Подземные воды
На уроках «Познания мира» вы проводили опыты по очистке воды от примесей. Расскажите о ходе опыта. Вода из колодца обычно чище речной, почему?
1. Образование подземных вод. Воды, находящиеся в земной коре, называются подземными водами. Их происхождение различно. Некоторые из них образуются от выпавших осадков. Второй способ их образования характеризуется тем, что водяные пары атмосферы, впитываясь в почву, охлаждаются и превращаются в капельки воды. Такое явление встречается в пустынях и полупустынях. Третий способ - образование в земной коре небольшого количества воды из водяного пара расплавленной магмы.
В земной коре имеются пласты горных пород с различной водопроницаемостью. Слой из песка, щебня, гальки, хорошо пропускающий воду, называют водопроницаемым слоем. К водонепроницаемым горным породам относятся глина, гранит, песчаник, глинистые сланцы. Они образуют водонепроницаемый или водоупорный слой. Над водонепроницаемыми водоупорными пластами горных пород накапливается вода. Поэтому этот слой называют водоносным слоем.
2. Грунтовые и межпластовые воды. Подземные воды, образовавшиеся на первом от поверхности водоупорном слое, называют грунтовыми водами. Уровень грунтовых вод постоянно меняется. Так, в зависимости от количества дождевых вод, весной - талых вод и их испарения уровень грунтовых вод то поднимается, то опускается. Грунтовые воды лесных зон находятся близко к поверхности земли, а в пустынях располагаются на глубине нескольких десятков метров.
Уровень грунтовых вод обычно определяют по уровню воды в колодцах. Если водонепроницаемый слой имеет наклон в определенную сторону, то вода течет вниз в этом направлении и выходит на поверхность земли в виде ручья, ключа или родника.
Вода в роднике всегда бывает прозрачной, чистой и прохладной. Грунтовые воды добывают путем выкапывания колодцев (рис. 79).
Рис. 79. Подземные воды.
Водоносный слой обычно располагается в недрах земной коры над водонепроницаемыми слоями. Если вода находится между двумя водоупорными слоями, то возникает давление на нее и образуются межпластовые воды или артезианские воды. Артезианские воды расположены на глубине от ста метров до десятков километров. Если пробурить землю до водоносного слоя, то вода под давлением поднимется вверх фонтаном.
Колодец, вырытый таким способом, называют артезианским колодцем.
Артезианская вода и колодец так названы в честь провинции Артуа (по-латыни - Артезия) во Франции, где впервые в XII в. был вырыт такой колодец.
Артезианская вода широко используется в хозяйственной деятельности человека. В засушливых районах Казахстана артезианские воды используют как питьевую для людей, животных и для орошения полей.
3. Минеральные и теплые подземные воды. Подземные воды, в составе которых содержатся растворенные соли и газы, называют минеральными водами. Подземные минеральные источники в Казахстане известны под названием арасан. Вы, наверное, слышали такие названия, как Алмаарасан, Жаркентарасан, Арасанкапал и др. Вода этих источников применяется для лечения болезней суставов, кожи, желудка. В Казахстане источники минеральных вод находятся в восточных и юго-восточных горных районах.
Некоторые подземные воды бывают теплыми. Они располагаются очень глубоко. Их температура от +20°С до +100°С и даже выше. Такие воды содержат соли, кислоты, минералы, а иногда и радиоактивные элементы. Теплые подземные воды широко используют в промышленности и сельском хозяйстве. Из них получают йод, глауберову соль, борную кислоту и различные металлы. Они также применяются для отопления домов, теплиц и выработки электроэнергии.
4. Действия подземных вод. Подземные воды имеют большое значение в природе. Постоянно вытекающие родники и источники необходимы для питания рек и озер. Подземные воды участвуют также в формировании рельефа Земли. Под воздействием подземных вод образуются оползни, пещеры.
Оползни образуются в горах, на берегах равнинных рек, озер и морей. Для этого нужно, чтобы поверхностный слой водонепроницаемых пластов породы располагался на склонах соответственно уклону. Тогда грунтовые воды, накапливаясь над водонепроницаемым слоем, стекают вниз. В результате верхний слой горных пород становится неустойчивым. Через определенное время верхний слой горных пород полностью всем своим весом сползает вниз по поверхности водонепроницаемого пласта. Оползни больших объемов встречаются вдоль реки Волга, на южном побережье Крыма, на Кавказе. В 1999 г. оползень, прошедший в ущелье реки Малая Алматинка в Заилийском Алатау, разрушил ряд домов на окраине Алматы.
Если подземные воды на своем пути встречают быстрорастворимые породы: соли, гипс, известняк, то, постепенно растворяя их, смывают. Так появляются подземные пещеры. Сверху в пещеру капает вода. Известняк, осаждаясь из воды, капает вниз и затвердевает, образуя сталактиты. Навстречу со дна пещеры растет другой столбик, называемый сталагмитом. В дальнейшем, наслаиваясь друг на друга, они образуют как бы колонны. Длина таких пещер тянется от десятков метров до нескольких километров. Самая крупная в мире Мамонтова пещера найдена в Северной Америке на западном склоне гор Аппалачи. Общая ее длина 530 км.
5. Охрана подземных вод. Подземные воды являются очень ценной частью мировых запасов пресной воды. На их долю приходится более 2/3 всей используемой в мире воды. 80 % народов СНГ пользуются подземными запасами пресной воды. Отсюда возникает необходимость эффективного использования и охраны подземных вод.
Однако запасы подземных вод ограничены. Если количество грунтовых вод меняется в течение года в зависимости от количества просачивающейся дождевой воды, вод озер и рек, то для накопления межпластовых вод необходимы сто и даже тысяча лет.
Нефть, отходы химической промышленности и сточные воды загрязняют природу и наносят большой ущерб грунтовым водам, смешиваясь с ними. Иногда из-за загрязнения подземные воды становятся непригодными для использования. Поэтому в настоящее время охрана подземных вод и их эффективное использование являются одной из главных задач человечества.
1. Какие есть виды подземных вод по их происхождению?
2. Что называют водопроницаемым слоем?
3. Из каких горных пород состоит водонепроницаемый слой?
4. Что называют грунтовыми водами?
5. Как образуется ручей?
6. Каковы особенности межпластовых вод?
7. Как образуются минеральные воды?
8. Почему загрязняются подземные воды и какие необходимы меры для их охраны?
9. Используя колодец, определите с помощью цепи или веревки глубину залегания грунтовых вод вашей местности.
10. Как деятельность подземных вод изменяет природу?
11*. Каково значение подземных вод для пустынных районов нашей страны?