Цикл подземного стока

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Годовой объем подземного стока для земного шара в целом не подсчитывался. Однако о порядке этой величины говорить можно. По М.И. Львовичу, подземный сток через реки составляет 12000 км³/год, по данным О.А. Алекина приблизительно 11360км³/год. Непосредственный сток подземных вод в Мировой океан, т.е. сток вдоль береговой линии и на шельфе, в среднем составляет около 2% притока речных вод.

Продолжительность цикла подземного стока в различных физико-географических и геологических условиях чаще всего измеряется десятками и сотнями лет.

Химический состав и минерализация вод, участвующих в цикле подземного стока, довольно пестрые, но изменяются более или менее закономерно, в зависимости от физико-географических, геологических и гидродинамических условий. Средняя минерализация подземных вод, разгружающихся в моря и океаны, может быть оценена по данным меженного стока рек и составляет примерно 200 мг/л.

Рис. 5. Виды воды в подземной гидросфере

Классификация видов воды в горных породах: 1) вода в форме пара; 2) физически связанная вода - адсорбированная, пленочная; 3) свободная вода - вакуольная, капиллярная, гравитационная; 4) вода в твердом состоянии; 5) химически связанная вода - кристаллизационная, цеолитная, конституционная; 6) вода в надкритическом состоянии.

Вода в форме пара. Содержание пара в приземном слое атмосферы колеблется от десятых долей процента до нескольких процентов. Содержание пара в верхних слоях горных пород может быть и выше, но общее его количество не превышает 0,001 % от всей массы пород. Тем не менее эта форма воды имеет большое значение, так как является единственной, способной перемещаться при небольшой влажности породы, причем перемещение пара происходит от участков с большей влажностью и температурой пара к участкам с меньшими их значениями. Поэтому летом влага мигрирует от приповерхностных слоев вниз, где и конденсируется, а зимой перемещается к поверхности Земли, вблизи которой конденсируется и замерзает.

Пар в горных породах может поступать из воздуха или же быть продуктом испарения подземных капельно-жидких вод. Образовавшийся при этом пар движется вверх, в атмосферу. Таким образом, через парообразное состояние в верхней части литосферы - так называемой зоне аэрации - проходят огромные массы влаги, которая участвует как в пополнении ресурсов водоносных горизонтов в результате конденсации, так и в расходовании подземных вод вследствие их испарения.

Наряду с холодным паром в условиях современного вулканизма, например, образуется горячий пар, находящийся в смеси с перегретыми водами, имеющими температуру 100-300°С и более. Такие парогидротермы наблюдаются у нас на Камчатке (Мутновское, Паужетское месторождения парогидротерм).

Рис. 6.

Физически связанная вода. Рассматриваемый вид воды присущ главным образом глинистым породам. Глинистые частицы окружены несколькими концентрическими слоями воды, и чем ближе слой к частице, тем сильнее он притягивается к ней. Связанная вода соответствует двум слоям: адсорбционному и диффузному. Коллоидная частица с неподвижным (адсорбционным) слоем молекул воды и катионов называется гранулой. Та же частица с двойным слоем - неподвижным и подвижным (диффузионным) - называется мицеллой.

Свободная вода. Состоит из воды вакуолей (включений в минералах), капиллярной и гравитационной.

Вода вакуолей представляет собой захороненные остатки проявлений древних гидротерм, заполняющих пустоты в горных породах.

Капиллярная вода может образовываться в местах соприкосновения минеральных частиц в виде отдельных капель (вода углов пор). Эти капли изолированы друг от друга поверхностями частиц и менисковыми поверхностями, неподвижны и находятся в как бы защемленном состоянии. Капиллярные воды под действием капиллярных сил поднимаются выше уровня первого от поверхности Земли водоносного горизонта. Высота капиллярного поднятия зависит от гранулометрического состава пород (в мелкозернистых грунтах она больше, чем в крупнозернистых). Предельная высота капиллярного поднятия для крупнозернистого песка составляет 2-3,5 см, для среднезернистого песка - 12-35 см, для мелкозернистого песка - 35-120 см, для супеси – 120-350 см, для суглинка – 350-650 см, для глины - более 600 см. Капиллярное поднятие достигает максимальной высоты в крупнозернистых грунтах за несколько часов или суток, а в глинистых грунтах может происходить годами и даже десятилетиями.

Капиллярная влага приближается по своим свойствам к капельно-жидкой воде. Она способна передавать гидростатическое давление. Температура замерзания капиллярных вод несколько ниже 0°С, и она тем меньше, чем тоньше диаметр пор.

Гравитационная вода — это вода, находящаяся в физически свободном состоянии под действием силы тяжести. Свободная вода обладает свойствами обычной жидкой воды.

Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 28; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12

Мы поможем в написании ваших работ!