Часть II. Основы гидрогеологии

Гидрогеология - наука о подземных водах, изучает их состав,

свойства, происхождение, закономерности распространения и движе-

ния, а также взаимодействие с горными породами. Единство природ-

ных вод Земли требует рассмотрения подземных вод в неразрывной их

связи со всеми видами, с горными породами, в которых они формиру-

ются, накапливаются и передвигаются.

4 Гидросфера и круговорот воды в природе

Общая площадь земного шара 510∗10

6

км

2

, из них воды Ми-

рового океана занимают 70,8%, остальная территория представлена

сушей, большая часть которой является сточной (имеет сток воды в

моря и океаны). Вода - одна из самых распространенных в природе

веществ, она встречается в парообразном, жидком и твердом состоя-

нии во всех основных сферах Земли.

Сравнивая объём воды в отдельных частях гидросферы с прито-

ком воды в них из соседних звеньев круговорота, можно определить

активность водообмена, т.е. время, за которое может полностью обно-

виться объём воды в Мировом океане, атмосфере или почве. Медлен-

нее всего обновляются воды в покровных ледниках (8 тыс. лет), в под-

земных слоях (5 тыс. лет), а также в океанах (3 тыс. лет), вода в реках

обновляется очень быстро – всего за 11 – 12 дней.

Круговорот воды не полностью замкнут: часть воды, попадая в

верхние слои атмосферы разлагается под действием солнечной радиа-

ции на ионы кислорода и водорода, часть которых уходят в космос. Но

эти незначительные потери постоянно восполняются, благодаря тому,

что при вулканических извержениях вода поступает из глубинных сло-

ёв Земли. Вследствие этого, объём гидросферы постепенно увеличива-

ется, так по расчётам, 4 млрд. лет назад её объём составлял всего 20

млн. км

3

, т.е. был в 70 раз меньше современного. В будущем количест-

во воды на планете, по-видимому будет также возрастать, если учесть,

что объём воды в мантии Земли некоторыми учёными оценивается в 20

млрд. км

3

.

63

Рис. 12. Схема круговорота воды в природе (по Р. Уисту):

1 – осадки; 2 – водопроницаемые породы; 3 – слабопроницаемые

породы; 4 – непроницаемые породы; 5 – источник (родник); 6 - на-

правление движения воды и водяных паров

Всего на нашей планете находится около 1 млрд. 455 млн. км

3

во-

ды (данные М.И.Львовича), из них на долю Мирового океана прихо-

дится около 1 млрд. 380 млн. км

3

, подземных вод – 62 млн. км

3

, лед-

ников - 24 млн. км

3

, речных вод - 1,2 тысяч км

3

, атмосферных вод - 14

тысяч км

3

, озёр - 280 тысяч км

3

, почвенная влага – 85 тысяч км

3

.

Процесс круговорота в природе в количественном выражении ха-

рактеризуется водным балансом, уравнение которого для замкнутого

речного бассейна имеет вид:

Х = Y + Z ± W

где: Х – осадки на площади водосбора, мм; Y – речной сток, мм; Z –

испарение за вычетом конденсации, мм; W – среднемноголетнее пита-

ние глубоких водоносных горизонтов за счёт осадков или поступления

подземных вод из глубоких горизонтов на поверхность в пределах

речного бассейна, мм.

Для практической деятельности человека огромное значение

имеет внутриматериковый круговорот воды. В стране осуществляется

большой комплекс мероприятий, направленный на его улучшение и

64

регулирование: перераспределение и регулирование поверхностного

стока, строительство каналов и водохранилищ, орошение и осушение

земель, искусственное пополнение и регулирование запасов подземных

вод, перевод части поверхностного стока в подземный, лесонасажде-

ния, дренаж и т. д.