Искусственные моря и грунтовые воды - раздел Геология, А.К.Ларионов. Занимательная гидрогеология
Наша Страна Все Более И Более Покрывается Сетью Искусственных...
Наша страна все более и более покрывается сетью искусственных морей — водохранилищ. Такие крупные водоемы, как Рыбинское, Братское, Цимлянское, Каховское и др., достигают по площади нескольких тысяч квадратных километров. Появление таких крупных водоемов влияет на природные условия, сложившиеся в течение многих тысячелетий. Изменяется климат, меняется фауна — происходят серьезные перестроения в экологической системе окружающей территории. Не во всех случаях можно предугадать возможные последствия создания подобных морей.
Одним из природных факторов, на который особенно воздействуют водохранилища, являются подземные воды, и в первую очередь грунтовые. Если подземные горизонты залегают глубоко — значительно ниже дна водохранилища — то инфильтрую-щиеся из них в стенки и дно воды движутся главным образом вниз. Достигнув пласта водоупорной породы, они растекаются в стороны, давая жизнь новому горизонту подземной воды. Но здесь есть одно противоречие. Оказывается, что с течением времени может возникнуть кольматация — процесс заполнения пор грунтов мелкими глинисто-пылеватыми частицами. Это явление способно вызвать резкое снижение водопроницаемости пород, а соответственно и водопотерь из искусственного моря.
В Средней Азии в ряде долин наблюдается такое, на первый взгляд, странное явление: в русле, сложенном галечниками, бежит речной поток. В нескольких метрах устроен карьер для добычи галечника. При этом дно карьера значительно ниже дна речки. Несмотря на это карьер сухой, и в нем нет ни капли воды. В чем же дело? Как это может быть? Казалось бы, карьер давно должен был заполниться речной водой, но этого не происходит потому, что воды многих среднеазиатских речек несут в своем потоке значительное количество мелких частиц — получается как бы густой суп или жидкий кисель. Вот эти частицы и заполняют постепенно поры галечника, уменьшая их водопроницаемость до предела.
Рис. 42. Вода, накапливающаяся в водохранилище, вызывает подъем уровня грунтовых вод в окружающей местности
Вернемся к водохранилищам и рассмотрим более часто встречающийся случай. Предположим, что в речной долине и прилегающих склонах имеется горизонт грунтовой воды, наклоненный к реке. Вода из него поступает все время в реку, так как занимаемое им положение выше уровня воды в речном потоке. Это очень распространенный случай.
Читатель, наверное, помнит, как во время летнего купания в теплой речной воде местами оказываешься в холодной струе. На этом-то участке и выходит в дне реки ключ грунтовых вод.
Но вот построили плотину, и уровень в реке поднялся на 25 — 30 или даже 50 — 100 м. Из «моря» вода начинает поступать в берега. Возникает интересная картина: откуда-то из-под земли несется поток воды к берегам новообразованного моря. В то же время в стенки моря под значительным напором (вспомните, что напор до 30 — 100 м) стремится прорваться другой встречный поток (рис. 42). Подземная вода, встретив сильное противодействие, начинает толочься на месте. Однако все новые и новые массы воды, вытекающие из массива, не находя себе дороги, начинают накапливаться в пласте.
Специалисты говорят, что возникает явление подпора. Буквально на глазах уровень подземных вод начинает повышаться. До постройки водохранилища он находился на глубине 20 — 30 м и более. Проходит несколько лет и он может подняться до глубины 1 — 10 м. Таким образом, вокруг искусственного моря на некотором расстоянии от берега (от сотен до многих тысяч метров) возникает повсеместный подъем уровня подземных вод. Нередки и такие случаи, когда грунтовая вода достигает дневной поверхности или оказывается на небольшой глубине. В результате появляются болота или на отдельных участках развивается засоление почв. Эти процессы часто приносят ряд неприятностей: подтопление зданий, затопление карьеров, деформацию сооружений, возникающую в связи с тем, что прочность мокрого грунта меньше прочности сухого. Поэтому гидрогеолог должен заранее предвидеть, как изменится уровень грунтовых вод после постройки водохранилища.
Вот совсем молодое искусственное Киевское море. Оно вступило в эксплуатацию в 1964 году. По данным И. И. Безпалова, уже за первые пять лет произошло подтопление обширной территории правобережья от с. Казаровичи до самой плотины. Повышение уровня грунтовых вод достигло за этот первый период существования водохранилища 6,5 м. Там, где море плещется в высоких берегах, достигающих 30 — 50 м, подтопление не возникло, хотя грунтовые воды заметно поднялись. Ширина зоны подтопления колебалась от 0,5 до 5 км, а на отдельных участках даже составляла 10 км. Пришлось переселять жителей ряда населенных пунктов. Необходимо также добавить, что создание обширного пресного искусственного водоема отражается не только на положении уровня, но и на химическом составе подземных вод. Если они были солоноватые, то может произойти опреснение. Такие проблемы приходится решать при создании искусственных морей. Можно видеть, что подъем грунтовых вод вследствие подпора, с одной стороны, повышая влажность пород и почв, способствует повышению урожайности, а с другой — несет за собой опасность засоления, заболачивания и разрушения зданий и сооружений.
Все темы данного раздела:
Простая и странная, обыденная и загадочная
Струйка воды — такая привычная, такая повседневная, с ней никак не вяжутся определения «странная», «загадочная». Вода, которую мы каждый день пьем, в которой стираем, а дети пускают
А — изменение плотности воды; б — то же, других веществ
В викторинах часто задают вопрос: почему лед плавает в воде? Все мы привыкли к тому, что твердое вещество тонет в своей жидкой фазе, как, например, металлы тонут в своих распла
Тайна рождения воды
Уже в глубокой древности люди отводили воде одно из главных мест. В древнеегипетских папирусах прохладная вода рассматривается как первооснова всего на Земле.
Индийские муд
Вода и жизнь
...По раскаленному песку еле движется человек. Он часто останавливается, пытаясь проглотить слюну. Но рот сухой, губы потрескались, горло схватывают спазмы. Человек опять пытается и
Вода и цивилизация
Блестящий город Фивы, грандиозные пирамиды, высокая культура — это могучее древнеегипетское государство. Его отделяет от нашего времени 3 — 5 тысячелетий. Почему именно здесь возник
Видимая и невидимая
По преданию, в далекие времена Харуна ар-Рашида, могущественного халифа Багдада, выпал страшный год, когда на землю не упала ни одна капля воды. Все задыхались от жары. Животные и л
Вечное» движение
Поразительна способность воды постоянно стремиться к движению. Она движется в стакане, в реке, в море, под землей, в атмосфере. Причин такой подвижности очень много: здесь и разност
Изменяется ли количество воды на Земле?
Как-то на одной из туристских баз собралась компания молодежи. Шел оживленный спор о проблеме охраны природы. Один из спорщиков заявил, что создание искусственных морей уменьшает ко
Угрожает ли человечеству водяной голод?
В газетах Запада мелькают сенсационные заголовки: «Катастрофическое положение с водой», «Погибнет ли человек от жажды?», «Миру грозит водяной голод» и так далее. Многие люди, включа
Загадки воды под землей
О существовании воды под поверхностью Земли люди знали очень давно. Тысячелетия назад инки и майя устраивали глубокие колодцы и извлекали воду из них. Искусством добывать воду из-по
Откуда же вода в пустыне?
Вырыли неглубокий колодец в песчаной пустыне, и вдруг стала сочиться вода. Но откуда она взялась? Ведь это происходит в пустыне, где дожди выпадают крайне редко. Как видно, инфильтр
Опять недоуменный вопрос
В XVIII веке были люди, которые выбирали в качестве своей специальности поиски воды под землей и ловко указывали места, на которых можно было рыть колодцы. Эта профессия была окруже
Катастрофа на острове Мартиника
Малые Антильские острова служат как бы барьером между Карибским морем и безбрежными водами Атлантики. Среди них остров Мартиника, утопающий в зелени тропических лесов, кофейных план
НЕВИДИМЫЕ РЕКИ
Представим себе, что человек уменьшился до размера микроба, оседлал дождевую каплю и пустился с ней в путешествие. Вот она упала на песок и моментально скользнула в пору. Сила тяжес
Водяная скатерть
Такое оригинальное название в гидрогеологии дано поверхности водного потока подземной воды. Эта поверхность совсем не похожа на горизонтальную поверхность пруда или скатерть, постел
Реки и озера под землей
Речь идет о настоящих реках и озерах, в которых даже встречаются рыбы без глаз, что связано с жизнью этих организмов в вечной темноте.
Но начнем по порядку. В земной коре д
Вода возвращается на поверхность
Читатель уже знает из маленького путешествия, совершенного вместе с каплей воды, что если долина реки или овраг пересекает породу с водоносным пластом, залегающим на водоупорной гли
Легенды и действительность
Пятнадцатый век. В Аккермане (сейчас Белгород-Днестровский) стоял у власти жестокий турецкий правитель Узун-паша. В сырой мрачной темнице крепости была заключена красавица украинка
ПОДЗЕМНЫЕ МОРЯ И ОКЕАНЫ
«Французское чудо»
В далеком 1126 году во Франции, в одном из живописных селений провинции Артуа (Артезия), для местного населения рыли колодец. Вначале шл
Вода, рвущаяся вверх
Почему появляются воды, стремящиеся вопреки своей природы течь не вниз, а подниматься вверх? Ответ на этот вопрос удалось получить тогда, когда геологи сумели изучить строение земно
А — так образуются артезианские воды (а, б — пути поступления воды 8 глубь земной коры); Б — области питания
Особой их чертой является то, что они быстро погружаются в недра земной коры. Получается своеобразная чаша, которая может легко заполняться водой с поверхности (на местах выходов кр
Океаны и моря под землей
Человек быстро накапливал знания о чудесных напорных (артезианских) водах. Уже в начале XX века обнаружили существование на земле целого ряда грандиозных бассейнов напорных вод. Дав
Смерть от жажды на баке с водой
... Беспощадное солнце и пески. Они, как волны, тянутся до горизонта. Куда ни кинешь взгляд, везде маленькие и большие холмы желтого раскаленного песка. Пустыня... Безжизненная пуст
Пресная и соленая, горькая и ядовитая
В народе о воде говорят: «Где проберется, того и наберется». Вода вечная странница, жадная к поглощению всего встречного. Передвигаясь по порам, трещинам, карстовым каналам, она все
Моря соленой воды под землей
Давайте возьмем литр воды из колодца и поставим его на огонь. Дадим воде вскипеть. На стенках нашего сосуда останется белый налет солей. Это так называемый плотный остаток. Взвесив
Радиоактивные
В далеком 1896 году супругами Кюри и Беккерелем впервые было открыто явление радиоактивного распада. Затем обнаружилась целая группа элементов, обладающих способностью к самораспаду
Богатства, плавающие в воде
Чего только в воде нет! Мы уже отмечали, что в ней есть все элементы периодической системы Д. И. Менделеева. А что если использовать подземные воды как жидкую руду для добычи нужных
Город будущего
Сибирь зимой — горы снега, бураны, морозы. Но вот представьте себе, что вы входите в город. Снега не видно — чистые тротуары. Вы идете вдоль зеленеющих деревьев. Кое-где их ветви со
Кипяток под ногами
Венгрия — страна, бедная энергетическими ресурсами. И вдруг все изменилось. Во многих газетах и журналах появились статьи, сопровождаемые картами, на которых размещались кружки разн
Чудесный дар природы
В один из зимних дней мы шли на лыжах по глубокому снегу, уставшие, в окаменевшей одежде, покрытой льдом. Вечерело. Мороз с каждым часом крепчал. Наш проводник скомандовал: «Идем на
Помидоры и огурцы, бананы и яблоки у Полярного круга
Как уже упоминалось, термальные воды — грандиозные источники энергии. Они как бы выносят на поверхность глубинное тепло земли, запасы которого практически неистощимы. Они могут отап
Вода-скала
На дворе январь. Запуржило, и покрыло землю снежным одеялом. Однако и оно не спасает верхнюю часть земной коры от промерзания. Попробуйте копнуть поверхность земли лопатой. Она упре
Воды надмерзлотные, 2 — межмерзлотные, 3 — лодмерзлотные; а — сезонное промерзание, б — слой вечной мерзлоты
В слоях вечной мерзлоты часто встречаются целые пласты или линзы ископаемого льда (рис. 33). Эти образования могут достигать десятка и более метров толщины. Такая твердая фаза может
Знахари и шарлатаны
Вода под землей невидима. Иногда она обнаруживает себя ключом, бьющим из стенки оврага, или плещется в старом колодце. Но чаще всего ее нужно искать. Но как искать? Где искать? Эти
Ищейная» лоза и радиостезия
По степи, медленно шагая, движется человек. Он наклонил голову, как бы присматриваясь к чему-то. В его руках разветвленная ветка лозы, напоминающая по форме детскую рогатку. Два раз
Вода, где ты?
Двадцатый век явился веком бурного развития науки и техники. Потребность в воде растет с каждым днем. Поверхностные водотоки загрязняются промышленными отходами и становятся малопри
MN — неподвижные стержни, А, В — перемещаемые стержни, Б — батарея, Я — прибор для измерения
...А вот другая группа геофизиков забивает металлические стержни в землю, а потом ведет какие-то измерения на приборе, установленном на треноге. Можно сначала подумать, что это фото
Слово за техникой
Итак, первый шаг сделан — определено то место, где может быть найдена вода. Отсюда начинается второй этап — ее разведка. Но здесь слово прежде всего за техникой.
Промышленн
Спутники и воды под землей
Двадцатый век уверенно шагает по планете. Он зажег пламя научно-технической революции. Растущие потребности в воде заставляют ученых обращать особое внимание на проблему ее поисков.
Утопающие богатства
Человек извлекает из подземных кладовых уголь, железо, медь, цинк, олово, строительный камень и многие, многие другие полезные ископаемые. Если месторождения размещаются в сухих пор
Вид сверху, II — разрез: 1 — скважины для нагнетания, 2 — шахта, 3 — защитный слой
Разработка ряда месторождений на берегах полярных морей оказалась затруднительной из-за притоков соленых вод. Очевидно, подземные воды питались здесь морской водой, проникающей в зе
Враг строителей
Строится многоэтажный дом с подвалом. Строители должны вырыть котлован глубиной 3 м. Но на глубине 1 м тонкими струйками из стенок и дна начала сочиться вода. Ее становилось все бол
Падающая колокольня и погружающийся город
В 1902 г. в одно раннее утро жители Венеции были разбужены страшным грохотом и сотрясением земли. У центральной площади поднималась густая туча пыли. Когда она рассеялась, удивленны
Подземные воды — предвестник и причина катаклизма
На первый взгляд, что общего между землетрясением и подземными водами? Но если взглянуть на них как на часть горных пород, слагающих земную кору, то осуществление такой связи не выз
Лучшие питьевые воды
Кто из нас не любит окунуться летом в прохладную воду реки, озера или моря, но если хочется пить, то все предпочтут чистую, прозрачную ключевую воду. Там, где водопровод получает во
Колодцы; 2 — водосборная и водотранспортирующая галереи кяриза
Этим строгим требованиям воды поверхностных водоемов и рек удовлетворяют редко, поэтому их приходится подвергать серьезной обработке и обеззараживанию. Часто воды также хлорируются,
Берегитесь плохой воды
Человек ежедневно выпивает до трех литров воды. Вместе с ней вносятся в организм вещества, находящиеся в растворенном виде. Одни вещества влияют на вкус воды, другие не ощущаются, н
Существует ли живая вода?
...Лежит Иван-царевич мертвый, над ним уже вороны летают. Откуда ни возьмись, прибежал серый волк, схватил ворона с вороненком: «Ты лети-ка, ворон, за живой и мертвой водой. Принесе
Воды, несущие здоровье
Где-то в глубине веков теряется время, когда люди впервые узнали о чудодейственных свойстрах минеральных вод. Считают, что целебность многих подземных источников была известна еще л
Богатырская вода
Скорый поезд, минуя станцию «Минутка», подходит к Кисло-водскому вокзалу. Высота 820 м. Воздух чистый и кристально прозрачный. Голубой купол неба раскинулся над вокзалом, холмы покр
Еще многие другие
Минеральные воды встречаются на обширных пространствах Советского Союза повсеместно. Многие из них пользуются мировой славой.
Солнечная Украина. Ее недра таят большие запас
Чудесные источники Чехословакии
Богато одарила природа минеральными подземными водами Чехословакию. Сейчас в этой стране более 50 городов-курортов и известно множество лечебных источников. Их количество превосходи
В Болгарии
Прекрасная София — столица солнечной Болгарии. Она не случайно возникла еще в V веке до н. э. именно здесь, на месте скрещения путей движения народов. В свое время тут жили и фракий
Минеральные воды Земли
Эти чудодейственные воды, облегчающие страдания людей, имеются на всех континентах. Наиболее изучены и освоены они в Европе и Северной Америке.
Богата бальнеологическими ку
Земля жаждет
Задумывались ли вы когда-нибудь, как много воды требуется, чтобы вырастить, например, овощи.
В огурцах содержится до 95% воды, в картофеле — 80%, а в арбузе даже 96%. Поэто
Какой же выход из этого положения?
Как видно, необходимо организовать регулирование содержания влаги в почвах. Достигается это в районах с недостаточным увлажнением путем орошения, а там, где влаги много, — комбиниро
А — Каховское море, б — территория орошения — 1 млн га, в — главный Каховский канал длиной 130 км
Чтобы подать воду к высохшим землям, создаются уникальные каналы, такие, как Каракумский протяженностью 1400 км, Иртыш — Караганда — 450 км, Северо-Крымский — 405 км, Днепр — Донбас
Печальный опыт
Создание орошения началось еще в глубокой древности. Ирригационные системы воздвигались в Древнем Египте, Древнем Китае, в древних странах Средней Азии, в Месопотамии.
Боле
Можно ли орошать подземными водами?
А почему нельзя? Даже более того — нужно. Представьте себе, что в Узбекистане площадь, пригодная для орошения, составляет около 11 млн. га, а речная вода может обеспечить орошение т
Затопленная земля
Обширные территории нашей страны заняты болотами или имеют грунтовые воды, поднявшиеся близко к поверхности земли. А тут еще малое испарение, обилие снега, дождей — вот вам и пересы
Человек истощает подземные воды
Уже много веков и даже тысячелетья человек использует подземные воды для своих нужд. На первых порах это были источники, бьющие из-под земли, на которых устраивали свои термы римлян
Промышленность угрожает воде
Перед нами химический комбинат. На его территории громоздятся отвалы пятидесятиметровой высоты. Это отходы производства. Самое интересное, что эти нагромождения состоят из поваренно
Город и вода
Вы едете по городу и любуетесь широкими асфальтированными улицами и площадями, высокими красивыми зданиями. Современные города с многочисленным населением занимают крупные территори
Сельское хозяйство и вода
Представьте себе, что и сельское хозяйство может отрицательно влиять на подземные воды. В этом случае площади, на которых сказывается влияние этой области хозяйствования людей, в ты
Защита подземных вод
Было время, когда никто не думал охранять или защищать подземные воды. В XIX веке во многих странах Европы регулярно возникали желудочно-кишечные заболевания. Сотни тысяч людей стра
А — уровень подземных вод до разработки месторождения; б — уровень, поддерживаемый искусственно; в — разрабатываемое осушенное полезное ископаемое
Орошение является крупнейшим потребителем воды. К примеру, на Украине для орошения расходуется до 70% всей добываемой пресной воды. Половина этого количества идет на испарение и усв
Искусственные — естественные подземные воды
Что это за абракадабра? И искусственные и одновременно естественные? Мы знаем как образуются грунтовые воды. «Сырая», неочищенная, дождевая, реже загрязненная сточная и любая другая
Э — экран, а — песчано-глинистая порода
В США впервые получение подпитывания подземных вод было произведено в 1889 году в штате Колорадо. В настоящее время в этой стране имеются сотни систем для искусственного получения п
БУДУЩЕЕ ГИДРОГЕОЛОГИИ
Вот и пришел конец нашего путешествия по стране «Подземные воды». Гидрогеология сегодняшнего дня уже отличается от гидрогеологии 50-х годов. Не только развивается наука, но и меняют
Что еще читать о водах под землей.
Абадашев И.Подземный океан. М., Географиздат, 1962.
Карцев А. А., Вагин С. Б.Невидимый океан. М., Недра, 1978.
Киссин И. Г.Вода
Многоликие воды
Пресная и соленая, горькая и ядовитая
Моря соленой воды под землей
Радиоактивные
Можно ли заправить машину водой вместо бензина?
Богатства, плавающие в воде
Новости и инфо для студентов