Навигация
Инфильтрационные и конденсационные подземные воды
44125
знаков
0
таблиц
4
изображения
3.3 Инфильтрационные и конденсационные подземные воды
В зоне аэрации происходят весьма важные процессы:
1) инфильтрация атмосферных осадков и поверхностных вод;
2) передвижение влаги и почвенных растворов;
3) внутригрунтовое испарение и внутригрунтовая конденсация, ледотаяние;
4) при наличии растительного покрова – транспирация влаги растениями;
5) микробиологические процессы;
6) смешение вод
Факт инфильтрации подтверждается анализом режима подземных вод, тесной связью химического состава атмосферных осадков с составом подземных вод, наблюдениями за потерями вод из оросительных каналов, водохранилищ, за притоком воды в подземные выработки, лизиметрическими измерениями.
Гидрогеологи считают, что примерно от 10 до 30% от общего количества атмосферных осадков идет на возобновление запасов подземных вод. Они накапливаются в основном на небольших глубинах в рыхлых отложениях, либо в породах, хорошо отмытых от хлоридов морского солевого комплекса [3,4].
Конденсационные воды. Пополнение подземных вод происходит и другими путями. Так, многие исследователи ( Н.А. Головкинский, А.Ф. Лебедев, П.И. Колосков) занимались вопросами конденсации паров. Однако количественная характеристика этого процесса продолжает оставаться не совсем ясной.
А.Ф. Лебедев экспериментально доказал зависимость поведения жидкой влаги от действия сил тяжести, капиллярных и молекулярных сил. По его мнению, процессы конденсации играют известную роль в образовании первых от поверхности горизонтов. П.И. Колосков выдвинул теорию гигроскопического поглощения (сорбции) породами пород атмосферы.
Исследователи, работавшие в пустынях Средней Азии, указывают, что питание грунтовых вод на большей части площади пустынь не может происходить ни за счет подтока подземных вод со стороны, от предгорьев, ни за счет просачивания атмосферных осадков. По их мнению, возможным источником питания грунтовых вод может являться только влага, образующаяся за счет конденсации. Так, в пустынях наиболее высокие отметки уровня подземных вод наблюдаются не под возвышенностями, а под их склонами, что, видимо, объясняется тем, что наибольшее накопление влаги конденсационным путем происходит при определенной мощности приповерхностной толщи.
В приаральских и прикаспийских полупустынях, по-видимому, происходит внутригрунтовое испарение: пресные линзовые воды на песчаных островах возникают в этом случае не за счет конденсации атмосферной влаги, а за счет испарения соленой воды.
Во многих засушливых районах степей и полупустынь грунтовые воды накапливаются под влиянием интенсивного испарения и процессов взаимодействия с засоленными почвами, что обусловливает процессы рассоления и засоления последних.
3.4 Седиментационные подземные воды
В условиях, когда нет современного питания вод, а изучение геологической истории указывает на отсутствие континентальных периодов и соответственно с этим «полных циклов водообмена» – возможность инфильтрационного происхождения вод отпадает. Очевидно, накопление и формирование подземных вод в этом случае осуществляется иными путями. По составу это соленые и рассольные бессульфатные воды с сухим остатком от 10 и до 250-350 г/л, для них характерно большое содержание хлоридов, кальция, брома, йода, бора, лития, стронция, рубидия, органических веществ, газов биохимического происхождения. Обычно эти воды называют хлоридными [2,6, 8].
Формирование соленых и рассольных вод генетически связывается с нормальными морскими водами или в различной степени засоленными осадочными породами в зонах затрудненного и крайне затрудненного водообмена. Воды в большинстве подобных случаев являются в той или иной мере метаморфизованными водами морского генезиса. Накапливание морских вод происходит в глубоких частях закрытых бассейнов, в отложениях, обогащенных органическим веществом, обычно в связи с соленосными (И.К. Зайцев), битуминозными, нефтеносными и угленосными породами.
Формирование химического состава вод происходит в богатых органическим веществом илах на дне водных бассейнов, в итоге чего образуются новые виды вод с более повышенной минерализацией, йодом, бромом, отсутствием сульфатов.
В процессе дальнейшего преобразования осадочных пород эти воды в течение длительной геологической истории под влиянием окружающей среды испытывают постседиментационные изменения (доломитизация известняков, альбитизация плагиоклазов) и меняют свой химический облик. При частых и продолжительных континентальных перерывах воды седиментации удаляются из осадочных пород, обновляясь или полностью замещаясь вадозными и морскими водами, уже более молодыми по возрасту.
Установлено, что в осадочных породах содержится значительное количество связанной воды – в среднем около 4,3%, что сопоставимо с содержанием ее в оксиде кальция (5,5%) и оксиде железа (3,4%).
Весьма велико содержание воды (60-99,7% по массе) и в телах животных и растительных организмов, обитающих в придонных илах. После гибели животных и растительных организмов часть содержавшейся в них воды уходит: другая часть захватывается морскими осадками, что подтверждено специальными физико-химическими исследованиями современных илов некоторых морей (Черного, Каспийского). В дальнейшем воды переходят в породы и при благоприятных геологических обстановках (отсутствие континентальных перерывов) длительное время в них сохраняются [2, 5,8].
Экспериментальными работами установлено, что с глубиной залегания происходит уплотнение осадочных пород и уменьшение их пористости. Под влиянием геостатической нагрузки осуществляется отжатие и выделение свободной воды. Кроме того, при эксплуатации артезианских вод происходит расширение вод и пород – образуется так называемая упругая система. Пористость пород возрастает не только с глубиной, но и с увеличением их возраста: так, пористость глинистых пород кайнозоя 50%, мезозоя – 34%, палеозоя уже не более – 10%, молодые, только что отложившиеся донные осадки (илы), являются очень рыхлыми, с пористостью 80-90%, и содержат много воды.
Уменьшение пористости с глубиной позволяет ориентировочно определить объем воды, выдавливаемой из пород под влиянием геостатической нагрузки. Так, А.А. Алексин выражает этот объем цифрой порядка около 1 млн. км³ и полагает, что за 300 млн. лет, прошедших со времени среднего девона, эта цифра может быть приравнена к расходу родника в 100 л/с. При процессах уплотнения, происходящих при седиментационных циклах в масштабах геологической истории, большое количество выжимаемых связанных вод из глин переходит в свободное состояние и циркулирует в пластах песков.
Таким образом, очевидно, что пути накопления седиментационных вод весьма многообразны, это: 1) иловые воды, отжатые из свежих илов в раннюю стадию диагенеза при их уплотнении; 2) воды животных и растительных организмов, выделяющиеся при их разложении; 3) постседиментационные воды, выдавливаемые при уплотнении уже затвердевших пород, главным образом глин и глинистых сланцев.
Все перечисленные воды сохраняются в осадочных породах длительное геологическое время и влияют на засоление почв и грунтовых вод.
Похожие работы
... с молекулами, входящими в состав тканей живого организма. Непосредственными объектами загрязнения (акцепторами) служат основные компоненты биотопа (местообитание биотического сообщества): атмосфера, гидросфера, литосфера. Косвенными объектами загрязнения (жертвами) являются составляющие биоценоза — растения, животные, микроорганизмы. Источники загрязнения весьма разнообразны: среди них ...
... поверхности различных горизонтов; составление карт изотерм по срезам на различных глубинах; построение обобщенного графика изменения температуры с глубиной для района в целом. РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ФОРМИРОВАНИИ И РАЗРУШЕНИИ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ И ГАЗА Ведущая роль подземных вод в процессах миграции УВ и формирования их залежей признается большинством исследователей. Еще в первых работах М. Менна ...
... земная кора самый верхний слой Земли, то и изучена лучше всех. В её недрах залегают очень ценные для человека горные породы и минералы, который он научился использовать в хозяйстве. Рисунок 1. Строение Земли Верхний слой земной коры состоит из достаточно мягких горных пород. Они образованы в результате разрушения твёрдых пород (например, песок), отложения остатков животных (мел) или ...
его размещения. Приведение полигонов твердых бытовых отходов в экологически безопасное состояние является весьма актуальной задачей, которая должна решаться на основе анализа всех факторов негативного влияния с оценкой его масштаба и интенсивности. Одним из основных объектов этого влияния являются подземные воды прилегающих к полигонам территорий. Для оценки и прогноза качественного состояния ...
0 комментариев