Химический состав подземных вод. Способы его представления

Вода – прекрасный растворитель, поэтому в чистом виде в природе не встречается, в ней всегда присутствуют примеси. Чаще всего это растворенные соли в виде ионов, реже – коллоидные частицы, органические вещества.

Химический состав подземных вод характеризуется, главным образом, содержанием макрокомпонентов. Это те вещества, содержание которых в растворе исчисляется миллиграммами, а то и граммами в литре. К ним относятся анионы (хлор-, сульфат-, гидрокарбонат-ионы) и катионы (натрий+калий, кальций, магний).

В зависимости от баланса анионов и катионов среда подземной воды может иметь кислую, щелочную реакции, либо быть нейтральной. Это характеризуется водородным показателем – рН. Он может изменяться от 0 до 14. Если рН меньше 7, то среда кислая, а если больше – то щелочная.

Общая минерализация, или сухой остаток – это все соли, которые содержит вода. При их концентрации до 1 г/л она называется пресной. 1-10 г/л – это солоноватые воды, от 10 до 50 г/л – соленые, а свыше 50 г/л – рассолы.

Микрокомпоненты, хоть и содержатся в существенно меньшем количестве, но тоже имеют важное значение, особенно, когда речь идет о питьевом водоснабжении. Их концентрация в питьевой воде регулируется СанПиН 2.1.4.1074-01. Этот же документ устанавливает содержание бактерий и ряда органических веществ.

58. Минерализация грунтовых вод - концентрация солей в грунтовых водах. Минерализация грунтовых вод критическая — наибольшая величина концентрации грунтовых вод, которая при данных глубине и режиме орошения еще не вызывает засоления верхних горизонтов п. солями, содержащимися в капиллярно-восходящих водах. При превышении М.г.в. начинается соленакопление в п., приводящее к гибели культурных растений.

59. Карстовые процессы (условия образования, характеристика, формы поверхностного и подземного карста).

Карст представляет собой процесс растворения, или выщелачивания трещиноватых растворимых горных пород подземными и поверхностными водами, в результате которого образуются отрицательные западинные формы рельефа на поверхности Земли и различные полости, каналы и пещеры в глубине.

К растворимым породам относятся соли, гипс, известняк, доломит, мел. В соответствии с этим различают соляной, гипсовый и карбонатный карст. Наиболее изучен карбонатный карст, что связано со значительным площадным распространением известняков, доломитов, мела.

Необходимыми условиями развития карста являются:

1) наличие растворимых пород;

2) трещиноватость пород, обеспечивающая проникновение воды;

3) растворяющая способность воды.

Наибольшее разнообразие карстовых форм наблюдается в открытом типе карста (горные районы известнякового плато Крыма, Кавказа, Карпат, Альп и др.). В этих районах развитию карста благоприятствуют открытая поверхность растворимых пород и частые ливни.

К поверхностным карстовым формам относятся карры, желоба и рвы, воронки, блюдца и западины, котловины, полья, останцы.

Карры по генетическому происхождению следует различать на формы, возникшие на оголенной поверхности растворимой горной породы, и формы, образовавшиеся под почвенно-растительным покровом с последующим его удалением. Кары второго типа встречаются во многих странах мира.

Среди карстовых воронок выделяют три основных генетических типа:

1. Воронки поверхностного выщелачивания, или чисто коррозионные. Образуются за счет выноса выщелоченной на поверхности породы через подземные каналы в растворенном состоянии.

2. Провальные воронки, или гравитационные. Образуются путем обвала свода подземной полости, возникшей за счет выщелачивания карстующихся пород на глубине и выноса вещества в растворенном состоянии

3. Воронки просасывания, или коррозионно-суффозионные. Образуются путем вмывания и проседания рыхлых покровных отложений в колодцы и полости карстующегося цоколя, выноса частиц в подземные каналы и удаление через них во взмученном и взвешенном состоянии.

4. Блюдца, западины – это нечетко выраженные мелкие воронки.

Котловины. Воронки всех генетических типов, сливаясь своими краями, образуют сдвоенные, строенные и более сложные ванны и котловины. Выделяют два основных типа котловин – сложные, которые образуются при слиянии нескольких больших воронок и имеют углубления на дне, и плоскодонные котловины. Выделяют следующие генетические типы котловин: поверхностного выщелачивания, провальные, просасывания, а также созданные в комбинации с другими процессами, например, эрозионными. Крупные котловины поверхностного выщелачивания часто образуются за счет корродирующего действия талых вод снежных и фирновых пятен. Многие из таких котловин – наследие перигляциальных условий последней ледниковой эпохи.

Полье - обширная замкнутая впадина с крутыми бортами, с плоским дном, которое достигло временного или постоянного предельного уровня карстования, с гидрографией карстового типа.

Полья по своему происхождению до недавнего времени разделяли на:

1) тектонические,

2) возникшие путем подземного механического выноса нерастворимой породы, залегающей среди карстующиеся известняков или на контакте с ними,

3) образовавшиеся путем слияния группы смежных воронок и котловин (увала) при их росте в горизонтальном направлении,

4) провальные.

Подземные формы карста. Среди подземных карстовых форм можно выделить карстовые колодцы и шахты, пропасти и пещеры.

Карстовые колодцы и шахты – это вертикальные или крутонаклонные пропасти, различающиеся между собой по глубине; к шахтам относятся пропасти глубже 20 метров, достигающие несколько десятков, а то и сотен метров.

Карстовые пропасти представляют собой комбинации естественных шахт с горизонтальными и наклонными пещерными ходами. К ним относятся, в частности, глубочайшие карстовые пропасти мира, достигающие глубины 1000 метров и более.

Самыми крупными подземными формами карстового рельефа является карстовые пещеры. Они представляют собой систему горизонтальных или несколько наклонных каналов, туннелей, сложно ветвящихся и образующих огромные залы или грот, имеющие высоту в несколько десятков метров. Пещеры между собой могут соединяться туннелями, провалами или узкими щелями. По каналам нередко протекают подземные реки, а на дне пещер располагаются подземные озера. Подземы реки не только выщелачивают соприкасающиеся с ними горные породы, но и производят большое эрозионное воздействие.