- •Ющенко ю.С.
- •Чернівці Зелена Буковина 2005
- •Наука про природні води
- •Предмет і об’єкт гідрологічних досліджень
- •1.1.1. Уявлення про природні води до Нового часу
- •1.1.2. Формування основ наукової гідрології
- •1.1.3. Сучасна гідрологія
- •1.1.4. Природні води — об’єкт дослідження гідрології
- •1.1.5. Різноманітність водних об’єктів Землі
- •1.1.6. Колообіги та циркуляції природних вод
- •Середньорічний водний баланс Землі [12]
- •1.1.7. Зміни водних об’єктів в часі
- •1.1.8. Основні гідрологічні поняття та терміни
- •Фундаментальні основи гідрологічних досліджень
- •1.2.1. Молекули та надмолекулярні структури води
- •1.2.2. Агрегатні стани та фазові переходи води
- •1.2.3. Густина води
- •1.2.4. Теплові властивості води
- •1.2.5. В’язкість, поверхневий натяг та змочування
- •1.2.6. Деякі фізичні властивості снігу та льоду
- •1.2.7. Умови перебування води в ґрунтах та породах
- •1.2.8. Механіка рідини і дослідження природних вод
- •1.2.9. Основи статики природних вод
- •1.2.10. Загальні поняття та визначення гідродинаміки
- •1.2.11. Види руху водних потоків
- •1.2.12. Два режими руху рідини
- •1.2.13. Рівняння нерозривності
- •1.2.14. Рівняння Бернуллі
- •1.2.15. Рух поверхневих водотоків
- •1.2.16. Спокійні та бурхливі потоки
- •1.2.17. Приклади ламінарного руху
- •1.2.18 Течії у водойомах
- •1.2.19. Хвилі у воді
- •1.2.20. Стратифікація, стійкість та перемішування природних вод
- •1.2.21. Природні води як хімічний розчин
- •1.2.22. Основні типи домішок у природних водах
- •Головні іони в океанічних водах (за с. Бруєвичем)
- •1.2.23 Гідрохімічна класифікація природних вод. Зміни їх складу
- •1.2.24. Забруднення та якість природних вод
- •Методи гідрологічних досліджень
- •1.3.1. Математичні методи, інформатика
- •1.3.2. Системний підхід
- •1.3.3. Експеримент та моделювання
- •1.3.4. Порівняння, типізація, класифікація
- •1.3.5. Історичний метод
- •1.3.6. Прогнозування
- •1.3.7. Експедиційний метод
- •1.3.8. Вимірювання, спостереження, моніторинг
- •1.3.9. Балансові методи
- •1.3.10. Картографічні методи
- •1.3.11. Географо-гідрологічні методи
- •1.3.12. Еколого-гідрологічні методи
- •Гідрологія водних об’єктів
- •Гідрологія океанів і морів
- •2.1.1. Поділ Світового океану
- •Основні характеристики океанів
- •2.1.2. Рельєф дна та донні відклади Світового океану
- •2.1.3. Розподіл основних гідрологічних характеристик та водні маси океану. Процеси перемішування
- •2.1.4 Морський лід
- •2.1.5. Морські хвилі
- •2.1.6. Припливи в океані
- •2.1.7. Морські течії
- •2.1.8. Рівень океанів і морів
- •2.1.9. Життя в океані
- •2.1.10. Моря України
- •Гідрологія льодовиків
- •2.2.1. Процеси утворення льодовиків
- •2.2.2. Рух льодовиків
- •2.2.3. Розповсюдження, основні типи, будова та гідрографічна сітка льодовиків
- •2.2.4. Баланс та режим льодовиків
- •2.2.5. Процеси та явища пов’язані з льодовиками
- •Гідрологія підземних вод
- •2.3.1. Походження підземних вод
- •2.3.2. Класифікації підземних вод
- •2.3.3. Води зони аерації
- •2.3.4. Ґрунтові води
- •2.3.5. Артезіанські води
- •2.3.6. Підземні води у тріщинуватих та закарстованих породах
- •2.3.7. Структури підземної гідросфери
- •2.3.8. Рух підземних вод
- •2.3.9. Підземний стік
- •2.3.10. Природні явища та процеси пов’язані з підземними водами
- •Гідрологія річок
- •Найбільші річки світу
- •2.4.1. Річкові системи
- •2.4.2. Річкові водозбори
- •2.4.3. Річкові долини
- •2.4.4. Русла та заплави річок
- •2.4.5. Рух води в річках
- •2.4.6. Поняття про водний режим річок
- •2.4.7. Процеси водного живлення річок
- •2.4.8. Аналіз водного режиму річок
- •2.4.9. Рівневий режим річок
- •2.4.10. Утворення та основні характеристики річкових наносів
- •2.4.11. Основні категорії та стік наносів
- •2.4.12. Поняття про русловий процес річок
- •2.4.13. Типізації та класифікації руслового процесу
- •2.4.14. Термічний режим річок
- •2.4.15. Льодовий режим річок
- •2.4.16. Гідрохімічний режим та особливості гідробіології річок
- •Гідрологія озер
- •Найбільші озера світу
- •2.5.1. Котловини озер
- •2.5.2. Морфометрія та морфологія озер
- •2.5.3. Термічний режим озер
- •2.5.4. Льодовий режим озер
- •2.5.5. Динаміка озер
- •2.5.6. Водний режим озер
- •2.5.7. Гідрохімічні та гідробіологічні особливості озер
- •2.5.8. Донні відклади озер
- •Гідрологія особливих типів водних об’єктів
- •2.6.1. Сніговий покрив
- •2.6.2. Гідрологічні явища та процеси в зоні багаторічної мерзлоти та холодного клімату
- •2.6.4. Гідрологія водосховищ
- •2.6.5. Канали та гідромеліоративні системи
- •2.6.6. Гідрологія боліт
- •2.6.7. Гідрологія гирл річок
- •Типи гирлових областей річок
- •Загальні гідрологічні явища та процеси
- •Природні води і атмосфера Землі
- •3.1.1. Кліматична система Землі і природні води
- •Характеристики складових кліматичної системи Землі
- •3.1.2. Взаємодія океану та атмосфери
- •3.1.3. Атмосферна ланка колообігу води
- •Водний баланс та стік води з суходолу
- •3.2.1. Водний баланс територій
- •3.2.2. Формування стоку
- •3.2.3. Стік води в річках
- •Природні води і тверде тіло Землі
- •3.3.1. Літосфера та підземні води
- •3.2.2. Ендогенний вплив на поверхневу гідросферу
- •3.3.3. Природні води і рельєф
- •3.3.4. Гідрогенні відклади та акумулятивні утворення
- •Природні води та еволюційні процеси
- •3.4.1. Еволюція географічної оболонки та її складових
- •3.4.2. Біогенний етап розвитку природних вод
- •3.4.3. Антропогенний етап розвитку природних вод
- •Заключення Новітній етап розвитку гідрології
2.3.5. Артезіанські води
Артезіанськими водами у теперішній час називають всі напірні підземні води, що залягають у водоносних горизонтах (комплексах) між водотривкими, або відносно водотривкими пластами. Напір тут створюється гідростатичним, літостатичним тиском, тектонічними напругами, змінами пористості внаслідок утворення нових кристалів, кріогенними явищами та іншими факторами. Умови залягання напірних водоносних горизонтів можуть бути досить різноманітні. Система таких горизонтів розділених водотривами утворює артезіанський басейн підземних вод. Така назва пов’язана з назвою провінції Артуа (у Франції), де вперше в Європі у XII столітті було отримано фонтануючу підземну воду.
Розрізняють зовнішню та внутрішню області інфільтраційного живлення артезіанських водоносних горизонтів. Перша знаходиться на межах артезіанського басейну та поза ними. В межах внутрішньої області (живлення) розрізняють зони поглинання та переливу. В зоні поглинання відбувається інфільтрація, або інфлюація поверхневих вод та атмосферних опадів безпосередньо у водоносний горизонт. У другій зоні відбувається перелив вод з одної гідрогеологічної структури в іншу.
Розрізняють також осередки (вікна) переливу з одного горизонту в інший.
Перелив артезіанських вод у ґрунтові називають осередками розвантаження. Їх поділяють на відкриті, заховані та штучні.
У верхніх поверхах артезіанських басейнів підземні води рухаються від області поглинання до області напору та розвантаження. Це води інфільтраційного походження. У нижніх поверхах, де вони витискаються з глинистих порід (елізійний режим руху, седиментаційні води) рух направлений від ділянок найбільших товщ глинистих порід і найбільшого заглиблення водоносних горизонтів до окраїн басейну (рис. 2.30). Існують також артезіанські басейни з відокремленим стоком у різних частинах, виключно інфільтраційним режимом, виключно елізійним (лат. elisio — витискання, виштовхування) режимом та інші. Останні структури відносяться до дна морів. Дренаж басейнів найбільше проявляється у приповерхневих частинах і особливо на окраїнах. Долини крупних річок являються дренами артезіанських вод до горизонтів 500-700 м та більше. Важливу дренуючу роль відіграють також котловини відносно крупних озер.
Гідрохімічна зональність артезіанських басейнів полягає в зміні хімічного складу та степені мінералізації підземних вод з глибиною. Вона пов’язана з гідрофізичною та гідродинамічною. У зоні інтенсивного водообміну (температури до 25°С), води прісні та солонуваті. В зоні уповільненого водообміну температури вже можуть досягати 40°С, води переважно солоні (сульфатні та хлоридні). Зона досить уповільненого водообміну характеризується відновлювальною обстановкою середовища, температурами від 150°С та вище, хлорид-но-натрієвими, хлоридно-кальцієво-натрієвими та хлоридно-кальцієвими водами з мінералізацією 50-500 г/л.
2.3.6. Підземні води у тріщинуватих та закарстованих породах
Основними видами тріщин (які вміщують досить велику кількість вод) є тектонічні та тріщини вивітрювання. Системи тріщин не тільки збільшуються, але можуть і заноситися, заповнюватися новоутвореннями, водозмінюватися. У карстових масивах тріщини перетворюються у порожнини — каверни. Таким чином характер водоносності тріщинуватих порід є результатом певної (складної) геологічної історії розвитку. Тріщинні води можна поділити на три основних класи:
1) регіонально-тріщинні;
2) локально-тріщинні;
3) тріщинно-карстові.
Регіонально тріщинні переважно пов’язані з приповерхневими частинами геологічного розрізу і тріщинами вивітрювання. Вони подібні до ґрунтових за впливом зовнішніх факторів, співпадінням області живлення та розповсюдження. Найчастіше ці води пов’язані з інтрузивними та ефузивними породами, деякими щільними осадовими відкладами. Їх потужність (потужність водоносних зон) складає 30-100 м, деколи більше. Як правило вони не дають потужних джерел. Але у деяких випадках, в межах великих ефузивних покривів, можуть утворюватись досить великі потоки напірних та безнапірних вод. Наприклад з лавового масиву Арагац витікає джерело Айгер-Ліч з дебітом 20,5 м3/с (що дорівнює середній річці).
Локально-тріщинні води пов’язані з крупними тектонічними тріщинами та розломами у земній корі. Вони утворюють лінійно витягнуті водоносні зони, в яких часто утворюються потужні підземні потоки. Ці зони гідравлічно взаємопов’язані з гідрогеологічним середовищем. Переважають напірні води. Локально-тріщинні води найбільше розповсюджені у гірських областях, хоча зустрічаються і в межах щитів та виступів фундаменту. Ширини зон тріщинуватості складають 0,5-5 км, довжини до 8-10 км, але деколи набагато більше. Глибини залягання вод як правило не перевищують 15 м. З зонами розломів пов’язані крупні родовища мінеральних вод.
Тріщинно-карстові води залягають і рухаються у тріщинах, порожнинах, каналах, печерах карстових областей. Вони досить різноманітні. Тут спостерігається найбільша різноманітність специфічних підземних водних об’єктів та гідрогеологічних умов. Вивчати їх досить складно. Тут можуть утворюватися величезні джерела. Наприклад у Франції джерело Воклюз має дебіт 150 м3/с, що у два рази більше середнього багаторічного стоку такої Карпатської річки як Прут. Досить багато карстових джерел мають дебіти понад 10 м3/с. Режим карстових вод взаємопов’язаний з поверхневими об’єктами. У потужних карстових масивах спостерігається своєрідна вертикальна зональність вод, певною мірою подібна до звичайних територій.