Лекция 11. Геологическая деятельность поверхностных вод. К поверхностным водам относят

Поверхностные, грунтовые и подземные воды

Вода — основа жизни на Земле. Она есть как на поверхности, в грунте, под землей. Каждая из этих категорий имеет свое название – это, соответственно, поверхностные, грунтовые и подземные воды.

В последние несколько десятилетий крупномасштабный характер приняло загрязнение атмосферы. Загрязнение постоянно наносит ущерб водохранилищам, рекам, озерам, морям. Рано или поздно различными путями загрязнение из атмосферы проникает в почву. Основной, самой серьезной проблемой гидросферы является загрязнение океанов. Из атмосферы загрязнения (тепловые, физические, химические, биологические) проникают в почву, и ведет к ухудшению качества и изменению состава подземных вод.

К подземным водам также относятся артезианские и ключевые воды. Артезианская вода, как правило, находится в глубоких слоях, залегающими между двумя не подверженными проникновению воды грунтами. Такие воды также называют напорными, так как при наличии большого давления вода из таких скважин бьет фонтаном.

Некоторые виды грунтовых вод находят выход на поверхность. Их называют ключевыми. Ключи могут появляться из нижних слоев и в результате обнажения пластов (например, на склонах оврагов, балок).

Поверхностные воды

Различают следующие категории поверхностных вод:

• болота;
• моря;
• озера;
• реки;
• иные водоемы и водостоки.

Расположенные на суше поверхностные воды характеризуются течением. Они временно либо постоянно находятся в поверхностных водных объектах.

Природный водный поток называется рекой. Текут реки в выработанном ими углублении (естественном русле). Питаются реки за счет подземного или поверхностного стока. Крупные реки с разветвленными притоками образует речную систему. Та часть поверхности суши, с которой река собирает воды, называется водосборной площадью, а водосборная площадь вместе с верхними слоями почвы – речным бассейном. Реки распространены по поверхности планеты неравномерно.

Моря являются частью Мирового океана. Характеризуются обособленным положением по отношению к океанам и замедленным водообменом, объясняющимся ограниченной связью с открытой частью. Интересный факт: в Библии морями называли любые водные пространства – океаны, моря, заливы, озера.

Болотами называют участки суши, характеризующиеся повышенным увлажнением. На этих территориях обычно почва обладает повышенной кислотностью и низкой плодородностью.

Озера также относятся к категории поверхностных вод. Озеро – водоем естественного происхождения. Это углубление в суше, в которое вода стекает и там скапливается. Частью Мирового океана озера не являются. К поверхностным водам также относятся более мелкие водоемы – лиманы, ручьи, водохранилища и прочие. Воды суш (так по-другому называют поверхностные воды) могут быть как пресными, так и солеными.

Подземные воды

Подземные воды являются частью водных ресурсов планеты. С точки зрения геологии такие воды рассматривают как подземные ископаемые. Подземные воды разделяют на три вида: грунтовые, почвенные и межпластовые.

Между частицами почвы под землей находятся почвенные воды. Такие воды могут быть гравитационными (такими, которые могут перемещаться из-за влияния силы тяжести), либо связанными (теми, что удерживаются молекулярной силой).

Межпластовые воды расположены ниже других подземных вод. Они находятся между двумя слоями. От грунтовых вод межпластовые отличаются тем, что они имеют более постоянный уровень и меньше подвержены различным временным изменениям.

Эту разновидность вод различают по условиям, а которых они движутся в водоносных слоях. Они движутся в:

• Слои гальки, песка, гравия
• В трещинах сцементированных (скальных) пород

По глубине залегания подземные воды разделяются на три категории:

• Карстовые (в гипсах, доломитах, известняке)
• Жильные (в граните, песчаниках)
• Поровые (в обломочных породах, песках)

Для обнаружения подземных вод проводятся мероприятия по геологической разведке. Обнаружить воду под землей можно следующими способами:

• исследование температур
• бурение опорных скважин
• взрывные работы, цель которых – определить скорость распространения и отражения звука
• проведением опытных откачек
• геоморфологическая оценка
• радоновый метод

Грунтовые воды

Под поверхностью земли существует так называемый водоносный горизонт, расположен он на первом слое. Грунтовые – это гравитационные воды, которые находятся именно в этом слое. Грунтовая вода может находиться как в порах пород, так и в рыхлых породах. Также они могут находиться в трещинах хорошо сцементированных пород. Грунтовые воды залегают не глубоко, в связи с чем их уровень подвержен значительным сезонным колебаниям. Из-за своего расположения данный вид воды более других подвержен загрязнению.

На появление и режим грунтовых вод главное влияние имеют метеорологические условия. К ним относятся:

Также на режим таких вод имеет влияние хозяйственная деятельность (добыча полезных ископаемых, откачка воды, строительство гидравлических сооружений) и гидравлические условия.

Эта категория вод считается относительно легкодоступной, что дает возможность активно использовать их для водоснабжения населенных пунктов, промышленности. Чтобы добывать грунтовые воды и использовать их в хозяйственной деятельности, бурят скважины и роют колодцы.

Качество грунтовых вод может быть разным. К основным их характеристикам относятся:

• жесткость
• минерализация

Интенсивность инфильтрации и подземного стока зависит от влажности климата. Чем выше влажность, тем активнее происходят эти процессы. Надо отметить, что грунтовые воды могут быть достаточно агрессивными. Воды с высокой кислотностью оказывают разрушающее влияние на бетон, другие стройматериалы. Поэтому перед строительством различных сооружений обязательно проводится исследование грунтовой воды на агрессивность.

Смотрите также:

terasfera.ru

Поверхностные воды

Поверхностные воды суши — воды, которые текут (водотоки) или собираются на поверхности земли (водоёмы). Различаются морские, озерные, речные, болотные и другие воды. Поверхностные воды постоянно или временно находятся в поверхностных водных объектах. Объектами поверхностных вод являются: моря, озёра, реки, болота и другие водотоки и водоёмы. Различают солёные и пресные воды суш.

Образование поверхностных вод — сложный процесс. Потоки, низвергающиеся с неба в виде дождя или снега — это испарившаяся из морей и океанов вода. От характера местности, по которой она течет под действием силы тяжести (одновременно вода является сильнейшим разрушителем той части земной коры, находящейся выше уровня моря), зависит маршрут, по которому она, собираясь в ручьи и реки, устремляется снова к морю. Таким образом, завершается одна крупная фаза гидрологического цикла.

Стекая по поверхности, вода захватывает и переносит нерастворимые минеральные частицы песка и почвы, часть из них она оставляет по дороге, часть переносит к морю, а какие-то вещества растворяются в ней.

Поверхностные воды, проходя по неровной местности и падая со скал, насыщаются кислородом воздуха, его соединения с органическими и неорганическими веществами, вымытыми из суши конкретной местности и солнечный свет поддерживают большое разнообразие форм жизни в виде водорослей, грибов, бактерий, мелких ракообразных и рыб.

Кроме того, русла многих рек бывают покрыты деревьями, тех районов, по которым они протекают, если берега рек покрыты лесами. Опавшие листья и хвоя деревьев попадают в реки, они играют большую роль в наполнении воды биологическим содержанием. После попадания в воду они растворяются в ней. Именно этот материал в дальнейшем становится основной причиной загрязнения ионообменных смол, которые используют для очистки воды.

Физические и химические свойства загрязнений поверхностных вод постепенно меняются с течением времени. Внезапные природные катаклизмы могут привести к резкому изменению в короткий срок состава поверхностных источников воды. Химия поверхностных вод меняется также в зависимости от сезона, например, в периоды сильных дождей и таяния снега (период большого паводка, когда уровень в реках резко поднимается). Это может оказать благоприятное или неблагоприятное влияние на характеристики воды, в зависимости от геохимии и биологии местности.

Химия поверхностных вод также меняется в течение года в несколько циклов засухи и дождей. Длительные периоды засухи серьезно влияют на нехватку воды для промышленного использования. В местах, где реки впадают в моря, возможно попадание соленой воды в реку в период засухи, что создает дополнительные проблемы. Промышленные пользователи должны ориентироваться на изменчивость поверхностных вод, обязательно учитывать при проектировании очистных сооружений и разработке других программ.

Качество поверхностных вод зависит от сочетания климатических и геологических факторов. Основным климатическим фактором является количество и частота осадков, а также экологическая ситуация в регионе. Выпадающие осадки несут с собой определенное количество нерастворенных частиц, таких как пыль, вулканический пепел, пыльца растений, бактерии, грибковые споры, а иногда и более крупные микроорганизмы. Океан является источником разных солей, растворенных в дождевой воде. В ней можно обнаружить ионы хлорида, сульфата, натрия, магния, кальция и калия. Промышленные выбросы в атмосферу также "обогащают" химическую палитру, в основном за счет органических растворителей и оксидов азота и серы, являющихся причиной выпадения "кислотных дождей". Вносят свою лепту и химикаты, применяемые в сельском хозяйстве. К числу геологических факторов относится структура русла рек. Если русло образовано известняковыми породами, то вода в реке, как правило, прозрачная и жесткая. Если же русло из непроницаемых пород, например гранита, то вода будет мягкой, но мутной за счет большого количества взвешенных частиц органического и неорганического происхождения. В целом поверхностные воды характеризуются относительной мягкостью, высоким содержанием органики и наличием микроорганизмов.

К поверхностным водам относят водотоки, водоемы, болота и ледники. В водотоках естественных (реки, ручьи) и искусственных (каналы), происходит движение воды по руслу в направлении общего уклона поверхности. Водотоки могут быть постоянными или временными (пересыхающими или перемерзающими).

Водоем - это скопление вод в естественной (озеро) или искусственной (водохранилище, пруд) впадине, сток из которой отсутствует или замедлен. Лишь малая часть гидросферы содержится в реках, примерно в четыре раза меньше, чем в болотах, и в шестьдесят раз менее, чем в озерах.

Реки.

Значение рек в водном круговороте неизмеримо больше, чем воды в них содержится, поскольку вода в реках обновляется в среднем каждые 19 дней.

Для сравнения - в болотах полное обновление воды происходит за 5 лет, в озерах – за 17 лет.

Благодаря проточности воды реки лучше насыщаются кислородом и качество воды здесь лучше. Именно по берегам рек возникали и первые поселения людей.

Реки длительное время служили и основными транспортными артериями и оборонительными рубежами, были источниками воды и рыбы. Рекой обычно называют естественный постоянный водный поток, протекающий в разработанном им углублении (русле). Речные долины - вытянутые углубления на земной поверхности, выработанные постоянными водными потоками. Все речные долины имеют склоны и ровное дно. Водный поток постоянно несет множество продуктов размыва, которые откладывает в днище долины или выносит в море. Речные наносы называют аллювием. Особенно много аллювия накапливается в днищах долин в нижних течениях рек, где меньше всего уклоны поверхности. Во время таяния снега часть днища (пойма) заливается полыми водами. Речной поток всегда стремится углубить свое русло до определенного уровня. Этот уровень называется базисом эрозии. Для реки базисом эрозии служит уровень моря, озера или другой реки, куда эта река впадает. Река постоянно углубляет свое русло и наступает такое время, когда в половодье река уже не может больше затапливать свою пойму. Река начинает разрабатывать новую пойму на более низком уровне, а старая пойма превращается в террасу - высокую ступень в днище речной долины. Чем древнее и крупнее река, тем больше террас можно насчитать в ее долине.

В действительности река - это сложное природное образование (система), состоящее из множества элементов. Территория, с которой речная система собирает свои воды, называется речным бассейном. Между соседними речными бассейнами проходит граница - водораздел.

Самый большой бассейн имеет река Амазонка, она является и самой многоводной рекой (среднегодовой сток равен 220 000 куб. м/сек).

Густота речной сети зависит от многих факторов: в первую очередь, от общего увлажнения территории - чем оно больше, тем больше густота рек, как например, в тундре и лесных зонах; от рельефа и геологического строения территории - в районах распространения растворимых и трещиноватых (карстующихся) известняков речная сеть редкая, а реки, как правило, мелкие и пересыхающие.

Все реки имеют начало и конец. Начало реки, место, где появляется постоянное русло водотока, называется истоком. Истоком может быть озеро, болото, родник или ледник.

Устье - место впадения реки в море, озеро или одной реки в другую. У ряда крупных северных рек устья имеют вид узких воронкообразных заливов - они называются эстуариями. В эстуариях речные наносы под действием волн и течений выносятся в море. Крупные эстуарии имеют такие реки, как Конго в Африке, Темза и Сена в Европе, а также российские реки Енисей и Обь. В отличие от них, в дельтах, наоборот, реки буквально блуждают, впадая в море, среди собственных наносов, разбиваясь на многочисленные рукава и протоки. Крупнейшие дельты имеют реки - Амазонка, Хуанхэ, Лена, Миссисипи и др.

Рельеф местности впрямую влияет на уклон русла реки и, соответственно, на скорость течения воды. Разность отметок высот поверхности воды в реке в двух точках, расположенных на некотором расстоянии вдоль ее течения, называется падением реки. Уклон реки - отношение падения реки к ее длине. Падение воды с отвесного уступа называется водопадом.

Самый высокий водопад на Земле - Анхель (1054 м) в бассейне реки Ориноко. Самый широкий (1800 м) - Виктория на р. Замбези (его высота 120 м.). Равнинные реки обычно текут спокойно и плавно, с небольшим падением и малыми уклонами. У больших рек развиты широкие долины и они удобны для судоходства. Горные реки имеют большие уклоны и, поэтому, бурное течение, узкие порожистые глубокие долины. Вода в русле несется с бешеной скоростью, пенится, образует водовороты и водопады.

Горные реки обычно непригодны для судоходства, зато обладают большими запасами гидроэнергии и удобны для строительства ГЭС.

Для народного хозяйства (судоходства, строительства гидроэлектростанций, водоснабжения населенных пунктов, орошения полей) очень важными характеристиками рек являются расход воды (количество воды, проходящее по руслу за единицу времени) и годовой сток (расход воды в реке за год).

Величина годового стока характеризует водоносность реки и зависит, от климата (соотношения атмосферных осадков и испарения на площади речного бассейна) и рельефа (равнинный рельеф уменьшает сток, горный, наоборот, его увеличивает).

От скорости и устойчивости к размыву горных пород зависит величина переносимого водой материала, состоящего из растворенных в воде химических и биологических веществ и твердых мелких частиц - величина твердого стока. Климатические условия влияют на питание и режим рек (ледниковое, снеговое, дождевое и грунтовое). От преобладающего типа питания зависит внутригодовое распределение стока - режим рек. Режим рек - это жизнь речного потока в течение какого-то времени (суток, сезонов и года). По режиму реки подразделяются на несколько основных групп. На реках с весенним половодьем и преимущественно снеговым питанием. Относительно быстрое стаивание снежного покрова приводит к подъему и разливу воды (весеннее половодье). Летом реки переходят на дождевое питание и, хотя, осадков выпадает большое количество, из-за усиленного испарения эти реки мелеют. На реках отмечается межень - время устойчивого низкого уровня воды в русле. Зимой во время ледостава (замерзания и образования неподвижного льда) реки питаются исключительно грунтовыми водами и наблюдается зимняя межень. Поводковые режим характерен для рек с дождевым и смешанным питанием. Паводки - кратковременные (иногда очень значительные) подъемы воды в реке - в отличие от половодий могут возникать в любое время года и связаны чаще всего о обильными дождями. В теплые зимы паводки могут проявляться и в это время года.

Позднее таяние снега и ледников в горах вызывает летнее половодье. Таким режимом характеризуются, например, реки берущие начало в Альпийских горах. Реки муссонного климата, характеризуются паводковым режимом во второй половине лета и зимней меженью. Из-за маломощного снежного покрова весеннее половодье у них выражено слабо или совсем отсутствует. Муссоны нередко приносят обильные осадки, имеющие ливневой характер, что приводит к катастрофическим наводнениям. В это время под водой оказываются обширные территории с многочисленными селениями. Разрушаются здания, гибнут посевы, животные и, даже, люди. Особенно буйным нравом отличаются реки Восточной и Южной Азии: Амур, Хуанхэ, Янцзы, Ганг.

Озера различаются не только размерами и глубиной, но также цветом и свойствами воды, составом и численностью населяющих их организмов. На количество озер (озерность территории) влияет повышенная влажность климата и рельеф с многочисленными замкнутыми котловинами. Размеры, глубина, форма озер во многом зависят от происхождения их котловин. Различают котловины тектонического, ледникового, карстового, термокарстового, станичного и вулканического происхождения. Бывают еще запрудные (завальные или плотинные) озера, образующиеся в результате преграждения русла реки глыбами пород при обвалах в горах.

Тектонические озерные котловины имеют большие размеры и глубину, так как они образовались на месте опусканий, трещин и разломов земной коры. Классическими тектоническим озерами являются крупнейшие озера мира: Каспийское и Байкал в Евразии, Великие Африканские и Североамериканские озера.

Ледниковые озерные котловины формируются при выпахивающей деятельности ледников или в результате размыва или скопления ледниковых вод в районах аккумуляции ледникового материала и образования ледниковых форм рельефа. Таких озер много в Финляндии, на севере Польши, в Карелии и д.р.

Карстовые озерные котловины образуются в результате провалов, просадок и размыва, в первую очередь, легко растворимых горных пород: известняков, доломитов гипсов, солей. Термокарстовых озер много в зоне вечной мерзлоты в тундре и лесотундре. Здесь вода растворяет подземные льды.

Старинные озера – это остатки брошенных речных русел.

Вулканические озерные котловины возникли в кратерах вулканов или в понижениях лавовых полей. Это - Кроноцкое и Курильское озера, озера в Новой Зеландии. По солености воды озера делят пресные и соленые. В отличие от рек, режим озер зависит от того, вытекают из него реки - проточное озеро (Байкал) или же это бессточный водоем (Каспийское).

Болота - это участки суши с обильным, застойным или слабопроточным увлажнением грунта в течение большей части года, с характерной (болотной) растительностью, недостатком кислорода и постоянным образованием торфа (слой торфа должен достигать не менее 0,3 м, если торфа меньше - это будут заболоченные земли. Торфом называют полуразложившиеся растительные остатки. Назвать болота водоемами нельзя, так как вода в них содержится в связанном состоянии. Но болота содержат лишь 5-10 % сухого вещества (торфа), остальное - вода. Поэтому болота являются важными аккумуляторами пресной воды. Заболачиванию способствует наличие близкого водоупора и наиболее распространены они в районах с вечной мерзлотой. Наиболее распространены болота в лесах Северного полушария, а также в Бразилии и Индии. Из-за обилия болот и заболоченных лесов лесную зону в Западной Сибири называют лесоболотной. Там же находится и крупнейшее болото в мире - Васюганское. Процессы заболачивания в этом регионе продолжаются и в настоящее время. Средняя горизонтальная скорость распространения кромок болот и наступления их на окружающие леса составляет 10-15 см в год.

Способы образования болот различны. Это и зарастание, заторфовывание водоемов (озер) и застой воды в местах выхода родников и при близком залегании грунтовых вод; а также накопление влаги в понижениях и плоских участках под лесами и лугами (особенно часто заболачиваются лесные вырубки.) По источникам питания выделяют верховые (питаются атмосферными водами), низинные (грунтовое увлажнение) и переходные болота. При классификации по степени богатства субстрата они соответствуют олиготрофным (бедным), евтрофным (богатым) и мезотрофным. Низинные болота образуются преимущественно на самых низких участках рельефа (в поймах, древнеозерных котловинах).

Грунтовые воды сильно минерализованы и, поступая в болото, они обогащают его. Поэтому в низинных болотах густым сплошным покровом растут осоки, хвощи, камыши, мхи, часто встречаются заросли черной ольхи. Здесь обычно находит пристанище множество птиц, и их помет, содержащий азотистые вещества, также обогащает болото.

Торф низинных болот – прекрасное удобрение.

Верховые болота образуются чаще всего на водораздельных пространствах, увлажняются атмосферными водами, очень бедными питательными веществами, и растительность здесь совершенно иная. В основном это мхи и чахлые деревца. Торф верховых болот с бедной растительностью содержит мало золы, поэтому является горючим полезным ископаемым и используется в качестве топлива.

Болота имеют большое водоохранное значение. Накапливая огромные запасы воды, они регулируют водный режим рек и поддерживают стабильность водного баланса территории; очищают проходящие через них воды. Болота являются истоками многих рек. Растительность болот не представляет особой кормовой ценности. Но после осушения они используются под сельскохозяйственные или лесные культуры. Однако при этом часто мелеют и исчезают малые реки.

Загрязнение поверхностных вод

Качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод обнаруживают тенденцию увеличения числа створов с высоким уровнем загрязненности и числа случаев экстремально высокого содержания загрязняющих веществ в водных объектах. Состояние водных источников и систем централизованного водоснабжения не может гарантировать требуемого качества питьевой воды, а в ряде регионов (Южный Урал, Кузбасс, некоторые территории Севера) это состояние достигло опасного уровня для здоровья человека. Службы санитарно-эпидемиологического надзора постоянно отмечают высокое загрязнение поверхностных вод. Около 1/3 всей массы загрязняющих веществ вносится в водоисточники с поверхностным и ливневым стоком с территорий санитарно неблагоустроенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий, что влияет на сезонное, в период весеннего паводка, ухудшение качества питьевой воды, ежегодно отмечаемое в крупных городах, в том числе и в Новосибирске. В связи с этим проводится гиперхлорирование воды, что, однако небезопасно для здоровья населения в связи с образованием хлорорганических соединений.

Одним из основных загрязнителей поверхностных вод является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания.

Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества.

Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15мг/л при ПДК —0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах.

Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг/л. Наиболее распространенными загрязняющими веществами в поверхностных водах являются фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения меди, цинка, а в отдельных регионах страны — аммонийный и нитритный азот, лигнин, ксантогенаты, анилин, метил меркаптан, формальдегид и др. Огромное количество загрязняющих веществ вносится в поверхностные воды со сточными водами предприятий черной и цветной металлургии, химической, нефтехимической.

Нефтяной, газовой, угольной, лесной, целлюлозно-бумажной промышленности, предприятий сельского и коммунального хозяйства, поверхностным стоком с прилегающих территорий. Небольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения. Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями.

Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий-производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками. Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля.

Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме. Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».

Современный уровень очистки сточных вод таков, что даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточно для интенсивного эвтрофирования водоемов.

Эвтрофизация — обогащение водоема биогенами, стимулирующее рост фитопланктона. От этого вода мутнеет, гибнут бентосные растения, сокращается концентрация растворенного кислорода, задыхаются обитающие на глубине рыбы и моллюски.

Дезинфекция и обеззараживание поверхностных вод

Еще одним немаловажным блоком любой установки является блок обеззараживания и дезинфекции воды. Под дезинфекцией обычно подразумевается очистки поверхностных вод от всех типов живых микроорганизмов, в числе которых не только потенциально опасные для человеческого здоровья организмы вроде бактерий и вирусов, но и микроводоросли, способные навредить технике, трубопроводу и другим вступающим в контакт с загрязненной водой предметами. А чтобы, например, избежать попадания аналогичных вредных веществ в почву используют системы автономной загородной канализации, информацию о которой можно учесть, наверняка, весьма полезной. Сегодня существует несколько методов очистки стоков, каждый из которых обладает как своими преимуществами, так и своими недостатками, на некоторых из них мы остановимся подробнее.

Одним из наиболее распространенных методов очистки поверхностных вод от потенциально опасных микроорганизмов является их окисление при помощи тех или иных реагентов. Самым дешевым методом является хлорирование воды, так как этот реагент считается самым дешевым. Более дорогим, но более надежным и безопасным реагентом является озон, который после очистки попросту разлагается на безвредные соединения вроде воздуха, воды или углекислого газа в отличии от хлора, который остается в воде и способен нанести вред, как человеческому организму, так и бытовой или промышленной технике.

Еще одним методом очистки поверхностных вод от микроорганизмов является облучение воды ультрафиолетом, которое считается одним из наиболее эффективных и безопасных методов дезинфекции воды. При облучении воды ультрафиолет проникает в ядро живых клеток, нанося ДНК последних необратимые повреждения, которые становятся причиной потери микроорганизмом способности к репродукции. Очистка методом ультрафиолетового облучения сегодня считается одним из наиболее экологических технологий обеззараживания воды, который гарантирует высокое качество и хороший результат.



biofile.ru

моря, озёра, реки, болота. Значение воды в природе и жизни человека

Вода - это одна из важнейших основ жизни на Земле. Она присутствует в верхнем и среднем слое грунта, а также под ним. В связи с этим различают воды поверхностные, грунтовые и подземные. Все они важны для каждого из нас. В последнее время наблюдается загрязнение атмосферы. Оно наносит необратимый вред всем водным объектам. Именно поэтому важно сохранять экологию Земли. В нашей статье вы можете выяснить более подробную информацию о различных источниках воды и их роли в жизни каждого из нас.

Поверхностные воды. Общая информация

Воды поверхностные - воды, которые текут или формируются на поверхности земли. Они характеризуются течением. Они могут временно или постоянно находится на поверхности. Различают следующие категории поверхностных вод:

• реки;
• озера;
• моря;
• болота;
• иные водоемы и водостоки.

Река - это постоянный водный поток с естественным течением. Он имеет существенные размеры. Реки являются составляющей гидрологического цикла. Они наполняются за счет подземного или поверхностного стока. Крупные реки с разветвленными притоками создают речную систему. Часть суши, с которой река собирает воду, называется водосборной площадью.

Реки распространены достаточно неравномерно. Благодаря быстрому течению их активно используют в хозяйственной деятельности.

Воды поверхностные также включают в себя моря. Они являются частью Мирового океана. Море может быть обособленно сушей или подводными рельефами. В нем содержится соленая вода.

Еще один вид поверхностных вод - озера. Они характеризуются как компонент гидросферы, представляющий собой водоем, возникший естественным путем, заполненный в пределах озёрного ложа водой и не имеющий соединения с морем. Такие воды поверхностные являются объектом изучения лимнологии. На планете насчитывается около 5 миллионов озер.

К поверхностным водам также относятся болота. Они характеризуются как участки земли с повышенной влажностью и кислотностью, а также низкой плодородностью почвы. Болота - это стоячие и проточные грунтовые воды, которые вышли на поверхность. Благодаря им на земле откладываются не до конца разложившиеся органические вещества. Через некоторое время образуется торф. Такие природные воды являются частью гидросферы. Болота являются своеобразным препятствием для развития парникового эффекта.

Загрязнение поверхностных и подземных вод

Проблема загрязнения воды ежегодно обсуждается экологами всего мира. Основными источниками засорения водоемов является недостаточный уровень очищения сточных вод промышленных предприятий, а также отходы при обработке и сплаве лесоматериалов, сбросы железнодорожного и водного транспорта и т. д. Вещества, попадающие в водоемы, становятся причиной изменений в их составе. Они проявляются в изменениях физических свойств. Вода может приобрести неприятный привкус и запах. Реки, озера и другие водоемы из-за существенных изменений в составе могут иметь осадок или налет.

Основными загрязнителями водоемов на сегодняшний день являются нефть и нефтепродукты. Из-за их воздействия вода становится токсичной. Ее считают непригодной для употребления. Такая грязная вода имеет специфический вкус, резкий запах, может наблюдаться изменение цвета и нефтяная пленка на поверхности.

Не менее негативными являются токсичные синтетические вещества. Они активно используются в промышленности и коммунально-бытовом хозяйстве. Из-за содержания данных веществ в поверхностных и подземных водах, образуется пена. В таком случае концентрация токсичных синтетических соединений превышает допустимую норму.

Негативно влияет на природные воды фенол. Он содержится в сточных водах почти всех нефтехимических предприятий. Как следствие - снижение биологических процессов в водоеме, замедляется самоочищение.

В воде проживает огромное количество живых организмов. На процесс их жизнедеятельности пагубно влияют сточные воды бумажно-целлюлозной промышленности. Из-за отрицательного воздействия в водоемах начитается гибель икры мальков и взрослых рыб, которые населяют реки, озера и другие природные воды. Промышленные сплавы существенно загрязняют их. Топляк оседает на дне поверхностных водоемов. Из-за этого рыбы лишаются нерестилищ и кормовых мест.

Рост населения, расширение стран и развитие технологий существенно повлияли на экологию. Проблема загрязнения воды связана с увеличением количества бытовых стоков во внутренних водах. Именно из-за этого в реках и озерах наблюдается рост болезнетворных бактерий и гельминтов.

Серьезное беспокойство у экологов со всего мира вызывают пестициды и разнообразные минеральные вещества, которые ежегодно попадают в водоемы. Дождевая и текущая вода транспортирует опасные соединения с полей.

Круговорот воды - это процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Моря теряют из-за испарения больше жидкости, чем получают с осадками. Вода регулярно циркулирует, но, несмотря на это, ее количество на земном шаре остается неизменным. Круговорот воды в природе содержит в себе следующие этапы:

• испарение;
• перемещение водяного пара и его конденсация;
• выпадение осадков и стока.

В круговороте участвуют поверхностные и подземные воды. Однако нередко он становится причиной загрязнения водоемов пестицидами и химикатами.

Содержание веществ в водах Мирового океана

В водах Мирового океана присутствует огромное количество химических элементов. Морская вода на 95% состоит из чистой воды. Еще более чем 4 % - растворенная в ней соль. Вода в океане отличается от пресной соленоватым вкусом, прозрачностью и цветом. Она более агрессивно воздействует на стройматериалы. Именно поэтому специалисты не рекомендуют возводить дом на берегу океана или моря.

Средняя соленость поверхностных вод Мирового океана составляет 35%. Стоит отметить, что на некоторых промежутках данный показатель может незначительно отличаться. Это зависит от гидрологических и климатических условий.

В морской воде содержится огромное количество различных веществ. Впервые ее состав был рассмотрен Дитмаром. Ему понадобилось исследовать 77 проб воды. Они были собраны в различных пунктах Мирового океана. В нем содержится почти все элементы таблицы Менделеева. Однако процент их содержания отличается.

Соленость поверхностных вод Мирового океана напрямую зависит от соотношения между количеством осадков и величиной испарения. Выпадение осадков снижает процент содержания соли в воде. На некоторых территориях на соленость также влияет таяние и образование льда.

Территория наиболее высокой солености Мирового океана находится западнее Азорских островов. Процент содержания соли может также меняться в зависимости от периода года.

Некоторые ученые на протяжении многих лет пытаются выяснить природу происхождения соли, которая содержится в водах Мирового океана. Некоторые утверждают, что он был соленым со дня своего возникновения. Другие связывают его соленость с вулканической деятельностью. Воды Мирового океана являются отличным растворителем, поэтому первоначально они не могли быть пресными.

Вода в жизни человека

Вода играет важную роль в жизни всех живых существ. Именно поэтому экологи со всего мира ежегодно разрабатывают стратегии, которые позволят сохранить ее от загрязнения. К водным ресурсам суши обычно относят поверхностные воды. Они также необычайно важны в народнохозяйственном комплексе. К важным направлениям использования воды следует также отнести потребление воды для промышленных и бытовых нужд, а также для коммунальных целей.

Вода часто используется в сельском хозяйстве. Она крайне необходима для регулярного полива клумб, огородов, полей и садов.

Вода - составляющая часть всего живого. Без нее невозможно существование на Земле. Растения содержат в себе до 90% воды, а взрослый человек около 70%. Ее достаточное количество в рационе - это одно из условий здорового образа жизни. Вода участвует во всех химических реакциях, которые проходят в организме каждого человека. Она транспортирует питательные вещества, выводит токсины и шлаки, а также способствует понижению кровяного давления. Благодаря регулярному употреблению достаточного количества воды можно предотвратить процесс образования камней в почках. Она также крайне необходима для нормального пищеварения. Вода - это отличный помощник для тех, кто желает справиться с лишним весом. Благодаря ей уменьшаются жировые накопления.

Необходимо регулярно пополнять запас воды в организме. Без ее употребления человек может прожить всего лишь несколько дней. Рекомендовано ежедневно выпивать не менее двух литров воды для стабильной работы всех жизненно важных органов. Ее недостаток моментально сказывается на организме. Человек быстро утомляется, а также возникает риск образования тромбов из-за повышенной вязкости крови.

Многие жалуются на то, что у них из крана периодически течет грязная вода. В таком случае специалисты рекомендуют установить специальный фильтр. Существует ошибочное мнение про то, что вода с колодца является полезной и чистой. Однако такой источник встречается крайне редко. Некоторые территории, на которых расположен колодец, отличаются содержанием опасных химических веществ. Текущая вода с крана не отличается идеальной чистотой и полезностью. Однако поверхностные воды, которые используются для водоснабжения населения, регулярно проходят проверки. Можно с уверенностью заявить, что они не содержат радиоактивных частиц и опасных для жизни микроэлементов.

Специалисты утверждают, что, несмотря на рекомендации, большая часть людей употребляет до литра воды. Это приводит к хроническому обезвоживанию. Как следствие - головные боли и слабость.

Вода дождевая

Дождевая вода тесно связана с поверхностными водами. Именно она является одной из главных составляющих круговорота воды в природе. Какова роль дождевой воды в нашей жизни?

На протяжении многих лет существует мнение о том, что дождевая вода не нуждается в дополнительной очистке. Ее смело можно использовать для приготовления пищи и купания. К сожалению, это мнение ошибочно. Дождевую воду действительно можно было без опасений использовать в быту множество лет назад, когда экология была на достаточном уровне. На сегодняшний день она содержит в себе различные вредные микроэлементы, которые могут серьезно навредить здоровью.

Многие специалисты утверждают, что с помощью дождевой воды можно существенно сэкономить на питьевой. Ее можно использовать для полива приусадебных участков, а также мытья машины или стирки белья.

Общее количество воды

Многие не задумываются о том, сколько воды на Земле. Известно, что ее количество составляет примерно 75% от общей площади земного шара. Данный показатель включает в себя озера, болота, реки, ледники, моря и океаны. Однако определить точно объем гидросферы невозможно. Для этого необходимо знать количество подземных источников, глубину всех водоемов и толщину ледников. Ученые могут привести лишь приблизительные данные. 2% из 75% -это пресная вода. Однако большая ее половина находится в замороженном состоянии.

Самоочищение поверхностных вод

Самоочищение поверхностных вод связано с различными факторами:

• осаждение частиц;
• взаимодействие с водными растениями;
• воздействие солнечной температуры и радиации;
• разрушение загрязняющих элементов путем гидролиза.

Самоочищение от патогенных бактерий происходит вследствие антагонистического влияния водных организмов.

При загрязнении поверхностных вод бытовыми отходами, процесс самоочищения может существенно замедлиться. Влияние сточных вод на водоемы зависит от их характера. Бытовые отходы опасны в эпидемиологическом отношении. Промышленные сточные воды становятся причиной загрязнения водоемов опасными химическими элементами.

Поверхностные воды и их изменчивость

Со временем химические и физические свойства поверхностных вод меняются. Внезапные катаклизмы провоцируют изменения, которые происходят в максимально короткий срок. Свойства могут также поменяться в связи с тем или иным сезоном. Такие изменения могут оказывать как положительное, так и негативное воздействие на поверхностные воды.

Нередко изменения в химическом составе водоема создают проблему для промышленного производства. В таком случае специалисту необходимо проводить исследования для того, чтобы ориентироваться при разработке новых производственных программ.

Подводим итоги

Вода играет важную роль в нашей жизни. Она является одной из главных составляющих человеческого тела. Без ее употребления можно прожить лишь несколько суток. Важно пить не менее двух литров чистой воды в день для того, чтобы нормализовать свое самочувствие.

Поверхностные воды присутствуют во всех уголках нашего мира. К ним можно отнести реки, болота, озера, ледники, моря и океаны. Они играют важную роль в здоровье человека и многих сферах его жизнедеятельности. Важно беречь поверхностные воды от загрязнения.

fb.ru

Лекция 11. Геологическая деятельность поверхностных вод

Согласно данным некоторых ученых, на поверхность суши ежегодно выпадает 113 тыс, км3 атмосферных осадков, из которых около 79 тыс. км3 испаряется, а 44 тыс. км3 с поверхностным речным и подземным стоком возвращается в систему Мирового океана. При этом поверхностные текучие воды производят огромную работу, формируя скульптурный рельеф суши и морские осадки.

В процессе стекания атмосферных вод, выпадающих на сушу, происходит плоскостной смыв твердых частиц, линейный размыв горных пород, перенос продуктов смыва и размыва, их переотложения на суше или вынос за ее пределы. Соответственно выделяют работу плоскостного склонового стока, способствующего выравниванию или денудации рельефа и геологическую деятельность временных струйных или русловых потоков и рек. Линейный размыв называют эрозией, а переотложение продуктов смыва и размыва — аккумуляцией осадков. Иногда термин эрозия употребляют расширительно и тогда процесс смыва называют плоскостной эрозией, а процесс размыва — линейной эрозией.

Плоскостной смыв и делювиальные отложения. Смыв происходит под воздействием ударов дождевых капель и стока тонкой пленки воды, который переносит наиболее мелкие частицы рыхлых продуктов выветривания вниз по склону. По мере уменьшения скорости стекания струек частицы задерживаются. Такое перемещение частиц по склонам дождевой и талой снеговой водой получил название плоскостного склонового или делювиального смыва, а образующиеся при этом отложения называются делювием. Следует отметить, что обломки горных пород могут перемещать вниз и под воздействием собственного веса, особенно на крутых склонах и обрывах. Образованные таким путем отложения называются коллювием. Коллювиальные отложения особенно характерны для горных стран.

Делювиальные отложения залегают в виде наклонного пологого шлейфа, мощность которого возрастает вниз по склону. Максимальные мощности делювия достигают 15—20 м и более. Наиболее благоприятные условия для делювиального процесса создаются в пределах равнинных степных районов умеренного и субтропического поясов и в зоне сухих саванн, где в кратковременные периоды таяния снегов или выпадения дождей по склонам смываются рыхлые продукты выветривания. Этому способствует также относительно разреженная травянистая растительность.

Типичные делювиальные отложения для высоких гор не характерны. Там распространены отложения, формирование которых обусловлено иными факторами — силой тяжести, солифлюкцией, линейным размывом и переносом обломочного материала временными потоками и др.

Линейная эрозия. Временные русловые потоки и их отложения Формы рельефа, выработанные временными русловыми потоками равнинных территорий и горных стран, существенно различаются.

Деятельность временных водотоков в условиях равнин. Эти водотоки, связанные с сезонным выпадением атмосферных осадков, формируют овраги — удлиненные, узкие и крутостенные отрицательные элементы рельефа. В развитии оврага выделяется четыре стадии. Началом оврага служат случайные углубления на поверхности почвы, дорожная колея, глубокая борозда при пахоте вниз по склону и пр. При наличии легко размываемых пород сливающиеся струи воды образуют неглубокую промоину. В дальнейшем поток дождевых или талых вод концентрируется в этой промоине, и начинается постепенное врезание оврага его вершиной в направлении водораздела — так называемая регрессивная, или «пятящаяся», эрозия. Одновременно углубляется тальвег — русло, по которому текут временные потоки. В третью стадию врезание оврага достигает уровня основания склона, продольный профиль оврага выравнивается. На протяжении четвертой стадии происходит расширение оврага, его стенки выполаживаются до угла естественного откоса и зарастают, на дне накапливаются отложения и оно преобразуется в плоское днище. Таким образом происходит постепенное врезание тальвега вплоть до достижения плавной вогнутой кривой, глубже которой углубление дна не происходит и которая называется профилем равновесия оврага. В итоге овраг постепенно превращается в б а л к у, борта которой вскоре начинают рассекать поперечные овраги. Особенно благоприятны для образования оврагов лессы и лессовидные отложения, сочетающиеся со степной растительностью.

Разветвленная овражно-балочная сеть интенсивно расчленяет платообразные возвышенности Восточно-Европейской равнины: Среднерусскую, Приволжскую, Волыно- Подольскую. Линейная эрозия поражает до 20—30% площади этих регионов, создавая серьезную проблему для сельского хозяйства.

Отложения временных водотоков на равнинах представлены плохо сортированными обломками местных плотных горных пород, перемешанных с материалом рыхлых наносов. Эти отложения накапливаются в нижней части оврагов и в днищах балок, в устьевых участках которых они часто образуют конуса выноса мощностью в несколько метров.

Временные горные потоки и их отложения. Верховья ложбин стока в горах расположены в верхней части горных склонов. Они сходятся в единое русло, которое называют каналом стока. По этому каналу в сезоны выпадения дождей или таяния ледников вода движется с большой скоростью. Как известно, энергия движущейся воды пропорциональна квадрату ее скорости. Поэтому быстро движущиеся горные потоки захватывают обломки твердых горных пород, что еще больше усиливает разрушительную работу потока. При выходе его на предгорную равнину скорость течения резко уменьшается, временный горный поток разливается по равнине в виде веера, иссякает и откладывает весь принесенный обломочный материал. При этом образуётся конус выноса временного горного потока. Отложения конусов выноса временных горных потоков были выделены в самостоятельный генетический тип континентальных отложений и названы пролювием.

В горных районах периодически возникают бурные грязекаменные потоки, низвергающиеся с большой скоростью. Такие потоки содержат огромное количество обломочного материала, Часто достигающего 75—80% от их общего объема. Обломки горных пород имеют различные размеры, иногда более метра. Масса отдельных глыб достигает нескольких тонн. Грязекаменные Потоки в Средней Азии и на Кавказе называют сили или сели, а в Альпах — муры. Они возникают при быстром таянии снега и льда или же во время сильных ливней. Сели обладают большой разрушительной силой и иногда носят опустошительный характер.

Геологическая деятельность рек и аллювиальные отложения.

Геологическая деятельность рек складывается из эрозии плотных горных пород и рыхлых наносов, по которым протекает река, переноса продуктов эрозии и их осаждения. Эрозионная работа рек. Различают эрозию донную, или глубинную, направленную на врезание потока в породы, слагающие дно русла, и боковую, ведущую к подмыванию берегов и в целом к расширению долины. Соотношение глубинной и боковой эрозий меняется на разных стадиях развития долины. Первоначально преобладает глубинная эрозия, когда водный поток, врезаясь в горные породы, стремится выработать свой продольный профиль. На этой стадии в большинстве случаев продольный профиль рек характеризуется значительными неровностями, различными уклонами на отдельных отрезках, перепадами (порогами). Уровень того бассейна, куда впадает река, определяет глубину врезания реки и поэтому называется базисом эрозии. Он является общим для всей речной системы (главной реки со всеми притоками).

Постепенно происходит углубление русла и вырабатывается профиль равновесия реки.

Боковая эрозия начинается одновременно с линейной, но на первых стадиях развития речной долины роль ее невелика и основным и процессами являются углубления русла и перенос обломочного материала. Значение боковой эрозии возрастает по мере достижения рекой профиля равновесия. Этому способствует меандрирование реки, сопровождаемое подмыванием вогнутого берега и переотложением обломочного материала на противоположном выпуклом берегу. Расширению речной долины способствует Кариолисово ускорение, которое зависит от вращения Земли. Его горизонтальная составляющая в северном полушарии направлена вправо по отношению к движению, в южном влево. По отношению к речным долинам это было впервые обнаружено известным русским естествоиспытателем и географом К.М.Бэром (1792—1876). Согласно закону Бэра, реки, текущие в направлении меридиана, в северном полушарии должны подмывать правый берег, в южном — левый.

Перенос и аккумуляция продуктов эрозии. Обломочные частицы, захваченные речным потоком, переносятся либо во взвешенном состоянии, либо путем перекатывания и перемещения по дну. Масса переносимых рекой на протяжении года твердых частиц называется твердым стоком в отличие от массы растворенных веществ — ионного стока. Соотношение масс перемещаемых по дну веществ : взвешенных веществ : растворимых веществ на равнинных реках в среднем составляет 0,05:0,56:1, в горных реках — 0,86:6,8:1. Таким образом, в горных реках твердый сток преобладает над стоком растворимых веществ, а в равнинных реках масса переносимых растворенных веществ больше массы твердого стока. Об интенсивности геологической деятельности рек можно судить по тому, что общая масса твердых частиц, выносимых всеми реками мира в систему Мирового океана, свыше 20 млрд т в год, растворимых соединений — около 4 млрд т. Важной частью геологической деятельности рек является аккумуляция продуктов эрозии, захваченных и переносимых водным потоком. Все виды речных отложений называются аллювием.

Расположение разных типов аллювиальных отложений и строение речной долины обусловлены гидрологической динамикой водного потока. В той части речной долины, которая связана с современной деятельностью реки, выделяются два главных морфологических элемента: русло, по которому постоянно на протяжении года движется водный поток, и пойма — часть речной долины, ежегодно затапливаемая водой лишь в период паводка.

Быстрый русловой поток переносит во взвешенном состоянии глинистые и мелкообломочные частицы, поэтому в пределах русла в осадок выпадают лишь крупнопесчаные частицы и грубые обломки. При подмывании рекой крутого берега возникают поперечные циркуляционные движения воды, благодаря которым на противоположной стороне русла образуется песчаная отмель с прирусловым валом, ограничивающим пойму.

Как следует из изложенного, русловой аллювий состоит из песчаных отложений и крупных обломков, переслаиваемых линзами илистых супесей, осаждающихся во время спада воды и замедления течения.

Иная ситуация на пойме, в пределах которой из медленно текущей, разлившейся воды постоянно осаждаются лишь мелкопесчаные и илистые частицы, образующие пойменный аллювий.

Для формирования поймы важное значение имеет извилистость реки. Широкие поймы равнинных рек обусловлены процессами подмывания крутых берегов и меандрирования русла. Когда извилины реки приобретают петлеобразную форму, то узкие перешейки в половодье прерываются быстрым потоком и река спрямляет свое русло, а отшнурованная излучина превращается в старицу — пойменное озеро, которое постепенно заиливается и зарастает. На широких поймах равнинных рек имеется большое количество стариц на разных стадиях их отмирания — в виде озер, заболоченных участков и сухих понижений. Отложения стариц состоят из темноокрашенных иловатых суглинков и супесей, богаты органическим веществом, в которых из-за недостатка кислорода развиваются восстановительные процессы и иногда образуется мельниковит — аморфный сульфид железа.

Таким образом, в строении поймы четко выделяются три типа аллювия: русловой аллювий, слагающий нижнюю часть толщи пойменных отложений, пойменный аллювий, покрывающий русловой, и старичный, частично перекрытый пойменным.

Для рек, находящихся в состоянии динамического равновесия характерен перестилаемый (перстративный) аллювий. Его мощность составляет от 10 до 30 м. Аллювиальные аккумуляции большей мощности связаны с прогибанием земной коры. При этом происходит неоднократное отложение, настилание разных типов аллювия, главным образом, руслового. Такой тип аллювия получил название настилаемого (констративного).

Аллювий горных рек и равнинных существенно различается. Отложения горных рек преимущественно представлены фацией размыва — русловыми отложениями, состоящими из крупных обломков. Мелкие песчаные и глинистые частицы выносятся в устьевые части рек и частично в море. Пойменная фация, как правило, отсутствует. Особо следует отметить, что в аридных регионах реки, стекающие с гор, иссякают на пустынных предгорных равнинах. В этом случае образуются сухие дельты в виде крупных конусов выноса, сложенных грубообломочным материалом, часто сцементированным карбонатами кальция или гипсом.

Циклы развития речных долин и речные террасы. Как отмечалось выше, в формировании речной долины четко прослеживаются две стадии. На первой стадии, называемой стадией морфологической молодости, речной поток врезается в горные породы, образуя каньон (ущелье) при наличии твердых пород или речную долину с крутыми склонами и V-образным поперечным профилем при наличии рыхлых отложений. Все дно такой долины практически занято руслом. Во вторую стадию морфологической зрелости происходит расширение долины и образование поймы. Далее начинается «старение» речной долины, выражающееся в перегрузке русла наносами, обмелением и блужданием русла по широкой пойме. Но если водосборная площадь реки окажется вовлеченной в тектоническое поднятие или базис эрозии будет понижен в результате тектонического прогибания, то начнется омоложение реки, водный поток вновь станет энергично врезаться в поверхность широкой поймы, а затем подмыв берегов и извилины реки будут вырабатывать новую пойму за счет разрушения старой, от которой останется лишь небольшой уступ, который называется надпойменной террасой. Если территория испытывала несколько поднятий, то река столько же раз повторит цикл развития долины, а свидетелями этих циклов будут надпойменные террасы, самая молодая из которых будет нижняя, а наиболее древней самая верхняя.

В строении террас принимают участие как коренные горные породы, в которые врезана речная долина, так и аллювиальные отложения. В зависимости от мощности аллювия и положения поверхности коренных пород (цоколя террасы) выделяют три типа террас: 1) эрозионные, или скульптурные, которые выработаны в коренных породах; 2) аккумулятивные, полностью состоящие из аллювиальных отложений; 3) цокольные, или эрозионно-аккумулятивные, нижняя часть которых представлена коренными породами, на которых залегают аллювиальные отложения.

Устьевые части рек и их отложения. Совершенно особое строение имеют устьевые части рек, в которых образуются дельты, эстуарии и лиманы.

Дельта – устьевая часть реки, в которой происходит разгрузка переносимого материала и которая постепенно нарастает в сторону моря.. Очертания такого участка отдаленно напоминают букву Δ греческого алфавита. Обширные дельты образуются при определенных условиях: небольшой глубине предустьевой акватории, обилии обломочного материала, переносимого рекой, отсутствии приливов, отливов и сильных вдольбереговых течений. Мощность дельтовых отложений обычно близка к мощности аллювия в речной долине, но в случае медленного прогибания земной коры в районе расположения дельты мощность этих отложений сильно возрастает.

Примером может служить толща отложений в дельте Миссисипи, где благодаря прогибанию дна Мексиканского залива мощность дельтовых отложёний превышает 600 м. Эстуарий — воронкообразный в плане залив, образующийся при затоплении морем устья крупной реки в условиях высоких приливов и отливов, при небольшом количестве обломочного материала, приносимого рекой. Отложения эстуариев формируются в результате интенсивного выпадения многих веществ, содержащихся в реках в виде истинных и коллоидных растворов, при смешивании пресных и соленых вод. Лиманы — затопленные морем устьевые части рек в условиях приливов и отливов и широких побережий. При этом образуются обширные, но неглубокие заливы, а собственное русло реки перемещается к вершине лимана.

С аллювиальными отложениями связаны россыпные месторождения многих важных полезных ископаемых. Россыпями, или россыпными месторождениями, называются скопления обломочного материала, содержащие ценные устойчивые минералы с большим удельным весом. Разрабатывают россыпи золота, платины, касситерита, вольфрамита, монацита, танталита, колумбита, циркона, алмазов. В нашей стране широко известны россыпные месторождения золота на Южном Урале, в Сибири, на северо-востоке страны, а за границей — на Аляске, в Калифорнии (США), Восточной Австралии и многих других местах. Большая часть россыпей золота приурочена к аллювиальным отложениям.

В строении россыпи выделяют плотик, пласт и торфа. Пласт — это аллювиальные отложения, содержащие россыпное золото. Плотик основание, на котором залегает пласт. На поверхности плотика часто образуются трещины и карманы, обогащенный золотом. Торфа — условное название пустой толщи, покрывающей золотоносные отложения.

Золото в россыпях присутствует в виде мелких пластинок (золотин) разной формы, обычно уплощенных и сглаженных. Встречаются также самородки массой от нескольких граммов до 1—3 кг. Самый крупный самородок (в 35 кг) в нашей стране был обнаружен на Южном Урале.

Мировой известностью пользуются россыпи касситерита на Малаккском полуострове и островах Банка и Белитунг в Индонезии, монацита в прибрежных песках Бразилии и Индии, алмазов в Южной Африке (в бассейне рек Оранжевой и Вааль), танталита и колумбита в Нигерии и Заире.

Геологическая роль озер и болот и их осадки

Озера — это водоемы, не имеющие прямой связи с системой Мирового океана. Они распространены на равнинных и горных территориях, во влажных и засушливых, холодных и жарких гидротермических условиях. Суммарная площадь озер составляет 2% площади суши. Размеры, морфология и происхождение озер разнообразны. Известны озера, представляющие собой фрагменты древних морей. Такими являются Каспийское озеро-море, а также Ладожское и Онежское озера. Многие образовались в результате заполнения глубоких блоковых тектонических впадин — грабенов. Классическими примерами озер такого типа служат великие озера Африки, приуроченные к грабенам Восточно-Африканского рифта, а в России — озеро Байкал. Наряду с ними существуют озера, котловины которых образовались не благодаря глубоким расколам, а в результате плавных прогибов. К таковым относится огромное озеро Виктория, заполнившее прогиб между двумя ветвями Восточно-Африканского рифта. В областях распространения материковых оледенений четвертичного периода широко распространены озера-старицы на поймах и в дельтах рек.

В районах близкого расположения к дневной поверхности известняков, гипсов и соленосных пород имеются многочисленные озера, приуроченные к карстовым воронкам и провалам, образовавшимся в результате частичного растворения указанных пород. На территории распространения многолетней мерзлоты распространены термокарстовые озера, локализованные в просадках местами протаявших грунтов, а в областях залегания лёссов и лёссовидных отложений — мелкие озера, образовавшиеся в просадках пористого лёсса. Имеются озера, заполнившие разрушенные трубки взрыва и кратеры потухших вулканов (маары). Такие озера существуют на Камчатке, в Рейнской области (Германия), на Центрально-Французском вулканическом массиве, в Восточной Африке и др. В горных странах встречаются озера, возникшие в результате обвалов, запрудивших межгорные долины. Примером может служить крупное Сарезское озеро на Памире, образовавшееся совсем недавно, в 1911 г. при обвале, вызванном землетрясением.

По химическому составу воды озер в самом первом приближении можно разделить на пресные и соленые. Состав воды пресных озер обусловлен поступлением атмосферных и речных вод. В них концентрация солей невелика, а среди растворенных солей преобладают бикарбонаты кальция, содержание которых увеличивается по мере аридизации климата. Соленые воды крупных озер (типа Каспийского и Аральского) являются реликтовыми морскими. В условиях засушливого климата по причине интенсивного испарения повышается концентрация солей, что приводит к образованию мелководных соленых озер, ярким примером которых могут служить озера Эльтон и Баскунчак, расположенные в низовьях Волги, Великое Соленое озеро в полупустынях Дальнего Запада США, озеро Эйр в пустынной Центральной равнине Австралии. В то же время соленые озера существуют и в холодных гумидных областях, в местах близкого расположения соленосных отложений (например, озеро Соленое близ г. Сольвычегодска, находящееся в области распространения соленосных пермо-триасовых отложений) или на участках разгрузки соленосных подземных вод (например, Кулойские озера в бассейне реки Пинеги).

В составе солей доминируют хлориды натрия, магния, кальция и сульфаты натрия и магния. Наиболее часто встречаются соленые озера, с преобладанием хлоридов натрия и примесью других солей, либо горько-соленые, с преобладанием сульфатов натрия и хлоридов кальция. Значительно реже встречаются содовые озера, содержащие бикарбонат и карбонат натрия. Таким составом обладают многие озера Кулундинской и Барабинской степей Западной Сибири. Некоторые содовые озера обязаны своим составом влиянию поствулканических процессов, например, озеро Магади в Кении, из которого добывается самосадочная сода (тропа).

Большой интерес представляют соленые озера, в которых среди растворимых соединений присутствуют соли борной кислоты. Такие озера приурочены к резко аридным областям и извеётны в Иране, Тибете, в полупустынных районах США (штаты Калифорния, Орегон и Невада), в пустыне Атакама в Чили и других вулканических пустынях Южной Америки. Крупное борное озеро Индер находится в Прикаспийской низменности.

Наиболее важное значение в геологической деятельности озер имеет аккумуляция осадков. Среди них выделяются: 1) песчано-глинистые отложения, образующиеся за счет разрушения берегов озер и приноса мелкообломочного материала реками; 2) биогенные осадки, накапливающиеся путем осаждения продуктов отмирания животных и растительных организмов; З) минеральные образования, возникающие в результате химических и физико-химических процессов.

Особенностью песчано-глинистых отложений озер является тонкое переслаивание песчаных и глинистых слоев, осадившихся в разные сезоны года в связи с изменением скорости воды, стекающей в озерные котловины.

Среди биогенных осадков следует отметить скопления кремнистых (опаловых) панцирей одноклеточных диатомовых водорослей, образующих диатомовые илы. Ареал распространения диатомовых водорослей очень широкий, поэтому диатомовые илы встречаются в озерах как холодных гумидных ландшафтов (озера Кольского полуострова), так и в более теплых условиях (озеро Севан в Армении), а также в тропических странах (озеро Танганьика в Африке). Характерным биогенным осадком небольших озер гумидных областей является сапропель. Он представляет собой органический ил, в значительной мере состоящий из останков одноклеточных зеленых и синезеленых водорослей, которые разлагаются на дне без доступа кислорода. Иногда здесь образуются черные аморфные скопления сульфида железа минерала гидротроилита.

Среди осадков, образующихся на дне в результате химических и физико-химических процессов, для пресноводных озер холодного и умеренного климата характерно образование конкреций, состоящих из минералов гидроксидов железа. В гумидных тропических ландшафтах к ним часто добавляются конкреции из минералов гидроксидов алюминия. В озерах, имеющих подток подземных вод гидрокарбонатного состава, накапливаются глинисто- карбонатные отложения так называемого болотного мергеля. В несоленых озерах аридных территорий — в степных, сухостепных и полупустынных ландшафтах — повсеместно происходит осаждение мелкокристаллического кальцита, цементирующего обломочные частицы или образующего крупные конкреции. В соленых озерах при высокой концентрации растворимых веществ, близкой к насыщенным растворам, происходит кристаллизация соответствующих солей.

Отложения озер имеют важное практическое значение. Железооксиные конкреции озер Восточно-Европейской равнины с отдаленных времен до середины ХIХ в. использовались для выплавки железа. Конкреции оксидов железа и алюминия (бокситы), образованные в тропических озерах, служат алюминиевой рудой. Длительное время разрабатываются аккумуляции соды, кристаллизующейся в крупных содовых озерах Северной и Южной Америки, Африки, Тибета и Ирана. Также производится разработка борсодержащих солей, осаждающихся в пустынных борных озерах. Диатомовые осадки (диатомит) используются в промышленности, а отложения сапропеля — в бальнеологических целях и в качестве удобрения.

Болота — это ландшафты с избыточным увлажнением, специфической влаголюбивой растительностью и процессом образования торфа. Хотя болота содержат от 90 до 97% воды и всего несколько процёнтов сухого органического вещества, они не могут рассматриваться как водоемы, так как преобладающая часть воды связана органическим веществом торфа и растительностью. Существуют два основных пути образования болот зарастание озер и заболачивание суши Эти процессы могут развиваться на разных элементах рельефа, но для образования значительных аккумуляций торфа необходимы определенные климатические и гидрохимические условия.

Торф — скопление слабо разложившихся остатков болотных растений — мхов, трав, кустарников, отчасти деревьев. Благодаря тому, что растительные остатки насыщены водой, их преобразование протекает в условиях дефицита кислорода. При этом происходит сложная трансформация органических соединений, в результате которой исходные органические вещества обогащаются углеродом. Трансформационные процессы в значительной мере обусловлены микробиологической деятельностью. Условия, подавляющие деятельность микроорганизмов, равно как условия, способствующие быстрому разрушению растительных остатков, препятствуют образованию торфа и его накоплению. Поэтому мощные торфяники, образующиеся в болотах лесной зоны бореального и умеренного климата, одинаково нехарактерны для полярной и тундровой зон, а также территорий распространения многолетней мерзлоты, с одной стороны, а с другой для стран сухого и жаркого климата, где органическое вещество разлагается быстро.

Болота разнообразны; в первом приближении их можно разделить на две большие группы континентальных и приморских болот. Среди континентальных болот выделяют низинные, верховые и переходные.

Низинные болота, как следует из их названия, приурочены к отрицательным элементам рельефа. Произрастающим на них растениям требуется большое количество минеральных веществ, которые в растворенном состоянии поступают за счет их выноса с положительных элементов рельефа либо из грунтовых вод, уровень которых в низинах расположен близко к поверхности. Растительность низинных болот представлена осоками и тростниками в травяных болотах, гипновыми мхами и ягодными кустарниками в моховых болотах. Из деревьев может присутствовать черная ольха. Многие низинные болота образовались в результате зарастания мелких озер. Особенно характерно зарастание старичных озер на поймах.

Торф низинных болот обогащен минеральными веществами. При сжигании содержит большое количество золы, а на дне таких болот в условиях дефицита кислорода образуются неполноокисленные соединения двухвалентных железа и марганца в виде минералов сидерита (FеСО3), родохрозита (МnСО3), вивианита (Fе3[Р04]2.8Н2О). При доступе кислорода железо и марганец быстро окисляются и происходит трансформация указанных минералов; серый сидерит замещается ржаво-бурым гидрогетитом, грязно-розоватый родохрозит — черным псиломиланом, а белый вивианит преобразуется в ярко-голубой керченит. Скопления оксидов железа в виде конкреций различной формы известны как болотные руды.

Верховые болота образуются на плоских водораздельных участках с затрудненным поверхностным стоком. В этих условиях растительность представлена преимущественно сфагновыми мхами, для развития которых требуется весьма незначительное количество минеральных веществ и которые удовлетворяются ничтожным содержанием этих веществ из выпадающих атмосферных осадков. Поэтому торф верховых болот низкозолен и широко используется как энергетическое сырье. Основная часть торфяных болот сосредоточена в зоне лесов бореального и умеренного холодного климата Северного полушария.

Весьма своеобразны лесные болота приморских низменностей тропических и субтропических стран, распространенные на побережьях Флориды, Центральной Америки, островов Карибского бассейна, Юго-Восточной Азии. Поверхность этих низменностей постоянно или во время приливов залита водой, по причине чего у деревьев выработались особые корни для газообмена, находящиеся над водой. Тропические приморские лесные болота называются м а н г р а м и. Крупные аккумуляции торфа для мангров нетипичны, хотя есть сведения о мощных (до 10—12 .м) скоплениях древесного торфа в отдельных местах на островах Индонезии.

studfiles.net

Поверхностные воды суши - Гидросфера - Географическая оболочка - Каталог статей

Значение рек в водном круговороте неизмеримо больше, чем воды в них содержится, поскольку вода в реках обновляется в среднем каждые 19 дней. Для сравнения - в болотах полное обновление воды происходит за 5 лет, в озерах- за 17 лет.

Благодаря проточности воды реки лучше насыщаются кислородом и качество воды здесь лучше. Именно по берегам рек возникали и первые поселения людей. Реки длительное время служили и основными транспортными артериями и оборонительными рубежами, были источниками воды и рыбы.

Рекой обычно называют естественный постоянный водный поток, протекающий в разработанном им углублении (русле). Речные долины - вытянутые углубления на земной поверхности, выработанные постоянными водными потоками. Все речные долины имеют склоны и ровное дно. Водный поток постоянно несет множество продуктов размыва, которые откладывает в днище долины или выносит в море. Речные наносы называют аллювием. Особенно много аллювия накапливается в днищах долин в нижних течениях рек, где меньше всего уклоны поверхности. Во время таяния снега часть днища (пойма) заливается полыми водами. Речной поток всегда стремится углубить свое русло до определенного уровня. Этот уровень называется базисом эрозии. Для реки базисом эрозии служит уровень моря, озера или другой реки, куда эта река впадает. Река постоянно углубляет свое русло и наступает такое время, когда в половодье река уже не может больше затапливать свою пойму. Река начинает разрабатывать новую пойму на более низком уровне, а старая пойма превращается в террасу - высокую ступень в днище речной долины. Чем древнее и крупнее река, тем больше террас можно насчитать в ее долине.

В действительности река - это сложное природное образование (система), состоящее из множества элементов. Территория, с которой речная система собирает свои воды, называется речным бассейном. Между соседними речными бассейнами проходит граница - водораздел. Самый большой бассейн имеет река Амазонка, она является и самой многоводной рекой (среднегодовой сток равен 220 000 куб. м/сек).

Густота речной сети зависит от многих факторов: в первую очередь, от общего увлажнения территории - чем оно больше, тем больше густота рек, как например, в тундре и лесных зонах; от рельефа и геологического строения территории - в районах распространения растворимых и трещиноватых (карстующихся) известняков речная сеть редкая, а реки, как правило, мелкие и пересыхающие.

Все реки имеют начало и конец. Начало реки, место, где появляется постоянное русло водотока, называется истоком. Истоком может быть озеро, болото, родник или ледник.

Устье - место впадения реки в море, озеро или одной реки в другую. У ряда крупных северных рек устья имеют вид узких воронкообразных заливов - они называются эстуариями. В эстуариях речные наносы под действием волн и течений выносятся в море. Крупные эстуарии имеют такие реки, как Конго в Африке, Темза и Сена в Европе, а также российские реки Енисей и Обь. В отличие от них, в дельтах, наоборот, реки буквально блуждают, впадая в море, среди собственных наносов, разбиваясь на многочисленные рукава и протоки. Крупнейшие дельты имеют реки - Амазонка, Хуанхэ, Лена, Миссисипи и др.

Рельеф местности впрямую влияет на уклон русла реки и, соответственно, на скорость течения воды. Разность отметок высот поверхности воды в реке в двух точках, расположенных на некотором расстоянии вдоль ее течения, называется падением реки. Уклон реки - отношение падения реки к ее длине. Падение воды с отвесного уступа называется водопадом. Самый высокий водопад на Земле - Анхель (1054 м) в бассейне реки Ориноко. Самый широкий (1800 м) - Виктория на р. Замбези (его высота 120 м.).

Равнинные реки обычно текут спокойно и плавно, с небольшим падением и малыми уклонами. У больших рек развиты широкие долины и они удобны для судоходства. Горные реки имеют большие уклоны и, поэтому, бурное течение, узкие порожистые глубокие долины. Вода в русле несется с бешеной скоростью, пенится, образует водовороты и водопады. Горные реки обычно непригодны для судоходства, зато обладают большими запасами гидроэнергии и удобны для строительства ГЭС.

Для народного хозяйства (судоходства, строительства гидроэлектростанций, водоснабжения населенных пунктов, орошения полей) очень важными характеристиками рек являются расход воды (количество воды, проходящее по руслу за единицу времени) и годовой сток (расход воды в реке за год). Величина годового стока характеризует водоносность реки и зависит, от климата (соотношения атмосферных осадков и испарения на площади речного бассейна) и рельефа (равнинный рельеф уменьшает сток, горный, наоборот, его увеличивает).

От скорости и устойчивости к размыву горных пород зависит величина переносимого водой материала, состоящего из растворенных в воде химических и биологических веществ и твердых мелких частиц - величина твердого стока. Климатические условия влияют на питание и режим рек (ледниковое, снеговое, дождевое и грунтовое). От преобладающего типа питания зависит внутригодовое распределение стока - режим рек.

Режим рек - это жизнь речного потока в течение какого-то времени (суток, сезонов и года). По режиму реки подразделяются на несколько основных групп. На реках с весенним половодьем и преимущественно снеговым питанием. Относительно быстрое стаивание снежного покрова приводит к подъему и разливу воды (весеннее половодье). Летом реки переходят на дождевое питание и, хотя, осадков выпадает большое количество, из-за усиленного испарения эти реки мелеют. На реках отмечается межень - время устойчивого низкого уровня воды в русле. Зимой во время ледостава (замерзания и образования неподвижного льда) реки питаются исключительно грунтовыми водами и наблюдается зимняя межень.

Поводковые режим характерен для рек с дождевым и смешанным питанием. Паводки - кратковременные (иногда очень значительные) подъемы воды в реке - в отличие от половодий могут возникать в любое время года и связаны чаще всего о обильными дождями. В теплые зимы паводки могут проявляться и в это время года.

Позднее таяние снега и ледников в горах вызывает летнее половодье. Таким режимом характеризуются, например, реки берущие начало в Альпийских горах - По, верховья Рейна и др.

Реки муссонного климата, характеризуются паводковым режимом во второй половине лета и зимней меженью. Из-за маломощного снежного покрова весеннее половодье у них выражено слабо или совсем отсутствует. Муссоны нередко приносят обильные осадки, имеющие ливневой характер, что приводит к катастрофическим наводнениям. В это время под водой оказываются обширные территории с многочисленными селениями. Разрушаются здания, гибнут посевы, животные и, даже, люди. Особенно буйным нравом отличаются реки Восточной и Южной Азии: Амур, Хуанхэ, Янцзы, Ганг.

www.geo-sfera.info

Показатели качества природных вод

Классификация природных вод, как и любая другая классификация, призвана систематизировать имеющиеся знания. Ценность классификации возрастает, если выделенные классы (типы) имеют количественную определенность. Некоторые из приводимых ниже классификаций строго относятся к определенному виду водопользования, другие имеют в своей основе ту или иную характеристику процесса формирования природных вод,

Естественные источники водоснабжения подразделяют на поверхностные (реки, моря, водохранилища и озера) иподземные(грунтовые, артезианские, шахтные и другие воды).

Для водоснабжения населенных пунктов и большинства промышленных предприятий наиболее пригодными являются подземные (особенно артезианские и родниковые) слабоминерализованные воды. Для хозяйственно-питьевого водоснабжения также используют ресурсы подземных вод, которые отвечают санитарно-гигиеническим требованиям.

К физическим показателямкачества воды принадлежат

Температура воды. Зависит в первую очередь от происхождения вод. Воды подземных источников, в отличие от поверхностных, отличаются постоянством температуры.

Прозрачность и мутность воды. Природные воды, особенно поверхностные, редко бывают прозрачными из-за наличия в них взвешенных веществ, глины, песка, ила, органических остатков.В природных водах прозрачность определяется по опускаемому в воду белому диску, а в лабораторных условиях - посредством чтения специального шрифта через столб воды, налитой в стеклянный цилиндрический сосуд (шрифт Снеллена).

Прозрачность тесным образом связана с мутностью, т.е. с наличием взвешенных минеральных частиц.

Применительно к хозяйственно-питьевому водоснабжению иногда используется такое деление мутности:

• малая— менее 50 мг/дм3,

• средняя — 50—250 мг/дм3,

• повышенная — 250—1000 мг/дм3,

• высокая — более 1000 мг/дм3.

Устраняется мутность путем отстаивания и фильтрования воды.

Цветность воды. Цветность воды устанавливается сравнением с платиново-кобальтовой шкалой; определяется содержанием в воде органических и неорганических веществ. Чистая вода при малом слое бесцветна, при большом слое имеет голубоватый оттенок. Все остальные оттенки цвета указывают на наличие примесей. Так, соли железа окрашивают воду в красноватый (ржавый) цвет, мелкие частицы песка и глины — в желтый. Гумусовые вещества (продукты распада травы, листьев, коры и пр.) придают воде окраску от желтоватой до коричневой.

По степени окрашенности различают следующие градусы цветности воды:

Почти лишенные окраски < 20°

Слабоокрашенные 20—30°

Средне окрашенные 40—50°

Интенсивно окрашенные 60—80°

Темно-окрашенные 100—200°

Исключительно темно-окрашенные >200°

Вкус и запах воды. Чистая вода не обладает каким-либо вкусом или привкусом. Придают ей вкус и привкус загрязнения. Схематически выделяют четыре вкуса воды:

• соленый,

• горький,

• сладкий,

• кислый.

Все остальные вкусовые ощущения квалифицируются как привкусы (рыбный, фенольный, нефтяной, хлорный и т. д.):

• соленый вкус воде придают хлориды натрия (NaCl),

• горьковатый — хлориды магния (MgCl2),

• кислый — избыток кислот,

• сладковатый — органические вещества.

Ощутимый вкус или привкус вода приобретает лишь при достижении определенной концентрации примеси — например, солей NaCl, MgC12, Na2SO4 и NaHCO3 при концентрации 400— 500 мг/дм3, солей CaSO4 и NaNO3 при концентрации 100— 200 мг/дм3, соединений железа — 1—5 мг/дм3. Интенсивность привкуса так же, как и запаха, определяется по шестибалльной шкале.

Запах воды, так же как и вкус, предопределяется составом и концентрацией примесей и газов. Запахи бывают двух видов:

1. природного происхождения;

2. искусственного происхождения.

Причинами запахов природного происхождения является химический состав примесей воды, живые и отмершие организмы, гнилые растительные остатки, специфические органические соединения.

Интенсивность запаха и привкусов определяют по шестибальной шкале:

Шкала интенсивности запаха и привкуса питьевой воды

Баллы	Интенсивность запаха или привкуса	Характеристика интенсивности запаха или привкуса
0 1 2 3 4 5	Нет Очень слабая Слабая Заметная Отчётливая Очень сильная	Отсутствие ощущения запаха или привкуса Запах или привкус, поддающиеся обнаружению лишь в лаборатории опытным аналитиком. Запах или привкус, не привлекающий внимание потребителя, но поддающийся обнаружению, если обратить на него внимание Запах или привкус, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде неодобрительно Запах или привкус, обращающий внимание и делающий воду неприятной для питья Запах или привкус настолько сильный, что делает воду непригодной для питья

Природные запахи описывают следующей терминологией:

Шкала оценки запахов

Символ	Характер запаха	Приблизительный род запаха
А	Ароматический	Огуречный, цветочный
Б	Болотний	Илистий
Г	Гнилостный	Фекальный, стоковый
Д	Древесный	Мокрой стружки, коры
3	Землистый	Прелый, свежевспаханной земли
П	Плесневой	Затхлый, застойный
Р	Рыбный	Рыбьего жира, рыбный
С	Сероводородный	Тухлых яиц
Т	Травяной	Скошенной травы, сена
Н	Неопределенный	Природного происхождения, который не подходит под предыдущие определения

Запахи искусственного происхождения, обусловленные примесями некоторых промышленных сточных вод, называют по веществам, вызвавшим появление запаха: фенольный, хлорфенольный, нефтяной, бензинный, хлорный, камфорный, фекальный, сероводородный, спиртовой, смолистый.

К химическим показателям качества воды относится

• активная реакция (рН),

• окисляемость,

• наличие азотных соединений,

• растворенные газы,

• сухой остаток,

• минерализация,

• жесткость,

• щелочность,

• содержание хлоридов, сульфатов, железа, марганца и других компонентов (специфические загрязняющие вещества, радиоактивные элементы, тяжелые металлы).

Активная реакция вод ы(водородный показатель, рН) определяет степень кислотности или щелочности воды, что в практике водоподготовки имеет большое значение; рН позволяет правильно определить форму нахождения в природных водах углекислых и кремнекислых соединений, играет значительную роль при обработке воды. Для большинства природных вод рН колеблется в пределах 6,5-8,5 (табл.)

Классификация вод по величине рН

Тип воды	Величина рН
Сильно кислые	<3,0
Кислые	3,0 – 5,0
Слабо кислые	5,0 – 6,5
Нейтральные	6,5 – 7,5
Слабо щелочные	7,5 – 8,5
Щелочные	8,5 – 9,5
Сильно щелочные	>9,5

Большинство поверхностных вод суши имеют нейтральную или слабокислую реакцию (рН = 6,0-8,0). Четко выраженной кислой реакцией обладают болотные воды. В дистрофных озерах, бедных питательными солями, рН — 4-6. Напротив, в эвтрофных озерах, богатых солями и органикой, рН = 7-10.

Окисляемость воды. Среди компонентов естественных вод важную роль играют вещества, способные окисляться. Из-за большого количества определить их индивидуально достаточно тяжело. Поэтому, как правило, выполняют суммарную оценку их содержания путем определения окисляемости. Величина окисляемости выражается расходом окислителя или эквивалентного количества кислорода на окисление органических веществ в 1 л воды. Наименьшей окисляемостью (до 2 мг О/л) характеризуются артезианские воды. Окисляемость речной воды и воды водохранилищ колеблется в пределах 2-8 мг О/л. Повышенная окисляемость воды может свидетельствовать о загрязнении источника промышленными сточными водами.

Азотные соединения. Азотные соединения (ионы аммония, нитритные и нитратные ионы) образуются в воде, главным образом, в результате разложения мочевины и белковых соединений, которые попадают в нее со сточными хозяйственно-бытовыми водами, а также водами содовых, коксохимических, азотно-туковых и других заводов.

Присутствие в поверхностных водах ионов аммониясвязано как с природными процессами, так и с антропогенным влиянием. К природным процессам относится биохимическая деградация белковых веществ, характерная для периода отмирания фитопланктона. Значительное количество аммония может поступать с поверхностным стоком и атмосферными осадками. Высокие концентрации аммония характерны для бытовых стоковых вод и промстоков предприятий пищевой, лесохимической промышленности. Белковые вещества под действием микроорганизмов разлагаются, конечным продуктом при этом является аммиак. Поэтому его наличие вызывает подозрение, относительно загрязнения водного объекта сточными водами.

По наличию и количеству тех или иных соединений, которые содержат азот, можно судить о времени загрязнения воды. Повышенное содержание аммонийного и нитритного азотауказывает на свежее загрязнение воды азотными соединениями, отсутствие аммонийного и нитритного азота, но наличиенитратного- о давности загрязнения.

Сухой остаток. Количество солей, которые содержатся в природных водах, может быть охарактеризовано величиной сухого остатка. Сухой остаток образуется при испарении определенного объема воды и состоитиз минеральных солей и нелетучих органических соединений. Органическая часть сухого остатка воды определяется величиной потерь при прокаливании.

Минерализация. Применительно к любому виду водоснабжения первейшее значение имеет вопрос о минерализации воды и составе главных ионов. Термин «минерализация» обычно используется для поверхностных пресных вод, а термин «соленость» — для солоноватых и соленых водоемов.

Характеристика природных вод

Группа	Сухой остаток, мг/л
1. Ультра пресные	До 100
2. Пресные	100 – 1000
3. Слабо соленые	1000 – 3000
4. Соленые	3000 – 10000
5. Сильно соленые	10000 – 50000
6. Рассол	50000 – 300000
7. Ультра рассол	Более 300000

Согласно классификации О.А.Алехина поверхностные воды суши по степени минерализации (мг/дм3) делятся на группы:

Очень малая <100

Малая 100—200

Средняя 200—500

Повышенная 500–1000

Высокая >1000

Большинство рек имеют малую и среднюю минерализацию воды.

К числу содержащихся в природной воде главных ионов относятся:

• гидрокарбонаты (НСО3-),

• сульфаты (SO42-),

• хлориды {С1-),

• кальций (Са2+), магний (Mg2+),

• натрий (Na+), калий (К+).

По их составу, а точнее, по преобладающему аниону, природные воды подразделяются на три класса

• гидрокарбонатный (к нему относится большая часть слабоминерализованных вод суши),

• хлоридный (характерен для высокоминерализованных вод внутренних морей, бессточных озер и рек полупустынной и пустынной зоны),

• сульфатный (занимают промежуточное положение).

Каждый класс по преобладающему катиону подразделяется на три группы:

• кальциевую,

• магниевую,

• натриевую,

Жесткость воды предопределяется наличием в ней ионов кальция и магния.

По общей жесткости (ммоль/дм3), т.е. суммарному содержанию катионов кальция и магния (Ca2+ + Mg2+), независимо от того, с какими анионами они связаны, природные воды различаются следующим образом:

Очень мягкие до 1,5

Мягкие 1,5 – 3,0

Средние 3,0 – 6,0

Жесткие 6,0 – 10,0

Очень жесткие более 10,0

Общая жесткость подразделяется на

• карбонатную или временную жесткость, которая обусловлена присутствием гидрокарбонатов кальция и магния,

• некарбонатную или постоянную жесткость, которая обусловлена присутствием солей сильных кислот (сульфатов или хлоридов) кальция и магния.

Щелочность воды.Под общей щелочностью воды понимают сумму гидратов и солей слабых кислот (угольной, фосфорной, кремниевой, гуминовой и т.п.). В соответствии с этим выделяют щелочность бикарбонатную, карбонатную, гуминовую, гидратную.

Хлориды. Из-за большой растворимости хлоридных солей (NaСl - 360 г/л, MgСl – 545г/л) ионы хлора присутствуют почти во всех водах. Большое количество хлоридов в воде может быть обусловлено вымыванием хлоридных соединений из ближайших слоев, а также сбросом в воду промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод. В проточных водоемах количество хлоридов небольшое – 20-30 мг/л. Хлориды, присутствующие в воде в большом количестве, при контакте с бетоном разрушают его в результате выщелачивания из извести растворимого хлорида кальция и гидроксида магния. Повышенное содержание хлоридов в воде снижает ее вкусовые качества.

Сульфатычасто встречаются в природных водах. Попадают они в воду, главным образом, при растворении осадочных пород, в состав которых входит гипс, а также в результате загрязнения промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами. Воды, которые содержат большое количество сульфатов, разрушают бетонные конструкции. Это объясняется образованием гипса в результате реакции между известью цемента и сульфатами воды, что приводит к увеличению объема и возникновению трещин.

Железо и марганец по своему содержанию в воде не превышают десятых долей миллиграмма на литр. Хотя даже в больших количествах они не являются вредными для здоровья, но своим присутствием делают воду непригодной для питья, промышленных и хозяйственных потребностей, поскольку при концентрациях железа выше 1 мг/л вода приобретает неприятный чернильный или железистый привкус. В результате окисления бикарбоната двухвалентного железа кислородом воздуха образуется гидроксид железа, который увеличивает мутность воды и повышает цветность. Наличие в воде железа и марганца содействует развитию в трубопроводах железистых и марганцевых бактерий, продукты жизнедеятельности которых могут забивать водопроводные трубы.

Растворенные газы. Из растворенных в воде газов наиболее важными для оценки ее качества является углекислота, кислород, сероводород, азот и метан. Углекислота, кислород и сероводород при определенных условиях придают воде коррозийные свойства по отношению к бетону и металлам.

Токсичные веществапопадают в воду в основном с промышленными сточными водами. К этой группе можно отнести свинец, цинк, медь, мышьяк, анилин, цианиды и много других. Несмотря на незначительную концентрацию их в воде (мкг/л), они могут наносить значительный вред здоровью человека.

Радиоактивные элементы, которые попадают в поверхностные и подземные воды, могут иметь природное и искусственное происхождение. Основными изотопами, которые предопределяют естественную радиоактивность вод, являются уран – 239, торий -232 и продукты их распада. Искусственную радиоактивность, в частности, после аварии на ЧАЭС в 1986 г., обуславливают такие изотопы, как стронций – 91, цезий-137. Допустимым пределом радиоактивности воды открытых водоемов при любых смесях радиоактивных веществ с неидентифицированным изотопным составом считаются 3·10-11Ки/л.

Тяжелые металлы. Тяжелые металлы (As, Cd, Cr, Co, Pb, Mn, Hq, Ni, Se, Ag, Zn) относятся к группе микроэлементов, учитывая их низкие концентрации в природных водах. В природных водах тяжелые металлы встречаются в виде взвешенных веществ, коллоидов, в форме комплексов, образованных гуминовыми и другими органическими кислотами.

Тяжелые металлы входят в состав ферментов, витаминов, гормонов. Эти соединения активно влияют на изменение интенсивности процессов обмена веществ в живых организмах. Именно из-за этого содержание тяжелых металлов в воде нормируется, ведь увеличение их концентраций может вызвать нарушение биологических процессов в живых организмах и провести к их заболеваниям, часто хроническим, а то и к гибели.

Свинец принадлежит к малораспространенным элементам. Значительное повышение содержания свинца в окружающей среде, в том числе в поверхностных водах, обусловлено его широким применением в промышленности. Наибольшим источником загрязнения поверхностных вод соединениями свинца являются сжигания угля и применения тетраэтилсвинца в моторном топливе, а также сточные воды.

Цинк.Основным источником поступления цинка в природные воды является минерал сфалерит (ZnS). Почти все соединения цинка хорошо растворимы в воде. Вследствие этого в отличие от меди и свинца цинк распространен в водах. В речных водах его концентрация колеблется от нескольких микрограммов до десятков иногда сотен микрограммов на литр.

Характерная особенность меди,находящейся в природных водах – способность сорбироваться высокодисперсными частицами грунтов и пород. Количество меди в водах лимитируется значениями рН. Медь становится неустойчивой и выпадает в осадок уже при рН = 5,3. Поэтому в водах, которые имеют нейтральную или близкую к нейтральной реакцию, содержание меди небольшое (1-100 мкг/л). Важнейшими источниками поступления меди считаются горные породы, сточные воды химических и металлургических производств, шахтные воды, различные реагенты, которые содержат медь, а также сточные воды и поверхностный сток с сельскохозяйственных угодий.

Никель содержится в природных водах в микрограмовых дозах. Важнейшим источником загрязнения никелем является сточные воды цехов никелирования, обогатительных фабрик. Большие выбросы никеля происходят при сжигании топлива, таким путем ежегодно в атмосферу попадает до70 тыс.т никеля. Подавляющая часть никеля переносится речными водами во взвешенном состоянии.

Благодаря меньшей миграционной способности и низкому содержанию в горных породах кобальтв природных водах оказывается реже, чем никель. Кобальт и его соединения попадают в природные воды при выщелачивании медно-колчеданных руд, экзогенных минералов и пород, из грунтов при разложении организмов и растений и тому подобное. Особенно опасным источником поступления кобальта является сточные воды металлургических, металлообрабатывающих, нефтеперерабатывающих, химических производств.

Стронцийимеет низкие концентрации в природных водах, что объясняется низкой растворимостью его сернокислых соединений, которые считаются основным источником поступления стронция. Источником стронция в природных водах являются горные породы, наибольшее количество его содержат гипсоносные отложения. Другой, не менее важный источник поступления стронция (радиоактивных изотопов) в наше время антропогенный.

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВы) – вещества, способные адсорбироваться на поверхностях раздела фаз и снижать, вследствие этого, их поверхностную энергию (поверхностное натяжение). В водные объекты СПАВы попадают с бытовыми и промышленными сточными водами. В поверхностных водах СПАВы находятся в растворенном и сорбированном состояниях, а также в поверхностной пленке воды. СПАВы влияют на физико-биологическое состояние водоема, ухудшая кислородный режим и органолептические свойства – вкус, запах, и т.д. и находятся в нем на протяжении длительного времени, поскольку разлагаются медленно.

Фенолы в природных водах образуются в процессах метаболизма водных организмов, при биохимическом окислении и трансформации органических веществ. Они являются одним из самых распространенных загрязняющих веществ, которые поступают в природные воды со сточными водами нефтеперерабатывающих, лесохимических, коксохимических, лакокрасочных, фармацевтических и других производств.

Нефтепродукты – смеси газообразных, жидких и твердых углеводородов различных классов, которые добываются из нефти и нефтяных сопутствующих газов. Нефтепродукты принадлежат к самым распространенным и опасным веществам, которые загрязняют природные воды.

Значительные количества нефтепродуктов попадают в природные воды при перевозке нефти водным путем, со сточными водами промышленных предприятий, особенно нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, с хозяйственно-бытовыми сточными водами.

Пестициды - это химические препараты, синтезированные соединения, которые используются в сельском хозяйстве для защиты растений от болезней и вредителей с целью сохранения урожая сельскохозяйственных культур. Для большинства из них не существует токсикологического обоснования ПДК.

Значительную опасность для поверхностных и грунтовых вод составляют пестициды, которые вносятся в количествах от 1 до 10 кг/га, хорошо растворяются в воде (> 10-50 мг/л) и очень медленно разлагаются. К таким пестицидам принадлежит группа триазиновых пестицидов (атразин, симазин, тербутилазин), феноксикарбоновые кислоты и их производные (бентазон, бромазил, гексазинон).

Полициклические ароматические углеводороды(ПАУ) содержат две или несколько соединенных между собой ароматических кольцевых системы.

ПАУ синтезируются во время процессов неполного сгорания как сопутствующие продукты и считаются возбудителями раковых заболеваний. Природными источниками ПАУ являются лесные пожары, вулканическая деятельность. Антропогенные источники – моторная техника (особенно с дизельными двигателями), коксовые батареи, системы отопления мазутом, сигареты.

Биологические показатели качества воды. В эту группу входят характеристики содержания в воде

Косвенными показателями концентрации органических веществ в воде обычно служит

БПК – это то количество кислорода, необходимое микроорганизмам для усвоения органических веществ, находящихся в воде. Этот показатель характеризует только легкоокисляемую часть органических веществ, которая частично минерализуется микроорганизмами, а частично усваивается ими. Усвоение органических веществ происходит во времени, поэтому выделяют биохимическое потребление кислорода за 5 и 20 сут (БПК5 и БПК20). БПК20 отождествляется с полным БПК (БПК20 ~ БПКполн).

ХПК – это количество кислорода, необходимое для полного окисления всех органических веществ, присутствующих в воде (при условии образования СО2, Н2О, SО2).

По содержанию органических веществ (мгО/дм3), характеризуемому БПК, природные воды классифицируются следующим образом:

Очень малое <2

Малое 2-5

Среднее 5-10

Повышенное 10-20

Высокое 20-30

Очень высокое >30

Известно несколько тысяч видов бактерий: Все они делятся на два больших класса — сапрофитные (безвредные для человека, иногда даже полезные) и патогенные (болезнетворные). Выделить патогенные бактерии из всей массы микроорганизмов довольно трудно, поэтому при оценке качества воды большей частью ограничиваются

• микробным числом (общая численность бактерий в 1 см3 воды)

• коли-индексом (количество кишечных палочек в 1 дм3 воды)

• коли-титр (объем воды в 1 см3, приходящийся на одну кишечную палочку).

Зависимость между ними: коли-индекс = 1000/коли-титр.

Санитарное состояние природных вод хозяйственно-питьевого водоснабжения:

Состояние воды	Микробное число
Чрезвычайно чистая (очень здоровая)	0 - 10
Очень чистая (здоровая)	10 - 100
Чистая (удовлетворительная)	100 - 1000
Посредственная (сомнительная)	1000 - 10000
Нечистая (нездоровая)	10000 - 100000
Грязная (совершенно нездоровая)	>1000000

Лабораторно-производственный контроль качества воды в местах водозабора проводят в пределах требований стандарта 2874-82 „Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством». Перечень требований может дополнительно согласовываться с органами санитарно-эпидемиологической службы с учетом местных природных и санитарных условий.

На водопроводах с подземным источникомводоснабжения анализ воды на протяжении первого года эксплуатации проводят не реже четырех раз (по сезонам года), в дальнейшем не реже одного раза в год в наиболее неблагоприятный период по результатам наблюдений первого года.

На водопроводах с поверхностным источникомводоснабжения анализ воды в местах водозабора проводят не реже одного раза в месяц.

Требования к источнику водоснабжения и его выбор

Из имеющихся источников водоснабжения выбирают лишь те, для которых возможна организация зоны санитарной охраны и соблюдения соответствующего режима в границах ее поясов.

Вокруг каждого водозабора централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения создается зона санитарной охраны, включающая два или даже три пояса.

Для водозаборов из поверхностных источников первый пояс — это пояс строгого режима. Размеры пояса:

• вверх по реке не менее 200 м,

• вниз по реке и перпендикулярно берегу по суше не менее 100 м,

• перпендикулярно берегу по воде вся река и полоса суши вдоль противоположного берега 50 м, если ширина реки в половодье менее 100 м, или 100 м, если ширина реки в половодье более 100 м.

В пределах 1-го пояса зоны санитарной охраны не разрешается постоянное проживание людей, все виды строительства, выпас и водопой скота, купание людей. Поверхностный сток отводится за пределы пояса; по внешнему контуру закладываются зеленые насаждения.

Второй пояс охватывает ту территорию, поверхностный сток с которой заметным образом влияет на качество воды в месте водозабора.

Для средних и больших рек обычно ширина пояса 50—60 км, для малых рек — весь водосбор, для озер и водохранилищ— 3—4 км от берега.

В пределах 2-го пояса вводятся ограничения на хозяйственное использование земли, в частности, не разрешается распыление удобрений и пестицидов с самолета, складирование отходов коммунального хозяйства.

Иногда выделяется еще третий пояс: его верхней границей служит изохрона добегания 3—5 сут. При средней скорости течения— 0,4 м/с (или 35 км/сут), это соответствует расстоянию 100—170 км, или площади водосбора 2000—5000 км2.

Для водозаборов из подземных источников границы первого пояса санитарной охраны устанавливаются на расстоянии 30 м от скважины при использовании незащищенных подземных вод и 50 м—недостаточно защищенных. Здесь вводятся те же ограничения, что и для водозаборов из поверхностных источников.

Второй пояс — ограниченного пользования. Внешняя граница его намечается таким образом, чтобы время продвижения патогенных микроорганизмов по водоносному пласту до водозабора было равно 200 сут для межпластовых вод и 400 сут для грунтовых вод. Если принять характерную для мелкопесчаных грунтов скорость течения подземных вод 10 м/сут, то это соответствует расстоянию 2—4 км. При указанном времени продвижения патогенные микроорганизмы полностью отмирают. В пределах второго пояса осуществляются такие предупредительные мероприятия, как засыпка неиспользуемых колодцев, тампонирование неработающих скважин, благоустройство населенных пунктов и т. д.

В отдельных случаях выделяется третий пояс санитарной охраны, если имеется опасность загрязнения подземных вод остро токсическими отходами промышленного производства.

В особой заботе нуждаются водохранилища, специально создаваемые как источник хозяйственно-питьевого водоснабжения. Их лучше располагать в районах с неплотным населением. Рекреационное использование подобных водохранилищ строго регламентируется. По берегам создаются лесозащитные полосы.

Наилучшим источником хозяйственно-питьевого водоснабжения являются межпластовые артезианские воды. Они перекрыты водонепроницаемыми породами, что защищает их от прямого попадания загрязняющих веществ. Их температура и химический состав подвержены незначительным колебаниям, мутность невелика, бактерии почти отсутствуют. Все это благоприятно для человека и сводит к минимуму затраты на водоподготовку.

За артезианскими водами по степени предпочтительности следуют глубокие грунтовые воды, затем воды рек, сточных озер и водохранилищ, наконец, воды бессточных озер. Воды озер и водохранилищ, как правило, содержат больше органических веществ, чем речные воды. Кроме того, многие бессточные озера обладают высокой минерализацией воды.

В зависимости от качества воды и необходимой степени обработки для доведения ее к показателям Госстандарта подземные водные объекты, пригодные для хозяйственно-питьевого водоснабжения, разделяют на три класса.

Подземные источники водоснабжения, вода в которых по всем показателями удовлетворяет требованиям Госстандарта 2874-82, относятся к 1-ому классу.

Вода из источников 2-го класса имеет отклонения по отдельными показателям от требований Госстандарта 2874-82, которые должны быть устранены аэрированием, фильтрованием, обеззараживанием.

К 3-му классуотносятся источники, для доведения качества воды которых до требований Госстандарта 2874-82, кроме методов обработки, предусмотренных для воды из источников 2-го класса, применяют дополнительные методы (фильтрование с предшествующим отстаиванием, использованием реагентов и т.д.).

Показатели качества воды подземных источников водоснабжения

Наименование показателя	Показатели качества воды подземных источников по классам, не более
	1	2	3
Сухой остаток, мг/дм3 Хлориды, мг/дм3 Сульфаты, мг/дм3 Жесткость общая, мг-экв /дм3 Мутность, мг/дм3 Цветность, градусы Водородный показатель (рН) Fe, мг/дм3 Mn, мг/дм3 h3S, мг/дм3 F, мг/дм3 Окисляемость, мгО2/дм3 Коли-индекс, шт/дм3	1000(1500) 350 500 7(10) 1,5 20 6-9 0,3 0,1 отс 1,5-0,7 2 3	1000(1500) 350 500 7(10) 1,5 20 6-9 10 1 3 1,5-0,7 5 100	1000(1500) 350 500 7(10) 10 50 6-9 20,0 2 10 5 15 1000

Поверхностные источники водоснабжения также делятся на три класса.

Чтобы получить воду, которая отвечает Госстандарту, воду из источников 1-го класса подвергают обеззараживанию, фильтрованию с коагулированием или без него.

Воду из источников 2-го класса следует коагулировать, отстаивать, фильтровать и обеззараживать, а при наличии фитопланктона — микрофильтровать.

Вода из источников 3-го класса, кроме обработки, предусмотренной для воды из источников 2-го класса для доведения к требованиям Госстандарта, подлежит дополнительному осветлению; применяются окислительные, сорбционные, а также более эффективные методы обеззараживания.

studfiles.net

Поверхностные воды суши | Учеба-Легко.РФ

Реки Значение рек в водном круговороте неизмеримо больше, чем воды в них содержится, поскольку вода в реках обновляется в среднем каждые 19 дней. Для сравнения - в болотах полное обновление воды происходит за 5 лет, в озерах- за 17 лет.

Благодаря проточности воды реки лучше насыщаются кислородом и качество воды здесь лучше. Именно по берегам рек возникали и первые поселения людей. Реки длительное время служили и основными транспортными артериями и оборонительными рубежами, были источниками воды и рыбы.

Рекой обычно называют естественный постоянный водный поток, протекающий в разработанном им углублении (русле). Речные долины - вытянутые углубления на земной поверхности, выработанные постоянными водными потоками. Все речные долины имеют склоны и ровное дно. Водный поток постоянно несет множество продуктов размыва, которые откладывает в днище долины или выносит в море. Речные наносы называют аллювием. Особенно много аллювия накапливается в днищах долин в нижних течениях рек, где меньше всего уклоны поверхности. Во время таяния снега часть днища (пойма) заливается полыми водами. Речной поток всегда стремится углубить свое русло до определенного уровня. Этот уровень называется базисом эрозии. Для реки базисом эрозии служит уровень моря, озера или другой реки, куда эта река впадает. Река постоянно углубляет свое русло и наступает такое время, когда в половодье река уже не может больше затапливать свою пойму. Река начинает разрабатывать новую пойму на более низком уровне, а старая пойма превращается в террасу - высокую ступень в днище речной долины. Чем древнее и крупнее река, тем больше террас можно насчитать в ее долине.

В действительности река - это сложное природное образование (система), состоящее из множества элементов. Территория, с которой речная система собирает свои воды, называется речным бассейном. Между соседними речными бассейнами проходит граница - водораздел. Самый большой бассейн имеет река Амазонка, она является и самой многоводной рекой (среднегодовой сток равен 220 000 куб. м/сек).

Густота речной сети зависит от многих факторов: в первую очередь, от общего увлажнения территории - чем оно больше, тем больше густота рек, как например, в тундре и лесных зонах; от рельефа и геологического строения территории - в районах распространения растворимых и трещиноватых (карстующихся) известняков речная сеть редкая, а реки, как правило, мелкие и пересыхающие.

Все реки имеют начало и конец. Начало реки, место, где появляется постоянное русло водотока, называетсяистоком. Истоком может быть озеро, болото, родник или ледник.

Устье - место впадения реки в море, озеро или одной реки в другую. У ряда крупных северных рек устья имеют вид узких воронкообразных заливов - они называются эстуариями. В эстуариях речные наносы под действием волн и течений выносятся в море. Крупные эстуарии имеют такие реки, как Конго в Африке, Темза и Сена в Европе, а также российские реки Енисей и Обь. В отличие от них, в дельтах, наоборот, реки буквально блуждают, впадая в море, среди собственных наносов, разбиваясь на многочисленные рукава и протоки. Крупнейшие дельты имеют реки - Амазонка, Хуанхэ, Лена, Миссисипи и др.

Рельеф местности впрямую влияет на уклон русла реки и, соответственно, на скорость течения воды. Разность отметок высот поверхности воды в реке в двух точках, расположенных на некотором расстоянии вдоль ее течения, называется падением реки. Уклон реки - отношение падения реки к ее длине. Падение воды с отвесного уступа называется водопадом. Самый высокий водопад на Земле - Анхель (1054 м) в бассейне реки Ориноко. Самый широкий (1800 м) - Виктория на р. Замбези (его высота 120 м.).

Равнинные реки обычно текут спокойно и плавно, с небольшим падением и малыми уклонами. У больших рек развиты широкие долины и они удобны для судоходства. Горные реки имеют большие уклоны и, поэтому, бурное течение, узкие порожистые глубокие долины. Вода в русле несется с бешеной скоростью, пенится, образует водовороты и водопады. Горные реки обычно непригодны для судоходства, зато обладают большими запасами гидроэнергии и удобны для строительства ГЭС.

Для народного хозяйства (судоходства, строительства гидроэлектростанций, водоснабжения населенных пунктов, орошения полей) очень важными характеристиками рек являются расход воды (количество воды, проходящее по руслу за единицу времени) и годовой сток (расход воды в реке за год). Величина годового стока характеризует водоносность реки и зависит, от климата (соотношения атмосферных осадков и испарения на площади речного бассейна) и рельефа (равнинный рельеф уменьшает сток, горный, наоборот, его увеличивает).

От скорости и устойчивости к размыву горных пород зависит величина переносимого водой материала, состоящего из растворенных в воде химических и биологических веществ и твердых мелких частиц - величина твердого стока. Климатические условия влияют на питание и режим рек (ледниковое, снеговое, дождевое и грунтовое). От преобладающего типа питания зависит внутригодовое распределение стока - режим рек.

Режим рек - это жизнь речного потока в течение какого-то времени (суток, сезонов и года). По режиму реки подразделяются на несколько основных групп. На реках с весенним половодьем и преимущественно снеговым питанием. Относительно быстрое стаивание снежного покрова приводит к подъему и разливу воды (весеннее половодье). Летом реки переходят на дождевое питание и, хотя, осадков выпадает большое количество, из-за усиленного испарения эти реки мелеют. На реках отмечается межень - время устойчивого низкого уровня воды в русле. Зимой во время ледостава (замерзания и образования неподвижного льда) реки питаются исключительно грунтовыми водами и наблюдается зимняя межень.

Поводковые режим характерен для рек с дождевым и смешанным питанием. Паводки - кратковременные (иногда очень значительные) подъемы воды в реке - в отличие от половодий могут возникать в любое время года и связаны чаще всего о обильными дождями. В теплые зимы паводки могут проявляться и в это время года.

Позднее таяние снега и ледников в горах вызывает летнее половодье. Таким режимом характеризуются, например, реки берущие начало в Альпийских горах - По, верховья Рейна и др.

Реки муссонного климата, характеризуются паводковым режимом во второй половине лета и зимней меженью. Из-за маломощного снежного покрова весеннее половодье у них выражено слабо или совсем отсутствует. Муссоны нередко приносят обильные осадки, имеющие ливневой характер, что приводит к катастрофическим наводнениям. В это время под водой оказываются обширные территории с многочисленными селениями. Разрушаются здания, гибнут посевы, животные и, даже, люди. Особенно буйным нравом отличаются реки Восточной и Южной Азии: Амур, Хуанхэ, Янцзы, Ганг.

uclg.ru

---

• 
  Чем заделать края ванной чтобы вода не затекала
• 
  Монтаж наружных сетей водопровода
• 
  Почему ржавая вода
• 
  Талая вода это какая вода
• 
  Краны для водопровода
• 
  Изоляция трубопровода теплоснабжения
• 
  Нормы пдк в сточных водах
• 
  Бестраншейная замена водопровода
• 
  Как стирать на машинке автомат без водопровода
• 
  Вода течет почему
• 
  Бежит постоянно вода в унитазе