также из вод рек, озёр, болот и искусственных водохранилищ.
Все воды, находящиеся ниже уровня земли в горных породах в газообразным, жидком и твердом состоянии называются подземными водами. Для их образования необходимо два условия: атмосферные осадки — снег дождь, выпадающие на поверхность суши в достаточном количестве и способность горных пород, слагающих этот участок суши, пропускать воду.
Атмосферные осадки, выпадающие в виде дождя, просачиваются сразу. Атмосферные осадки, выпадающие в виде снега, просачиваются после его таяния.
Способность породы пропускать воду объясняется тем, что во всех горных породах есть поры, пустоты и трещины. Поры – это расстояние между частицами горной породы. Чем крупнее частицы, тем крупнее поры, и тем легче вода проходит сквозь горную породу.
Породы, пропускающую воду, называют водопроницаемыми, а не пропускающие воду называют водонепроницаемыми или водоупорными.
По водопроницаемости, то есть, способности любого грунта пропускать воду через свои структуры, грунты делятся на три группы:
На поверхности суши преобладают осадочные породы разной водопроницаемости. Иногда эти породы располагаются горизонтально, иногда чередуются: водопроницаемые и водонепроницаемые слои.
Возьмем, например, участок суши, который сверху не прикрыт водонепроницаемыми породами и представлен крупнозернистым песчаником на водоупорной глине. Осадки, выпавшие на этот участок суши, очень быстро просочатся сквозь песок, но не пройдут сквозь водонепроницаемую глину. Постепенно осадки заполнят все поры в песке и образуется водоносный слой.
То есть, водоносный слой (водоносный пласт) — это горизонтально расположенный в толще земли участок грунта, состоящий из водопроницаемых горных пород, в полостях и трещинах которого движется подземная вода. Из одного или нескольких водоносных пластов образуется водоносный горизонт.
Виды подземных вод
По условиям залегания выделяются четыре вида подземных вод:
Подземные воды на участке
Верховодка
Верховодка – это временное, чаще всего сезонное, скопление безнапорных подземных вод малой мощности с небольшой площадью распространения. Располагается над грунтовыми водами, на сравнительно небольшой глубине в зоне, где часть пор пород занята воздухом, а другая часть — связанной водой.
Верховодка образуется над так называемыми полуводоупорами (случайными водоупорами) – линзами глин в песке или прослойками более плотных пород. Чаще всего это происходит в период долгоиграющих моросящих дождей или сильного снеготаяния, когда при инфильтрации вода не уходит в грунтовые воды, а временно задерживается. Таким образом, образуется ложный водоносный горизонт. Со временем эта вода либо испаряется, либо просачивается в нижележащие грунтовые воды.
Верховодка может также образовываться и в случае, когда нет никаких линз, но в толщу грунта с низкой водопроницаемостью обильно поступает вода. Так как просачивание происходит медленно, то в верхней толще грунта собирается вода – верховодка, которая рассасывается через некоторое время.
Появление верховодки может оказаться неожиданным «сюрпризом» для строителей, особенно если инженерно-геологические изыскания проводились в сухое время года. Поэтому она может представлять значительную опасность для строительства, так как не обнаруженная вовремя, может вызвать подтопление подвалов. Строители далеко не всегда страхуются устройством гидроизоляции подвала и дренированием территории
Грунтовые воды
Воду, находящуюся в водоносном слое, неприкрытую сверху водоупорными породами, называют грунтовыми водами.
Грунтовые воды – это первый от поверхности почвы постоянный водоносный горизонт, значительный по площади распространения, залегающий на первом водоупорном слое грунта, то есть на том слое, который или практически не пропускает воду, или имеет очень низкую фильтрацию.
Сверху грунтовые воды обычно не перекрываются водоупорными (водонепроницаемыми) породами.
Как правило грунтовые воды – безнапорные, свободные, так как водопроницаемый пласт, в котором они находятся, они заполняют не на полную мощность, и в этом их главное отличие от других видов подземных вод.
Иногда, на отдельных участках, над потоками грунтовых вод все-же встречаются участки плотных пород – водонепроницаемая кровля. Тогда грунтовые воды приобретают локальный (местный) напор.
Так как залегают грунтовые воды недалеко от поверхности земли, то в течении года их уровень существенно меняется. Например, весной, после таяния снега, уровень грунтовых вод повышается, а к концу засушливого лета понижается. Изменение уровня грунтовых вод хорошо видно в колодце в населенных пунктах, где люди берут питьевую воду.
Уровень грунтовых вод зависит от сезонных колебаний, на него влияет количество выпавших осадков, наличие растительного покрова, рельеф и жизнедеятельность человека.
Грунтовые воды медленно текут по порам в том направлении, где уровень грунтовых вод ниже. Иногда в оврагах и речных долинах они образуют источники или родники.
Именно грунтовые воды создают проблемы строителям, воздействуя на фундаменты. Так как грунтовая вода крайне непостоянна по многим факторам, и именно грунтовая вода влияет на условия строительства, диктует выбор фундамента и технологии при проектировании сооружений.
Межпластовые воды
Межпластовые воды – это подземные воды, находящиеся между двумя водоупорными слоями грунта. Межпластовые воды находятся ниже грунтовых вод, под первым водоупорным или водонепроницаемым слоем.
Бывают безнапорные межпластовые воды и напорные межпластовые воды. Безнапорные межпластовые воды не заполняют на полную мощность тот водоносный пласт, в котором находятся, и таким образом имеют свободную, безнапорную поверхность.
Однако, безнапорные межпластовые воды — довольно редкое явление. Чаще всего межпластовые воды заполняют весь водоносный пласт и обладают напором, то есть, находятся под значительным давлением грунта.
Напор – это давление, превышающее атмосферное. Причиной напора может быть вес вышележащих горных пород, изменение пористости пород, тектонические напряжения.
Наиболее благоприятные условия для формирования напорных вод создаются в пределах тектонических прогибов земной коры. То есть тогда, когда межпластовые воды и водоупорные слои располагаются чашеобразно. В таких случаях под напором вода поднимается, образуя источники и иногда бьет фонтаном.
Схема залегания подземных вод: 1 — верховодка; 2 — межпластовые безнапорные воды; 3 — грунтовые воды; 4 — межпластовые напорные воды; 5 — поверхностный водоем
Питание межпластового водоносного горизонта происходит лишь в местах выхода его на поверхность.
Артезианские воды
Артезианские воды – это межпластовые воды, обладающие напором. Залегают, как правило, на глубине несколько десятков метров. Находятся в водоносном слое, ограниченном снизу и сверху водоупорными пластами и поэтому постоянно находятся под давлением. Используются для водоснабжения дома после бурения артезианской скважины.
Межпластовые воды пополняются очень медленно, потому что попасть просачивающаяся вода может туда только в том месте, где они открыты на поверхности.
Грунтовые воды медленно пополняются атмосферными осадками, но только в том случае, если они не прикрыты водоупорным слоем. А межпластовые воды пополняется еще медленней и, если расходовать подземные воды быстрее, чем их количество растет, естественно, они будут исчерпанными.
Очищать грунтовые и подземные воды невозможно. Загрязнение происходит активно во время просачивания сточных вод рядом с крупными городами, сельскохозяйственными центрами населенными пунктами и предприятиями.
§ 36. Подземные воды и ледники
Вопрос 1. Где сосредоточены основные запасы пресной воды в гидросфере?
Подземные воды — один из главных источников пресной питьевой воды для человека.
Вопрос 2. Чем различаются грунтовые и межпластовые воды?
Грунтовые воды — подземные воды первого от поверхности постоянно существующего водоносного горизонта, залегающего на первом выдержанном по площади водоупорном пласте. Имеют свободную поверхность — зеркало грунтовых вод. Тяготеют к рыхлым четвертичным отложениям, участвуют в питании поверхностных вод, легко доступны для использования, наиболее подвержены загрязнению. Имеют изменчивый режим, связанный с режимом питания и разгрузки.
Межпластовые воды — нижележащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых, уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые.
Вопрос 3. Как образуются артезианские источники?
Если в толще земной коры пласты залегают чашеобразно, то в центральной части «чаши» межпластовая вода находится под большим давлением. Если пробурить скважину, то вода будет выбрасываться на поверхность фонтаном. Такие источники называют артезианскими. Вода всегда имеет отличную изолированность от природных воздействий, так как всегда находится под высоким давлением в очень тесном подземном пространстве, лишённом микрофлоры.
Вопрос 4. Где находятся самые крупные покровные ледники?
Самые крупные на Земле покровные ледники — в Антарктиде (14 млн км кв.) и Гренландии (1,8 млн км кв.).
Вопрос 5. Какое из утверждений верное?
Вопрос 6. Вам предстоит описать ледник Большой Азау на Кавказе. Самостоятельно составьте план описания ледника. Сравните с планом товарища. Какой из планов оказался удачнее? Решите, стоит ли сделать третий (общий) вариант. Свой выбор обоснуйте.
2. Общая площадь оледенения.
4. Чем покрыта нижняя поверхность ледника.
5.Насколько отступает ледник каждый год.
РФ. Северный Кавказ. Кабардино-балкарская республика. Берёт начало в южном склоне Эльбруса и восточном склоне хребта Хоти-тау, соединяющего Эльбрус с Главным Кавказским хребтом.
Общая площадь оледенения составляет 23 км2.
Длина 9 километров.
Нижняя поверхность данного ледника покрыта слоем гравия и других камней.
Что такое грунтовые воды? Чем они отличаются от межпластовых вод?
Я бы никогда не подумал, что артезианская вода, которую я покупаю в бутылках в магазине, относится к важнейшим полезным ископаемым. Мне казалось, что человеческие технологии уже достигли того уровня, когда подобную чистоту и насыщение воды нужными веществами можно достичь в искусственных условиях. Ан нет. Артезианские воды относятся к группе межпластовых вод, которые могут залегать на глубине до 1000 метров, и там сама земля долгое время обогащает их.
Межпластовые и грунтовые воды
И те, и другие относятся к подземным водам, но вот межпластовые залегают глубже и отделены от поверхности водонепроницаемым слоем земной коры. Вода, которая выпадает на поверхность в виде снега или дождя, проникает сквозь верхние слои земли и, просачиваясь сквозь песок или глину, очищается, а потом пополняет собой родники и колодцы. Это и есть грунтовые воды. Места, где они скапливаются:
В отношении же межпластовых вод можно сказать, что у них очистка происходит более глубокая, т. к. им необходимо просочиться через плотный грунт. Процесс это долгий, поэтому при их скоплении такие воды часто находятся под давлением, соответственно, если проделать к ним скважину, вода может выходить наружу под напором.
Так образуются ключи и родники. Они считаются наиболее чистыми, т. к. до этих вод через труднодоступный слой вредные вещества почти не доходят.
Их отличия
Все-таки можно конкретно выделить несколько признаков, по которым данные воды будут отличаться:
Можно также отметить, что межпластовые воды, залегающие именно в прогибах коры, чаще всего будут иметь напор при выходе на поверхность.
Это связано с тем, что налегающие пласты земли в месте прогиба оказывают давление на воду. Но это не есть правило.
Как-то на уроке географии учитель вызвал меня к доске и предложил нарисовать схему распределения воды в природе Земли. Я, слегка обидевшись на такое лёгкое задание, набросал рисунок планеты, обозначил части Мирового океана и принялся перечислять названия крупнейших морей, рек и озёр. «Всё?» – спросил учитель, когда я закончил. Я поднапрягся и вспомнил несколько водоёмов поменьше. Учитель продолжал вопросительно на меня смотреть. Я, покраснев, ляпнул про лужи и очень кстати вспомнил об атмосферной влаге. Учитель вздохнул и поставил мне четвёрку. «Ты совсем забыл про подземные воды», – объяснил он мою оценку. Конечно, сегодня я бы ответил на его задание совершенно иначе.
Общие сведения о подземных водах
Подземные воды – это часть гидросферы Земли, находящаяся в поверхностных слоях её коры. Несмотря на свою подземную природу, они встречаются в жидком, твёрдом и газообразном состояниях. По характеру залегания и циркуляции подземные воды делятся на поровые (в обломочных породах вроде песка), жильные (в скальных породах) и карстовые (в растворимых породах – известняках, гипсах и так далее).
По месту залегания подземные воды имеют следующую классификацию:
Что такое грунтовые воды
Грунтовые воды считаются водами первого от поверхности постоянно существующего водоносного горизонта (почвенные его не образуют). Как правило, грунтовые воды свободны и не имеют над собой непроницаемого слоя. Уровень этих вод постоянно колеблется из-за множества факторов: объёма выпадающих осадков, климатических условий (засуха их иссушает, а сильные морозы вполне способны вызвать промерзание), хозяйственная деятельность человека и так далее.
Что такое межпластовые воды и чем они отличаются от грунтовых
Можно выделить три основные различия межпластовых и грунтовых вод: