การบรรยาย 3. พื้นฐานของอุทกวิทยา

1. แนวคิดของน้ำบาดาล

2. การจำแนกน้ำบาดาล

3. พลวัตของน้ำบาดาล

4. น้ำบาดาลไหลเข้าสิ่งอำนวยความสะดวกการรับน้ำ

5. ต่อสู้กับน้ำบาดาล

แนวคิดเรื่องน้ำบาดาล

น้ำเป็นสิ่งมหัศจรรย์ของธรรมชาติ ซึ่งเป็นสารที่จำเป็นที่สุดที่มีอยู่บนโลก ความเป็นอยู่ที่ดีของเราความเป็นจริงของการดำรงอยู่ของชีวิตบนโลกขึ้นอยู่กับน้ำ ร่างกายมนุษย์ส่วนใหญ่เป็นน้ำตามน้ำหนัก ในทารกแรกเกิด - 75% ในผู้ใหญ่ - 60% ของน้ำหนักตัว

น้ำบนโลกมีความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนกับสิ่งมีชีวิต จำเป็นไม่เพียงแต่เพื่อการดำรงชีวิตเท่านั้น แต่ยังเป็นผลผลิตของสิ่งมีชีวิตอีกด้วย น้ำมีอยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่งและหลายแง่มุม

นักวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่น ผู้สร้างธรณีเคมี V.I. VERNADSKY เขียนว่า: "น้ำมีความโดดเด่นในประวัติศาสตร์โลกของเรา ไม่มีวัตถุธรรมชาติใดที่สามารถเปรียบเทียบได้ในแง่ของอิทธิพลของมันที่มีต่อกระบวนการทางธรณีวิทยาหลักที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ... "

น้ำที่อยู่บริเวณส่วนบนของเปลือกโลกและอยู่ใต้พื้นผิวโลกเรียกว่าใต้ดิน การศึกษาน้ำใต้ดินดำเนินการโดยส่วนธรณีวิทยา - อุทกธรณีวิทยา

อุทกธรณีวิทยาเป็นศาสตร์แห่งน้ำบาดาล ต้นกำเนิด คุณสมบัติ รูปแบบการเกิดขึ้น ธรรมชาติและกฎการเคลื่อนที่ ระบอบการปกครองและปริมาณสำรอง ศึกษาวิธีการใช้น้ำบาดาลวิธีการควบคุม

น้ำบาดาลก่อตัวเป็นไฮดรอสเฟียร์ใต้ดินในแง่ของมวลน้ำที่บรรจุอยู่ในนั้น มีค่าพอๆ กับมหาสมุทรโลก

ความสำคัญในทางปฏิบัติของน้ำบาดาลในชีวิตมนุษย์นั้นยิ่งใหญ่มาก น้ำบาดาลเป็นหนึ่งในแหล่งน้ำประปาที่มีอยู่และมีแนวโน้มสูง เนื่องจากมีข้อดีหลายประการ:

1. มีความขาวมากกว่าน้ำผิวดิน (วัวแม่น้ำ ทะเลสาบ อ่างเก็บน้ำ)

2. ไม่ต้องทำความสะอาดแพง

3. ปกป้องผิวจากการปนเปื้อนได้ดียิ่งขึ้น

4. แพร่หลาย

น้ำบาดาลใช้กันอย่างแพร่หลายในการจัดหาน้ำ ดังนั้นในสหรัฐอเมริกามีน้ำใช้ประมาณ 20% ในเยอรมนี 75% ในเบลเยียม 90% ในรัสเซียน้ำใต้ดินยังใช้สำหรับการจ่ายน้ำส่วนกลาง ดังนั้น จึงมีการขุดเจาะบ่อบาดาลประมาณ 1,000 บ่อภายในมอสโกและภูมิภาคมอสโก

แต่เมื่อใช้ประโยชน์จากน้ำบาดาลต้องคำนึงว่าหากการไหลของน้ำจากถังใต้ดินเร็วกว่าปริมาณสำรองจะถูกเติมเนื่องจากความชื้นที่ซึมลงสู่พื้นดินจากชั้นบรรยากาศระดับน้ำใต้ดินจะลดลงและมักทำให้เกิด ผลเสีย

ตลอดหลายทศวรรษที่ผ่านมา ระดับน้ำใต้ดินในมอสโกลดลงมากกว่า 40 ม., เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก - 50 ม., เคียฟ - 65 ม., ลอนดอน - มากกว่า 100 ม. ในปารีส - 120 ม. ในโตเกียว - โดย 150 ม. ม.

ยิ่งไปกว่านั้น หากนำน้ำจากชั้นหินที่ค่อนข้างหลวม อาจทำให้มวลหินทรุดตัวได้ ดังนั้นเม็กซิโกซิตี้เป็นเวลา 40 ปีจึงลดลง 7 เมตร

จำเป็นต้องรู้ด้วยว่าน้ำบาดาลมีปัจจัยลบซึ่งเกี่ยวข้องกับการก่อสร้างโดยเฉพาะ

น้ำใต้ดิน:

ทำให้การผลิตงานในสภาพการไหลเข้าของน้ำบาดาลซับซ้อน

ทำให้ความสามารถในการรับน้ำหนักของหินลดลงเป็นรากฐานของโครงสร้าง

ส่งผลให้ต้นทุนการก่อสร้างเพิ่มขึ้นจากการติดตั้งระบบกันซึมและการระบายน้ำ

น้ำบาดาลเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออกและมีปฏิสัมพันธ์กับหินที่ก่อตัว สะสม และเคลื่อนย้าย

ในหิน น้ำใต้ดินสามารถอยู่ในรูปของ CHEMICALLY BOUND, VAPOR, PHYSICALLY BOUND, FREE และ SOLID

น้ำที่มีพันธะทางเคมี- เกือบจะไม่ใช่ "น้ำ" แต่เป็นส่วนหนึ่งของผลึกตาข่ายของแร่ธาตุและมีส่วนร่วมในโครงสร้างของผลึกขัดแตะ ในโซดาสูงถึง 64% ในแร่ MIRABILIT - 55% เป็นไปไม่ได้ที่จะแยกน้ำนี้ออกโดยไม่ทำลายโครงผลึก ยกเว้น แร่ ZEOLITE - "WEEPING STONE" - น้ำที่ตกผลึกสามารถขจัดออกจากน้ำได้ด้วยการให้ความร้อน

ไอน้ำ- นี่คือไอน้ำซึ่งร่วมกับอากาศเติมเต็มรูพรุนและรอยแตกทั้งหมดในหินที่ไม่เต็มไปด้วยน้ำในช่องว่างระหว่างพื้นผิวโลกกับระดับน้ำใต้ดินคงที่ ในบางชั้นของเปลือกโลก ไอน้ำสามารถทะลุผ่านรอยแตกและช่องว่างจากชั้นบรรยากาศหรือจากส่วนลึกของโลกจากสารละลายน้ำร้อน ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ไอระเหยสามารถควบแน่นและกลายเป็นของเหลวได้ ไอน้ำเพียงส่วนเล็ก ๆ ของโลกเท่านั้นที่กระจุกตัวอยู่ที่ชั้นบนของเปลือกโลก ในลำไส้ส่วนลึกของไอน้ำนั้นร้อนกว่ามาก

น้ำที่จับตัวทางกายภาพ- นี่คือน้ำที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของอนุภาคหินโดยการควบแน่นและการดูดซับไอน้ำ ที่นี่จัดสรรน้ำ HYGROSCOPIC และ FILM

น้ำ HYGROSCOPIC คือน้ำที่ยึดเกาะบนพื้นผิวอนุภาคอย่างแน่นหนาด้วยแรง MOLECULAR และ ELECTRIC สามารถระงับได้ที่อุณหภูมิ 105-100 0 C เท่านั้น ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำดูดความชื้นที่สะสมอยู่บนอนุภาคหิน การดูดความชื้นมีความโดดเด่น INCOMPLETE (1) และ MAXIMUM (2) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำดูดความชื้นที่สะสมอยู่บนอนุภาคหิน

การปรากฏตัวของน้ำดูดความชื้นในหินไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตา ในเวลาเดียวกัน หินเนื้อละเอียดและดินเหนียวสามารถดูดความชื้นได้สูงสุด 18% ในหินเนื้อหยาบจะลดลงเหลือ 1% ของมวลสารแห้ง

FILM น้ำเกิดขึ้นบนอนุภาคหินที่มีความชื้นเกินความสามารถในการดูดความชื้นสูงสุด (3.4)

พื้นผิวของอนุภาคถูกห่อหุ้มด้วยฟิล์มน้ำหลายชั้นโมเลกุลหนาปกคลุมน้ำดูดความชื้น

การปรากฏตัวของน้ำฟิล์มในโขดหินจะสังเกตเห็นได้ด้วยตาเปล่าเนื่องจากหินจะมีสีเข้มขึ้นในกรณีนี้ น้ำจากฟิล์มสามารถเคลื่อนที่เป็นของเหลวจากฟิล์มที่หนากว่าไปจนถึงฟิล์มที่บางกว่าได้

ปริมาณน้ำสูงสุดของฟิล์มคือ:

สำหรับหินทราย - มากถึง 7%;

สำหรับหินดินเผา - มากถึง 45%

น้ำเปล่าเป็นกลุ่มของน้ำใต้ดิน มันสามารถเคลื่อนลงทางลาด - นี่คือน้ำ GRAVITY หรือขึ้น - น้ำแคปิลลารี

น้ำเปล่าไม่อยู่ภายใต้การกระทำของแรงดึงดูดสู่พื้นผิวของอนุภาคหิน น้ำโน้มถ่วงขึ้นอยู่กับการกระทำของแรงโน้มถ่วงและสามารถส่งแรงดันไฮโดรสแตติกได้ น้ำโน้มถ่วงเคลื่อนที่ผ่านช่องว่างที่มีรูพรุนและรอยแตกในหิน ในโซนของความอิ่มตัว น้ำโน้มถ่วงจะก่อตัวเป็น WATER HORIZONS

น้ำ CIPALLAR เติมเต็มรูพรุนของเส้นเลือดฝอยและรอยแตกบาง ๆ ในหิน และถูกกักไว้โดยแรงตึงผิว มันขึ้นจากล่างขึ้นบนเช่น ในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงโน้มถ่วง

น้ำที่เป็นของแข็ง - น้ำในรูปของผลึก, อินเตอร์เลเยอร์และเลนส์ของน้ำแข็ง - แพร่หลายในเขตดินแห้งแล้ง

การมีอยู่ของสิ่งใดสิ่งหนึ่งที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเป็นส่วนใหญ่

ไม่กี่คนที่รู้คำตอบของคำถาม อุทกธรณีวิทยาคืออะไร? น่าเสียดายที่โดยทั่วไปมีเพียงไม่กี่คำเท่านั้นที่ทราบว่าคำดังกล่าวมีแนวคิดดังกล่าวอยู่ แต่แน่นอนว่า คุณจำเป็นต้องรู้ว่าอุทกธรณีวิทยาไม่ได้เป็นเพียงศาสตร์แห่งธรรมชาติหรืออย่างอื่นที่เป็นภาพรวม แต่เป็นศาสตร์แห่งน้ำใต้ดิน ("พลังน้ำ" - น้ำ "ภูมิศาสตร์" - ดิน "โลโก้" - คำศัพท์)

ความหมายและข้อมูลทั่วไป

อุทกธรณีวิทยาเป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาน้ำใต้ดิน: การเคลื่อนที่ กำเนิด องค์ประกอบ (เคมี) เงื่อนไขการเกิดขึ้น รูปแบบของปฏิสัมพันธ์กับบรรยากาศ น้ำผิวดิน และหิน (ภูเขา) วิทยาศาสตร์นี้ประกอบด้วยหลายส่วน รวมถึงพลวัตของน้ำบาดาล อุทกธรณีวิทยา การศึกษาแร่ ความร้อน และน้ำในโรงงานอุตสาหกรรม อุทกธรณีวิทยามีความเชื่อมโยงกับธรณีวิทยา (โดยเฉพาะกับธรณีวิทยาวิศวกรรม) ภูมิศาสตร์ อุทกวิทยา และวิทยาศาสตร์อื่น ๆ ที่ศึกษาโลก

ในการดำเนินการคำนวณที่จำเป็นไม่เพียงใช้วิธีการวิจัยทางคณิตศาสตร์เท่านั้น แต่ยังใช้วิธีการวิจัยทางเคมีกายภาพและธรณีวิทยาด้วย หากไม่มีอุทกวิทยา การคาดการณ์การไหลของน้ำจะมีปัญหา ขจัดผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมของโครงสร้างไฮดรอลิก (โครงสร้างดังกล่าวรวมถึงอ่างเก็บน้ำ เขื่อน โรงไฟฟ้าพลังน้ำ ล็อคสำหรับการขนส่ง ฯลฯ) ออกแบบการใช้แหล่งน้ำเพื่อวัตถุประสงค์และคุณภาพต่างๆ ( ดื่ม, เทคนิค, แร่, อุตสาหกรรม, ความร้อน) .

น้ำใต้ดินคืออะไร?

น้ำบาดาลเป็นที่เข้าใจกันว่าอยู่ใต้พื้นผิวโลก ส่วนบนของเปลือกโลก ในหินของน้ำ (ทั้งในของเหลว และในก๊าซ และในสถานะของแข็ง) เป็นแร่ธาตุชนิดหนึ่ง น้ำบาดาลแบ่งออกเป็นดิน น้ำบาดาล ระหว่างน้ำบาดาล แร่ธาตุ ระหว่างทำความคุ้นเคยกับแนวคิดของ "อุทกธรณีวิทยา" น้ำใต้ดินเป็นเรื่องของการศึกษาดังนั้นจึงมีความจำเป็น ความคิดทั่วไปเกี่ยวกับน้ำใต้ดินคืออะไร

ท่องประวัติศาสตร์

มีแหล่งข้อมูลที่สามารถสรุปได้ว่ามนุษย์รู้จักน้ำบาดาลมาตั้งแต่สมัยโบราณ เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าในสหัสวรรษ II-III ก่อนคริสต์ศักราชในประเทศจีนอียิปต์และประเทศอื่น ๆ (อารยธรรม) มีบ่อน้ำซึ่งมีความลึกมากกว่าหนึ่งโหลเมตร ในสหัสวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช อริสโตเติล, เทลส์, ลูเครติอุส, วิตรูเวียส (นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกและโรมันโบราณ) บรรยายคุณสมบัติ ต้นกำเนิด และการไหลเวียนของน้ำในธรรมชาติ รวมถึงน้ำบาดาล ใน 312 ปีก่อนคริสตกาล มีการสร้างอุโมงค์ใต้ดินในเมืองอัฟลิอาโน ซึ่งน้ำไหลด้วยแรงโน้มถ่วง

นักปรัชญาชาวอาหรับ Al-Biruni ในสหัสวรรษที่ 1 ของยุคของเราเป็นครั้งแรกเสนอการคาดเดาว่าควรมีอ่างเก็บน้ำใต้ดิน (อ่างเก็บน้ำ) ที่มีน้ำอยู่เหนือน้ำพุเพื่อให้สามารถผุดขึ้นมาได้ นักวิจัยจากเปอร์เซีย (ปัจจุบันคืออิหร่าน) Karadi ให้แนวคิดอย่างเป็นทางการเกี่ยวกับวัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ การค้นหารวมถึงการขุดเจาะเป็นวิธีการค้นหา เหล่านี้และอีกมากมาย ข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์ระบุว่าอุทกธรณีวิทยาเป็นศาสตร์ที่มีข้อมูลเกิดขึ้นในสมัยโบราณ ข้อมูลการวิจัยในสมัยโบราณได้รับการยืนยันโดยนักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่เป็นส่วนใหญ่

อุทกธรณีวิทยาของสหภาพโซเวียต

หลังจากนี้เท่านั้น การปฏิวัติเดือนตุลาคมในปี 1917 วิทยาศาสตร์เช่นอุทกธรณีวิทยาเริ่มพัฒนาอย่างเข้มข้นในประเทศของเรา ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2465 รัสเซียได้กลายเป็นสหภาพสาธารณรัฐสังคมนิยมโซเวียต ในเวลานี้เองที่การก่อตัวของศูนย์อุทกธรณีวิทยาแห่งแรกเกิดขึ้น ในเวลาประมาณห้าสิบปี อุทกธรณีวิทยาทั่วไปได้ก่อตัวขึ้น ซึ่งรวมถึงความรู้มากมาย มันได้กลายเป็นสาขาความรู้ทางธรณีวิทยาขนาดใหญ่ที่มีข้อมูลสำคัญ การพัฒนาอย่างเข้มข้นดังกล่าวได้รับความช่วยเหลือในหลาย ๆ ด้าน และกำหนดอัตราการเติบโตโดยช่วงเวลาที่มีผลสำหรับธรณีวิทยาและอุทกธรณีวิทยาของรัสเซียก่อนปฏิวัติ

Lomonosov, Krasheninnikov, Zuev, Lepekhin, Falk และคนอื่น ๆ อีกมากมายได้มีส่วนสนับสนุนวิทยาศาสตร์อย่างล้ำค่า (และไม่เพียง แต่เกี่ยวกับอุทกธรณีวิทยา) ที่ โซเวียต รัสเซียผู้สืบทอดของประสบการณ์ก่อนโซเวียตคือนักวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่นเช่น Lvov, Lebedev, Khimenkov, Vasilevsky, Butov, Obruchev และผู้รับใช้วิทยาศาสตร์อื่น ๆ อีกมากมายที่จัดการวิจัยอุทกธรณีวิทยาในสหภาพโซเวียตรวบรวมแคตตาล็อกของหลุมเจาะ อุทกธรณีวิทยาเกิดขึ้นจากวิทยาศาสตร์ทางธรณีวิทยาอื่นๆ ทีละน้อย มันเป็นช่วงเวลาที่รากฐานของอุทกธรณีวิทยาก่อตั้งขึ้นในสหภาพโซเวียตในรัสเซีย

ทิศทางของอุทกธรณีวิทยา

เนื่องจากอุทกธรณีวิทยาครอบคลุมความรู้ วิธีการศึกษา คำถามเป้าหมายของการศึกษา ตลอดจนปัญหาทางอ้อมในด้านต่างๆ เช่น น้ำใต้ดิน จึงมีหลากหลายทิศทางของวิทยาศาสตร์นี้:

• ภูมิภาค. ทิศทางนี้มีไว้สำหรับการศึกษาลุ่มน้ำใหม่ในภูมิภาค (ประเทศต่างๆ ในโลกและโครงสร้างทางธรณีวิทยา) ที่ตั้งอยู่ใต้ดิน
• พันธุกรรม น้ำเค็ม น้ำร้อน น้ำเกลือ (จากขอบฟ้าน้อยไปมาก) ได้รับการศึกษาในการวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ของทิศทางนี้
• อุทกพลศาสตร์ ทิศทางที่เกี่ยวข้องกับส่วนการคำนวณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของน้ำและกฎการเคลื่อนที่นี้ การรวบรวมแบบจำลองโดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์
• ไฮโดรจีโอเคมี การพิจารณาองค์ประกอบของน้ำ สภาวะของการก่อตัวของน้ำ การกำหนดและการแก้ปัญหาประเภทต่างๆ รวมทั้งในด้านการสำรวจแร่เป็นเป้าหมายของการศึกษา
• Paleohydrogeological. รากฐานทางประวัติศาสตร์ของการก่อตัวของวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาบทบาทของมัน
• นิเวศวิทยา มีส่วนร่วมในการป้องกันน้ำใต้ดิน

น่านน้ำในเปลือกโลก: การกระจาย, โซน

น้ำบาดาลมีการกระจายพิเศษในเปลือกโลก - พวกมันก่อตัวเป็นสองชั้น ชั้นล่างเป็นชั้นหินหนาทึบ (อัคนีและหินแปร) อันเป็นผลมาจากปริมาณน้ำค่อนข้างจำกัด ชั้นที่ 2 ที่มีน้ำบาดาลหลักประกอบด้วยหินตะกอน เนื่องจากชั้นสุดท้ายมีปริมาณน้ำมาก จึงแบ่งออกเป็นหลายโซน ดังนี้

กลุ่มดินโดยการซึมผ่านของน้ำ

การซึมผ่านของดินคือความสามารถในการส่งน้ำผ่าน ขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้นี้ ดินคือ:

1. ซึมผ่านได้ - ดินที่น้ำไหลผ่านได้ค่อนข้างง่ายกรองในเวลาเดียวกัน ทรายกรวดเป็นหินดังกล่าว
2. กันน้ำ - ดินที่มีความสามารถในการดูดซับน้ำขั้นต่ำ ดินเหนียวอยู่ในกลุ่มดังกล่าว - หลังจากที่อิ่มตัวด้วยน้ำแล้วพวกเขาก็จะหยุดส่งน้ำ หินอ่อนหินแกรนิตมากที่สุด ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงหินกันน้ำ
3. กึ่งซึมผ่านได้ - ดินที่ผ่านน้ำได้ในระดับจำกัด: ทรายดินเหนียว หินทรายหลวม

แอ่งอุทกธรณีวิทยา

แอ่งน้ำบาดาลเรียกว่าอุทกธรณีวิทยา ซึ่งหมายความว่าในไฮโดรสเฟียร์ใต้ดินระบบน้ำมีความโดดเด่นซึ่งมีลักษณะทั่วไปไม่เพียง แต่ในสภาวะที่เกิดขึ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงขอบเขตทางธรณีวิทยาและโครงสร้างด้วย แอ่งอุทกธรณีวิทยาสามารถแบ่งออกเป็นหลายกลุ่ม

• Artesian - กลุ่มของแอ่งที่เป็นองค์ประกอบเชิงลบในชุดของแอ่งอุทกธรณีวิทยาซึ่งเป็นการสะสมของน้ำ (แน่นอนใต้ดิน) และมีน้ำก่อตัวแรงดัน
• น้ำบาดาล - แอ่งซึ่งเป็นระบบทั้งหมดของกระแสน้ำใต้ดินซึ่งโดดเด่นด้วยตำแหน่งของขอบเขตอุทกพลศาสตร์
• รอยแยกน้ำ - แอ่งซึ่งเป็นมวลอุทกธรณีวิทยาของการกระจายของ karst, รอยแยกและน่านน้ำของรอยแยก
• การไหลบ่าของน้ำใต้ดิน - ในกรณีของแอ่งน้ำบาดาล เป็นระบบการไหลของน้ำ (โดยธรรมชาติ ใต้ดิน) โดยมีทิศทางร่วมกัน

ระบบอุทกธรณีวิทยา

มีสิ่งที่เรียกว่าระบบอุทกธรณีวิทยา ระบบนี้เป็นการรวมตัวของวัตถุที่เรียกว่า "วัตถุทางธรณีวิทยา" ซึ่งน้ำไม่ได้เชื่อมต่อถึงกันเท่านั้น แต่ยังมี กฎหมายทั่วไปความเคลื่อนไหว. เรากำลังพูดถึงน้ำใต้ดินแน่นอน การเชื่อมต่อและการโต้ตอบระหว่างส่วนประกอบของระบบสามารถมีได้สามประเภท:

1. เส้นตรง - การโต้ตอบข้ามขอบเขตร่วม
2. ทางอ้อม - ผ่านองค์ประกอบอื่น ๆ ของระบบหนึ่งหรือระบบที่อยู่ติดกับระบบที่กำลังศึกษา
3. ทางอ้อม - ผ่านระบบอื่น องค์ประกอบจากภายนอกเข้าสู่ระบบที่วิเคราะห์

ระบบสามารถแบ่งออกเป็นธรรมชาติและเทคโนโลยีธรรมชาติ ทางธรรมชาติและทางเทคโนโลยีประกอบด้วย โครงสร้างทางวิศวกรรม.

อุทกธรณีวิทยาวันนี้

สถานะปัจจุบันของน้ำใต้ดินการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ในด้านกิจกรรมทางเศรษฐกิจได้รับการศึกษาโดยวิศวกรรมอุทกธรณีวิทยา แน่นอนว่านี่ไม่ใช่วิทยาศาสตร์ที่แยกจากกัน แต่เป็นสาขาของอุทกธรณีวิทยาโดยรวม

อุทกธรณีวิทยาและธรณีวิทยาวิศวกรรมเกี่ยวข้องกับการศึกษาผลกระทบของกิจกรรมทางวิศวกรรมต่อน้ำใต้ดินของพวกเขา คุณสมบัติทางเคมีปฏิสัมพันธ์กับหิน กระบวนการในชั้นหิน ในปัจจุบัน ปัญหาเร่งด่วนที่สุดที่ผู้เชี่ยวชาญกำลังแก้ไขคือ การใช้อย่างมีเหตุผลน้ำบาดาล

ไม่เพียงแต่จำเป็นต้องจัดการกับการใช้น้ำเท่านั้น แต่ยังต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าการพร่องและมลพิษจะไม่เกิดขึ้นที่ต้นทุนขั้นต่ำ ในขณะเดียวกัน ประเด็นที่เกี่ยวข้องกับความจำเป็นในการจัดการน้ำบาดาลในกิจกรรมทางเศรษฐกิจยังคงมีความเกี่ยวข้อง

น้ำบาดาลตั้งอยู่ในส่วนบนของเปลือกโลก (เปลือกโลก) วิทยาศาสตร์ของน้ำใต้ดินเรียกว่าอุทกธรณีวิทยา ศึกษาการกระจาย กำเนิด คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี กฎการเคลื่อนที่ของน้ำใต้ดิน ปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาบนบกแบ่งออกเป็น 3 ส่วนคือ 1) การระเหย 2) การไหลบ่า และ 3) การซึม (แทรกซึม) ลงในดิน

การก่อตัวของน้ำบาดาลสามารถทำได้สี่วิธี:

1) เนื่องจากการแทรกซึมของตะกอนเข้าสู่ธรณีภาคส่วนหลักของน้ำใต้ดินจึงเกิดขึ้น (รวมถึง น้ำแร่เคเอ็มวี)

2) เนื่องจากการควบแน่นของไอระเหยในรูขุมขนของดิน (น้ำค้างใต้ดินในเวลากลางคืนในทะเลทราย)

3) ตะกอนน้ำพร้อมกับการสะสมของตะกอนทะเล (เช่น ส่วนที่เหลือของน้ำทะเลในชั้นดินเหนียวของ Sarmatian และ Maikop ของ Stavropol)

4) สิ่งที่เรียกว่า น้ำเด็กที่ปล่อยออกมาจากหินหนืด

การจำแนกน้ำบาดาลตามสภาพการเกิดขึ้น ในส่วนทางธรณีวิทยาตามเงื่อนไขการเกิดขึ้นน้ำใต้ดินสามารถแยกแยะได้:

1) น้ำในดินในชั้นดิน

2) น้ำที่เกาะอยู่นั้นก่อตัวขึ้นเหนือระดับน้ำในท้องถิ่นในฤดูใบไม้ผลิหรือเนื่องจากการรั่วไหลของน้ำที่เกิดจากเทคโนโลยี

3) น้ำบาดาลในขั้นแรก aquiclude จากผิวน้ำ, ไม่มีแรงดัน, สามารถปนเปื้อน,

4) น้ำระหว่างชั้น (ไม่มีแรงดันและแรงดันอาร์ทีเซียน)

ประเภทของน้ำบาดาล น้ำประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่นขึ้นอยู่กับสภาพในดิน:

1) ไอน้ำ - ไอน้ำในรูพรุนของดินที่มีความชื้นสัมพัทธ์ W = 100% การเคลื่อนที่เกิดขึ้นในทิศทางของอุณหภูมิที่ตกลงมา ด้วยวิธีนี้ในฤดูร้อนในใต้ดินจะมีความชื้นสะสม

2) น้ำที่ถูกผูกไว้อย่างแน่นหนา (ดูดซับ, ดูดความชื้น) เป็นชั้นของโมเลกุล H2O สูงถึง 10-15 มีความหนา 0.1 ไมครอน ปกคลุมอนุภาคดิน (ดินเหนียว) ไม่ละลายเกลือ ไม่เป็นสื่อนำไฟฟ้า ไม่หยุดที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส และที่อุณหภูมิติดลบประมาณลบ 100°C มีความหนืดสูง นำออกที่อุณหภูมิ T≥105° ปริมาณน้ำที่เกาะติดแน่นส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับปริมาณของอนุภาคดินเหนียว: ในทราย - 1-2% ในดินร่วน - 5-10% ในดินเหนียว - 10-25% ในดินเหนียวมอนต์มอริลโลไนต์ที่กระจายตัวสูง - มากถึง 30%

3) น้ำที่ถูกผูกไว้อย่างหลวม ๆ (ฟิล์ม) ถูกกักไว้โดยแรงไฟฟ้าสูงถึง Р=70000g มีความหนาแน่น=1.0 จุดเยือกแข็งลบ 1-3-5оС ละลายเกลือได้เล็กน้อย ไหลจากฟิล์มหนาถึงบาง

4) น้ำเปล่า - เส้นเลือดฝอยและความโน้มถ่วง น้ำฝอยถูกกักไว้ในรูพรุนโดยแรงของเส้นเลือดฝอย เคลื่อนที่เนื่องจากความแตกต่างของแรงดันของเส้นเลือดฝอย ละลายเกลือ แช่แข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่า0ºС ความสูงของเส้นเลือดฝอยในดินเหนียวสูงถึง 3-4 ม. ในทราย - หลาย dm

น้ำโน้มถ่วงเคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง (ความต่างของแรงดัน)

5) น้ำในสถานะของแข็ง (น้ำแข็ง) น้ำแรกจะแข็งตัว และตามด้วยน้ำประเภทอื่นๆ ตามลำดับ

6) น้ำที่ตกผลึกเกี่ยวข้องกับการสร้างตาข่ายผลึกของแร่ธาตุ (ยิปซั่ม CaSO4∙2H2O) น้ำที่จับกับสารเคมีเป็นองค์ประกอบของแร่ธาตุ (limonite Fe2O3 nH2O, โอปอล SiO2∙H2O, ไฮดรอกไซด์ CaO H2O) ความชื้นรูปแบบเหล่านี้จะถูกลบออกที่ T>100°C

องค์ประกอบทางเคมีน้ำบาดาลประกอบด้วยเกลือและก๊าซที่ละลายในน้ำ เกลือหลักคือคลอไรด์และซัลเฟตของ Na, K, Ca, Mg ก๊าซที่ละลายในน้ำคือ O2, H2, CO2 มันคือไอออนเหล่านี้ที่กำหนดคุณสมบัติหลายอย่างของน้ำล่วงหน้า: ความกระด้าง, ความเป็นด่าง, ความเค็ม, ความก้าวร้าว ตามขนาดของกากแห้งน้ำมีความโดดเด่น: 1) สด -<1 г/л, 2) соленые – 1-30 г/л, 3) рассолы - >30 กรัม/ลิตร

ดังนั้นศาสตร์ของ น้ำบาดาลปรากฏในปี 1674 หลังจากการตีพิมพ์โดยนักวิทยาศาสตร์ P. Perrault ผลงานของเขา "The Origin of Sources" และของเขา ชื่อเป็นทางการเธอได้รับหลังจากการตีพิมพ์ในปี 1802 โดย J. Lemarck ของหนังสือ "Hydrogeology หรือ Study of the Influence of Water บนผิวโลก"

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ ปริมาตร น้ำบาดาลคือ 60,000,000 km3 หรือ 3.83% ของปริมาตรทั้งหมดของไฮโดรสเฟียร์ (ที่มา สมดุลน้ำโลก…, 1974; Gavrilenko, Derpgolts, 1971; เป็นต้น)

น้ำบาดาลคือ...

เพื่อความเข้าใจที่ถูกต้องยิ่งขึ้น - น้ำบาดาลเช่นนี้คืออะไร เราจะให้คำจำกัดความหลายประการจากพจนานุกรมและสารานุกรมที่เชื่อถือได้

สารานุกรมภูเขา

น้ำบาดาล ... - น้ำที่อยู่ในมวลหินของส่วนบนของเปลือกโลกในสถานะของเหลวของแข็งและไอ เข็มหมุด. เป็นส่วนหนึ่งของทรัพยากรน้ำ ในด้านความเป็นอยู่ของป. ช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -93 ถึง 1200 ° C ความดัน - จากไม่กี่ถึง 3000 MPa ...

A.A. Konoplyantsev.

สารานุกรมภูเขา ม.: สารานุกรมโซเวียต. แก้ไขโดย E.A. Kozlovsky พ.ศ. 2527 - พ.ศ. 2534

พจนานุกรมนิเวศวิทยา

น้ำบาดาล - น้ำรวมถึงน้ำแร่ที่อยู่ในแหล่งน้ำบาดาล (รหัสน้ำของสหพันธรัฐรัสเซีย)

เอ็ดเวิร์ด. ข้อกำหนดและคำจำกัดความสำหรับการคุ้มครอง สิ่งแวดล้อม, การจัดการสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยสิ่งแวดล้อม. คำศัพท์. 2010

พจนานุกรมภูมิศาสตร์

น้ำที่อยู่ใต้พื้นผิวโลกในความหนาของหินและในดินในสภาพทางกายภาพใดๆ

พจนานุกรมภูมิศาสตร์ 2015

ที่มาของน้ำบาดาล

ต้นทาง น้ำบาดาลได้ตื่นเต้นกับจินตนาการของจิตใจที่ดีที่สุดของมนุษย์มานานแล้ว มีการแสดงสมมติฐานและสมมติฐานที่กล้าหาญที่สุดและเพื่อความยุติธรรมควรสังเกตว่าหลายคนกลายเป็นความจริง มีข้อสันนิษฐานที่สมเหตุสมผลว่ามีการใช้น้ำบาดาลในภูมิภาคที่แห้งแล้งของตะวันออกกลาง เอเชียกลาง และจีนตั้งแต่ 3,000-2,000 ปีก่อนคริสตกาล สมมติฐานแรกที่ลงมาหาเราเกี่ยวกับต้นกำเนิดของน้ำใต้ดินมีอายุย้อนไปถึงศตวรรษที่ 7 ก่อนคริสตกาล อี มันเป็นของปราชญ์กรีกโบราณ Thales ต่อมาเพลโตแสดงความเห็นด้วยกับสมมติฐานนี้ นักปรัชญากรีกโบราณสันนิษฐานว่าน้ำใต้ดินมาจากอากาศเย็นในถ้ำใต้ดิน

น้ำบาดาลมีอยู่ในสถานะรวมที่แตกต่างกัน พวกมันสะสมในชั้นเปลือกโลกแล้วเคลื่อนตัวไปที่นั่น วิธีทางที่แตกต่างผ่านช่องว่าง รูขุมขน และรอยแตก ในสถานที่ที่มีหินกันน้ำ พวกมันสะสมก่อตัวเป็นอ่างเก็บน้ำใต้ดินที่เชื่อมต่อถึงกัน - ระบบชั้นหินอุ้มน้ำใต้ดินที่ล้อมรอบโลกทั้งใบ

น้ำบาดาลมีประโยชน์มากมายในกิจกรรมของมนุษย์ ประการแรก เป็นแหล่งน้ำจืด และประการที่สอง น้ำบาดาลเป็นแหล่งแร่ธาตุมากมายที่สำคัญสำหรับมนุษย์ น้ำแร่บำบัดเป็นที่รู้จักกันดีสำหรับทุกคน น้ำร้อนหรือความร้อนใต้พิภพที่เราตรวจสอบโดยละเอียดในบทความหรือน้ำร้อนของโลก ไม่เพียงแต่เป็นแหล่งแร่ธาตุที่มีประโยชน์เท่านั้น แต่ยังให้พลังงานความร้อนใต้พิภพฟรีแก่ผู้คนในราคาไม่แพงอีกด้วย

ประเภทของน้ำบาดาล

O. Meinzer (1935) จำแนกน้ำเป็นหินในลักษณะนี้:

• น้ำในสถานะอิสระสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระหลากหลายขึ้นอยู่กับประเภทของน้ำ:
  * ไอน้ำ (ไอ);
  * น้ำโน้มถ่วง (หยดของเหลวแทรกซึม, ลำธารใต้ดิน);
  * ในสภาวะวิกฤตยิ่งยวด - น้ำใต้ดินที่มีอุณหภูมิและความดันสูงกว่าวิกฤต
• น้ำในสถานะที่ถูกผูกไว้ ไม่สามารถเคลื่อนไหวในรูปแบบอิสระได้ โดยไม่เปลี่ยนเป็นสถานะอิสระ (เป็นน้ำประเภทอื่น):
  * น้ำจับกับโครงสร้างผลึกของแร่ธาตุ
  * น้ำ ทางกายภาพ-เคมี และทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับพื้นผิวของอนุภาคแร่ (โครงกระดูก) ของหิน
  * น้ำในสถานะการเปลี่ยนผ่านจากถูกผูกมัดเป็นฟรี รวมทั้งผูกกับเส้นเลือดฝอย
  * น้ำตรึง (แวคิวโอล);
  * น้ำที่เป็นของแข็ง

ตามความเข้มข้นของการแลกเปลี่ยนน้ำ น้ำใต้ดินสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:

• โซนการแลกเปลี่ยนน้ำที่ใช้งาน - 300/500 เมตรจากพื้นผิวโลก, เวลาของการต่ออายุน้ำจากหลายปีถึงหลายสิบปี;
• เขตแลกเปลี่ยนน้ำช้า - 500/2000 เมตรจากพื้นผิวโลก เวลาในการฟื้นฟูน้ำคือหลายสิบและหลายร้อยปี
• เขตการแลกเปลี่ยนน้ำนิ่งอยู่ห่างจากพื้นผิวมากกว่า 2,000 เมตรเวลาของการฟื้นฟูน้ำเกิดขึ้นกว่าล้านปี

การจำแนกน้ำใต้ดินตามระดับของการทำให้เป็นแร่:

• โซนการแลกเปลี่ยนน้ำที่ใช้งาน - 300/500 เมตรจากพื้นผิวโลกน้ำจืดที่มีปริมาณเกลือสูงถึง 1 กรัม / ลิตรมีชัย
• เขตแลกเปลี่ยนน้ำช้า - 500 / 2000 เมตรจากพื้นผิวโลก, น้ำกร่อยที่มีปริมาณเกลือตั้งแต่ 1 ถึง 35 g/l;
• โซนแลกเปลี่ยนน้ำพาสซีฟอยู่ห่างจากผิวน้ำมากกว่า 2,000 เมตร น้ำเค็มอยู่ใกล้ น้ำทะเลมากกว่า 35 กรัม/ลิตร

การจำแนกประเภทคำบรรยาย น้ำขึ้นอยู่กับประเภทของช่องว่างที่เติม:

• คำบรรยายรูพรุน น้ำ - ในทราย, ก้อนกรวด ... ;
• รอยแยกย่อย น้ำ - ในหินแกรนิต หินทราย และหินอื่น ๆ
• Karst ใต้ดิน น้ำ - น้ำที่พบในหินที่ละลายน้ำได้ (ยิปซั่ม, หินปูน, โดโลไมต์ ... )

การจำแนกน้ำใต้ดินตามอุณหภูมิ (Shcherbakov, 1979)

ปัจจัยสำคัญคืออุณหภูมิของน้ำบาดาล ปัญหานี้ได้รับการพิจารณาในบทความ "Thermal springs or hot waters of the Earth" บันทึก ความจริงที่น่าสนใจ- ที่ระดับความลึกมาก น้ำถึงสถานะของสิ่งที่เรียกว่า "วอเตอร์พลาสม่า" สถานะนี้มีลักษณะเฉพาะจากข้อเท็จจริงที่ว่าในอีกด้านหนึ่ง น้ำกลายเป็น "น้ำ" และในทางกลับกัน จะไม่กลายเป็นไอน้ำ สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อเนื่องจาก อุณหภูมิสูง, ความเร็วของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลเทียบได้กับความเร็วของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลไอน้ำ และความหนาแน่นยังคงเท่ากับความเร็วของน้ำในสถานะของเหลว ส่วนผสมของไอน้ำและไอน้ำดังกล่าวมักจะถูกขับออกสู่ผิวน้ำในรูปแบบของกีย์เซอร์ที่เรียกว่า

น้ำบาดาล Supercooled

• ระดับความร้อน:เย็นเป็นพิเศษ
• ระดับอุณหภูมิ:ต่ำกว่า 0 °С
• เปลี่ยนเป็นสถานะของแข็ง

น้ำบาดาลเย็น - แบบที่ 1

• ระดับความร้อน:หนาวมาก.
• ระดับอุณหภูมิ:ต่ำกว่า 0-4 องศาเซลเซียส
• เกณฑ์ทางกายภาพและทางชีวเคมีสำหรับการจำกัดอุณหภูมิ: 3.98°C คืออุณหภูมิของความหนาแน่นสูงสุดของน้ำ

น้ำบาดาลเย็น - แบบที่ 2

• ระดับความร้อน:เย็นปานกลาง
• ระดับอุณหภูมิ:ต่ำกว่า 4-20 องศาเซลเซียส
• เกณฑ์ทางกายภาพและทางชีวเคมีสำหรับการจำกัดอุณหภูมิ:หน่วยของความหนืด (centipoise) ถูกกำหนดที่อุณหภูมิ 20°C

น้ำบาดาลร้อน - ประเภทหมายเลข 1

• ระดับความร้อน:อบอุ่น.
• ระดับอุณหภูมิ:ต่ำกว่า 20-37 องศาเซลเซียส
• เกณฑ์ทางกายภาพและทางชีวเคมีสำหรับการจำกัดอุณหภูมิ:อุณหภูมิ ร่างกายมนุษย์- ประมาณ 37°ซ.

น้ำบาดาลระบายความร้อน - ประเภทหมายเลข 2

• ระดับความร้อน:ร้อน.
• ระดับอุณหภูมิ:ต่ำกว่า 37-50 องศาเซลเซียส
• เกณฑ์ทางกายภาพและทางชีวเคมีสำหรับการจำกัดอุณหภูมิ:อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย

น้ำบาดาลระบายความร้อน - ประเภทที่ 3

• ระดับความร้อน:ร้อนมาก.
• ระดับอุณหภูมิ:ต่ำกว่า 50-100 องศาเซลเซียส
• เกณฑ์ทางกายภาพและทางชีวเคมีสำหรับการจำกัดอุณหภูมิ:เปลี่ยนเป็นสถานะไอ

น้ำบาดาลร้อนยวดยิ่ง - ประเภทที่ 1

• ระดับความร้อน:ร้อนปานกลาง
• ระดับอุณหภูมิ:ต่ำกว่า 100-200 องศาเซลเซียส
• เกณฑ์ทางกายภาพและทางชีวเคมีสำหรับการจำกัดอุณหภูมิ:การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ (ไฮโดรไลซิสของคาร์บอเนตด้วยการปล่อย CO2 การสร้าง abiogenic H2S ฯลฯ )

น้ำบาดาลร้อนยวดยิ่ง - ประเภท #2

• ระดับความร้อน:ร้อนมาก
• ระดับอุณหภูมิ:ต่ำกว่า 200-372 องศาเซลเซียส
• เกณฑ์ทางกายภาพและทางชีวเคมีสำหรับการจำกัดอุณหภูมิ:กระบวนการรวมตัวของอินทรียวัตถุและการก่อตัวของไฮโดรคาร์บอน

น้ำเปล่า:

• น้ำบาดาลและน้ำเกาะ - เหล่านี้เป็นชั้นหินอุ้มน้ำแรกจากพื้นผิวโลกหรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง aquifers ที่อยู่บนชั้นกันน้ำชั้นแรก (ต่างจากน้ำที่เกาะอยู่ น้ำใต้ดินมักจะเกี่ยวข้องกับการปรากฏตัวของชั้นต่ำที่แพร่หลายในระดับภูมิภาค - หินซึมผ่านได้น้ำเหล่านี้กินบ่อน้ำ);
• น้ำระหว่างชั้น ระบบชั้นหินอุ้มน้ำ - อ่างเก็บน้ำใต้ดิน ซึ่งมักจะเชื่อมต่อถึงกัน ซึ่งชั้นกันน้ำตั้งอยู่ทั้งด้านบนและด้านล่าง
• รอยแยกและรอยแยก-น้ำบาดาล

น้ำแรงดันหรือน้ำอาร์เตเซียน

น้ำแรงดันหรือน้ำอาร์เตเซียนเป็นแอ่งน้ำบาดาลซึ่งน้ำอยู่ภายใต้แรงดัน / แรงดันไฮดรอลิกระหว่างหินสองก้อนที่ผ่านไม่ได้

น่านน้ำเด็ก

นอกจากนี้เรายังต้องการมุ่งเน้นไปที่สิ่งที่เรียกว่า Juvenile Waters โดยที่เราหมายถึงน้ำซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากกระบวนการสังเคราะห์ไฮโดรเจนและออกซิเจนในการหลอมด้วยแมกมาติก ยิ่งกว่านั้นน้ำเหล่านี้ขึ้นสูงผสมกับน้ำบาดาลชนิดอื่น สมมติฐานของ Juvenile Waters ถูกกำหนดขึ้นครั้งแรกในปี 1902 โดยนักธรณีวิทยาชาวออสเตรีย E. Suess

ควรสังเกตว่าในเขต permafrost น้ำใต้ดินระดับบนจะถูกแช่แข็งและอยู่ในสถานะของแข็ง

รูปแบบหนึ่งของน้ำบาดาลคือสิ่งที่เรียกว่า "น้ำที่จับตัวทางกายภาพ" เธอได้รับสูตรดังกล่าวเพราะเธอมีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคของหิน ยิ่งอนุภาคเล็กเท่าไหร่ก็ยิ่งดึงดูดน้ำได้มากเท่านั้น

มีน้ำใต้ดินและน้ำธรรมดาจำนวนมากที่ตั้งอยู่ที่นั่นเนื่องจากแรงโน้มถ่วงซึ่งเป็นผลมาจากการที่พวกมันถูกเรียกว่า "น้ำโน้มถ่วง" ในหมู่พวกเขาสามารถแยกแยะได้สองประเภท - แรงดันและน้ำที่ไม่มีแรงดัน

คุณสมบัติทางกายภาพของน้ำบาดาล

มีคุณสมบัติทางกายภาพดังกล่าวของน้ำใต้ดิน:

• ความขุ่นและความโปร่งใส
• รงค์;
• กลิ่นและรส;
• อุณหภูมิ;
• ความหนืด
• กัมมันตภาพรังสี.

หัวข้อเรื่องน้ำบาดาลนั้นกว้างขวางมากและเห็นได้ชัดว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะแสดงมันภายในกรอบของบทความเดียว เราได้พยายามเน้นช่วงเวลาที่สำคัญที่สุดจากมุมมองของเรา เรายินดีหากเนื้อหานี้จะผลักดันให้คุณศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อที่น่าสนใจดังกล่าว

อุทกธรณีวิทยา(จากภาษากรีก ὕδωρ "น้ำ" + ธรณีวิทยา) - วิทยาศาสตร์ที่ศึกษาที่มา สภาวะการเกิดขึ้น องค์ประกอบและรูปแบบของการเคลื่อนที่ของน้ำใต้ดิน กำลังศึกษาปฏิกิริยาระหว่างน้ำใต้ดินกับหิน น้ำผิวดิน และบรรยากาศด้วย

ขอบเขตของวิทยาศาสตร์นี้รวมถึงประเด็นต่างๆ เช่น พลศาสตร์ของน้ำบาดาล อุทกธรณีวิทยา การค้นหาและสำรวจน้ำบาดาล ตลอดจนการบุกเบิกและอุทกธรณีวิทยาในระดับภูมิภาค อุทกธรณีวิทยามีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุทกวิทยาและธรณีวิทยา รวมถึงธรณีวิทยาวิศวกรรม อุตุนิยมวิทยา ธรณีเคมี ธรณีฟิสิกส์ และธรณีศาสตร์อื่นๆ โดยอาศัยข้อมูลของคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ เคมี และใช้วิธีการวิจัยอย่างกว้างขวาง

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ข้อมูลอุทกธรณีวิทยาใช้เพื่อแก้ไขปัญหาน้ำประปา การถมที่ดิน และการหาประโยชน์จากแหล่งกักเก็บ

น้ำบาดาล.

ใต้ดินเป็นน้ำทั้งหมดของเปลือกโลกซึ่งอยู่ใต้พื้นผิวโลกในหินในสถานะก๊าซของเหลวและของแข็ง น้ำบาดาลเป็นส่วนหนึ่งของอุทกสเฟียร์ - เปลือกน้ำโลก. ปริมาณน้ำจืดสำรองในลำไส้ของโลกนั้นสูงถึง 1/3 ของน้ำในมหาสมุทร รัสเซียมีแหล่งน้ำบาดาลประมาณ 3,367 แหล่ง ซึ่งมีการใช้ประโยชน์น้อยกว่า 50% บางครั้งน้ำบาดาลทำให้เกิดดินถล่มการล้นพื้นที่การทรุดตัวของดินทำให้ยากต่อการทำเหมืองในเหมืองเพื่อลดการไหลเข้าของน้ำใต้ดินตะกอนถูกระบายออกและสร้างระบบระบายน้ำ

ประวัติอุทกธรณีวิทยา

การสะสมความรู้เกี่ยวกับน้ำบาดาลซึ่งเริ่มขึ้นในสมัยโบราณเร่งตัวขึ้นพร้อมกับเมืองและเกษตรกรรมชลประทาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการก่อสร้างบ่อน้ำที่สร้างขึ้นใน 2-3 พันปีก่อนคริสต์ศักราชได้มีส่วนสนับสนุน อี ในอียิปต์ เอเชียกลาง จีน และอินเดีย และลึกลงไปหลายสิบเมตร ในช่วงเวลาเดียวกัน การบำบัดน้ำแร่ก็ปรากฏขึ้น

แนวคิดแรกเกี่ยวกับคุณสมบัติและที่มาของน้ำธรรมชาติ เงื่อนไขสำหรับการสะสมและวัฏจักรของน้ำบนโลกได้อธิบายไว้ในผลงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณ Thales และ Aristotle รวมถึง Roman Titus Lucretius Kara และ Vitruvius ชาวโรมันโบราณ การศึกษาน้ำบาดาลได้รับความสะดวกจากการขยายงานที่เกี่ยวข้องกับการจัดหาน้ำในอียิปต์ อิสราเอล กรีซ และจักรวรรดิโรมัน แนวความคิดของน้ำที่ไม่มีแรงดัน แรงดัน และน้ำที่ไหลเองได้เกิดขึ้น หลังได้รับในโฆษณาศตวรรษที่ 12 อี ชื่ออาร์ทีเซียน - จากชื่อจังหวัดอาร์ตัวส์ (ชื่อโบราณ - อาร์เตเซีย) ในฝรั่งเศส

ในรัสเซีย แนวคิดทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกเกี่ยวกับน้ำใต้ดินในฐานะการแก้ปัญหาตามธรรมชาติ การก่อตัวโดยการแทรกซึมของการตกตะกอนในชั้นบรรยากาศและกิจกรรมทางธรณีวิทยาของน้ำใต้ดินแสดงโดย M.V. Lomonosov ในบทความเรื่อง "On the Layers of the Earth" (1763) จนถึงกลางศตวรรษที่ 19 หลักคำสอนเรื่องน้ำบาดาลได้พัฒนาเป็น ส่วนประกอบธรณีวิทยาหลังจากนั้นก็กลายเป็นวินัยที่แยกจากกัน

การกระจายของน้ำใต้ดินในเปลือกโลก

น้ำบาดาลในเปลือกโลกมีสองชั้น ชั้นล่างประกอบด้วยหินอัคนีหนาแน่นและหินแปร มีน้ำในปริมาณจำกัด ปริมาณน้ำอยู่ใน ชั้นบนสุดหินตะกอน มีความโดดเด่นสามโซน - โซนบนของการแลกเปลี่ยนน้ำฟรีโซนกลางของการแลกเปลี่ยนน้ำและโซนล่างของการแลกเปลี่ยนน้ำช้า

น้ำในโซนตอนบนมักจะสดและใช้สำหรับดื่ม ประปาในครัวเรือน และประปาทางเทคนิค ในโซนกลางมีน้ำแร่ที่มีองค์ประกอบต่างๆ โซนล่างประกอบด้วยน้ำเกลือที่มีแร่ธาตุสูง โบรมีน ไอโอดีน และสารอื่นๆ สกัดจากโบรมีน

ผิวน้ำใต้ดินเรียกว่า "ตารางน้ำบาดาล" ระยะทางจากระดับน้ำใต้ดินถึงชั้นที่ไม่มีการซึมผ่านเรียกว่า "ความหนาของชั้นที่ไม่ผ่านน้ำ"

การก่อตัวของน้ำบาดาล

น้ำบาดาลเกิดขึ้นได้หลายวิธี วิธีหลักวิธีหนึ่งในการสร้างน้ำใต้ดินคือการซึมหรือการแทรกซึมของการตกตะกอนและน้ำผิวดิน น้ำที่ไหลซึมไปถึงชั้นที่ทนน้ำและสะสมอยู่บนนั้น ทำให้หินที่มีรูพรุนและแตกเป็นรูพรุนอิ่มตัว นี่คือลักษณะที่ชั้นหินอุ้มน้ำหรือขอบฟ้าน้ำใต้ดินเกิดขึ้น นอกจากนี้น้ำใต้ดินยังเกิดจากการควบแน่นของไอน้ำ น้ำบาดาลจากแหล่งกำเนิดของเด็กและเยาวชนก็มีความโดดเด่นเช่นกัน

สองวิธีหลักในการก่อตัวของน้ำบาดาล - โดยการแทรกซึมและการควบแน่นของไอน้ำในชั้นบรรยากาศในหิน - เป็นวิธีหลักในการสะสมน้ำบาดาล น้ำแทรกซึมและควบแน่นเรียกว่าน้ำแวนโดส (lat. vadare - ไป, ย้าย) น้ำเหล่านี้เกิดจากความชื้นในบรรยากาศและมีส่วนร่วมในวัฏจักรของน้ำโดยทั่วไปในธรรมชาติ

การแทรกซึม

น้ำบาดาลเกิดจากน้ำที่ตกตะกอนในชั้นบรรยากาศที่ตกลงบนพื้นผิวโลกและซึมลงสู่พื้นดินในระดับความลึกหนึ่ง เช่นเดียวกับจากหนองน้ำ แม่น้ำ ทะเลสาบและอ่างเก็บน้ำ ซึ่งซึมลงสู่พื้นดินด้วย ปริมาณความชื้นที่เข้าสู่ดินด้วยวิธีนี้คือ 15-20% ของปริมาณน้ำฝนทั้งหมด

การซึมของน้ำในดินขึ้นอยู่กับ คุณสมบัติทางกายภาพดินเหล่านี้ ในแง่ของความสามารถในการซึมผ่านของน้ำ ดินแบ่งออกเป็นสามกลุ่มหลัก - ซึมผ่านได้, กึ่งซึมผ่านได้และไม่สามารถผ่านเข้าไปได้ หินที่ดูดซึมได้ ได้แก่ หินหยาบ กรวด กรวด ทราย และหินร้าว หินที่กันน้ำรวมถึงหินอัคนีและหินแปรที่มีความหนาแน่นสูง เช่น หินแกรนิตและหินอ่อน เช่นเดียวกับดินเหนียว หินกึ่งซึมผ่านได้ ได้แก่ ทรายดินเหนียว ดินเหลือง หินทรายหลวม และมาร์ลหลวม

ปริมาณน้ำที่ซึมลงสู่ดินไม่เพียงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพเท่านั้น แต่ยังขึ้นกับปริมาณน้ำฝน ความลาดชันของภูมิประเทศ และพืชพรรณที่ปกคลุม ในขณะเดียวกัน ฝนที่ตกโปรยปรายเป็นเวลานาน เงื่อนไขที่ดีกว่าสำหรับการซึมมากกว่าฝนที่ตกลงมาอย่างหนัก

ความลาดชันที่สูงชันของภูมิประเทศจะเพิ่มการไหลบ่าของพื้นผิวและลดการแทรกซึมของหยาดน้ำฟ้าลงสู่พื้นดิน ในขณะที่ความลาดชันที่นุ่มนวล ตรงกันข้าม จะเพิ่มการแทรกซึม พืชที่ปกคลุมเพิ่มการระเหยของความชื้นที่ตกตะกอน แต่ในขณะเดียวกันก็ทำให้การไหลบ่าของพื้นผิวล่าช้าซึ่งก่อให้เกิดการแทรกซึมของความชื้นในดิน

ในหลายพื้นที่ของโลก การแทรกซึมเป็นวิธีการหลักของการก่อตัวของน้ำใต้ดิน

น้ำบาดาลยังสามารถสร้างขึ้นโดยโครงสร้างไฮดรอลิกประดิษฐ์ เช่น คลองชลประทาน

ไอน้ำควบแน่น

วิธีที่สองสำหรับการก่อตัวของน้ำใต้ดินคือการควบแน่นของไอน้ำในหิน

น่านน้ำเด็ก

น้ำในวัยเยาว์เป็นอีกวิธีหนึ่งในการสร้างน้ำใต้ดิน น้ำดังกล่าวจะถูกปล่อยออกมาในระหว่างการสร้างความแตกต่างของห้องแมกมาและเป็น "น้ำหลัก" ที่ สภาพธรรมชาติย่อมไม่มีน้ำบริสุทธิ์ คือ น้ำบาดาลที่เกิดขึ้นแล้ว วิธีทางที่แตกต่างจะปะปนกันไป

การจำแนกน้ำบาดาล

น้ำบาดาลมีสามประเภท: น้ำเกาะ น้ำบาดาล และแรงดัน (อาร์ทีเซียน) น้ำบาดาลสดน้ำเกลือกร่อยและน้ำเกลือนั้นแตกต่างกันไปตามระดับของการทำให้เป็นแร่ตามอุณหภูมิที่แบ่งออกเป็น supercooled เย็นและความร้อนและขึ้นอยู่กับคุณภาพของน้ำใต้ดินมันถูกแบ่งออกเป็นเทคนิคและการดื่ม

Verkhovodka

Verkhovodka - น้ำบาดาลที่เกิดขึ้นใกล้กับพื้นผิวโลกและมีความแปรปรวนในการกระจายและเดบิต Verkhovodka ถูกกักขังอยู่ในชั้นกันน้ำชั้นแรกจากพื้นผิวโลกและครอบครองพื้นที่จำกัด Verkhovodka มีอยู่ในช่วงเวลาที่มีความชื้นเพียงพอและจะหายไปในยามแห้ง ในกรณีที่ชั้นทนน้ำอยู่ใกล้พื้นผิวหรือมาถึงพื้นผิว น้ำขังจะเกิดขึ้น น้ำในดินหรือน้ำในชั้นดินซึ่งแสดงโดยน้ำที่เกือบผูกมัด ซึ่งมีน้ำหยดและของเหลวปรากฏเฉพาะในช่วงที่มีความชื้นมากเกินไปเท่านั้น มักเรียกกันว่าน้ำเกาะ

น้ำเกาะมักเป็นน้ำจืด มีแร่ธาตุเล็กน้อย แต่มักมีมลพิษ อินทรียฺวัตถุและมีธาตุเหล็กและกรดซิลิซิกในปริมาณสูง ตามกฎแล้วน้ำที่เกาะอยู่ไม่สามารถเป็นแหล่งน้ำที่ดีได้ อย่างไรก็ตาม หากจำเป็น มาตรการต่างๆ ถูกนำมาใช้เพื่ออนุรักษ์น้ำประเภทนี้ เช่น การจัดบ่อน้ำ การผันน้ำจากแม่น้ำที่ให้พลังงานคงที่ไปยังบ่อน้ำที่ดำเนินการ การปลูกพืช หรือชะลอการละลายของหิมะ

น้ำบาดาล

น้ำบาดาลหมายถึงน้ำที่วางอยู่บนขอบฟ้ากันน้ำแรกด้านล่างคอน มีลักษณะเฉพาะด้วยอัตราการไหลคงที่ไม่มากก็น้อย น้ำบาดาลสามารถสะสมทั้งในหินที่มีรูพรุนและในอ่างเก็บน้ำที่แตกร้าว ระดับน้ำใต้ดินมีความผันผวนอย่างต่อเนื่อง โดยได้รับอิทธิพลจากปริมาณและคุณภาพของหยาดน้ำฟ้า ภูมิอากาศ ภูมิประเทศ ภูมิประเทศ พืชพรรณ และกิจกรรมของมนุษย์ น้ำบาดาลเป็นแหล่งน้ำประปาแหล่งน้ำใต้ดินที่ไหลลงสู่ผิวน้ำเรียกว่าสปริงหรือสปริง

น้ำบาดาล

แรงดันน้ำ (artesian) - น้ำที่อยู่ในชั้นหินอุ้มน้ำที่ล้อมรอบระหว่างชั้นที่ไม่ผ่านและประสบการณ์ แรงดันน้ำเนื่องจากความแตกต่างของระดับ ณ สถานที่จ่ายและทางออกของน้ำสู่ผิวน้ำ มีลักษณะเป็นเดบิตคงที่ พื้นที่ให้อาหารใกล้แหล่งน้ำบาดาลซึ่งบางครั้งแอ่งน้ำมีขนาดถึงหลายพันกิโลเมตร มักจะอยู่เหนือพื้นที่น้ำที่ไหลบ่าและเหนือทางออกของน้ำแรงดันสู่พื้นผิวโลก พื้นที่ของแหล่งจ่ายน้ำบาดาลบางครั้งถูกกำจัดอย่างมีนัยสำคัญจากสถานที่สกัดน้ำ - โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโอเอซิสบางแห่งของทะเลทรายซาฮาราพวกเขาได้รับน้ำที่ตกลงมาในรูปของการตกตะกอนทั่วยุโรป

น้ำบาดาล (จาก Artesium ชื่อละติน จังหวัดของฝรั่งเศสอาร์ตัวส์ซึ่งใช้น้ำเหล่านี้มานานแล้ว) - แรงดันน้ำบาดาลที่ล้อมรอบด้วยชั้นหินอุ้มน้ำระหว่างชั้นที่ไม่ผ่านน้ำ มักพบในบางส่วน โครงสร้างทางธรณีวิทยา(ร่อง, ร่อง, โค้งงอ ฯลฯ ) ขึ้นรูปอ่างบาดาล เมื่อเปิดออก พวกมันจะลอยขึ้นเหนือหลังคาชั้นหินอุ้มน้ำ ซึ่งบางครั้งก็พุ่งทะลักออกมา