Acque sotterranee. Tipologie di falde acquifere e determinazione dei livelli delle acque sotterranee

Concetto in geologia

Come concetto geologico, il livello delle acque sotterranee è una linea arbitraria al di sotto della quale la roccia è completamente satura d'acqua. Dopo lo scioglimento della pioggia o della neve, una grande quantità di acqua finisce sottoterra attraverso i pori del terreno. Il livello al quale quest'acqua si ferma, poiché tutti i pori sottostanti ne sono già pieni, è il livello dell'acqua sotterranea nella sua forma pura.

La profondità di questo livello dipende in gran parte dal terreno e dalla presenza di un fiume o di un lago nelle vicinanze. Nelle zone montuose la profondità delle acque sotterranee può superare i 100 m, mentre nelle pianure paludose può arrivare a 1-2 m, e in alcuni luoghi solo a pochi centimetri dalla superficie.

Il livello delle acque sotterranee non è un indicatore statico, ma può variare a seconda del periodo dell'anno e dell'intensità delle precipitazioni, e queste fluttuazioni possono essere piuttosto significative e raggiungere diversi metri.

Il livello più basso delle acque sotterranee si osserva solitamente in inverno.

È in inverno che entra nel terreno importo minimo acqua. Il terreno ghiacciato diventa impermeabile alle precipitazioni. E la precipitazione stessa cade per la maggior parte sotto forma di neve, che non si scioglie fino al tepore primaverile.

Se ci allontaniamo dalla definizione scientifica, il livello delle acque sotterranee è lo strato d'acqua più vicino alla superficie terrestre ed è separato dalle falde acquifere inferiori da uno strato di terreno roccioso o argilloso che impedisce a quest'acqua di penetrare più in profondità.

È chiaro che tale definizione è imprecisa, poiché la geologia distingue tre tipologie di acque sotterranee:

• acque sospese, la cui profondità è di 2-3 m dalla superficie e che tende a scomparire in inverno e con tempo asciutto;
• L'acqua sotterranea a gravità è lo strato d'acqua che si trova sottoterra sopra il primo strato impermeabile. Il livello di tali acque dipende interamente da precipitazioni atmosferiche e rimane relativamente stabile, poiché non c'è pressione in questo strato d'acqua;
• L'acqua artesiana è uno strato d'acqua che si trova tra due strati impermeabili. Se si rompe lo strato impermeabile superiore, l'acqua da questo strato salirà verso l'alto sotto pressione. L'acqua di questa falda viene utilizzata per la costruzione di pozzi artesiani.

Ma poiché sono le acque sotterranee a dare ai costruttori i maggiori problemi durante la costruzione di fosse per fondazioni e scantinati, è da questo strato che viene determinato il livello delle acque sotterranee. Pertanto, per il lavoro pratico questa definizione del livello delle acque sotterranee è abbastanza adatta.

Acque sotterranee

La costruzione di qualsiasi struttura che richieda la realizzazione di una fondazione deve iniziare con la determinazione del livello delle acque sotterranee. Esiste uno schema: più in alto si trova la falda freatica, minore diventa la capacità portante del suolo.

In alcuni casi, è meglio abbandonare la costruzione. Ad esempio, se tra lo strato impermeabile e la superficie del terreno è presente uno strato di sabbia a grana fine mescolata con particelle di limo, quando l'acqua sotterranea vi penetra, si trasforma in materiale galleggiante. Se a questo livello è presente uno strato di scisto argilloso, quando l'acqua vi penetra, si ammorbidisce e perde stabilità.

È generalmente accettato che se le acque sotterranee si trovano a una profondità inferiore a 2 m, allora questo alto livello acque sotterranee. A questo livello, è meglio rifiutare qualsiasi costruzione che richieda la realizzazione di una trincea profonda o di una fossa di fondazione, poiché i costi di costruzione di un ciclo zero saranno sproporzionatamente elevati. Dopotutto, in questo caso, le acque sotterranee allagheranno semplicemente la fossa scavata e sarà impossibile riempire le fondamenta.

Anche se si pompa l'acqua e si realizza un'impermeabilizzazione affidabile, anche in questo caso il problema non viene completamente eliminato. Queste misure sono solo poco tempo darà l'effetto necessario di abbassare il livello delle acque sotterranee.

Ma le acque sotterranee stesse non scompariranno e dopo poco tempo ripristineranno il loro livello originale, a seguito del quale la fondazione o il seminterrato verranno allagati.

Questo è il motivo per cui nella costruzione esiste una regola secondo cui dalla base della fondazione alla presenza delle acque sotterranee deve esserci una distanza superiore a 0,5 m. Pertanto, il livello delle acque sotterranee deve essere determinato prima dell'inizio della costruzione.

Determinazione del livello

Esistono diversi modi per determinare il livello delle acque sotterranee. Ma c'è regola generale: è necessario effettuare le misurazioni all'inizio della primavera, subito dopo lo scioglimento della neve, perché durante questo periodo i livelli delle falde acquifere sono al massimo.

Il più semplice, ma allo stesso tempo il più accurato e metodo efficace- determinarlo in base al livello dell'acqua nei pozzi situati vicino al sito. L'acqua nelle profondità del pozzo proviene solo dalle acque sotterranee, quindi, in base alla distanza dalla sommità del pozzo alla superficie dell'acqua, è possibile determinare con precisione a quale distanza si trovano dalla superficie. Per un'immagine più accurata, è meglio eseguire tali misurazioni non in uno, ma in 2-3 pozzetti.

Il secondo metodo, spesso utilizzato nella costruzione di case private, soprattutto se non sono presenti pozzi scavati nelle vicinanze, è la perforazione di pozzi di prova. Con questo metodo, come strumento di lavoro, viene utilizzata una normale trivella da giardino. Con questo trapano, vengono perforati 3-4 pozzi di prova attorno al perimetro del cantiere ad una profondità di 2-2,5 m. Se l'acqua non appare in questi pozzi per 1-2 giorni, significa che è abbastanza profonda durante; costruzione non può essere paura.

Ci sono anche vecchi modi. Ad esempio, un pezzo di lana deve essere lavato e asciugato accuratamente. Quindi devi prendere questo scarto, crudo uovo(necessariamente appena raccolto, ancora caldo) e vaso di terracotta.

Nel luogo scelto sul sito, è necessario rimuovere con cura l'erba, mettere la lana sul fondo del buco formato, mettere un uovo sulla lana e coprirla con una pentola di terracotta capovolta. La parte superiore del vaso deve essere accuratamente coperta con un pezzo di erba rimossa.

Questo tipo di indicatore mostrerà i risultati la mattina successiva, non appena il Sole sorgerà. Bisogna togliere la zolla, togliere con attenzione il vaso e fare attenzione alla rugiada che si è formata sotto di esso. Se c'è rugiada non solo sulla lana, ma anche sull'uovo, puoi star certo che l'acqua in questo luogo non è molto profonda. Se la rugiada si è formata solo sulla lana, ma non sull'uovo, significa che è a una profondità decente. Se, di conseguenza, sia la lana che l'uovo rimangono asciutti, l'acqua in questo luogo è molto profonda, se ce n'è qui.

È possibile determinare che le acque sotterranee sono vicine senza conduzione lavori di sterro Posizione attiva. Basta esaminarlo attentamente. Se durante un periodo di siccità sul tuo sito cresce una fitta erba verde smeraldo o molto muschio e la sera vedi costantemente nebbie sul tuo sito, sebbene non ci siano fiumi o laghi vicino al sito, allora con un'alta probabilità può Va detto che le acque sono alte.

Puoi anche decidere in base alle piante che crescono sul sito. Se tra loro predominano la cicuta, l'ortica, l'acetosella, la digitale, il carice e la canna, la distanza dalla superficie del suolo all'acqua probabilmente non è superiore a 3 m e se predominano l'assenzio o la liquirizia, non troverai umidità meno di 4-5 mt.

Quindi, ci sono molti modi per determinare la profondità delle acque sotterranee. Non sono tutti ugualmente accurati, ma idea generale Con il loro aiuto, puoi elaborare informazioni sulle falde acquifere del tuo sito. Se vuoi conoscere l'immagine esatta, ordina uno speciale sondaggio geologico del tuo sito. Dopotutto mappa accurata acque sotterranee può essere compilato solo con l'aiuto della perforazione del pozzo eseguita da professionisti.

La maggior parte delle case dispone di un approvvigionamento idrico centralizzato. Ma a causa della distanza da insediamento o per altri motivi in ​​alcune case di campagna e dacie non è disponibile. I proprietari devono perforare un pozzo o attrezzare un pozzo.

Per determinare l'orizzonte della sorgente, devi cercare l'aiuto di un professionista. I suoi servizi non saranno economici. La profondità delle acque sotterranee può essere determinata in modo indipendente. Allo stesso tempo sarà possibile risparmiare in modo significativo sul bilancio familiare per la sistemazione del sistema di approvvigionamento idrico. Per fare ciò, vengono utilizzati diversi approcci semplici. Prima di iniziare il lavoro, è necessario considerare in dettaglio l'intera procedura.

Tipo di acque sotterranee

La profondità del livello delle acque sotterranee varia. Il tipo di fonte dipende da questo indicatore. Viene preso in considerazione quando si installa un sistema di approvvigionamento idrico. Lo strato più vicino alla superficie è chiamato pesce persico. Si trova a una profondità di 2-3 m. Questa fonte è applicabile solo per scopi tecnici.

Successivamente seguire con una superficie libera. Sono presenti anche sorgenti artesiane interstratali a flusso libero e a pressione. Quest'ultima varietà è considerata la più pura e bevibile. La composizione chimica e la qualità sono le più alte tra tutte le fonti. Lo strato d'acqua può passare attraverso sabbia o ghiaia.

Caratteristiche delle acque sotterranee

Prima di determinare la profondità delle acque sotterranee, è necessario conoscerne le caratteristiche. Innanzitutto la loro ubicazione è influenzata dal tipo di terreno. Nella steppa, dove la superficie è piana, gli strati giacciono uniformemente. In ogni punto la loro profondità è la stessa.

Ma in presenza di buche e scivoli, l'acqua si trova anche in modo curvo. Gli esperti raccomandano di tenere conto di tali caratteristiche del terreno durante la creazione di un pozzo. Se è necessaria acqua per scopi tecnici, è possibile utilizzare il primo strato. Si avvicina più degli altri alla superficie.

Per bere è necessario utilizzare l'acqua almeno del secondo strato. Se la zona è collinare, è meglio perforare un pozzo in collina. In questo caso, lo strato di terreno filtrerà meglio tale acqua.

Nelle zone paludose, le acque sotterranee possono avvicinarsi alla superficie a una profondità di solo 1 m. Quando si sviluppa un pozzo, è necessario essere preparati.

Acque sotterranee della regione di Mosca

I proprietari delle proprie case dovrebbero informarsi sulle caratteristiche degli strati delle fonti sotterranee. Ad esempio, la profondità delle acque sotterranee nella regione di Mosca è caratterizzata da eterogeneità.

Ci sono 5 livelli principali qui. Sono tutti posizionati in modo diverso e hanno poteri diversi. I primi tre strati sono caratterizzati da bassa pressione. Sono utilizzati per scopi tecnici. Lo scarico dell'acqua avviene in piccoli corsi d'acqua e fiumi. Questa acqua sotterranea viene reintegrata in primavera quando la neve inizia a sciogliersi.

Le rocce dolomitiche e calcaree contengono i due strati inferiori. La loro profondità è di circa 100 m. Queste sorgenti sono adatte per bere. Nella regione di Mosca, l'approvvigionamento idrico centrale viene effettuato proprio da queste fonti.

Preparazione per la misurazione

Le condizioni di umidità e la profondità delle acque sotterranee sono strettamente correlate. Quando pianifichi di effettuare misurazioni, devi scegliere il momento giusto. Non dovrebbero esserci siccità o piogge prolungate. Tutte le condizioni atmosferiche influenzano i risultati della misurazione.

Per determinare la profondità delle acque sotterranee, è necessario utilizzare uno di modi semplici. Per fare ciò, è necessario preparare tutti gli strumenti e i materiali disponibili. Gli strumenti di cui avrai bisogno sono un normale trapano e un metro a nastro. Devi anche preparare una lunga corda.

Oltre agli strumenti, ne hai bisogno elementi chimici. Questo è zolfo e solfato di rame. Diverse tecniche richiederanno l'uno o l'altro mezzo disponibile.

Perforazione

Determinare la profondità delle acque sotterranee è possibile utilizzando diversi metodi. Il più affidabile di questi è la perforazione. In questo caso, è possibile determinare con precisione quanto è profonda la fonte sotterranea e se ci sono ostacoli significativi sotto forma di pietre sul percorso verso di essa.

Un normale trapano di fabbrica farà il lavoro. Se lo si desidera, sulle sue lame vengono saldate lame aggiuntive. L'utensile taglia un terreno soffice. Viene portato in superficie insieme al terreno. Per ammorbidire il terreno, annaffiarlo.

Utilizzando una connessione filettata a boccola, il trapano viene fissato ai tubi per andare in profondità fino al livello desiderato. Successivamente, le misurazioni vengono effettuate utilizzando una corda. Il pozzo dovrebbe essere 0,5-1 m più profondo della carta. Attacca la carta alla corda e controlla a che livello si bagna.

Applicazione di prodotti chimici

Se non vuoi perforare un pozzo, c'è un modo più semplice per scoprire la profondità delle acque sotterranee. Per fare questo, scava una buca nella posizione prevista con una pala. Può essere profondo circa 0,5 m. È necessario installare una pentola di terracotta al suo interno.

In una nave, mescolare calce viva, zolfo e solfato di rame in proporzioni uguali. Successivamente, il buco viene sepolto e lasciato per un giorno. Successivamente, la pentola viene portata in superficie e pesata. Più diventa pesante, più le acque sotterranee si avvicinano alla superficie. Questo metodo non è sufficientemente accurato, ma è stato utilizzato fin dall'antichità. Solo ora è stato migliorato.

Barometro

Un altro modo affidabile per determinare la profondità delle acque sotterranee in una determinata area è utilizzare un barometro. Va tuttavia precisato che il suo utilizzo presuppone la presenza di un bacino idrico nella zona.

Se ce n'è uno, puoi iniziare a misurare. Ogni divisione del barometro corrisponde a 1 m di profondità. Per prima cosa devi avvicinarti al serbatoio con il dispositivo. Qui vengono registrate le letture del barometro.

Anche questo metodo non è molto accurato. L'errore distorce l'immagine reale. Ma principio generale Puoi capire.

Modo popolare

È possibile determinare la profondità delle acque sotterranee metodi tradizionali. Prima di tutto bisogna prestare attenzione alla vegetazione. Dove la sorgente si avvicina alla superficie, è più verde e luminosa. Canne, edera, nontiscordardimé e altri rappresentanti della flora amanti dell'umidità amano crescere in questi luoghi.

L'approccio popolare suggerisce quanto segue. È necessario lavare la lana in una soluzione saponosa e asciugarla bene. La vegetazione viene rimossa dal luogo previsto per l'esperimento.

La lana è stesa a terra. Ci si sdraiarono sopra un uovo crudo e coprite il tutto con una padella. Al mattino viene valutato il risultato dell'esperimento. Se la lettiera di uova e lana è ricoperta di gocce di rugiada significa che l'acqua è vicina alla superficie. Ma questa procedura deve essere eseguita con tempo asciutto.

Dopo aver considerato come viene determinata la profondità delle acque sotterranee, puoi effettuare tu stesso le misurazioni. A seconda del metodo scelto, è possibile ottenere un risultato più accurato o approssimativo. Puoi fare tutto il lavoro da solo. Ciò farà risparmiare in modo significativo il budget familiare.

Acque sotterranee - prima da superficie terrestre, sostenuto in distribuzione, un acquifero situato sulla prima falda a partire dalla superficie. Le falde acquifere sono rocce sedimentarie porose (sabbie, argille sabbiose, argille), rocce sedimentarie dense o alogeni fratturate; impermeabile (impermeabile) - argille e rocce massicce sedimentarie o ipogene dense. Esistono anche relativi aquiclude con bassa permeabilità all'acqua, sui quali l'acqua può accumularsi.

Le aree di ricarica e di distribuzione delle acque sotterranee solitamente coincidono. Con un letto piano di acquitardi si possono formare falde acquifere relativamente potenti; con un letto concavo si forma una pozza d'acqua sotterranea e con un letto inclinato possono formarsi i loro flussi.

Lo spazio tra la superficie terrestre e l'orizzonte delle acque sotterranee è chiamato zona di aerazione. Contiene umidità che satura i pori capillari e non ha alcun collegamento con le acque sotterranee, chiamata umidità sospesa (capillare), caratteristica dei suoli. Nella zona di aerazione si trovano spesso acque appollaiate: falde acquifere di piccolo spessore e lunghezza situate sopra gli acquitardi. Oltre all'umidità gravitazionale (libera) e capillare, ci sono umidità assorbita, pellicola (film sottili spessi diverse molecole) e umidità legata liberamente (film d'acqua spessi attorno alle particelle di terreno).

L'umidità assorbita e filmata è inaccessibile alle piante a causa della sua forte connessione con il suolo; sono disponibili altre forme. La mobilità dell'umidità aumenta man mano che la sua adesione alle particelle si indebolisce: l'umidità assorbita è quasi immobile, l'umidità del film è capace di movimenti lenti sotto l'influenza della gravità. L'umidità della zona di aerazione e delle acque sotterranee è dinamica: evapora, condensa, si infiltra, muovendosi sotto forma di pellicole, attraverso capillari, sotto forma di flusso terrestre, congela e scongela. A seconda dell'afflusso o della diminuzione dell'umidità, il livello delle acque sotterranee e i volumi di altre forme di umidità fluttuano e alcune forme si trasformano in altre.

Le acque sotterranee si formano principalmente a seguito dell'infiltrazione delle acque piovane e di fusione, che avviene frontalmente solo sulle rocce sabbiose, o attraverso le cosiddette finestre, solitamente confinate nelle depressioni dei rilievi. Nelle rocce porose con fluttuazioni di temperatura una piccola quantità di l'umidità (non più del 10-15%) si forma a causa della condensazione dell'aria sotterranea. In alcune aree, le acque sotterranee possono essere di origine fluente (afflusso laterale) e profonde - quando salgono (efflusso) dalle profondità delle acque sotterranee. Gli sbocchi delle acque sotterranee in superficie nelle depressioni di rilievo o sui pendii sono chiamati sorgenti (sorgenti, sorgenti).

In prossimità della superficie, le acque sotterranee si trovano nelle valli fluviali, dove possono essere molto dense e costituite da spessi depositi sabbiosi. La distribuzione, la vicinanza alla superficie e le riserve idriche sotterranee aumentano con l'aumento delle precipitazioni annuali, la diminuzione dell'evaporazione e del deflusso e la presenza di rocce porose falde acquifere e di buoni acquitardi. Al contrario, la diminuzione delle precipitazioni e l'aumento del drenaggio dell'area sono i principali fattori che abbassano (approfondiscono) il livello delle acque sotterranee e ne riducono le riserve.

L'idoneità delle acque sotterranee per l'approvvigionamento idrico e l'utilizzo da parte degli animali è limitata principalmente dalla quantità di acqua disciolta materia organica(acque paludose), salinità e inquinamento di origine antropica.
La mappa si basa sulla seguente gerarchia delle caratteristiche delle acque sotterranee.

La caratteristica principale delle acque sotterranee è la profondità delle acque sotterranee dalla superficie terrestre, mostrata a colori. La profondità determina il loro ruolo in natura; riflette le condizioni climatiche e geologico-geomorfologiche della loro formazione, i processi di lisciviazione dei componenti mobili dalle rocce, la concentrazione evaporativa, la genesi e la dinamica delle acque sotterranee.

La mineralizzazione e la chimica delle acque sotterranee sono mostrate insieme a ombreggiature e icone. Sono determinati dalla quantità, dalla salinità delle rocce, dall'evaporazione e dalla durata del percorso migratorio.
Le acque sotterranee si distinguono anche in base al grado di acidità e al contenuto di ossigeno, che è determinato dalla presenza di ossigeno nell'acqua ed è associato all'intensità dello scambio idrico (da intenso a stagnante), all'abbondanza di materia organica in decomposizione, e l'attività dei microrganismi.

Le acque sotterranee sono suddivise in base al loro stato di fase come segue: nelle aree non permafrost sono comuni acque sotterranee permanentemente liquide, nelle aree di permafrost continuo - acqua disciolta stagionalmente, nelle aree di permafrost isolato con talik - prevalentemente acqua disciolta stagionalmente, nelle aree di isole nel permafrost predomina l'acqua permanentemente liquida, ma ci sono anche acque di disgelo stagionali.

Inoltre, le forme delle acque sotterranee si distinguono in base alle rocce ospitanti e alle condizioni del rilievo: in pianura predominano le rocce sedimentarie sciolte con acque di formazione situate in esse; In montagna predominano rocce dense con acque fessurate, acque di formazione si trovano anche nei depositi colluviali;
I contorni delle acque sotterranee con diverse proprietà dell'acqua sono raggruppati in 12 province che riflettono zonizzazione naturale acque sotterranee. Il grado di drenaggio del territorio si sovrappone agli schemi zonali. Acque sotterranee sistemi montuosi le aree non permafrost sono azonali.

Proprietà del suolo. Le condizioni particolari per l'esistenza delle acque sotterranee negli strati di rocce sciolte ci costringono innanzitutto a soffermarci su alcuni Proprietà fisiche questi terreni. Tra queste proprietà rivestono particolare importanza: la porosità delle rocce, la loro capacità di umidità, le proprietà capillari e la permeabilità all'acqua.

Porosità del suolo. Il rapporto tra i vuoti nel terreno e il volume totale del terreno asciutto è chiamato porosità del suolo. La porosità è solitamente espressa in percentuale. Può essere definito come segue: un vaso con un volume pari a 1 l devono essere riempiti con sabbia asciutta. Quindi versare con cura l'acqua da un bicchiere in un recipiente con sabbia finché tutta la sabbia non sarà completamente satura di umidità. Diciamo che ce ne sono voluti 250 cm3

acqua. Il rapporto 250/1000 = 0,25, ovvero 25%, determinerà con precisione la porosità della sabbia che preleviamo.

La porosità delle diverse rocce sciolte è tutt'altro che la stessa. Quindi, per la sabbia fluviale grossolana la porosità è di circa il 15-25%, per la ghiaia - 35%, per l'argilla - 50-55%, per il terreno torboso - 80%, ecc. Capacità di umidità del suolo.

La loro capacità di umidità, cioè la capacità della roccia di trattenere questa o quella quantità di acqua, dipende in gran parte dalla porosità delle rocce. Le rocce dense hanno la capacità di umidità più bassa, mentre le rocce clastiche sciolte hanno la più alta, come si può vedere chiaramente dalla tabella sottostante.

Proprietà capillari dei suoli. Un ruolo enorme nella vita delle acque sotterranee è giocato dalle dimensioni e dalla forma di quei grani (o particelle) che compongono la roccia clastica. Più grandi sono i grani, maggiore è lo spazio tra loro e viceversa (Fig. 98). E la dimensione degli spazi vuoti determina le proprietà capillari della roccia.È noto dalla fisica che l'altezza dell'acqua che sale in un tubo capillare è inversamente proporzionale al diametro del tubo. Quindi, per un tubo con un diametro di 1 mm l'altezza di risalita dell'acqua (a 15° C) è 0,29 cm,- 29 mm con un diametro di 0,1 Un ruolo enorme nella vita delle acque sotterranee è giocato dalle dimensioni e dalla forma di quei grani (o particelle) che compongono la roccia clastica. Più grandi sono i grani, maggiore è lo spazio tra loro e viceversa (Fig. 98). E la dimensione degli spazi vuoti determina le proprietà capillari della roccia.- 2 mm

Esperimenti condotti su diversi terreni (Fig. 99) hanno dimostrato che l'altezza di risalita dell'acqua nei suoli dipende dalla dimensione dei grani (o, più precisamente, dalla dimensione degli spazi che si formano tra questi grani). Pertanto, l'altezza dell'acqua aumenta nelle rocce clastiche, il cui diametro dei grani varia da 1 a 0,5 mm, pari a 1,31 mm per grani con diametro 0,2-0,1 Un ruolo enorme nella vita delle acque sotterranee è giocato dalle dimensioni e dalla forma di quei grani (o particelle) che compongono la roccia clastica. Più grandi sono i grani, maggiore è lo spazio tra loro e viceversa (Fig. 98). E la dimensione degli spazi vuoti determina le proprietà capillari della roccia.- 4,82 mm per grani con diametro 0,1-0,05 cm,- 10,5 cm eccetera.

Diversi stati dell'acqua nei suoli. L’acqua nel suolo può trovarsi in tre stati principali: solido, liquido e gassoso. L’acqua solida si trova solo a temperature inferiori a 0°. Lei

immobile e in questo caso ci interessa poco. Molto più importante è l'acqua liquida e gassosa, che è in movimento.

L'acqua liquida nei suoli può essere sotto forma di pellicola e acqua gravitazionale.

Film d'acqua, come abbiamo già avuto modo di accennare, essa avvolge ogni particella del terreno. Lo spessore del film d'acqua dipende dal contenuto di umidità della roccia, ma ha un limite determinato dall'entità delle forze molecolari. (Lo spessore minimo del film è pari al diametro di una molecola d'acqua). L'acqua del film si muove, come il liquido, ma il suo movimento non dipende dalla gravità. L'acqua del film è trattenuta da ciascuna particella del terreno grande forza e possono essere rimossi solo con difficoltà (ad esempio mediante evaporazione).

Acqua a gravità a differenza della pellicola, non rientra nel raggio di azione effettiva delle forze molecolari, ma scende sotto l'influenza della gravità attraverso i pori situati tra i grani (o particelle) della roccia. La velocità di movimento dell'acqua gravitazionale è molte volte maggiore della velocità dell'acqua del film. L'acqua per gravità si muove verso la pendenza della superficie dello strato impermeabile e solo sotto l'influenza della pressione idrostatica può avere un movimento verso l'alto.

Inutile dire che l'acqua gravitazionale è per noi di grande interesse, poiché costituisce proprio la massa principale di corsi d'acqua, laghi, sorgenti e pozzi sotterranei.

L'acqua gassosa può essere trovata solo nei pori del suolo (negli spazi tra i grani della roccia). Nei casi in cui il vapore acqueo satura “l’atmosfera sotterranea”, l’elasticità del vapore acqueo negli spazi e nei pori della roccia bagnata dipenderà solo dalla temperatura. L'ultima circostanza ha Grande importanza

nel processo di inumidimento del terreno mediante condensazione del vapore acqueo proveniente dall'aria. Secondo le osservazioni fatte nelle vicinanze di Odessa dal prof. A. F. Lebedev, il terreno riceve dal 15 al 25% all'anno nel modo indicato precipitazione atmosferica che cade qui. Questo valore è così significativo che merita grande attenzione. Nei deserti e semideserti di notte le condizioni per la condensazione dei vapori nel suolo sono particolarmente favorevoli. Pertanto, è stato dimostrato che una parte significativa delle acque sotterranee è formata non solo dalle precipitazioni, ma anche dalla condensazione diretta del vapore acqueo dall'aria nel suolo.

Come se la transizione tra acqua liquida e gassosa nei suoli fosse acqua igroscopico. L'acqua igroscopica circonda ogni particella di roccia con uno strato non continuo di molecole isolate.

Nei casi in cui ci sono molte molecole d'acqua, queste si fondono in una pellicola continua, il cui spessore è uguale al diametro di una molecola.. Questo è il cosiddetto massima igroscopicità, che si osserva quando umidità relativa"atmosfera sotterranea" al 100%. La transizione del vapore acqueo in acqua igroscopica è accompagnata dal rilascio di calore. L'acqua igroscopica si muove da alcuni strati del terreno e da altri, passando solo allo stato di vapore.

L'acqua vaporosa e igroscopica è di particolare interesse per la scienza del suolo.

Origine delle acque sotterranee. Per molto tempo l'uomo ha ampiamente utilizzato le acque sotterranee per scopi economici e quindi, naturalmente, molto tempo fa ha iniziato a pensare alla sua origine. Le prime “teorie” sull’origine delle acque sotterranee erano puramente fantastiche. Si diceva, ad esempio, che la terra “partorisce” l'acqua, che nella terra ci sono speciali laghi inesauribili da cui l'acqua emerge in superficie. Si credeva addirittura che l'acqua dell'oceano penetrasse nel suolo dei continenti e producesse acque sotterranee. Quest'ultima opinione era particolarmente diffusa e rimase nella scienza quasi fino all'inizio XVIII

V. Insieme a ipotesi fantastiche, c'erano spiegazioni che si avvicinavano alla verità. Pertanto, secondo Aristotele, le acque piovane e nevose vengono in parte evaporate e in parte assorbite rocce Le prime “teorie” sull’origine delle acque sotterranee erano puramente fantastiche. Si diceva, ad esempio, che la terra “partorisce” l'acqua, che nella terra ci sono speciali laghi inesauribili da cui l'acqua emerge in superficie. Si credeva addirittura che l'acqua dell'oceano penetrasse nel suolo dei continenti e producesse acque sotterranee. Quest'ultima opinione era particolarmente diffusa e rimase nella scienza quasi fino all'inizio e formare fonti. Ancora più vicino alla verità si avvicinò il romano Marco Vitruvio Pollino, il quale affermò che le acque sotterranee si formano ovunque a causa delle precipitazioni atmosferiche.

Tuttavia, solo all'inizio V. queste spiegazioni iniziarono a penetrare nella scienza europea.V. (1686) il fisico francese Mariotte fu il primo, sulla base di attente osservazioni, a dimostrare che le acque sotterranee provengono dalle precipitazioni che penetrano nel terreno. Le conclusioni di Mariotte, integrate e chiarite dai ricercatori successivi, si sono affermate sempre più saldamente nella scienza e ora possono essere espresse in modo semplificato in il seguente modulo. L'acqua che cade sulla terra sotto forma di precipitazioni, in parte scorre nei torrenti e nei fiumi, in parte evapora e in parte penetra nel terreno. L'acqua penetrata nel terreno raggiunge lo strato impermeabile e qui si arresta il suo movimento in profondità. Accumulandosi sulla superficie dello strato impermeabile, permea abbondantemente le rocce sovrastanti e forma il cosiddetto falda acquifera. Questa teoria, che spiega l'origine delle acque sotterranee attraverso l'infiltrazione delle precipitazioni atmosferiche nelle profondità della terra, è chiamata

infiltrazione. Tuttavia, questo metodo di origine delle acque sotterranee non può essere considerato l'unico. I lavori dei nostri scienziati russi (A.F. Lebedev e altri) hanno dimostrato che le acque sotterranee possono essere ottenute anche mediante condensazione del vapore acqueo direttamente nel terreno. Si chiamano acque sotterranee formate dalla condensazione del vapore acqueo atmosferico direttamente nel terreno

condensazione

Abbiamo già detto che le acque sotterranee, raggiunta la falda acquifera, arrestano il loro movimento in profondità e, raccogliendosi sulla superficie della falda acquifera, formano la cosiddetta falda acquifera o falda acquifera. La falda acquifera dal basso è limitata dalla superficie dello strato acquifero, la cui forma può essere molto diversa (Fig. 101). La superficie superiore della falda acquifera è generalmente piana ed è chiamata “specchio” delle acque sotterranee. Possiamo vedere questo “specchio” in ogni pozzo. A rigor di termini, la falda freatica ha una superficie orizzontale solo in spazi piccoli e relativamente omogenei. Su vaste aree, con differenze di specie, differenze struttura geologica e in rilievo, l'orizzontalità dello specchio risulta più o meno sconvolta. Prendiamo

Le ragioni di ciò sono piuttosto complesse: una maggiore compattazione delle sabbie sotto le creste dunali crea diverse condizioni di capillarità, che contribuiscono a livelli più elevati delle acque sotterranee; Anche diversi gradi di evaporazione hanno un effetto, ecc. Possiamo vedere più o meno la stessa cosa, solo in forme più complesse, in altri esempi (Fig. 103). Quest'ultimo deve essere tenuto in considerazione sia quando si cercano luoghi per scavare pozzi, sia soprattutto quando si costruiscono magazzini sotterranei, cantine, piroghe, ecc.

Movimento delle acque sotterranee. Nei casi in cui lo strato acquifero ha la forma di un vasto bacino concavo, le acque sotterranee, riempiendo il bacino, assumono carattere. lago sotterraneo.È chiaro che numerosi pozzi scavati nell'area di un simile lago avranno uno specchio allo stesso livello (Fig. 104). Ma molto più spesso lo strato impermeabile è inclinato in una direzione o nell'altra. Nelle condizioni che abbiamo notato, le acque sotterranee, obbedendo alla forza di gravità, si spostano lentamente verso il pendio, formandosi flusso sotterraneo(Fig. 105). Numerosi pozzi scavati lungo il torrente presentano specchi a diverse profondità. È chiaro che più pozzi ci sono, più accuratamente possiamo determinare la direzione e la natura del flusso sotterraneo. Nelle aree dove non ci sono pozzi o il loro numero è insufficiente, i pozzi vengono tappati, i tubi vengono calati nei pozzi e la natura del flusso sotterraneo è determinata dall'altezza dell'acqua nei tubi.

Quando si studiano i flussi sotterranei, è importante determinare non solo la direzione, ma anche la velocità del flusso. Per determinare la portata, viene utilizzato il normale sale da cucina. Viene gettato in un pozzo in cima a un ruscello sotterraneo e quindi viene determinato quanto tempo impiega affinché l'acqua salata appaia in altri pozzi più bassi. Soluzione di nitrato d'argento (AgNO 3 ) consente di notare una presenza anche insignificante di cloruro di sodio nell'acqua dei pozzi in esame (si ottiene un precipitato bianco limpido di cloruro d'argento). A volte per determinare

Per controllare la velocità del flusso sotterraneo, al posto del sale vengono utilizzati batteri che, grazie alle loro piccole dimensioni, passano facilmente attraverso i pori del terreno. La velocità dei flussi sotterranei dipende dall'angolo di inclinazione della falda acquifera e ancor più dalla natura del terreno. Pertanto, nelle sabbie fini, la velocità del flusso sotterraneo raggiunge circa 1 M al giorno, nelle sabbie grossolane 2-3 e anche 5 M. Nello spessore di ciottoli, pietrisco e lungo le fessure delle rocce dure, i flussi sotterranei si muovono molto più velocemente, diversi chilometri al giorno. Nelle argille, al contrario, la velocità di penetrazione dell'acqua anche in profondità non supera 20 cm all'anno, il che permette di considerare l'argilla praticamente impermeabile.

Fonti. Le sorgenti si formano dove i corsi d'acqua sotterranei escono sulla superficie terrestre. Le fonti (chiavi, sorgenti) possono essere di natura molto diversa. In alcuni casi si tratta di chiavi appena percettibili, a volte solo inumidiscono il terreno. L'ubicazione di tali fonti può essere identificata dalla natura della vegetazione (carico, canna, equiseto, muschi). In altri casi si tratta di grandi sorgenti, la cui acqua viene espulsa e forma immediatamente un flusso significativo. Tuttavia, ci sono spesso casi in cui anche le grandi sorgenti non arrivano in superficie, ma continuano a scorrere nel terreno molto vicino alla superficie terrestre. Tali fonti nascoste possono essere rilevate da boschetti di canne, canne e altre piante acquatiche. In effetti, se scavi una piccola depressione in un posto simile, si riempirà d'acqua abbastanza rapidamente.

Dai tempi antichi ai giorni nostri, le fonti sono state ampiamente utilizzate dagli esseri umani. Ciò è del tutto comprensibile, poiché forniscono l'acqua più pura e sana.

Per proteggere la fonte dalla contaminazione, è fissata con un telaio in legno, muratura o strutture in cemento.

Nei luoghi in cui i principali fornitori di acqua sono le sorgenti, queste vengono ricevute in apposite piscine coperte, da dove vengono inviate tramite tubazioni ai luoghi di utilizzo. Possiamo vedere esempi di strutture così complesse sulla costa meridionale della Crimea. Le grandi sorgenti che forniscono acqua per rifornire le città vengono utilizzate più o meno allo stesso modo, solo che le strutture qui sono ancora più complesse. L'area di alimentazione di tali fonti è recintata con una recinzione dove il bestiame non può entrare. Questa misura garantisce fonti d'acqua sane. I corsi d'acqua sotterranei, prima di raggiungere la superficie terrestre,

spesso fanno grandi e

1) percorsi difficili metropolitana. Qui si distingue innanzitutto tra fonti verso il basso e verso l'alto (Fig. 106). In base alla temperatura dell’acqua le fonti si dividono in: ordinario,

la cui temperatura è approssimativamente uguale alla media

2) temperatura annuale dato

3) luoghi, Freddo,

Quanto più il flusso sotterraneo è vicino alla superficie terrestre, tanto più fortemente è influenzato dalle fluttuazioni della temperatura dell'aria. Pertanto, le fluttuazioni annuali raggiungono i 5-10° e in alcuni casi anche di più.

Le sorgenti fredde sono rare, e soprattutto in montagna, dove sono alimentate dall'acqua di disgelo della neve e dei ghiacciai.

Sorgenti calde sono spesso associati a luoghi di recente vulcanismo.

Un posto speciale è occupato dal cosiddetto pozzi artesiani. I pozzi praticati a grande profondità forniscono sbocchi per le acque sotterranee profonde (fig. 107). Queste acque, essendo sotto forte pressione idrostatica, spesso emettono fontane e producono molta acqua (le più forti - fino a 10-15 m 3 in un minuto).

Sorgenti minerali. Durante i suoi movimenti sotterranei, l'acqua sotterranea incontra sul suo percorso diverse sostanze che possono dissolversi nell'acqua. K tali sostanze includono calcari, gesso, sale da cucina, diossido di carbonio, idrogeno solforato e molti altri. I tipi di terreno più comuni rinvenuti sono il calcare (CaCO3) e il gesso (CaSO 4 ). L'acqua contenente gesso o calce nella soluzione quasi non cambia il gusto, ma differisce in quanto dissolve male il sapone (non si schiuma bene). Le persone nell’ostello chiamano questo tipo di acqua “dura”. Durante la bollitura, la calce si libera dall'acqua e forma sulle pareti del vaso la cosiddetta “scala”, ben nota a tutti.

Le acque sotterranee, entrando in contatto con terreni salini (nelle steppe secche e nei deserti) o con depositi di sale da cucina, sciolgono questo sale e acquisiscono un sapore salato. Sorgenti e pozzi salati sono molto comuni e sono buoni indicatori del contenuto di sale negli strati di terreno di una particolare area. Gli esempi includono sorgenti salate e pozzi di Solikamsk, Berezniki, Iletskaya Zashchita e molti altri.

Sali di ferro, carbonato di sodio, anidride carbonica, idrogeno solforato, ecc. sono spesso disciolti nelle acque sotterranee.

La quantità di sali e gas disciolti nell'acqua può variare. Nei casi in cui ci sono pochi sali e gas disciolti, il sapore e l'odore dell'acqua non cambiano e l'acqua in questi casi viene chiamata fresco. Negli stessi casi in cui le soluzioni in 1 l le acque contengono almeno 1 G sali o gas che conferiscono all'acqua sapori e odori diversi: si chiama acqua minerale, sorgenti che producono acqua minerale - sorgenti minerali. Dipende da Composizione chimica sorgenti minerali sono divisi in gruppi:

Acque sotterranee in condizioni di permafrost. Oltre il Circolo Polare Articoprofondità 50-100 cm Di solito c'è un orizzonte ghiacciato, impermeabile all'acqua. In queste condizioni, la falda acquifera si trova sopra l'orizzonte ghiacciato, cioè sulla superficie stessa del suolo. Una posizione così elevata delle acque sotterranee crea eccezionali condizioni favorevoli per l'impaludamento, che si osserva nella tundra su larga scala.

Tuttavia, gli orizzonti del permafrost non si trovano solo nel circolo polare artico. Così, in Siberia (oltre lo Yenisei) sono conosciuti a sud del 60° e anche del 50° parallelo. Il permafrost in Siberia si verifica a diverse profondità, ma molto spesso a una profondità di 2-4 M. Pertanto anche qui le acque sotterranee sono molto basse, il che porta naturalmente alla palude anche con scarse precipitazioni (fig. 108).

Muschi di torba, carici, betulle nane e salici, larici e betulle nodose crescono tipicamente nelle zone umide. Dalla distribuzione di questa vegetazione in molti casi si può giudicare la presenza di permafrost in un dato luogo. IN orario invernale

Quando i terreni ghiacciano dall’alto, le acque sotterranee si trovano intrappolate tra due orizzonti impermeabili. Questa posizione delle acque sotterranee porta ad una serie di fenomeni molto particolari. Pertanto, sui pendii, soprattutto nelle parti inferiori, l'acqua subisce un'enorme pressione idrostatica, a seguito della quale l'acqua sfonda il terreno ghiacciato con crepe e fuoriesce. A causa del fatto che questi fenomeni si verificano durante forti gelate, l'acqua fuoriesce dalle fessure si blocca. L'effusione dell'acqua e il suo successivo congelamento si ripetono più volte, il che porta ad un aumento dello spessore del ghiaccio fino a 4-5 metri o più. Di conseguenza, crescono enormi cumuli di ghiaccio, noti come aufeis

(Fig. 109). Le dighe di ghiaccio sono particolarmente dannose per le strade. Solo lungo l’autostrada Amur-Yakut (728 chilometri) per l'inverno 1927-1928. Sono stati registrati oltre un centinaio di aufeis. Di queste, 24 navate avevano aree maggiori di 1 km2.

Lo spessore del ghiaccio raggiunge i 3-5 metri o più. A causa del fatto che il congelamento del suolo (dall'alto) aumenta gradualmente verso la fine dell'inverno, aumenta anche la quantità di accumulo di ghiaccio. Secondo le osservazioni effettuate nell'area della stessa autostrada Amur-Yakutsk, si sono formati 110 aufeis a dicembre, 150 a gennaio, 350 a febbraio, 575 a marzo, 500 ad aprile (nessuno si è formato a maggio).

K Alla fine dell'inverno, il terreno sovrastante ghiaccia così tanto che lo strato ghiacciato superiore spesso si combina con quello inferiore e le acque sotterranee ghiacciano completamente. Nelle regioni settentrionali questo fenomeno si manifesta prima, in quelle meridionali più tardi. A causa del continuo gelo, l'acqua delle sorgenti e dei pozzi si secca, creando grandi difficoltà ai residenti. È anche chiaro che la nutrizione dei fiumi in periodo invernale nelle aree di distribuzione del permafrost diminuisce molto bruscamente. In estate

Al contrario, dopo ogni forte pioggia i fiumi straripano. Acque sotterranee delle aree vulcaniche. Le lave solidificate, a causa della loro fratturazione e porosità, permettono un buon passaggio dell'acqua. I tufi vulcanici, costituiti da prodotti sciolti dell'eruzione, consentono un passaggio ancora migliore dell'acqua. A causa di questa circostanza precipitazione

, anche in numero elevato, sono spesso completamente assorbiti dalle formazioni vulcaniche e non producono drenaggio superficiale. Di conseguenza, la superficie delle lastre di lava appare solitamente come un deserto senza vita, privo di acqua e vegetazione. Il colore scuro o addirittura nero delle lave esalta la desolazione dell'immagine che si apre davanti allo spettatore.

L'acqua che penetra nello spessore delle rocce vulcaniche raggiunge infine le rocce sottostanti resistenti all'acqua e forma qui notevoli accumuli di acque sotterranee. A causa della grande potenza delle formazioni vulcaniche, le acque sotterranee sono molto profonde e per raggiungerle è necessario scavare pozzi

decine di metri di profondità. Queste acque sotterranee compaiono solitamente lungo i bordi degli altipiani lavici sotto forma di sorgenti pulite, talvolta molto ricche... Acque giovanili. Magma che penetra nello spessore la crosta terrestre, rilascia una grande quantità di vapore acqueo che, condensandosi nel sottosuolo, dà il cosiddetto

acqua giovanile. Le acque giovanili formano sorgenti particolarmente diffuse nelle aree di recente vulcanismo. Le sorgenti giovanili sono spesso calde o tiepide e spesso minerali. Un posto speciale tra le sorgenti termali è occupato da geyser. I geyser periodicamente bollono violentemente ed emettono getti acqua calda

Le acque sotterranee sono quelle che si trovano a una profondità massima di 25 metri dalla superficie terrestre. Si forma a causa di vari bacini idrici e precipitazioni sotto forma di pioggia e neve. Filtrano nel terreno e si accumulano lì. Le acque sotterranee differiscono dalle acque sotterranee in quanto non hanno pressione. Inoltre, la loro differenza è che quelli terrestri sono sensibili ai cambiamenti atmosferici. La profondità alla quale si trovano le acque sotterranee non supera i 25 metri.

Livello della falda freatica

Le acque sotterranee si trovano in prossimità della superficie terrestre, tuttavia il loro livello può variare a seconda del terreno e del periodo dell'anno. Aumenterà in condizioni di elevata umidità, soprattutto quando si cammina forti piogge e la neve si scioglie. E il livello è influenzato anche dai fiumi, dai laghi e da altri corpi idrici vicini. Durante i periodi di siccità, il livello delle acque sotterranee diminuisce. In questo momento è considerato il più basso.

I livelli delle acque sotterranee si dividono in due tipologie:

• basso quando il livello non raggiunge i 2 metri. Su tale terreno si possono costruire edifici;
• alto - livello oltre 2 metri.

Se si effettuano calcoli errati della profondità delle acque sotterranee, ciò può portare all'allagamento dell'edificio, alla distruzione delle fondamenta e ad altri problemi.

Presenza di acque sotterranee

Per scoprire esattamente dove si trovano le acque sotterranee, puoi prima fare semplici osservazioni. Quando la profondità dell'evento è bassa, saranno visibili i seguenti segni:

• la comparsa della nebbia al mattino in alcune zone della terra;
• una nuvola di moscerini che “si libra” sopra il suolo la sera;
• un'area dove le piante che amano l'umidità crescono bene.

E puoi anche usarne un altro modo popolare. Versa del materiale essiccante (ad esempio sale o zucchero) in una pentola di terracotta. Quindi pesalo attentamente. Avvolgetelo in un pezzo di stoffa e interratelo nel terreno ad una profondità di 50 centimetri. Il giorno dopo, aprilo e pesalo di nuovo. A seconda della differenza di peso sarà possibile sapere quanto è vicina l'acqua alla superficie terrestre.

È possibile conoscere la presenza di acque sotterranee anche attraverso la carta idrogeologica della zona. Ma il modo più efficace è la perforazione esplorativa. Il metodo più comunemente utilizzato è il metodo core.

Caratteristiche

Quando l'acqua sotterranea appare naturalmente, allora è adatta per bere. L'inquinamento dei liquidi è influenzato dai villaggi e dalle città situati nelle vicinanze, nonché dalla vicinanza dell'acqua alla superficie terrestre.

Le acque sotterranee sono suddivise in tipologie che differiscono per la loro mineralizzazione, quindi sono le seguenti:

• fresco;
• leggermente salato;
• salato;
• salato;
• sottaceti.

Si distingue anche la durezza delle acque sotterranee:

• generale. Si divide in cinque tipologie: acqua molto dolce, acqua sotterranea dolce, acqua moderatamente dura, acqua dura, acqua sotterranea molto dura;
• carbonato;
• non carbonato.

Inoltre, ci sono acque sotterranee che contengono molte sostanze nocive. Tale acqua si trova solitamente vicino a discariche con rifiuti chimici o radioattivi.

Svantaggi delle acque sotterranee

Anche le acque sotterranee hanno i loro svantaggi, ad esempio:

• vari microrganismi (anche patogeni) presenti nell'acqua;
• rigidità. Ciò influisce sulla riduzione del lume dei tubi attraverso i quali viene fornita l'acqua, poiché su di essi si depositano depositi specifici;
• torbidità, dovuta al fatto che l'acqua contiene determinate particelle;
• impurità nelle acque sotterranee varie sostanze, microrganismi, sali e gas. Tutti sono capaci di cambiare non solo il colore, ma anche il sapore dell'acqua, il suo odore;
• una grande percentuale di minerali. Cambia il sapore dell'acqua, provocando un sapore metallico;
• infiltrazioni di nitrati e ammoniaca nelle acque sotterranee. Sono molto pericolosi per la salute umana.

Per rendere l'acqua molto migliore, deve essere trattata con cura. Ciò contribuirà a liberarlo da vari contaminanti.