Води підземні
Во́ди підзе́мні — сукупність вод у рідкому, твердому й пароподібному стані, що заповнюють порожнини гірських порід нижче денної поверхні і дна поверхневих водойм і водотоків.
Зміст
Характеристика
Гідрологія розглядає підземні води як корисну копалину, запаси якої, на відміну від інших корисних копалин, відтворювані. Утворюються внаслідок інфільтрації атмосферних опадів та поверхневих вод, конденсації водяної пари, магматичних процесів (див. Магматизм), метаморфізму тощо.
Підземні води — природні розчини, що містять понад 60 хімічних елементів [найчастіше — калій (K), натрій (Na), кальцій (Ca), магній (Mg), ферум (Fe), хлор (Cl), сульфур (S), карбон (C), силіцій (Si), нітроген (N), оксиген (O), гідроген (Н)] та мікроорганізми. Як правило, насичені газами [вуглекислим газом (СО2), киснем (О2), азотом (N2) та ін.)]. Температура підземних вод може коливатися від -93 до 1 200 °С, тиск — від декількох до 3 000 МПа.
Шари гірських порід, насичені гравітаційною водою, утворюють водоносні горизонти (пласти), які складають водоносні комплекси. Гірські породи мають різні ступені вологоємності, водопроникності та водовіддачі. Перший від поверхні Землі постійно існуючий безнапірний водоносний горизонт називають горизонтом ґрунтових вод. Безпосередньо над його поверхнею (дзеркалом ґрунтових вод) поширені капілярні води, які можуть бути завислими (не з’єднаними із дзеркалом ґрунтових вод). Простір від поверхні Землі до дзеркала ґрунтових вод — зона аерації, в яку води просочуються з поверхні. У цій зоні на окремих розмежованих прошарках порід із меншою фільтраційною здатністю в період живлення ґрунтових вод можуть утворюватися тимчасові (сезонні) скупчення підземних вод (так звана верховодка). Водоносні горизонти, що залягають нижче ґрунтових вод і відділені від них пластами водонепроникних (водотривких) або слабкопроникних порід, називають горизонтами міжпластових вод; зазвичай вони перебувають під гідростатичним тиском (артезіанські води), рідше — мають вільну поверхню (безнапірні води). Переміщення підземних води у водоносному пласті, тектонічній або карстовій зоні з великою швидкістю фільтрації називають підземним потоком, переміщення під дією гідравлічного напору або гравітації — підземним стоком. Найчастіше такий стік направлений у бік моря, русла річки тощо.
Класифікація
За джерелами надходження у водоносні горизонти і комплекси виокремлюють три основні генетичні типи підземних вод:
- метеогенні (надходять з атмосфери, включають інфільтраційні, інфлюаційні та конденсаційні води);
- літогенні (формуються у літосфері і поділяються на седиментогенні, відроджені, новоутворені, конденсаційні, солюційні);
- ювенільні, або ендогенні (ті, що вперше потрапили у літосферу з мантії Землі).
Інфільтраційні підземні води утворюються завдяки просочуванню з поверхні Землі дощових, талих та річкових вод. За складом — переважно гідрокарбонатно-кальцієві та магнієві. У процесі вилуговування гіпсових порід формуються сульфатно-кальцієві, розчинення соленосних порід — хлоридно-натрієві води.
Конденсаційні підземні води утворюються внаслідок конденсації водяних парів у порах або тріщинах порід.
Седиментаційні підземні води формуються у процесі геологічних осадоутворень і зазвичай є зміненими похованими водами морського походження (хлоридно-натрієві, хлоридно-кальцієво-натрієві тощо). До них також належать поховані розсоли солерудних басейнів і ультрапрісні води піщаних лінз у моренних (див. Морена) відкладах.
За місцем знаходження підземні води поділяють на порові (у пісках, галечниках та інших уламкових породах), тріщинні (у скельних породах) і карстові (у розчинних породах — вапняках, доломітах, гіпсах тощо).
За ступенем мінералізації розрізняють прісні й мінеральні підземні води. Згідно з більш детальною класифікацією підземні води за ступенем мінералізації поділяють (за В. Вернадським) на прісні (до 1 г/л), солонуваті (від 1 до 10 г/л), солоні (від 10 до 50 г/л) і підземні розсоли (понад 50 г/л).
У залежності від температури (°С) розрізняють: переохолоджені (нижче 0), холодні (від 0 до 20), теплі (від 20 до 37), гарячі (від 37 до 50), дуже гарячі (від 50 до 100) і перегріті (понад 100) підземні води.
Теорії походження підземних вод
Інфільтраційна теорія, яку висунули вчені Б. Паліссі (1510–1589; Франція) і Е. Маріотт, пояснювала утворення підземних вод просочуванням у породи атмосферних опадів.
За конденсаційною теорією 1877 гідролога О. Фольгера (1822–1897; Німеччина), підземні води утворюються шляхом проникнення у гірські породи повітря і наступною конденсацією з нього водяної пари.
Згідно з ювенільною теорією початку 20 ст. Е. Зюсса, підземні води утворюються з водяної пари і газоподібних продуктів, які виділяються з розплавленої магми у глибоких надрах Землі; поступаючи у вищі шари земної кори, вони конденсуються і дають початок ювенільним водам.
За теорією реліктового походження, підземні води глибоких зон — це залишкові води давніх басейнів, захоронені у відкладах, що утворилися у цих басейнах.
Вік підземних вод
Визначають середнім часом знаходження підземних вод у земних надрах від попадання у водоносний горизонт до виходу на поверхню. У різних зонах водообміну поняття віку різне, у осередках розвантаження часто можуть перебувати відносно древні води. Існують три основні методи визначення віку підземних вод:
- Гідродинамічний метод. Базується на розрахунку сучасних швидкостей руху підземних вод.
- Метод інертних газів, розчинених у підземних водах. Застосовують для визначення віку відносно древніх вод, час знаходження яких під землею нараховує, як правило, мільйони років.
- Метод радіогенних (з коротким періодом життя) ізотопів. Заснований на використанні короткоживучих ізотопів (3Н, 14С, 32Si, 36Cl, 10Be), які безперервно утворюються у верхніх шарах атмосфери. Термін існування — від декількох до мільйонів років, тому їх можна використовувати як індикатор віку порівняно молодих підземних вод. Якщо за час, який дорівнює 4–5 періодам напіврозпаду радіогенного ізотопу, у водоносний горизонт надходили «свіжі» інфільтраційні води, то їхній вік достеменно встановлюють за кількістю такого ізотопу. Найчастіше для цього використовують тритій і радіоактивний вуглець.
Використання
За характером використання підземні води поділяють на 4 види:
- питні і технічні — для господарсько-питного та виробничо-технічного водопостачання, зрошення земель та обводнення пасовищ;
- лікувальні мінеральні — у бальнеології та як столові напої;
- теплоенергетичні (включно з пароводяними сумішами) — для теплопостачання промислових, сільськогосподарських та громадських об’єктів, вироблення електроенергії (геотермальні електростанції);
- промислові — для вилучення із них цінних компонентів.
Україна має всі види підземних вод.
Література
- Bowen R. Groundwater. 2nd ed. New York : Springer, 1986. 442 p.
- Modern Groundwater Exploration / Ed. by R. A. Bisson, J. H. Lehr. New York : John Wiley and Sons, 2004. 309 p.
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / За ред. В. С. Білецького. Донецьк : Донбас, 2007. Т. 2. 670 с.
- Суярко В. Г., Безрук К. О. Гідрогеохімія. Харків : Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, 2010. 112 с.
- Підземні води // Шмиг Р. А., Боярчук В. М., Добрянський І. М. та ін. Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури. Львів : [б. в.], 2011. С. 149.
- Словник-довідник з екології / Уклад.: О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. 226 с.
- Hölting B., Coldewey W. Hydrogeologie: Einführung in die Allgemeine und Angewandte Hydrogeologie. 8 aufl. München : Elsevier, 2013. 439 p.
- Нємець Л. М. Підземні води як чинник стійкого розвитку регіону // Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія: Геологія. Географія. Екологія. 2016. Вип. 45. С. 62–66.
Автор ВУЕ
Покликання на цю статтю: Білецький В. С. Води підземні // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Води підземні (дата звернення: 1.05.2024).
Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 17.04.2024
Важливо!
Ворог не зупиняється у гібридній війні і постійно атакує наш інформаційний простір фейками.
Ми закликаємо послуговуватися інформацією лише з офіційних сторінок органів влади.
Збережіть собі офіційні сторінки Національної поліції України та обласних управлінь поліції, аби оперативно отримувати правдиву інформацію.
Отримуйте інформацію тільки з офіційних сайтів
Офіс Президента України
Верховна Рада України
Кабінет Міністрів України
Служба безпеки України
Міністерство оборони України
Міністерство внутрішніх справ України
Національна поліція України
