лекции 5, 6. Закон движения подземных вод Виды движения подземных вод Подземные воды могут передвигаться в горных породах, как путем инфильтрации, так и путем
 Скачать 0.8 Mb.
|
Тема 6. Физические свойства и химический состав подземных вод.Физические свойства подземных вод Вода – одно из самых удивительных соединений на Земле – давно уже поражает исследователей необычностью многих своих физических свойств. Так, по результатам вычислений Д.Херда температура плавления воды должна была составить по аналогии с температурой плавлений гидридов других элементов – 1200С, а не 00, как это наблюдается на самом деле. По тем же соображениям, ее температура кипения должна быть равной – 1120С, а фактически она равна + 1000С. Не менее удивительным является тот факт, что плавление воды сопровождается не расширением, как у подавляющего большинства соединений, а сжатием. Наибольшей плотностью, а, следовательно, и наименьшим удельным объемом вода обладает при температуре равной + 40С, а не 00С, как это можно было бы предположить. Таблица 6.1. Температура кипения и замерзания воды и ее химических аналогов
Их всех жидкостей вода – самый могучий растворитель, она растворяет почти все вещества, кроме жиров и углеводородов. К другим удивительным физическим свойствам воды относятся необычная зависимость вязкости воды от давления, большая теплоемкость воды, ее большое поверхностное натяжение. Причина всех необычных свойств воды кроется в своеобразном строении молекулы воды, обусловленном наличием в воде водородного типа связи. Коротко, суть водородной связи сводится к тому, что ион водорода, связанный с ионом другого элемента, способен электростатически притягивать к себе другой ион того же элемента. К физическим свойствам подземных вод относятся: температура, прозрачность, цвет, запах, вкус, плотность, сжимаемость, вязкость, электропроводность и радиоактивность. Температура подземных вод изменяется в широких пределах и за- висит от физико-географических условий, геологического строения и режима их питания. Температура неглубоко залегающих подземных вод изменяется от 5 до 150 С. В области распространения многолетнемерзлых пород соленые воды, на отдельных участках, имеют отрицательную температуру порядка -50С и даже ниже. В областях молодой и современной тектонической деятельности, а также на участках выхода воды на поверхность из глубоких частей земной коры известны источники с температурой воды свыше 1000С. Питьевая вода является наиболее вкусной и освежающей, если ее температура составляет 7-110С. Для лечебных целей (принятия ванн) наиболее ценной является вода с температурой 35-370С, т.е. близкой к температуре человеческого тела. Такая вода при употреблении не требует ни охлаждения, ни нагревания, поэтому широко используется на курортах. Прозрачностьподземных вод зависит от количества растворенных в них минеральных веществ, содержания механических примесей, коллоидов и органических веществ. Выделяют 4 категории прозрачности вод: прозрачные, слегка мутные, мутные, очень мутные. Цветподземных вод зависит от химического состава и наличия примесей. Большей частью подземные воды бесцветны. Жесткие воды имеют голубоватый оттенок. Закисные соли железа и сероводород придают воде зеленовато-голубую окраску. Органические гуминовые соединения придают воде желтоватый цвет, взвешенные минеральные частицы – сероватый. Запахподземные воды имеют не всегда. Установлено, что запах воды чаще связан с деятельностью бактерий, разлагающих органические вещества. Интенсивность запаха оценивают по следующей шкале: 0 – запаха нет, 1 – очень слабый запах, 2 – слабый, 3 – заметный, 4 – отчетливый, 5 – очень сильный. Питьевая вода не должна иметь запаха. Вода приобретает вкуспри растворении в ней минеральных солей, газов, различных примесей. Различают горький, сладкий, соленый и кислый вкус. При содержании в воде гидрокарбонатов кальция и магния, а также углекислоты вода имеет приятный вкус. Большое количество органических веществ придает воде сладковатый вкус. Солоноватый вкус обусловлен растворением значительного количества хлористого натрия, а горький вкус – наличием в воде сульфатов магния и натрия. Ионы железа придают воде своеобразный ржавый вкус. Плотностьводы количественно определяется отношением ее массы к объему при определенной температуре. За единицу плотности воды принята плотность дистиллированной воды при температуре 40С. Плотность воды зависит от ее температуры, от количества растворенных в ней солей и газов и взвешенных частиц. Плотность подземных вод изменяется от 1,0 до 1,4 г/см3. Сжимаемостьпоказывает изменение объема воды под действием давления. Степень сжимаемости воды зависит от количества растворенного в ней газа, температуры и химического состава. Вязкостьхарактеризует внутреннее сопротивление частиц жидкости ее движению. Вязкость подземных вод в основном зависит от температуры и количества растворенных в ней солей. Причем, с увеличением температуры вязкость уменьшается, а с увеличением минерализации подземных вод вязкость повышается. Электропроводностьподземных вод зависит от ионно-солевого состава и оценивается величиной удельного электрического сопротивления. Диапазон изменения удельных сопротивлений подземных вод 0.2-1.0 Ом м. Радиоактивностьподземных вод вызывают наличием в них урана, радия и радона. За очень редким исключением, все подземные воды в той или иной степени радиоактивны. За основную единицу измерения количества радона принято к ю р и , под которой понимается количество радона, находящееся в радиоактивном равновесии с 1г радия. Так как эта единица очень велика, то чаще употребляют более мелкие: милли- кюри (1*10-3 кюри), микрокюри (1*10-6 кюри), эман (1*10-10 кюри). По количеству эманации радия в воде, выраженному в эманах, используют следующее подразделение: |