• Главная
  • Статьи
  • Подземные воды и запасы пресной питьевой воды на планете. Происхождение и классификация
Дата публикации: 14.01.2022 Дата обновления: 14.01.2022

Подземные воды и запасы пресной питьевой воды на планете. Происхождение и классификация

Если верить оценкам учёных – подземные воды содержат порядка 98% от всего количества технологически доступной пресной воды на нашей матушке-Земле. Именно подземные воды – это её основной запас. Они являются источниками, питающими реки и озёра, которые в свою очередь также являются резервуарами пресной воды, но уже относятся к поверхностным водам.

Надо понимать, что речь идёт именно о пресной воде, доля которой составляет около 3% от всех водных ресурсов нашей планеты. А из них только 0,3% доступны человечеству на современном уровне технологического развития.

Катастрофически мало, правда? Отсюда и дефицит пресной питьевой воды на планете, объявленный глобальной проблемой человечества. Но это ещё не всё – из этих 0,3% не вся вода безопасна и годна к употреблению.

Теперь понятно, что вопрос требует детального рассмотрения. Будем разбираться. И начнём с понятия «гидросфера». Хотя, лучше мы начнём со школьного учебника географии.

Просто о сложном. Что такое подземные воды?

«Мы все учились понемногу чему-нибудь и как-нибудь», – как сказал классик. Тему «Подземные воды» встречаем в 6 классе на уроке географии в разделе «Гидросфера и её части». Все основные понятия даны просто и понятно.

Так мы узнаём, что подземные воды находятся в толще земной коры, в верхней её части. В трёх своих агрегатных ипостасях – газообразном, жидком и твёрдом – пар, жидкость и лёд. Способ их образования – просачивание атмосферных осадков и талых вод сквозь толщу горных пород плюс что-то поступает их глубинных слоёв планеты.

Есть горные породы, что пропускают воду – такие как песок, щебень, гравий, галька, известняк – это водопроницаемые породы. Внутри них находятся грунтовые и почвенные воды – это верхний водоносный горизонт.

Есть породы, не пропускающие воду – такие как глина и гранит – это водоупорные породы или пласты. Над этими породами как раз то и располагается водичка, просочившаяся через пористые породы, трещинки и пустоты или растворившая известняк, гипс, соль и др. Между водоупорными пластами находятся межпластовые воды. Вот такой слоёный пирог.

Как образуются межпластовые воды, с учётом того, что они находятся между двумя водоупорными пластами, школьные учебники глубоких уточнений не дают. Основная теория такая: где эта вода находит выход на поверхность – оттуда она и пополняется. Говорится о том, что в природных естественных условиях водоупорная порода может стать проницаемой за счёт образования трещинок и разломов. Так вода проникнет вглубь земли или выберется на поверхность.

Приводится пример карстовых озёр, где способ образования всё тот же – водичка, просачиваясь везде, где можно просочиться, растворяя растворимое, вымывая впадинки, пустоты и пещерки в рыхлых и легкорастворимых породах, занимает всё это пространство собою. Все эти пустоты и пещерки называются карстом. Скопившаяся в них вода – карстовые озёра.

Родники и всевозможные ключи – это и есть подземная вода, нашедшая выход на поверхность земли. Это вода верхнего водоносного горизонта. Как и вода в наших бытовых колодцах. Многие реки и озёра своим источником подпитки имеют подземную воду, а также осадки, таяние снегов и ледников.

Если межпластовая вода прорывается на поверхность (из скважины или естественным образом) в виде фонтанирующего источника, значит она находится под большим давлением. Такие источники называются артезианскими. Когда фонтан горячий – это гейзер.

Если в подземных водах растворены какие-либо соли, или вещества, или газы, то они будут называться минеральными.

И апофеозом наглядности школьной темы является картинка. Всё просто и понятно.

В общем, «чему-нибудь и как-нибудь» )) Тех, кто хочет более подробно разобраться в вопросе, приглашаем следовать далее.

Подземные воды – основной источник пресной воды на планете

Итак, подземные воды являются одной из составных частей Гидросферы. Гидросферой называют всю воду земного шара – океаны, моря, реки, озёра, болота, подземную воду, ледники, снежный покров, атмосферные осадки и т.д. и т.п.

С другой стороны, есть такое понятие как «водные ресурсы». Когда речь идёт о пресной воде – жидкой, твёрдой, газообразной – все мировые запасы воды называют «водными ресурсами», что собственно и есть гидросфера. Вдаваться в тонкости понятий не будем. Для этой статьи нам важно понимать, что проблема дефицита пресной воды глобальная, а подземные воды – основной её источник.

Несмотря на то, что две трети поверхности нашей планеты покрыты водой и общемировые запасы воды оцениваются в 1,4-1,5 миллиардов км³, количество пресной воды от этого количества порядка 3%. Из них более двух процентов приходится на ледники и снежные покровы, ещё 0,7 % считаются недоступными или труднодоступными, и менее 0,3% – это технологически доступная пресная вода. Технологически доступная – это значит, что её надо добывать, очищать, транспортировать. Примерно 98% этой воды (или около 0,29% от общего количества) приходятся на подземную (с учётом того, что некоторые реки и озёра также подпитываются из-под земли).

Переводим всё это в кубометры – итого около 400 миллионов км³. А население земли – движется к восьми миллиардам. И это население расходует воду не только для питья и приготовления пищи, но и на свою хозяйственную деятельность. Львиная доля уходит в сельское хозяйство, промышленность тоже не в числе скромных, бытовые нужды на третьем месте.

Это, так сказать, наглядное выражение дефицита пресной воды в цифрах.

В сухом остатке: к нашим услугам подземные воды планеты. И следующие вопросы:

  • как мы их можем заполучить из-под земли в использование,
  • что есть в их составе помимо воды,
  • какие из них можно безопасно употреблять в пищу?

Разберем по очереди все с точки зрения что пьём, что осторожно пьём, что вовсе пить не стоит.

Виды и классификация подземных вод, происхождение, минеральность и прочее

Итак, согласно Водному кодексу Российской Федерации (74-ФЗ от 3 июня 2006 г) все водные объекты (природные или искусственные водоёмы) подразделяются на поверхностные и подземные. Поверхностные водные объекты – это реки, озёра, ледники, моря и т.д. К подземным относятся бассейны подземных вод и водоносные горизонты.

В соответствии с кодексом родники и гейзеры – находятся в списке поверхностных вод и именуются природными выходами подземных вод. Всё правильно – они ведь уже на поверхности.

Всё природное подземное водное богатство подвергнуто различным видам классификации. Не самая основная из них, но очень важная для нас в рамках данной статьи – это классификация в зависимости от качества:

  • питьевые,
  • технические,
  • минеральные.

Опираясь именно на эту классификацию, наше Министерство природных ресурсов управляет всеми запасами месторождений подземной воды на территории РФ.

А наше законодательство нормирует показатели и требования, в соответствии с которыми воды будут отнесены к той или иной категории. Обратим ваше внимание на то, что минеральные воды также могут быть питьевыми, в соответствии с законодательством «столовыми», и об этом мы рассказываем в статье «Минеральные воды. Классификация».

Эта классификация важна, но, к сожалению, никакой практической пользы пока нам не даёт. Вода из-под земли ведь не подписана – техническая, питьевая, минеральная – надо проверять. Для этого и существуют различные лабораторные исследования на предмет соответствия показателей законодательным нормам.

Придётся подойти к вопросу иначе. Следующая классификация – по условиям и глубине залегания подземные воды делятся на:

  • воды зоны аэрации: почвенные и верховодка;
  • воды зоны насыщения: грунтовые и межпластовые.

Почвенные воды

это скопления воды в толще почвенного слоя, располагающиеся до глубины 60 сантиметров, иногда до полутора метров. Это та вода, которой питаются корни растений. Основное пополнение этого вида вод – атмосферные осадки, снеготаяние, разлив рек.

Эта вода не лежит на водоупорном слое, она находится как бы в подвешенном состоянии, занимая пустоты почвы. Попадая в почву и постепенно просачиваясь сквозь неё, водичка по пути вбирает в себя органические вещества, химикалии, - все «чудеса» цивилизованного мира, что находятся на поверхности земли и её верхних слоях. Представьте, если рядом расположен скотный двор, сточная яма, свалка мусора и т.п.

Понятно, что эту воду пить не стоит.

Почвенная вода, как правило, находится в связанном виде. Можно назвать её «почвенный раствор».

Верховодка

это локальные скопления воды в верхнем слое земли над «островком» водоупорного слоя. Можно сказать, что это уже не почвенная вода, но ещё не грунтовая. Характер её существования, также как и почвенной воды, временный. Если лето будет засушливым – вода иссякнет. Пополнение этого типа вод происходит похожим путём – после снеготаяния или обильных дождей.

Резюме по чистоте и составу этой влаги аналогично – содержит в себе все захваченные по дороге блага цивилизации. Само собой пить не стоит.

Строгости ради скажем, что использование фильтров для воды никто не отменял. В случае безвыходной ситуации с питьевой водой – серьёзный фильтр (например, обратного осмоса) спасёт ситуацию.

Грунтовые воды

Это воды, располагающиеся на первом от поверхности земли водоупорном слое и уже имеют более постоянный характер – их уровень может меняться в зависимости от сезона и количества осадков, но они не иссякнут. Эти воды относят к первому водоносному горизонту.

Подпитываются они всё также от атмосферных осадков, от разливов речных и озёрных вод. В отношении грунтовых вод можно говорить об их минеральности. Они могут быть относительно свободны от примесей, но по-прежнему не защищены от антропогенного воздействия. Наши дачные колодцы и неглубокие скважины питаются как правило этой водичкой.

Правильным будет подвергать колодезную воду лабораторным исследованиям, и по результатам подбирать системы очистки.

Межпластовые воды

или межпластовые водоносные горизонты располагаются между двумя водоупорными пластами. Глубина их залегания зависит от местности и начинается с 70-100 метров.

Межпластовые водоносные горизонты сформировались много тысяч лет назад. Они практически неизменны и, благодаря глубине залегания и плотности водоупора, не подвержены антропогенному воздействию. Межпластовая вода «непорочна и чиста», потому что не вступает во взаимодействие с человеком до тех пор, пока он не решает добывать её)) Но и в этом случае современные технологии добычи и розлива воды способны сохранить первозданное качество.

Чтобы достичь межпластовой воды необходимы глубокие скважины. Вода на такой глубине, как правило, находится под давлением. И, когда появляется возможность вырваться на поверхность, изливается фонтаном.

Такую воду называют артезианской. Подробно мы писали об этом в статье «Почему стоит покупать воду с пометкой «артезианская».

В настоящее время – это лучшая природная пресная вода на планете. Она может быть как питьевой, так и минеральной. Если уровень минерализации не превышает одного грамма на литр, то такая вода может употребляться человеком ежедневно и без ограничений. Так же, как наша «Живея Кристальная» – артезианская минеральная природная столовая питьевая вода.

Откуда взялись и как формируются межпластовые воды – однозначного ответа нет. В настоящее время доказано, что возраст этих вод очень даже почтенный. Некоторые горизонты оцениваются в миллионы лет.

Существует ещё несколько видов классификации подземных вод.

Классификация по степени минерализации

Подземные воды – это природные растворы, содержащие различные химические элементы и микроорганизмы. Чем ближе к поверхности земли залегает вода, тем больше в ней микроорганизмов. В глубоких межпластовых горизонтах их практически нет, так как нет условий для их обитания. Но соли могут и будут присутствовать в воде на любой глубине.

По классификации В.И.Вернадского подземная вода по степени минерализации делится на следующие группы:

  • пресные воды – минерализация до 1 грамма на литр;
  • солоноватые – от 1 г/л до 10 г/л;
  • солёные – от 10 г/л до 50 г/л;
  • подземные рассолы – более 50 г/л (для справки: средняя солёность Мирового океана 36 г/л).

Классификация по температуре

  • переохлаждённые воды – их температура ниже 0ºС;
  • холодные – от 0ºС до 20ºС;
  • термальные – выше 20ºС.

Классификация в зависимости от залегания и характера пустот водовмещающих пород

  • поровые – залегают в песках, гальке и других обломочных породах;
  • жильные, или трещинные – залегают в скальных породах, таких как гранит;
  • карстовые – в растворимых пластах, таких как известняк, гипс и др.

Источники подземных вод

Как мы встречаемся с подземными водами в быту, в нашей обычной жизни?

Выход подземной воды на поверхность называют источником. Существует несколько основных видов природных источников: родники, ключи и гейзеры. Человек также может добраться до подземной воды собственными усилиями: выкопать колодец или пробурить скважину.

Родники

Вода в природных родниках и ключах может быть необыкновенно чистой и вкусной, но они по умолчанию не считаются пригодными для питья. Вода в таком источнике должна проверяться и притом регулярно.

С какой бы глубины не пришла в них водичка, теперь это открытый источник. Вода в нём может смешаться с почвенными и грунтовыми водами, чистота которых сомнительна. Да и сам родник не обязательно берёт своё начало в межпластовом горизонте – это может быть и верховодка и грунтовая вода. В родник с дождевой водой может собраться любая химическая примесь с окружающей его территории.

Гейзеры

Это источники горячей подземной воды, иногда в виде пара. Она периодически фонтанирует, выходя под давлением на поверхность.

Эта вода, как правило используется не для питья. В некоторых странах тепло воды из гейзеров используют для обогрева домов, или теплиц. Если вода, бьющая из гейзера, минеральная, её могут использовать в лечебных целях.

Колодцы

Бытовые и промышленные колодцы обычно не бывают глубокими настолько, чтобы выйти в межпластовый водоносный горизонт. Как правило, это верховодка или грунтовая вода. И далее уже «заезженная пластинка» про загрязнения с прилегающей территории, стоки с дачных участков – удобрения и органика, производственные отходы и прочее.

Колодезная вода может быть прозрачной и приятной на вкус, но это не означает, что в ней нет вредных примесей.

Артезианские скважины

Чтобы добраться до межпластового горизонта, необходимо серьёзное оборудование. Бытовых артезианских скважин не бывает. На этом уровне водные ресурсы находятся под контролем государства. Необходимы различные разрешительные документы, сертификация и т.д. и т.п.

Артезианская вода попадает к нам в бутилированном виде. И это действительно благо цивилизации, о котором мы пишем в статье «Бутилированная вода – «за» и «против» .

Ещё раз повторим: лучшая питьевая вода из подземных – межпластовая артезианская вода.

И в заключение добавим, что подземные воды являются полезным ископаемым. К счастью, запасы подземных вод являются возобновляемыми. Даже существует утверждение, что они неисчерпаемы. Оно появилось после того, как учёные нашли способ опреснения морской воды. Правда пока это дороговато. Поэтому будем беречь то природное богатство, которое у нас есть. И разумно потреблять его.

Интересные статьи:

Поделится в соц-сетях

Мы в соц - сетях

Рекомендуемые товары