Подземные воды

Российский  Университет Дружбы народов

Экологический факультет  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по географии 

тема: «Подземные воды» 
 
 
 
 
 
 

Выполнила:

Студенка 1 курса 101 группы

Чехлова Т.В.

Научный руководитель:

Маршева  Н.В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва, 2010

Содержание

Введение……………………………………………………………………………..2

Понятие науки «Гидрогеология»  и ее история…………………………………3

Геологическая деятельность подземных  вод…………………………………...4

• Водопроницаемость пород…..……………………………………………….6
• Виды воды в горных породах……..…………………………………………8
• Происхождение подземных вод…...………………..……………………….9
• Типы подземных вод по условиям их залегания...…………….………….11
• Безнапорные подземные воды…………………….…………………12
• Напорные подземные воды…………………………………………..14
• Источники подземных вод……..…………………………………………...16
• Химический состав подземных вод…………………………….………….17
• Подземные воды и геоэкология…………………………………..……..…19

Заключение…………...……………………………………………………………21

Список  используемой литературы и электронных ресурсов………...…….22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

      Цель  работы – рассмотрение процесса формирования подземных вод,  выделение типов подземных вод по условиям их залегания, анализ химического состава и источников подземных вод, определение практического значения использования подземных вод.

     Вода, являясь одним из самых распространенных веществ в природе, представляет собой уникальное соединение, благодаря которому на Земле зародилась и существует такое явление, как Жизнь, все то, что мы называем биосферой. Все природные воды теснейшим образом взаимосвязаны и образуют гидросферу, сплошную водную оболочку Земли. Гидросфера — динамичная система, в которой между водными массами всех оболочек Земли поддерживается динамическое равновесие. С участием воды совершается кругооборот веществ и энергии в природе.

     Актуальность темы определяется тем, что именно в эпоху интенсивного развития производительных сил страны и потребления ресурсов подземных вод чрезвычайно большое значение приобретают вопросы их рациональной эксплуатации и использования, охраны от истощения и загрязнения, а также борьбы с безвозвратными потерями.

     Рассматривая  окружающую среду как материальную систему человек – природа  – техника, в которой составляющие компоненты находятся во взаимодействии, нетрудно заметить, что подземные  воды в ней играют весьма важную роль, особенно в тех случаях, когда под влиянием крупного водохозяйственного строительства происходит коренное преобразование природных условий. В этих преобразованиях подземные воды нередко представляют собой главную составную часть природной среды [4].

      Задачи  исследования:

1. рассмотреть процесс формирования подземных вод
2. разобрать типы подземных вод по условиям их залегания
3. проанализировать химический состав и источники подземных вод
4. определить практическое значение использования подземных вод

     Понятие науки «Гидрогеология» и ее история  

     Гидрогеология — наука, изучающая происхождение, условия залегания, состав и закономерности движений подземных вод. Также изучается взаимодействие подземных вод с горными породам, поверхностными водами и атмосферой.

     Накопление  знаний о подземных водах, начавшееся с древнейших времен, ускорилось с  появлением городов и поливного  земледелия. В частности, свою лепту  внесло сооружение копаных колодцев, строившихся в 2-3 тыс. до н. э. в Египте, Средней Азии, Китае и Индии и достигавших глубин в несколько десятков метров.

     Первые  представления о свойствах и  происхождении природных вод, условиях их накопления и круговороте воды на Земле были описаны в работах  древнегреческих ученых Фалеса и  Аристотеля, а также древнеримских Тита Лукреция Кара и Витрувия. Изучению подземных вод способствовало расширение работ, связанных с водоснабжением в Египте, Израиле, Греции и Римской империи. Возникло понятия о ненапорных, напорных и самоизливающихся водах. Последние получили в 12 веке н. э. название артезианских — от названия провинции Артуа (древнее название — Артезия) во Франции.

     В России первые научные представления  о подземных водах как о  природных растворах, их образовании  путем инфильтрации атмосферных  осадков и геологической деятельности подземных вод были высказаны М. В. Ломоносовым в сочинении «О слоях земных» (1763 г.). До середины 19 века учение о подземных водах развивалось как составная часть геологии, после чего обособилось в отдельную дисциплину [5]. 
 
 
 

     Геологическая деятельность подземных вод 

     Все воды земной коры, находящиеся ниже поверхности Земли в горных породах  в газообразном, жидком и твёрдом  состояниях, называются подземными водами. Они составляют часть гидросферы – водной оболочки земного шара. Они встречаются в буровых скважинах на глубине до нескольких километров.

      Под влиянием солнечной энергии с  поверхности Мирового океана испаряется в среднем около 450,0 тыс. км³ воды. Некоторая часть этой влаги в виде пара переносится воздушными течениями на материки. При определенных условиях водяные пары конденсируются и выпадают в виде дождя, снега, града и т.п. Выпавшие на сушу атмосферные осадки стекают по склонам местности, образуя ручьи и реки, которые несут свои воды вновь в Мировой океан [3].

      Часть выпавших осадков испаряется, часть просачивается в землю, образуя подземные воды, которые подземным стоком поступают в ручьи и реки и, таким образом, также возвращаются в океан. Этот замкнутый процесс обмена между атмосферой и земной поверхностью называется круговоротом воды в природе (рис. 1) [6].

Рис. 1 Схема  круговорота воды в природе.

      Таким образом, водность рек, используемых в  народном хозяйстве в качестве источников воды, тесно связана с влагооборотом  Земли и зависит от распределения  воды между отдельными элементами круговорота воды в природе.

      На  долю подземных вод приходится 23,4 млн км³, или 1,69% от общего объема гидросферы, остальное — воды рек, озер и ледников. Более 98% всех водных ресурсов Земли составляют соленые воды океанов, морей и др. Общий объем пресных вод на Земле равен 28,25 млн км³, или около 2% общего объема гидросферы. Основная часть пресных вод сосредоточена в ледниках, воды которых пока используются очень мало. На долю остальной части пресных вод, пригодных для водоснабжения, приходится 4,2 млн км³ воды, или всего лишь 0,3% объема гидросферы (табл. 1) [7].

        Табл. 1 Распределение вод на Земле. 

Части гидросферы	Площадь распространения, тыс. км2	Объем воды, тыс. км3	Доля от общих  мировых запасов воды, %
Мировой океан	361 300	1 138 500	96,53
Ледники и снега (полярные и горные области)	16 227	24 064	1,74
Подземные воды	134 800	23 400	1,69
Подземные льды в зоне вечной мерзлоты	21000	300	0,023
Озера	2058	176	0,014
Почвенная влага	82 000	16,5	0,001
Пары  атмосферы	510 000	12,9	0,001
Болота	2 682	11,4	0,0007
Речные  воды	148 800	2,1	0,0002

 

Водопроницаемость пород

     Проникновение вод в грунты (водопроницаемость), слагающих земную кору, зависит от физических свойств этих грунтов. В  отношении водопроницаемости грунты делятся на три основные группы:

• водопроницаемые
• полупроницаемые
• водонепроницаемые (водоупорные).

     К водопроницаемым породам относятся крупнообломочные породы, галечник, гравий, пески, трещиноватые породы и т.д. К водонепроницаемым породам – массивно - кристаллические породы (гранит, порфир, мрамор), имеющие минимальную способность впитывать в себя влагу, и глины. Последние, пропитавшись водой, в дальнейшем ее не пропускают. К породам полупроницаемым относятся глинистые пески, лесс, рыхлые песчаники, рыхловатые мергели и т.п. (рис. 2) [8].

     Рис. 2. Характер водопроницаемости пород

     А - пористые породы; Б - трещиноватые породы; В - размеры водопроводящих трещин; Г - размеры и плотность расположения зерен в пористых породах; 1- водонепроницаемые породы, 2- породы, насыщенные водой.

     Количество воды, просочившийся в грунт, зависит не только от его физических свойств, но и от количества атмосферных осадков, наклона местности и растительного покрова. При этом длительный моросящий дождь создаёт лучшие условия для просачивания, нежели обильный ливень.

     Крутые  склоны местности увеличивают поверхностный  сток и уменьшают просачивание атмосферных  осадков в грунт, а пологие, наоборот, увеличивают просачивание. Растительный покров увеличивает испарение выпавшей влаги, но, в то же время задерживает  поверхностный сток, что способствует просачиванию влаги в грунт [4].

     Наибольшая  водопроницаемость наблюдается  в галечниках, гравийниках, крупнозернистых  песках и сильно трещиноватых пористых породах с многочисленными пустотами. Пористость горных пород зависит: от формы и расположения составляющих зерен; степени их отсортированности; силы цементации и уплотнения; степени выщелоченности и наличия пустот; характера и степени трещиноватости и наличия разрывов.

     Горные  породы земной коры всегда в той  или иной мере насыщены водами и содержат различные ее виды и количества (табл. 2) [9].

     Табл. 2 Прочность и проницаемость горных пород

Горные  породы	Пористость, %	Проницаемость
Гравий  и галечник	25 – 40	Очень хорошая
Песок	30 – 50	Хорошая
Глина	35 – 80	Очень плохая
Морская морена	10 – 20	Очень плохая
Конгломераты	10 – 30	Средняя
Песчаники	20-30	Хорошая
Известняки	0 – 50	Средняя
Вулканические породы	0 – 50	Плохая –  отличная
Граниты монолитные	0 – 5	Очень плохая
Граниты трещиноватые	5 – 10	Плохая