Жер асты суларының физикалық - химиялық қасиеттері

Курсовая

Жер асты суларының физикалық - химиялық қасиеттері

Мазмұны

Кіріспе

Тірі және өлі табиғатта жүретін түрлі процестер мен құбылыстардың адам тіршілігіне жұмсалатын заттардың ішінде судың маңызы зор. Мұздарды, батпақтарды қосып есептегенде, жер бетінің 77,5% - ын су алып жатыр. Су қорларына – мұхиттар, теңіз, өзен, көл, жер асты сулары, мұздықтар, атмосферадағы ылғал кіреді. Су адамдар мен жануарлардың организміне еніп, онда болатын зат және энергия айналымына тікелей қатысады. Көптеген процестер тек сулы ортада ғана жүре алады. Белок суда пайда болған және осы ортада дами алады, ал белок тірі клетканың негізі болып табылады. Жер бетіндегі биологиялық өнімдердің 43% - ын, ал оттегінің 50% - дан көбін мұхиттар мен теңіздер береді.

Су қоры – халық байлығы, өкінішке орай жер бетіндегі тұщы судың қоры өте аз. өзендер мен көлдердегі тұщы сулардың қоры, гидросфера ресурсының бір пайызына да жетпейді екен. Құрлық бетінің әр түрлі жерлеріндегі тұщы сулардың қорлары әр түрлі. Мысалы, Аляскада 1 адамға 2 миллион м3, Жаңа Зеландияда 100 мың м3, бұрыңғы Кеңестер Одағында 18,3 мың м3, ал Қазақстан Республикасы тұщы су қоры тапшы мемлекеттер қатарына жатады. Қазақстанда 1987 жылы халық шаруашылығына жұмсалған судың жалпы мөлшері 38 км3-ге жетті.

Планетамыздағы адамзаттың тұщы суды пайдалануы жыл сайын өсіп келеді. Ал, мұхиттардың, теңіздердің тұзды сулары шаруашылықта мардымсыз болса да қолданылып жүр. Біздің республикамызда су тұщытқыш станциясы Ақтау қаласында ғана бар. Егер ерте кезде, бір адам басына шаққанда, тәулігіне 12-18 литр су пайдаланса, XX ғасырда мәдениеті дамыған елдерде оның шамасы орта есеппен 200-400 литрге жетіп отыр.

1 Су айналымы

Табиғаттағы су айналымы — жер шарындағы судың күн қуаты мен салмақ күшінің әсерінен үздіксіз тұйық айналу процесі. Су жер шарындағы мүхиттар мен құрлықтардың бетінен буланады, су булары ауа ағындары мен жоғары көтеріледі де, қоюланып тамшыға айналады және атмосфералық жауын-шашын түрінде мұхитқа немесе құрлыққа қайта оралады, ал құрлықтан мұның біразы өзендер арқылы мұхиттарға қайтадан ағып барады (судың үлкен тұйық айналымы). Бұдан басқа жергілікті немесе құрлық ішіндегі су айналымы болады.

Су ресурстарының “мұхит-атмосфера-жер-мұхит” системасындағы айналым процестерінде тамаша бір қасиеті - өздігінен қайта қалпына келу қабілеті. Сондықтан табиғатты қорғаудың аса маңызды міндеттерінің бірі табиғи сулардың осы қасиетін сақтап қалуға барынша мүмкіндік жасау.

Су-тамақ рационының маңызды құрамдас бөлігі.  Сусыз тіршілік жоқ. Адам шөлдегеннен гөрі аштыққа шыдамды келеді. Зат алмасудың барлық процестері судың қатысуымен атқарылады. Тамақты сіңіру, қанға нәрлі заттардың жетуі сұйық ортада өтеді. Зат алмасудың зиянды өнімі организмнен су арқылы шығарылады. Организмде судың жеткіліксіз болуы шөлдеуге әкеліп соқтырады да, судың артық болуы жүрек-қан тамыр жүйесінің жұмысын қиындатады, ағыл- тегіл терлетеді, қалжыратады. Су-ғажайып зат. Су бір мезгілде 3 түрлі күйінде кездеседі Мұз-судың қатты күйі,оның сұйыққа айналуымен булануы қатар жүреді.  Су-тіршілік көзі. Тірлігі оттегінсіз өтетін ішекте тіршілік ететін бактериялар бар,бірақ сусыз өмір сүретін ағза кездеспейді.Тіршілік құбылыстарының бәрі судың қатысуымен жүреді. Сондықтан ағзалар денесінің 50-90 пайызы судан тұрады. Салмағы 70 кг адамның денесінде 50 кг су бар. Оның мөлшері 17кг-ға кемісе, адам өледі.  Адам су ішпей 1 апта ғана шыдайды.

Су- табиғатта ең көп таралған зат. Жер бетінің 2/3 бөлігін су қабаты алып жатыр. Судың тағы бір кереметі оның су қабаты, ауа қабаты, құрлық қабаты арасында тынымсыз айналыста жүретіндігі. Судың тағы бір қасиеті –жақсы еріткіш. Ас тұзын суға салсақ, оның қатты түйіршіктері еріп, мөлдір ерітіндіге айналады. Жерге сіңген су тау жыныстарындағы әр түрлі минерал заттарын ерітеді. Бұдан судың физикалық қасиеті өзгереді. Дәм және иіс пайда болады,жылынады.  Жаңа қасиеттерге ие болған жер астынан шығатын суларды минералдық сулар деп атайды. Судағы еріген заттарының мөлшері оның кездесетін жерлеріне байланысты. Ішуге жарамды судың 1л. 2-20 гр еріген тұздары болады. Ол адам ағзасына пайдалы әр түрлі сырқаттардан айығуға жәрдемдеседі. Ондай суларды шипалы сулар дейміз.

Су табиғаттағы барлық тіршілік атаулының құрамына кіреді. Көптеген өсімдіктің 80-95 пайызы судан тұрады.Адам ағзасының құрамында қанның, ас қорытатын сөлдің, сілекейдің құрамына кіреді. Шекарасы, көлемi мен су режимi бар құрлық бетi бедерлерiндегi және жер қойнауындағы су шоғырланымдары су объектiлерiне жатады. Олар: теңiздер, өзендер, соларға теңестiрiлген каналдар, көлдер, мұздықтар және басқа да жер үстi су объектiлерi, жер асты сулары бар жер қойнауының бөлiктерi.

2 Жер асты сулары

Жер асты сулары — Жер бетінің төменгі қабаттарындағы тау жыныстарының арасында қатты, сұйық және газ күйінде тараған сулар. Бұл су өткізгіш тау жыныстарында кездесетін түйіршік және кесек шөгінділер қуыстары, қатты жыныстардың жарықшақтары, утас пен доломиттердің қарсты куыстары бойынша жылжып отырады. Жер асты сулары қысымсыз грунт сулары мен қысымды артезиан суларына бөлінеді, ал минералдығы бойынша — ащы су, минералды су және тұщы су болып үшке бөлінеді. Соңғы екі судың практикалық маңызы халық шаруашылығында аса зор.

Жер асты сулары деп жер қыртысында кезігетін барлық физикалық күйдегі суларды айтамыз. Қоректену көздері белгілі болған жағдайда жер қыртысындағы су көздері негізінен алаптық геологиялық құрылысымен анықталады.Жер қыртысында су өткізетін және су өткізбейтін қабаттардың кезектесіп келіп отыруы әдетте, су өткізбейтін қабаттың үстіне орналасқан су өткізетін топырақ  қабаттарында бос сұйық сулардың жиналуына жағдай жасайды.

Жер қыртысындағы барлық қуыстарында су толық жиналатын топырақ-жер қабатын сулы  қабат,ал оның астына орналасқан су өткізбейтін қабат - сутірегіш деп аталады. 

Егер сулы қабатты бұрғылау жолымен немесе құдық қазу арқылы ашқан,ондағы судың    деңгейі өзгеріссіз қалса,онда жер асты суларын тегеурінсіз, ал деңгейді-жер асты суларының деңгейі дейді.

Жер қыртысындағы  асты-үстін бірдей өткізбейтін қабат алып жатқан сулы қабатты ашқанда,скважинадағы судың деңгейі үстіңгі су өткізбейтін қабаттан орнығуы мүмкін еді. Бұл жағдайда сулы қабаттағы сулар гидростатикалық тегеуріннің әсерінде болады, ал сулы қабат тегеурінді сулы қабат деп аталады.

Орналасу сипатына, режиміне, қалыптасу жағдайына, қозғалуына және жер үсті суларымен өзара байланысының сипатына қарай жер асты сулары тегеурінді және тегеурінсіз деп атайды.

Тегеурінсіз жер асты суларына топырақ, топырақ-жер және қыртысындағы  сулар жатады.

Топырақ суларының өзінен төмен орналасқан жер қыртысында сулармен  гидравликалық байланысы болмайды.

Топырақ-жер сулары деп су өткізбейтін қабаты жер қыртысында орналасқан, ал  деңгейі тұрақты немесе тұрақсыз түрде топырақ қабатында болатын жер асты суларын айтамыз.

Ерте заманнан бері тұрмыс қажеттігіне жер үсті суларымен қоса, арнайы ұңғылар орнату   арқылы,   жерасты  сулары  да пайдаланылады. Біздің еліміздө де, шет елдерде де мыңдаған қалалар мен елді мекендердің тұрғындары жер асты  сулары арқылы қамтамасыз етіледі. Дүние жүзінің шөл және шөлейтті жерлері (Үндістан, Пәкістан, АҚШ, Австралия, Қазақстан) жерасты суларын пайдалану нәтижесінде, сусыз далалар құнарлы өлкеге айналып, бау-бақша өскен, мал шаруашылығы дамыған өңірге айналған. Сапасы және тазалығы жағынан бұл сулардың теңдесі жоқ, жердің өзі  суды тазалап беретін сенімді табиғи сүзгі болып табылады.

Қазақстан жер аумағы жағынан үлкен мемлекет, бірақ сол жердің көпшілігі құрғақ шөлейт жерлер. Дегенмен, оның бір ерекшелігі жерасты суларына бай. Республика аймағында түрлі мақсаттарға    сай ашылып, зарттелінген 633 жер асты  су  қоры  бар, олардың пайдалану қуаты тәулігіне 43384 мың текше метр. Бүл Ертістің Обь-өзеніне құяр сағасындағы су көлемімен пара-пар.

Осындай табиғи байлықтың иесі болган еліміздің алдында, оны үлкен жауапкершілікпен тиімді пайдалану мақсаты тұр. Өйткені, республиканың Солтүстік,  Батыс және Орталық аймақтарында су жетіспеушілігі бар. Сөйте тұрса да, зерттеліп, дайындалған   жерасты      су қорларын халық шаруашылығының      қажетіне игеру өте төменгі деңгейде болып     келсе,   кейінгі жылдарда тіпті тоқтап қалып отыр. Ауыз су және шаруашылық мұқтаждығы үшін зерітеліп пайданалған көптеген жерасты су көздері 10-15% жылдар бойы игерілмей келеді, кей жерлерде мұндай кешеуілдеу уақыты су көзінің   жалпы пайдалану мерзімінө (25-30 жыл) таяп қалып отыр. Бұл деген жерасты суларының қорын  пайдаланбай жатып оны пайдалану құқын қайта қарап, бекіту керек деген сөз.

Республикамызда тау-кен өндірістері мен шикі зат өңдеу саласының дамуына  байланысты қоршаған табиғи ортаға зиянды  салмақ өсе түсуде, оның ішінде жерасты  суларының сапасына нақтылы қауіп төне  бастады. Ақтөбе - Алға, Павлодар - Екібастұз, Қарағанды - Теміртау, Жамбыл -  Қаратау, Өскемен - Лениногор - Зыряновск сияқты үлкен аймақтық - өндірістік кешендердің маңында табиғатқа зиянды ошақтар орын тепті. Республикамызда 710-ға жуық қатерлі ошақтар барлығы анықталса, олардың басым көпшілігі Қарағанды және Шығыс Қазақстан облыстарында орналасқан. 70 елді мекендердің су мұқтаждығына пайдаланылатын 113 жерасты су көзінің, 41 су қабылдағышының тазалылығына қауіп, төнгендігі байқалуда.

Қазіргі уақытта зерттелген жерасты су кендерінің маңайында зиянды қалдықтармен ластану қаупі болса да, тұтынушыға жеткен судың сапасы мемлекеттік стандарттағы “Ауыз су” талаптарына сәйкестігін жоғалтқан жоқ, бірақ, ластандыру процесі жалғаса берсе бұл сулардың сапасы төмендеп, шектелу нормативтерінен асып кетіп, осы себептен, пайдалану шебінен шығып қалулары мүмкін.

Тұрғындарды   сапалы   ауыз   сумен қамтамасыз ету үшін, су көздерінің тазалығьш сақтау мақсатында суды қорғауға бағытталған төмендегідей техникалық және санитарлық шараларды іске асыру қажет:

су пайдалану жүйелерінің маңызын және сенімділігін арттыру;

су тазартқыш станцияларында су өңдеу технологиясын жақсарту;

суды жер астынан көтеру, тасып жеткізу жене пайдаланудан кейінгі ағызуды дамыту;

су  пайдаланудағы  нормативтік-зияндылық базасын дамыту, ауыз суды (тұщы су) үнемдеуге ықпал жасау, қызықтыру.

Қазіргі кезеңде халықты сумен қамтамасыз ету жағдайы талаптан көп алшақ. Оны жетілдіру үшін ең алдымен жеке, немесе ұжымдық мақсатта пайдаланатын су қабылдағыштарының (водозабор) жұмысын жалпы және ішкі бақылауды қамтамасыз ету керек. Ол үшін су қабылдағыштардың, немесе су көтергіш ұңғылардың (скважина) арнайы рұқсат құжатынсыз пайдаланылуын тоқтату керек. Ондай құжат Республика Үкіметімен жасалынатын шарт және «Арнайы су пайдалану Рұқсаты» болып саналады.

Шарт мынадай жағдайларда жасалады: Мекеме мен тұрғындардың қажеті үшін өндірілетін жерасты суларының өндіру мөлшері тәулігіне 50 мың текше метрден асатын болса; Жерасты сулары шөлмектерге және басқа да ыдыстарға құйылып, оларды сату коммерциялық пайда көзіне айналса; Емдік қасиеті бар жерасты суларын пайдаланғанда; Температурасы жоғары жерасты сулары жылу және ыстық су көздері ретінде пайдаланылғанда.

Жерасты суларын “Арнайы  су пайдалану Рұқсатын” алу арқылы пайдалану мынадай жағдайда іске асырылады:

Ауызсу және тұрмыстық-шаруашылық мақсатына және ыстық су көздері ретінде, құрамындағы минералдарды ажыратып алу мақсатында және жайылымды жерлерді суаруға пайдаланылатын жерасты суларын өндіру мөлшері тәулігіне 50 мьң гектар текше метрден кем болса;

Жер қойнауынан қатты пайдалы қазбалар, мұнай   мен   газ өндіру  барысында жерасты ажыратылатын жерасты суларын пайдалану үшін, азаматтық және өндірістік құрылыс салуда, суармалы жерлерді қүрғатудағы ажыратылатын және жер қойнауын ластандыратын ошақтарды жою немесе қоршау барысында ажыратылатын жерасты сулары пайдаланылғанда;

Өндірістік су қалдықтарын, коммуналдық-түрмыстық,  дренаждық әрекеттерден пайда болатын  жуынды суларды жер қойнауына жіберу үшін және су мен газды жердің сулы  қатпарына күшпен тарату үшін.

Су пайдаланудың әр түрі үшін жеке рұқсат алынады. «Арнайы су пайдалану Рұқсатын» алу үшін жер бөлісі (земельный отвод), пайдаланатын су нысанының анықтамасы берілген жазба, нысанның  мекен-жайы көрсетілген ситуациялық сызбасы (схема) тіркелген, бекітілген түрде жазылған өтініш республиканың жер қойнауын қорғау және пайдалану жөніндегі Орталық Қазақстан аймақтық басқармасына  («Орталыққазжерқойнауы» АБ) беріледі. Су қабылдағыш ғимараттың геологиялық және техникалық документтері жоқ болған күнде, оларды қалпына келтіру үшін «Орталыққазжерқойнауы» аймақтық басқармасына немесе оның аймақтағы инспекциясына сұрау салу керек.

Тереңдігі 20 метрге жетпейтін, су көтеруге насос пайдаланылмайтын су көтергіш ұңғыларды пайдаланғаны үшін, сол сияқты қазба құдықтардан су алу үшін, судың көлемі тәуелігіне 50 текше метрден аспайтын жағдайда «Арнайы су пайдалану Рұқсатын» алудың керегі жоқ. Бүған орталықтандырылған сумен жабдықтау жүйесі жатпайды.

3 Жер асты суларының физикалық - химиялық қасиеттері

Дүние жүзінің ¾ бөлігі су. Мұхит пен теңіздердің жалпы аудандары құрғақ тер.ауданынан 2,5 есе артық. Жалпы көлемі 1455 млн км3. Табиғи суларды ластайтын компоненттер биологиялық ж/ә физ.-хим. қасиеттеріне қарай бірнеше топқа бөлінеді :физ. күйіне байл.-ерімейтін коллоитты,еритін,табиғатына қарай-минералды органикалық биологиялық н/е бактериялық.Минералды компонентерге анорганикалық қосылыстар,яғни еритін ж/е онда молекулалық пен иодық түрде болатын заттектер жатады.Табиғи суларда еріген түрде әр түрлі газдар (оттек азот көміртек диоксиді күкірті газ т.б. ) сонымен қатар еріген тұздар (натрийдікі калийдікі кальцийдікі темірдікі т.б.)болады.

Органикалық компоненттерге өсімдіктерден н/е жан-жануарлардан т.б. жолмен пайда болған органикалық заттар жатады.Биологиялық н/е бактериялық компоненттерге бактериялар вирустар балдырлар ең төменгі сатылы жәндіктер құрттар микробиологиялық зауыттардың қалдықтары т.б.кіреді.Суды негізінен ластайтын көздерге өнеркәсіптік ж/е коммуналдық канализациялық ақаба сулары ж/е де басқа өндіріс қалдықтары, құрамында әртүрлі агрохимикаттары (пестициттері тыңайтқыштары т.б.) бар егістік жер қыртысының шайындысы, суармалы жүйенің дренажды суы, мал шар.ағындылары, су қоймаларына жауын шашын арқылы әкелінетін аэрогенді ластағыштар жатады. Су ортасы үшін ең үлкен қауіп тудыратын мұнай,мұнайды өңдеу ,химиялық қосылыстарын алу, радиоактивті заттар ж/е ауыр металдар алу өндірістері болып табылады.Теңізге төгілген 1 тонна мұнай ,2,6 км аумақтағы судың бетін біркелкі жұқа пленкамен қаптап тұрады. Суға жайылғанда атмосферадағы ауа мен су газдарының алмасуын және судың булануын қиындатады.