Потоки подземных вод в горных породах


Схема образования подземной воды за счет водяных паров атмосферы, проникающих в пустоты горных пород.
Схема образования подземной воды за счет водяных паров атмосферы, проникающих в пустоты горных пород. Справа показаны разные стадии образования пленочной воды: 1 и 2 — молекулы водяного пара (черные кружочки) обволакивают частицу почвы (горной породы); 3 и 4 — пленочная вода в пленках различной толщины переходит от более толстой пленки к более тонкой; 5 — пленочная вода наибольшей толщины обволакивает частицу породы; 6 — образование капельно-жидкой воды.

Подземные воды могут протекать в самой верхней части земли, где не все пустоты между частицами породы заполнены водой. Их называют верховодкой. Такие подземные воды существуют только временами — в дождливые периоды. Болотные и почвенные воды тоже относятся к верховодке. Это плохие источники питьевой воды: они легко загрязняются, а в засушливое время пересыхают.

Подземные воды, залегающие на первом от поверхности водоупорном пласте пород, называются грунтовыми. В грунтовом потоке все пустоты горной породы заполнены водой. Уровень и температура грунтовых вод понижаются зимой и повышаются весной — в начале лета. Эти воды меньше, чем верховодка, подвержены загрязнению, но и они ненадежный источник водоснабжения: грунтовые воды пополняются атмосферными осадками, которые просачиваются в горные породы. Много выпало дождей — уровень грунтовых вод повысится, мало — понизится.

Наиболее ценными подземными водами оказываются воды, заключенные между водоупорными пластами. Это воды межпластовые.

Если выкопать колодец до межпластовой подземной воды, то она может подняться в колодец и даже образовать фонтан. Он получается, когда подземные воды заполняют все пространство между водоупорными пластами и оказывают давление на верхний пласт. Их называют артезианскими по древнеримскому названию провинции Артуа во Франции — Артезия, где они были впервые использованы.

Артезианские воды заполняют водопроницаемые пласты на огромных пространствах и образуют мощные запасы воды. Эти воды защищены от загрязнения сверху водоупорным пластом. Артезианские воды — наиболее ценный источник водоснабжения.

Артезианский колодец.
Артезианский колодец.

Очень интересны и своеобразны подземные воды в северных районах, где залегает вечная мерзлота. В СССР она занимает около 47% всей территории, поэтому изучение подземных вод в районах вечной мерзлоты имеет большое практическое значение.

Крупнейшие русские ученые акад. В. А. Обручев и М. И. Сумгин, а также ряд других русских исследователей создали новую науку — мерзлотоведение.

Вечная мерзлота возникла в холодные, ледниковые эпохи. В современную, послеледниковую эпоху климат Земли смягчается, теплеет и во многих местах площади, занятые вечной мерзлотой, постепенно сокращаются.

В области вечной мерзлоты встречаются подземные воды, залегающие над вечно мерзлым грунтом. Они насыщают самый верхний слой земли. Бывает также, что подземные воды или массы чистого льда заключены между вечномерзлыми толщами. Наиболее глубокие воды залегают под толщей вечной мерзлоты. Они обычно используются для водоснабжения городов и крупных селений в северных районах страны.