Grundvand. Typer af grundvandsmagasiner og bestemmelse af grundvandsniveauer

Begreb i geologi

Som et geologisk begreb er grundvandsspejlet en vilkårlig linje, under hvilken bjergarten er fuldstændig vandmættet. Efter regn eller sne smelter, går en stor mængde vand under jorden gennem porer i jorden. Det niveau, hvor dette vand stopper, da alle porerne nedenfor allerede er fyldt med det, er niveauet af grundvand i sin rene form.

Dybden af ​​dette niveau afhænger i høj grad af terrænet, såvel som tilstedeværelsen af ​​en flod eller sø i nærheden. I bjergrige områder kan grundvandsdybden overstige 100 m, mens den i sumpet lavland kan blive 1-2 m, og nogle steder kun få centimeter fra overfladen.

Grundvandsstanden er ikke en statisk indikator, men kan svinge afhængigt af årstiden og nedbørsintensiteten, og disse udsving kan være ret betydelige og nå flere meter.

Den laveste grundvandsstand observeres normalt om vinteren.

Det er om vinteren, den kommer ned i jorden minimal mængde vand. Frossen jord bliver uigennemtrængelig for nedbør. Og selve nedbøren falder overvældende i form af sne, som først smelter i forårets varme.

Hvis vi bevæger os væk fra den videnskabelige definition, er grundvandsstanden det lag af vand, der er tættest på jordens overflade og er adskilt fra de nederste grundvandsmagasiner af et lag af sten eller lerjord, der forhindrer dette vand i at sive dybere.

Det er klart, at en sådan definition er upræcis, da geologi skelner mellem tre typer grundvand:

• højtliggende vand, hvis dybde er 2-3 m fra overfladen, og som har tendens til at forsvinde om vinteren og i tørt vejr;
• Tyngdekraftens grundvand er det lag af vand, der ligger under jorden over det første uigennemtrængelige lag. Niveauet af sådanne vand afhænger helt af atmosfærisk nedbør og forbliver relativt stabil, da der ikke er noget tryk i dette vandlag;
• artesisk vand er et vandlag, der er placeret mellem to uigennemtrængelige lag. Hvis du bryder igennem det øverste vandtætte lag, vil vandet fra dette lag stige opad under tryk. Vand fra denne akvifer bruges til at konstruere artesiske brønde.

Men da det er grundvand, der giver bygherrer mest besvær, når de skal anlægge gruber til fundamenter og kældre, er det ved dette lag grundvandsstanden bestemmes. Derfor er denne definition af grundvandsniveau ret egnet til praktisk arbejde.

Grundvand

Opførelsen af ​​enhver struktur, der kræver opførelse af et fundament, skal begynde med at bestemme grundvandsniveauet. Der er et mønster: Jo højere grundvandet er placeret, jo lavere bliver jordens bæreevne.

I nogle tilfælde er det bedre at opgive byggeriet. For eksempel, hvis der mellem det vandtætte lag og jordoverfladen er et lag af finkornet sand blandet med siltpartikler, bliver det til flydende materiale, når grundvandet kommer ind i det. Hvis der er et lag af lerskifer på dette niveau, så når der kommer vand ind i det, bliver det blødt og mister stabilitet.

Det er generelt accepteret, at hvis grundvand findes i en dybde på mindre end 2 m, så er dette højt niveau grundvand. På dette niveau er det bedre at nægte enhver konstruktion, der kræver opførelse af en dyb rende eller grube, da omkostningerne ved at bygge en nul-cyklus vil være uforholdsmæssigt høje. Når alt kommer til alt, i dette tilfælde vil grundvand simpelthen oversvømme den gravede pit, og det vil være umuligt at fylde fundamentet.

Selvom du pumper vandet ud og laver pålidelig vandtætning, er problemet ikke helt elimineret. Disse foranstaltninger er kun kort tid vil give den nødvendige effekt af at sænke grundvandsstanden.

Men selve grundvandet vil ikke forsvinde og efter kort tid genoprette det oprindelige niveau, som et resultat af, at fundamentet eller kælderen vil blive oversvømmet.

Derfor er der i byggeriet en regel om, at der fra bunden af ​​fundamentet til forekomsten af ​​grundvand skal være en afstand på over 0,5 m Derfor skal grundvandsstanden bestemmes inden byggestart.

Niveaubestemmelse

Der er flere måder at bestemme grundvandsstanden på. Men der er almindelig regel: der skal tages mål i det tidlige forår, umiddelbart efter sneen smelter, fordi i denne periode er grundvandsniveauet på deres maksimum.

Den enkleste, men samtidig den mest præcise og effektiv metode- bestemme det ved vandstanden i brøndene, der er placeret i nærheden af ​​stedet. Vand i brøndens dybder kommer kun fra grundvandet, derfor kan du med afstanden fra toppen af ​​brønden til vandoverfladen nøjagtigt bestemme, i hvilken afstand fra overfladen de er placeret. For et mere præcist billede er det bedre at udføre sådanne målinger ikke i en, men i 2-3 brønde.

Den anden metode, som ofte bruges til opførelse af private huse, især hvis der ikke er gravede brønde i nærheden, er at bore testbrønde. Med denne metode bruges en almindelig havesnegl som arbejdsredskab. Med denne boring bores 3-4 testbrønde rundt om byggepladsen til en dybde på 2-2,5 m. Hvis der ikke kommer vand i disse brønde i 1-2 dage, betyder det, at det er dybt nok kan ikke fjernes under byggeriet.

Der er også gamle måder. For eksempel skal et stykke uld vaskes godt og tørres. Så skal du tage dette skrot, råt æg(nødvendigvis nyplukket, stadig varm) og lergryde.

På et sted valgt på stedet skal du forsigtigt fjerne græstørven, lægge uld på bunden af ​​det dannede hul, lægge et æg på ulden og dække dem med en omvendt lerpotte. Toppen af ​​potten skal forsigtigt dækkes med et stykke fjernet græstørv.

Denne form for indikator vil vise resultaterne næste morgen, så snart solen vil stå op. Du skal fjerne græstørven, fjerne forsigtigt potten og være opmærksom på duggen, der er dannet under den. Hvis der ikke kun er dug på ulden, men også på ægget, kan du være sikker på, at vandet på dette sted ikke er meget dybt. Hvis der kun er dannet dug på ulden, men ikke på ægget, så er den i en anstændig dybde. Hvis som følge heraf både uld og æg forbliver tørre, så er vandet på dette sted meget dybt, hvis der er noget her.

Det er muligt at fastslå, at grundvandet er tæt på uden at lede jordarbejder Placering på. Det er nok bare at undersøge det nøje. Hvis der under en tørke vokser tykt grønt-smaragdgræs eller meget mos på dit sted, og du om aftenen konstant ser tåger over dit sted, selvom der ikke er nogen flod eller sø i nærheden af ​​stedet, så kan det med stor sandsynlighed siges, at vandet er højt.

Du kan også bestemme efter de planter, der vokser på stedet. Hvis hemlock, brændenælde, hestesyre, revebjælke, siv og siv dominerer blandt dem, så er afstanden fra jordoverfladen til vandet sandsynligvis ikke mere end 3 m. Og hvis malurt eller lakrids dominerer, så finder du ikke fugt i mindre end 4-5 m.

Så der er mange måder at bestemme grundvandets dybde på. De er ikke alle lige præcise, men generel idé Med deres hjælp kan du udarbejde information om grundvandsmagasinerne på dit websted. Hvis du vil vide det nøjagtige billede, så bestil en særlig geologisk undersøgelse af dit websted. Trods alt præcist kort grundvand kan kun kompileres ved hjælp af brøndboring udført af fagfolk.

De fleste huse har en centraliseret vandforsyning. Men på grund af afstanden fra afregning eller af andre årsager i nogle landhytter og hytter er det ikke tilgængeligt. Ejerne skal bore en brønd eller udstyre en brønd.

For at bestemme kildens horisont skal du søge hjælp fra en professionel. Hans tjenester vil ikke være billige. Grundvandets dybde kan bestemmes uafhængigt. Samtidig vil det være muligt at spare penge betydeligt på familiebudgettet til indretning af et vandforsyningssystem. For at gøre dette bruges flere enkle tilgange. Før arbejdet påbegyndes, er det nødvendigt at overveje hele proceduren i detaljer.

Type grundvand

Grundvandsspejlets dybde varierer. Kildetypen afhænger af denne indikator. Det tages i betragtning ved installation af et vandforsyningssystem. Laget tættest på overfladen kaldes aborre. Den er placeret i en dybde på 2-3 m. Denne kilde er kun anvendelig til tekniske formål.

Følg derefter med en fri overflade. Der er også interstratale friløbs- og trykartesiske fjedre. Den sidste sort anses for at være den reneste og mest drikkelige. Den kemiske sammensætning og kvalitet er den højeste blandt alle kilder. Vandlaget kan passere gennem sand eller grus.

Grundvandets egenskaber

Før du bestemmer grundvandets dybde, er det nødvendigt at lære om dets egenskaber. Først og fremmest er deres placering påvirket af terræntypen. I steppen, hvor overfladen er flad, ligger lagene jævnt. På ethvert tidspunkt er deres dybde den samme.

Men i nærvær af huller og rutsjebaner er vandet også placeret på en buet måde. Eksperter anbefaler at tage højde for sådanne terrænegenskaber, når de opretter en brønd. Hvis der er brug for vand til tekniske formål, kan du bruge det første lag. Han kommer tættere på overfladen end andre.

Til drikkeformål er det nødvendigt at bruge vand fra mindst det andet lag. Hvis området er kuperet, er det bedre at bore en brønd på en bakke. I dette tilfælde vil jordlaget bedre filtrere sådant vand.

I sumpede områder kan grundvandet nærme sig overfladen i en dybde på kun 1 m. Når du udvikler en brønd, skal du være forberedt på dette.

Grundvand i Moskva-regionen

Før ejerne af deres eget hjem, bør de foretage forespørgsler om karakteristikaene af lagene af underjordiske kilder. For eksempel er dybden af ​​grundvand i Moskva-regionen karakteriseret ved heterogenitet.

Der er 5 hovedlag her. De er alle forskelligt placeret og har forskellige kræfter. De første tre lag er kendetegnet ved lavt tryk. De bruges til tekniske formål. Vandudledning sker i små vandløb og floder. Dette grundvand bliver genopfyldt om foråret, når sneen begynder at smelte.

Dolomit- og kalksten indeholder de to nederste lag. Deres dybde er omkring 100 m. Disse kilder er velegnede til drikkeformål. I Moskva-regionen lægges den centrale vandforsyning netop fra disse kilder.

Forberedelse til måling

Befugtningsforhold og grundvandets dybde hænger ret tæt sammen. Når du planlægger at tage målinger, skal du vælge det rigtige tidspunkt. Der bør ikke være tørke eller længerevarende regn. Alle vejrforhold påvirker måleresultaterne.

For at bestemme grundvandets dybde skal du bruge en af enkle måder. For at gøre dette skal du forberede alle tilgængelige værktøjer og materialer. De værktøjer, du skal bruge, er en almindelig boremaskine og et målebånd. Du skal også forberede et langt reb.

Ud over værktøjer har du brug for visse kemiske elementer. Dette er svovl og kobbersulfat. Forskellige teknikker vil kræve et eller andet tilgængeligt middel.

Boring

Det er muligt at bestemme grundvandets dybde ved hjælp af flere metoder. Den mest pålidelige af dem er boring. I dette tilfælde er det muligt nøjagtigt at bestemme, hvor dyb den underjordiske kilde er, og om der er nogen væsentlige forhindringer i form af sten på vej til den.

En almindelig fabriksboremaskine vil gøre arbejdet. Hvis det ønskes, svejses yderligere knive på knivene. Værktøjet skærer i blød jord. Det bringes til overfladen sammen med jorden. Vand den for at blødgøre jorden.

Ved hjælp af en gevindbøsningsforbindelse fastgøres boret til rørene for at gå dybt til det ønskede niveau. Dernæst tages målinger ved hjælp af et reb. Brønden skal være 0,5-1 m dybere end papiret. Sæt papir på rebet og tjek på hvilket niveau det bliver vådt.

Anvendelse af kemikalier

Hvis du ikke vil bore en brønd, er der en nemmere måde at finde ud af grundvandets dybde. For at gøre dette skal du grave et hul på det tilsigtede sted med en skovl. Den kan være omkring 0,5 m dyb. Du skal installere en lerkrukke i den.

I en beholder blandes brændt kalk, svovl og kobbersulfat i lige store forhold. Dernæst begraves hullet og efterlades et døgn. Herefter tages gryden op til overfladen og vejes. Jo tungere det bliver, jo tættere kommer grundvandet på overfladen. Denne metode er ikke nøjagtig nok, men den har været brugt siden oldtiden. Først nu er det blevet forbedret.

Barometer

En anden pålidelig måde at bestemme grundvandets dybde i et givet område er at bruge et barometer. Det skal dog bemærkes, at dets anvendelse kræver tilstedeværelsen af ​​et reservoir i området.

Hvis der er en, kan du begynde at måle. Hver barometerinddeling svarer til 1 m dybde. Først skal du nærme dig reservoiret med enheden. Her registreres barometeraflæsningerne.

Denne metode er heller ikke særlig præcis. Fejlen forvrænger det virkelige billede. Men generelt princip du kan forstå.

Folkelig måde

Grundvandets dybde kan bestemmes traditionelle metoder. Først og fremmest skal du være opmærksom på vegetationen. Hvor kilden kommer tæt på overfladen, er den grønnere og lysere. Siv, vedbend, forglemmigej og andre fugtelskende repræsentanter for floraen elsker at vokse sådanne steder.

Den folkelige tilgang antager følgende. Det er nødvendigt at vaske ulden i en sæbeopløsning og tørre den godt. Vegetation fjernes fra det tiltænkte sted for forsøget.

Uld lægges ud på jorden. De lå på den et råt æg og dæk det hele med en bradepande. Om morgenen evalueres resultatet af forsøget. Hvis æg- og uldstrøelse er dækket af dugdråber, betyder det, at vandet er tæt på overfladen. Men denne procedure skal udføres i tørt vejr.

Efter at have overvejet, hvordan dybden af ​​grundvandet bestemmes, kan du selv foretage målinger. Afhængigt af den valgte metode kan du få et mere præcist eller omtrentligt resultat. Du kan gøre alt arbejdet selv. Dette vil spare dit familiebudget betydeligt.

Grundvand - først fra jordens overflade, opretholdt i fordeling, en grundvandsmagasin placeret på den første grundvandsmagasin fra overfladen. Akviferer er porøse sedimentære bjergarter (sand, sandet ler, ler), sprækkede tætte sedimentære eller halogenbjergarter; vandtæt (vandtæt) - ler og tætte sedimentære eller hypogene massive sten. Der er også relative akvikluder med lav vandpermeabilitet, over hvilke vand kan samle sig.

Områderne for genopladning og distribution af grundvand falder normalt sammen. Med et jævnt strøelse af aquitards kan der dannes relativt tykke akviferer med en konkav strøelse, en grundvandspool dannes, og med en skrå strøelse kan deres strømme opstå.

Rummet mellem jordens overflade og grundvandshorisonten kaldes beluftningszonen. Det indeholder fugt, der mætter kapillærporerne og har ingen forbindelse med grundvand, som kaldes suspenderet (kapillær) fugt, karakteristisk for jord. I beluftningszonen findes ofte højtliggende vand - grundvandsmagasiner med lille tykkelse og længde placeret over aquitards. Ud over gravitationel (fri) og kapillær fugt er der sorberet, film (tynde film flere molekyler tykke) og løst bundet (tykke vandfilm omkring jordpartikler) fugt.

Sorbet og filmfugt er utilgængeligt for planter på grund af dets stærke forbindelse med jord, andre former er tilgængelige. Fugtens mobilitet øges, efterhånden som dens vedhæftning til partikler svækkes: sorberet fugt er næsten ubevægelig, filmfugtighed er i stand til langsom bevægelse under påvirkning af tyngdekraften. Fugten i beluftningszonen og grundvandet er dynamisk: den fordamper, kondenserer, infiltrerer, bevæger sig i form af film, gennem kapillærer, i form af en jordstrøm, fryser og tøer. Afhængig af tilstrømningen eller faldet af fugt svinger grundvandsstanden og mængderne af andre former for fugt, og nogle former omdannes til andre.

Grundvand dannes hovedsageligt som følge af indsivning af regn- og smeltevand, som kun opstår frontalt på sandede klipper, eller gennem såkaldte vinduer, som regel begrænset til fordybninger i relieffet. I porøse bjergarter med temperaturudsving en lille mængde fugt (ikke mere end 10-15%) dannes som følge af kondens fra underjordisk luft. I nogle områder kan grundvand være af strømningsoprindelse (tilstrømning fra siden) og dybt - når det stiger (udgyder) fra grundvandets dybder. Grundvandsudløb til overfladen i fordybninger af relieffet eller på skråninger kaldes kilder (kilder, kilder).

Tæt på overfladen ligger grundvandet i ådale, hvor det kan være meget tykt i tykke sandede aflejringer. Udbredelse, nærhed til overfladen og grundvandsreserver øges med en stigning i årlig nedbør, et fald i fordampning og udstrømning og tilstedeværelsen af ​​porøse vandførende bjergarter og gode aquitards. Tværtimod er et fald i nedbør og øget dræning af området de vigtigste faktorer for at sænke (uddybe) grundvandsniveauet og reducere dets reserver.

Grundvandets egnethed til vandforsyning og brug af dyr begrænses hovedsageligt af mængden af ​​opløst organisk stof(sumpvand), saltholdighed og menneskeskabt forurening.
Kortet er baseret på følgende hierarki af grundvandskarakteristika.

Grundvandets hovedegenskab er grundvandets dybde fra jordens overflade, vist i farver. Dybden bestemmer deres rolle i naturen, den afspejler de klimatiske og geologisk-geomorfologiske betingelser for deres dannelse, processerne for udvaskning af mobile komponenter fra klipper, fordampningskoncentration, grundvandets tilblivelse og dynamik.

Mineralisering og kemi af grundvand er vist sammen med skravering og ikoner. De bestemmes af mængden, saltindholdet af sten, fordampning og varigheden af ​​migrationsvejen.
Grundvandet skelnes også efter surhedsgraden og indholdet af ilt-gley, som bestemmes af tilstedeværelsen af ​​ilt i vandet og er forbundet med intensiteten af ​​vandudveksling (fra intensiv til stillestående), overfloden af ​​nedbrydende organisk materiale, og mikroorganismers aktivitet.

Grundvandet opdeles efter dets fasetilstand som følger: i ikke-permafrostområder er permanent flydende grundvand almindeligt, i områder med kontinuerlig permafrost - sæsonbestemt smeltet vand, i områder med isoleret permafrost med taliks - overvejende sæsonbestemt smeltet vand, i områder af øen permafrost dominerer permanent flydende vand, men der er også sæsonbestemt smeltevand.

Yderligere skelnes grundvandsformerne efter deres værtsbjergarter og reliefforhold: på sletterne dominerer løse sedimentære bjergarter med formationsvande placeret i dem; I bjergene dominerer tætte klipper med sprækkevande også i colluviale aflejringer.
Grundvandskonturer med forskellige vandegenskaber er grupperet i 12 provinser, der afspejler naturlig zoneinddeling grundvand. Graden af ​​dræning af territoriet er overlejret på zonemønstrene. Grundvand bjergsystemer ikke-permafrostområder er azonale.

Jordens egenskaber. De særlige betingelser for eksistensen af ​​grundvand i lagene af løse klipper tvinger os først og fremmest til at dvæle ved nogle fysiske egenskaber disse jorde. Blandt disse egenskaber er følgende af særlig betydning: stenporøsitet, deres fugtkapacitet, kapillære egenskaber og vandpermeabilitet.

Jordens porøsitet. Forholdet mellem hulrum i jorden og volumen af ​​total tør jord kaldes jordporøsitet. Porøsitet udtrykkes normalt som en procentdel. Det kan defineres som følger: et kar med en volumen på 1 l skal fyldes med tørt sand. Hæld derefter forsigtigt vand fra et bægerglas i en beholder med sand, indtil alt sandet er fuldstændig mættet med fugt. Lad os sige, at dette krævede 250 cm 3 vand. Forholdet 250/1000 = 0,25, eller 25%, vil præcist bestemme porøsiteten af ​​det sand, vi tager.

Porøsiteten af ​​forskellige løse sten er langt fra den samme. Så for groft flodsand er porøsiteten cirka 15-25%, for grus - 35%, for ler - 50-55%, for tørvejord - 80% osv.

Jordfugtighedskapacitet. Deres fugtkapacitet, det vil sige klippens evne til at tilbageholde denne eller hin mængde vand, afhænger i høj grad af klippernes porøsitet. Tætte bjergarter har den laveste fugtkapacitet, og løse klastiske bjergarter har den højeste, som det tydeligt kan ses af nedenstående tabel.

Kapillære egenskaber af jord. Størrelsen og formen af ​​de korn (eller partikler), der udgør den klastiske bjergart, spiller en enorm rolle i grundvandets liv. Jo større kornene er, jo større er mellemrummene mellem dem og omvendt (fig. 98). Og størrelsen af ​​hullerne bestemmer klippens kapillære egenskaber.

Det er kendt fra fysikken, at højden af ​​vand, der stiger i et kapillarrør, er omvendt proportional med rørets diameter. Så for et rør med en diameter på 1 mm højden af ​​vandstigningen (ved 15° C) er 0,29 cm, med en diameter på 0,1 mm- 29 cm, med en diameter på 0,01 mm- 2 m.

Forsøg udført på forskellige jorde (fig. 99) viste, at højden af ​​vandstigning i jorde afhænger af kornets størrelse (eller mere præcist af størrelsen af ​​de mellemrum, der dannes mellem disse korn). Således stiger vandhøjden i klastiske klipper, hvis korndiameter varierer fra 1 til 0,5 mm, lig med 1,31 cm, for korn med en diameter på 0,2-0,1 mm- 4,82 cm, for korn med en diameter på 0,1-0,05 mm- 10,5 cm etc.

Forskellige vandtilstande i jord. Vand i jord kan være i tre hovedtilstande: fast, flydende og gasformig. Fast vand kan kun findes ved temperaturer under 0°. Hun

ubevægelig og i dette tilfælde er af ringe interesse for os. Meget vigtigere er flydende og gasformigt vand, som er i bevægelse.

Flydende vand i jord kan være i form af film og gravitationsvand.

Film vand, som vi allerede har haft Lejlighed til at nævne, omslutter det hver Partikel af Jorden. Tykkelsen af ​​vandfilmen afhænger af bjergartens fugtindhold, men har en grænse, der bestemmes af størrelsen af ​​molekylære kræfter. (Den mindste filmtykkelse er lig med diameteren af ​​et vandmolekyle). Filmvand bevæger sig ligesom væske, men dets bevægelse afhænger ikke af tyngdekraften. Filmvand holdes af hver jordpartikel med stor styrke og kan kun fjernes med besvær (f.eks. ved fordampning).

Tyngdekraftsvand i modsætning til film falder den ikke inden for radius for effektiv virkning af molekylære kræfter, men bevæger sig ned under påvirkning af tyngdekraften gennem porerne placeret mellem klippens korn (eller partikler). Bevægelseshastigheden af ​​gravitationsvand er mange gange større end filmvandets hastighed. Tyngdekraftsvand bevæger sig mod hældningen af ​​overfladen af ​​det uigennemtrængelige lag, og kun under påvirkning af hydrostatisk tryk kan det have en opadgående bevægelse.

Det siger sig selv, at gravitationsvand er af størst interesse for os, fordi det netop udgør hovedmassen af ​​underjordiske vandløb, søer, kilder og brønde.

Gasformigt vand kan kun findes i jordens porer (i hullerne mellem stenkorn). I tilfælde, hvor vanddamp mætter den "underjordiske atmosfære", vil elasticiteten af ​​vanddamp i hullerne og porerne i våd sten kun afhænge af temperaturen. Den sidste omstændighed har stor betydning i færd med at fugte jorden ved kondensering af vanddamp, der kommer fra luften.

Ifølge observationer foretaget i nærheden af ​​Odessa af prof. A. F. Lebedev, jorden modtager fra 15 til 25 % om året på den angivne måde samlet antal nedbør, der falder her. Denne værdi er så vigtig, at den fortjener stor opmærksomhed. I ørkener og halvørkener om natten er betingelserne for kondensering af dampe i jorden særligt gunstige. Det er således bevist, at en betydelig del af grundvandet ikke kun dannes af nedbør, men også ved direkte kondensering af vanddamp fra luften i jorden.

Som om overgangen mellem flydende og gasformigt vand i jord er vand hygroskopisk. Hygroskopisk vand omgiver hver stenpartikel med et ikke-kontinuerligt lag af isolerede molekyler.

I de tilfælde, hvor der er mange vandmolekyler, smelter de sammen til en kontinuerlig film, hvis tykkelse er lig med diameteren af ​​et molekyle.. Dette er den såkaldte maksimal hygroskopicitet, som observeres hvornår relativ luftfugtighed"underjordisk atmosfære" på 100%. Overgangen af ​​vanddamp til hygroskopisk vand er ledsaget af frigivelse af varme. Hygroskopisk vand bevæger sig fra nogle lag af jorden og andre og går kun over i en damptilstand.

Dampholdigt og hygroskopisk vand er af særlig interesse for jordbundsvidenskab.

Grundvandets oprindelse. I lang tid har mennesket i vid udstrækning brugt grundvand til økonomiske formål, og derfor begyndte han naturligvis for meget længe siden at tænke på dets oprindelse. De første "teorier" om grundvandets oprindelse var rent fantastiske. Man sagde for eksempel, at jorden "føder" vand, at der er særlige uudtømmelige søer i jorden, hvorfra vandet kommer til overfladen. Der var endda en opfattelse af, at havvand trænger ind i jorden på kontinenter og producerer grundvand. Sidstnævnte opfattelse var særlig udbredt og forblev i videnskaben næsten indtil begyndelsen XVIII V.

Sammen med fantastiske hypoteser var der forklaringer, der nærmede sig sandheden. Ifølge Aristoteles bliver regn- og snevand dels fordampet og dels absorberet klipper og form kilder. Romeren Marcus Vitruvius Pollinus kom endnu tættere på sandheden, som sagde, at grundvand dannes overalt fra atmosfærisk nedbør. Dog kun i begyndelsen XVIII V. disse forklaringer begyndte at trænge ind i europæisk videnskab.

I slutningen XVIIV. (1686) var den franske fysiker Marriott den første, baseret på omhyggelige observationer, til at bevise, at grundvand kommer fra nedbør, der siver ned i jorden. Mariottes konklusioner, suppleret og præciseret af efterfølgende forskere, blev mere og mere fast etableret i videnskaben og kan nu forenklet udtrykkes i følgende formular. Vand, der falder på land i form af nedbør, løber dels ud i vandløb og floder, dels fordamper og dels siver ned i jorden. Vand, der er trængt ned i jorden, når det vandtætte lag, og her stopper dets bevægelse i dybden. Akkumulerer på overfladen af ​​det vandtætte lag, det trænger rigeligt igennem de overliggende klipper og danner den såkaldte vandførende lag. Denne teori, som forklarer grundvandets oprindelse gennem nedsivningen af ​​atmosfærisk nedbør ned i jordens dybder, kaldes infiltration.

Denne metode til oprindelse af grundvand kan dog ikke betragtes som den eneste. Arbejdet fra vores russiske videnskabsmænd (A.F. Lebedev og andre) har bevist, at grundvand også kan opnås ved kondensering af vanddamp direkte i jorden. Grundvand dannet ved kondensering af atmosfærisk vanddamp direkte i jorden kaldes kondensation

Vi har allerede sagt, at grundvandet, efter at have nået grundvandet, stopper sin bevægelse i dybden og samler sig på overfladen af ​​grundvandet og danner den såkaldte grundvandsmagasin eller grundvandsmagasin. Vandmagasinet nedefra er begrænset af overfladen af ​​grundvandslaget, hvis form kan være meget forskellig (fig. 101). Den øvre overflade af grundvandsmagasinet er normalt flad og kaldes "spejlet" af grundvand. Vi kan se dette "spejl" i enhver brønd.

Grundvandsspejlet har strengt taget kun en vandret overflade i små, relativt homogene rum. På store arealer, med forskelle i arter, forskelle geologisk struktur og relief er spejlets vandrethed i større eller mindre grad forstyrret. Lad os tage enkleste eksempel: en række sandklitter, omtrent ensartet i struktur. Grundvandsspejlet her vil (noget svækket) gentage relieffets form (fig. 102).

Årsagerne til dette er ret komplekse: større komprimering af sand under klittoppe skaber forskellige kapillaritetsforhold, hvilket bidrager til højere grundvandsniveauer; Forskellige grader af fordampning har også en effekt osv. Vi kan se nogenlunde det samme, kun i mere komplekse former, i andre eksempler (fig. 103). Sidstnævnte skal tages i betragtning både, når man leder efter steder at grave brønde, og især ved konstruktion af underjordiske lagerfaciliteter, kældre, udgravninger mv.

Bevægelse af grundvand I tilfælde, hvor grundvandslaget har form af et stort konkavt bassin, antager grundvandet, der fylder bassinet, karakter. underjordisk sø. Det er klart, at en række brønde gravet i området for en sådan sø vil have et spejl på samme niveau (fig. 104). Men meget oftere hælder det vandtætte lag i en eller anden retning. Under de betingelser, vi har bemærket, bevæger grundvandet, der adlyder tyngdekraften, langsomt mod skråningen og danner underjordisk strøm(Fig. 105). En række brønde gravet langs åen har spejle i forskellige dybder. Det er klart, at jo flere brønde der er, jo mere præcist kan vi bestemme retningen og arten af ​​den underjordiske strømning. I områder, hvor der ikke er brønde eller deres antal er utilstrækkeligt, tilstoppes borehuller, rør sænkes ned i brøndene, og arten af ​​den underjordiske strømning bestemmes af højden af ​​vandet i rørene.

Når man studerer underjordiske strømme, er det vigtigt at bestemme ikke kun retningen, men også strømningshastigheden. Til bestemmelse af flowhastigheden anvendes almindeligt bordsalt. Det kastes i en brønd i toppen af ​​et underjordisk vandløb, og så bestemmes det, hvor lang tid det tager for saltvand at komme frem i andre, lavere brønde. Sølvnitratopløsning (AgNO 3 ) gør det muligt at bemærke selv en ubetydelig blanding af natriumchlorid i vandet i de brønde, der undersøges (et klart hvidt bundfald af sølvchlorid opnås). Nogle gange for at bestemme

For at kontrollere hastigheden af ​​den underjordiske strømning bruges bakterier i stedet for salt, som på grund af deres lille størrelse let passerer gennem jordens porer. Hastigheden af ​​underjordiske strømme afhænger af hældningsvinklen af ​​grundvandsmagasinet og endnu mere af jordens beskaffenhed. I fint sand når hastigheden af ​​den underjordiske strøm således cirka 1 m om dagen, i groft sand 2-3 og endda 5 m. I tykkelsen af ​​småsten, knust sten og langs revner i hårde klipper bevæger underjordiske strømme sig meget hurtigere, flere kilometer om dagen. I ler, tværtimod, overstiger hastigheden af ​​vandindtrængning selv dybt ikke 20 cm om året, hvilket giver os mulighed for at betragte leret som praktisk talt vandtæt.

Kilder. Kilder dannes, hvor underjordiske vandløb løber ud til jordens overflade. Kilder (nøgler, fjedre) kan være meget forskellige i naturen. I nogle tilfælde er disse knapt synlige nøgler, nogle gange fugter de kun jorden. Placeringen af ​​sådanne kilder kan identificeres ud fra vegetationens beskaffenhed (siv, rør, padderok, mosser). I andre tilfælde er der tale om store kilder, hvis vand er slået ud og straks danner et betydeligt vandløb. Der er dog ofte tilfælde, hvor selv store kilder ikke kommer til overfladen, men fortsætter med at flyde i jorden meget tæt på jordens overflade. Sådanne skjulte kilder kan påvises af krat af siv, siv og andre vandplanter. Faktisk, hvis du graver en lille fordybning på et sådant sted, fyldes den ret hurtigt med vand.

Fra oldtiden til i dag har kilder været meget brugt af mennesker. Det er helt forståeligt, for de giver det reneste og sundeste vand. For at beskytte kilden mod forurening er den sikret med en træramme, murværk eller betonkonstruktioner. På steder, hvor hovedleverandørerne af vand er kilder, modtages de i særlige indendørs pools, hvorfra de sendes gennem rør til de steder, hvor de bruges. Vi kan se eksempler på sådanne komplekse strukturer på den sydlige kyst af Krim. Store kilder, der giver vand til at forsyne byer, bruges på nogenlunde samme måde, kun strukturerne her er endnu mere komplekse. Fodringsområdet for sådanne kilder er indhegnet med et hegn, hvor husdyr ikke kan komme ind. Denne foranstaltning garanterer sunde vandkilder.

Underjordiske vandløb, før de når jordens overflade,

laver ofte store og svære veje underjordisk. Her skelnes først og fremmest mellem nedadgående og opadgående kilder (fig. 106).

Baseret på vandtemperaturen er kilderne opdelt i:

1) almindelig, hvis temperatur er omtrent lig med gennemsnittet årlig temperatur givet

steder,

2) kold, hvis temperatur er under det årlige gennemsnit, og

3) varm, hvis temperatur er højere end det årlige gennemsnit.

Jo tættere den underjordiske strøm er på jordens overflade, jo stærkere påvirkes den af ​​lufttemperaturudsving. Således når årlige udsving op på 5-10°, og i nogle tilfælde mere.

Kolde kilder er sjældne, og da hovedsageligt i bjergene, hvor de fødes af smeltevand fra sne og gletsjere.

Varme kilder er oftest forbundet med steder med nyere vulkanisme.

En særlig plads er optaget af den såkaldte artesiske brønde. Boringer boret til store dybder giver udløb for dybtliggende grundvand (Fig. 107). Disse farvande, der er under stærkt hydrostatisk tryk, udsender ofte springvand og producerer meget vand (det stærkeste - op til 10-15 m 3 lige om lidt).

Mineralske kilder. Under sine underjordiske bevægelser støder grundvandet på forskellige stoffer på sin vej, som kan opløses i vand. K sådanne stoffer omfatter kalksten, gips, bordsalt, carbondioxid, svovlbrinte og mange andre. Oftest fundet i jord er kalksten (CaCO3) og gips (CaSO 4 ). Vand, der indeholder gips eller kalk i opløsningen, ændrer næsten ikke smagen, men adskiller sig ved, at det opløser sæbe dårligt (skummer ikke godt). Folk på hostellet kalder denne form for vand "hårdt". Ved kogning frigives kalk fra vandet og danner den såkaldte "skala" på karrets vægge, som er velkendt af alle.

Grundvand, der kommer i kontakt med saltholdig jord (i tørre stepper og ørkener) eller med aflejringer af bordsalt, opløser dette salt og får en salt smag. Salte kilder og brønde er meget almindelige og er gode indikatorer for saltindholdet i jordlagene i et bestemt område. Eksempler inkluderer salte kilder og brønde i Solikamsk, Berezniki, Iletskaya Zashchita og mange andre.

Jernsalte, natriumcarbonat, kuldioxid, svovlbrinte osv. opløses ofte i grundvandet.

Mængden af ​​salte og gasser opløst i vand kan variere. I de tilfælde, hvor der er få opløste salte og gasser, ændres smagen og lugten af ​​vand ikke, og vandet kaldes i disse tilfælde frisk. I samme tilfælde, når løsninger ved 1 l vand indeholder mindst 1 G salte eller gasser, der giver vand forskellig smag og lugt – vand kaldes mineral, kilder, der producerer mineralvand - mineralske kilder. Afhængigt af kemisk sammensætning mineralske kilder de er opdelt i grupper:

Grundvand i permafrostforhold. Ud over polarcirklendybde 50-100 cm Normalt er der en frossen horisont, uigennemtrængelig for vand. Under disse forhold er grundvandsmagasinet placeret over den frosne horisont, dvs. ved selve overfladen af ​​jorden. En så høj grundvandsposition skaber enestående gunstige forhold for sumpning, som observeres i tundraen i bred skala.

Permafrosthorisonter findes dog ikke kun i polarcirklen. Således er de i Sibirien (ud over Jenisej) kendt syd for den 60. og endda 50. breddegrad. Permafrost i Sibirien forekommer i forskellige dybder, men oftest i en dybde på 2-4 m. Grundvandet ligger således også her meget lavt, hvilket naturligt fører til sumpet selv med meget lidt nedbør (Fig. 108). Tørvemoser, kværn, dværgbirkes og piletræer, lærk og knudret birkes vokser typisk i vådområder. Ved fordelingen af ​​denne vegetation kan man i mange tilfælde bedømme tilstedeværelsen af ​​permafrost på et givet sted.

I vintertid Når jord fryser fra oven, bliver grundvandet klemt mellem to uigennemtrængelige horisonter. Denne placering af grundvand fører til en række meget ejendommelige fænomener. På skråningerne, især i deres nedre dele, oplever vandet således et enormt hydrostatisk tryk, som følge af, at vandet bryder gennem den frosne jord med revner og vælter ud. På grund af det faktum, at disse fænomener opstår under alvorlig frost, strømmer vand ud af revner

fryser. Vandudløbet og dets efterfølgende frysning gentages flere gange, hvilket fører til en stigning i isens tykkelse til 4-5 meter eller mere. Som et resultat vokser enorme ishøje, kendt som aufeis(Fig. 109).

Isdæmninger er særligt skadelige for vejene. Alene langs Amur-Yakut-motorvejen (728 km) for vinteren 1927-1928. Der er registreret over hundrede aufeier. Af disse havde 24 gangarealer større end 1 km 2. Tykkelsen af ​​isen når 3-5 meter eller mere. På grund af at jordfrysning (oppefra) gradvist tiltager hen imod slutningen af ​​vinteren, øges mængden af ​​isophobning også. Ifølge observationer foretaget i området af den samme Amur-Yakutsk-motorvej blev der dannet 110 aufeis i december, 150 i januar, 350 i februar, 575 i marts, 500 i april (ikke en eneste dannet i maj.)

Det sker, at grundvand ikke umiddelbart kan bryde gennem den øvre frosne horisont. Så buler jordens overflade under grundvandets tryk som en svamp (fig. 110). Disse "buler" ødelægger bygninger og beskadiger veje og broer.

K I slutningen af ​​vinteren fryser jorden ovenover så meget, at det øverste frosne lag ofte kombineres med det nederste, og grundvandet fryser helt. I de nordlige regioner opstår dette fænomen tidligere, i de sydlige regioner senere. På grund af kontinuerlig frysning tørrer vandet i kilder og brønde op, hvilket skaber store vanskeligheder for beboerne. Det er også klart, at ernæringen af ​​floder i vinterperiode i områder med udbredelse af permafrost falder den meget kraftigt. Om sommeren Tværtimod, efter hver kraftig regn flyder floderne over.

Grundvand i vulkanske områder. Størknede lavaer tillader på grund af deres brud og porøsitet vand at passere godt igennem. Vulkanske tufstoffer, der består af løse udbrudsprodukter, tillader vandet at passere endnu bedre. På grund af denne omstændighed nedbør, selv med et stort antal af dem, absorberes ofte fuldstændigt af vulkanske formationer og producerer ikke overfladedræning. Som et resultat ser overfladen af ​​lavaplader normalt ud som en livløs ørken, blottet for vand og vegetation. Den mørke eller endda sorte farve af lavaerne forstærker det dystre billede, der åbner sig foran beskueren.

Vand, der trænger ind i tykkelsen af ​​vulkanske bjergarter, når endelig de vandtætte underliggende klipper og danner her betydelige ophobninger af grundvand. Med vulkanske formationers store kraft er grundvandet meget dybt, og for at komme til det skal man grave brønde i

ti meters dybde. Disse grundvande optræder normalt langs lavaplateauernes kanter i form af rene, nogle gange meget rige kilder...

Ungdomsvande. Magma trænger ind i tykkelsen jordskorpen, frigiver en stor mængde vanddamp, som ved kondensering under jorden giver den såkaldte unge vand. Unge farvande danner kilder, der er særligt udbredte i områder med nylig vulkanisme. Unge kilder er oftest varme eller varme og ofte mineralske.

En særlig plads blandt varme kilder er optaget af gejsere. Gejsere koger periodisk voldsomt og udsender stråler varmt vand og et par. Gejsere er relativt sjældne og er altid forbundet med vulkanske områder. De mest berømte er øens gejsere. Island, Yellowstone Nationalpark USA, Californien og New Zealand. Et stort antal store gejsere er placeret i Kamchatka, noget syd for Kronotsky-vulkangruppen. Højden af ​​vandstråler og damp, der udsendes fra nogle Kamchatka-gejsere, når 15-20 meter eller mere.

Grundvand er det, der befinder sig i en dybde på op til 25 meter fra jordens overflade. Det er dannet på grund af forskellige reservoirer og nedbør i form af regn og sne. De siver ned i jorden og samler sig der. Grundvand adskiller sig fra underjordisk vand ved, at det ikke har noget tryk. Derudover er deres forskel, at jorden er følsom over for ændringer i atmosfæren. Dybden, hvor grundvand kan findes, overstiger ikke 25 meter.

Grundvandsstand

Grundvandet er placeret i umiddelbar nærhed af jordens overflade, dog kan dets niveau variere afhængigt af terræn og tid på året. Det vil stige i høj luftfugtighed, især når man går kraftig regn og sneen smelter. Og niveauet er også påvirket af nærliggende floder, søer og andre vandområder. I tørkeperioder falder grundvandsstanden. På dette tidspunkt betragtes han som den laveste.

Grundvandsniveauer er opdelt i to typer:

• lavt, når niveauet ikke når 2 meter. Bygninger kan bygges på sådant terræn;
• højt niveau over 2 meter.

Hvis du laver forkerte beregninger af grundvandets dybde, kan det føre til oversvømmelse af bygningen, ødelæggelse af fundamentet og andre problemer.

Grundvandsforekomst

For at finde ud af præcis, hvor grundvandet ligger, kan du først lave simple observationer. Når dybden af ​​forekomsten er lav, vil følgende tegn være synlige:

• udseendet af tåge om morgenen i visse områder af jorden;
• en sky af myg "svæver" over jorden om aftenen;
• et område, hvor fugtelskende planter gror godt.

Og du kan også bruge en anden folkefærd. Hæld noget tørremiddel (f.eks. salt eller sukker) i en lergryde. Vej det derefter omhyggeligt. Pak det ind i et stykke stof og begrav det i jorden til en dybde på 50 centimeter. En dag senere skal du åbne den og veje den igen. Afhængig af vægtforskellen vil det være muligt at vide, hvor tæt vandet er på jordens overflade.

Du kan også finde ud af forekomsten af ​​grundvand fra et hydrogeologisk kort over området. Men den mest effektive måde er efterforskningsboring. Den mest anvendte metode er kernemetoden.

Egenskaber

Når grundvandet opstår naturligt, så er det velegnet til at drikke. Forureningen af ​​væsken er påvirket af landsbyer og byer, der ligger i nærheden, samt vandets nærhed til jordens overflade.

Grundvand er opdelt i typer, der adskiller sig i deres mineralisering, så de er som følger:

• frisk;
• lidt salt;
• saltet;
• saltet;
• syltede agurker.

Grundvandets hårdhed skelnes også:

• generel Det er opdelt i fem typer: meget blødt vand, blødt grundvand, moderat hårdt vand, hårdt vand, meget hårdt grundvand;
• carbonat;
• ikke-karbonat.

Derudover er der grundvand, som indeholder en masse skadelige stoffer. Sådant vand findes normalt i nærheden af ​​lossepladser med kemisk eller radioaktivt affald.

Ulemper ved grundvand

Grundvand har også sine ulemper, for eksempel:

• forskellige mikroorganismer (og også patogene) i vandet;
• stivhed. Dette påvirker reduktionen af ​​lumen af ​​rørene, gennem hvilke vand tilføres, da specifikke aflejringer aflejres på dem;
• turbiditet, på grund af det faktum, at vandet indeholder visse partikler;
• urenheder i grundvandet forskellige stoffer, mikroorganismer, salte og gasser. Alle af dem er i stand til at ændre ikke kun farven, men også smagen af ​​vand, dets lugt;
• en stor procentdel af mineraler. Det ændrer smagen af ​​vand, hvilket forårsager en metallisk smag;
• nedsivning af nitrater og ammoniak til grundvandet. De er meget farlige for menneskers sundhed.

For at gøre vand meget bedre, skal det behandles omhyggeligt. Dette vil hjælpe med at slippe af med forskellige forurenende stoffer.