Читать книгу Основы гидрогеологии и инженерной геологии - Валентина Михайловна Кимкина - Страница 4

1. Температура подземных вод колеблется в широких пределах и зависит от глубины залегания, геологического строения, климата и т. д. Питьевая вода имеет t⁰ = 5—15^oC. Классификация:

а) переохлажденные воды (t⁰ ниже 0⁰С)

б) холодные (ниже +20⁰С)

в) термальные (+20+100⁰С)

г) перегретые (от 100 до 375⁰С) – паровые гейзеры.

2. Цвет подземных вод – цвет зависит от содержания химических и органических веществ. Органические примеси придают воде бурую либо желтоватую окраску. H₂S и закислые соединения Fe – зеленовато-голубой цвет. Цвет оценивается по патиново-кобальтовой Pt-Co шкале в градусах.

3. Прозрачность – это способность воды, пропускать через себя цветовые лучи. Зависит от содержания механических примесей и органических веществ.

Выделяют: прозрачные, слегка мутные воды, мутные, очень мутные.

– Вкус – воде придают растворенные в ней минеральные вещества, газы и примеси.

– Запах – в подземных водах отсутствует. Однако при активной деятельности некоторых бактерий, вода может иметь H₂S-ный, болотный затхлый, и другие запахи.

– Плотность воды – зависит от минерализации. С увеличением ρ увелич. минерализации (сумма солей).

– Сжимаемость – незначительна, и характеризуется коэффициентом сжимаемости который равен β = [2,7 – 5] ∙ 10^—5 Па.

– Вязкость – характеризует внутреннее сопротивление частиц жидкости ее движению. Количественно выражается коэффициентами динамической и кинетической вязкости.

– Электропроводность – зависит от количества растворенных в ней солей.

Пресные воды обладают низкой электропроводностью, дистиллированная вода – изолятор.

II. Химический состав подземных вод (из 87—70 растворяет).

1. Неорганические минеральные вещества.

Свойства подземных вод определяются количеством и соотношением, содержащихся в них в растворенном виде солей, присутствующих в виде ионов-катионов и анионов. Наиболее широко распространены Cl, HCO₃, CO₃, SO₄, Na, H, Ca, Mg. Их называют главными, они определяют тип воды.

2. Органические вещества и микрофлора.

Органические примеси в подземных водах могут встречаться на небольших глубинах залегания. Их количество оценивается по окисляемости. В питьевой Н₂О окисляемость не должна превышать 10 мг/л HMnO₄.

Основные показатели химических свойств воды.

– Жесткость воды – обусловлена присутствием в воде, солей Ca и Mg. Различают:

общую жесткость – все соли Ca и Mg;

карбонатную – наличие в воде бикарбонатов Ca и Mg;

постоянная – остающаяся в воде после удаления бикарбонатов.

Классификация по ОЖ:

– очень мягкая вода (Ж <1,5 миллимоль/л)

– мягкая (Ж = 1,5—3 ммоль/л)

– умеренно жесткая (Ж = 3—6 ммоль/л)

– жесткая (Ж = 6—9 ммоль/л)

– очень жесткая (Ж> 9 ммоль/л).

2. Щелочность – определяется наличием в воде гидрата, бикарбоната, карбоната Na и других солей слабых кислот.

3. Окислительно-восстановительный потенциал Eh – характеризует интенсивность окисляющего и восстановительного действия элемента с переменной валентностью.

4. Водородный показатель pH – это (ℓgH⁺ = – ℓg) pH = – ℓg [H⁺] – десятичный ℓog концентрации Н, взятый с обратным знаком.

Классификация:

а) очень кислая Н₂О (pH <5)

б) кислая (pH = 5—7)

в) нейтральная (pH = 7)

г) щелочная (pH = 7—9)

д) высоко щелочная (pH> 9)

5.Минерализация – это сумма всех минеральных веществ, содержащихся в воде.

Классификация:

а) ультрапресная М <0,2 г/л

б) пресная М = 0,2—1 (питьевая) г/л

в) солоноватая М = 1—3 г/л

г) сильно солоноватая М = 3—10 г/л

д) соленая М = 10—15 г/л

е) слабые рассолы М = 50—100 г/л

ж) крепкие рассолы М> 100 г/л

6. Агрессивные свойства подземных вод – оцениваются по отношению к бетону и железобетонным конструкциям.

а) сульфатная SO₄ агрессивность – вода агрессивная при наличии в воде SO₄> 250 г/л, и одновременном содержанием С /> 1000 мг/л

б) углекислая – устанавливается по содержанию свободного диоксида С, агрессивна, если его <30 мг/л

в) агрессивность выщелачивания – зависит от бикарбонатной щелочности, если ее <1,5 мг-экв/л, происходит выливание извести из бетона

г) общекислотная агрессивность – обусловлена низким значением рН. При рН <7 и устранимой Ж <8,6 мг-экв/л, вода агрессивна.

д) магнезиальная – определяется наличием Mg, агрессивна, если Mg> 1000 мг/л

е) кислородная – определяется наличием в воде О₂, и проявляется по соотношению к металлическим предметам.

7. Бактериальные свойства – обусловлены наличием микроорганизмов в подземных водах, среди которых особое значение имеют бактерии – возбудители опасных болезней (брюшной тиф, холера). Присутствие бактерий в водах определяется специальным бактериологическим анализом. О бактериологическом загрязнении воды судят по колититру- объем воды в см³, в котором содержится 1 кишечная палочка и по количеству – числу кишечных палочек в 1 литре Н₂О.

8. Газовый состав – обусловлен наличием в воде в растворенном состоянии и в виде свободных (спонтанных) газов. При уменьшении плотности растворенные газы могут переходить в свободные.

В подземных водах присутствуют газы:

1) атмосферного генезиса

2) биогенного генезиса

3) радиогенного генезиса

Наиболее распространенные в подземных водах – О₂, СО₂, H₂S, H₂, CH₄, тяжелые углеводороды и инертные газы.

Контрольные вопросы:

– Что относится к физическим свойствам.

– химический состав подземных вод.

– Основные показатели химических свойств воды.

– Оценка качества воды.

– Бактериальные свойства подземных вод.

– Газовый состав подземных вод.

Грунтовые воды и воды зоны аэрации.

Верхняя часть земной коры, в зависимости от степени насыщения водой, делится на 2 зоны:

а) верхнюю зону аэрации – она расположена между поверхностью грунтовых вод и уровнем земли, содержит в порах воздух, через нее наблюдается просачивания атмосферных осадков;

б) нижнюю зону насыщения – где циркулируют подземные воды