Руденко Ф.А.
Підземні води, їх походження та значення в народному господарстві

Круговорот води в природі

КРУГОВОРОТ ВОДИ В ПРИРОДІ

Загальні запаси води на земній кулі становлять близько 1370 мли. км куб. Значна частина їх припадає на солоні води океанів, морів і лише 2% з них — прісні води. Об'єм останніх на земній кулі — 32,2 млн. км куб. З цієї кількості 24,8 млн. км куб (77%) припадає на льодовики полярних країн та гірських районів; 0,09 млн. км куб (0,3%) — волога в рослинному шарі; 3,6 млн. км куб (11%) — грунтові води; 3,6 млн. км куб (11%) — глибокі напірні води; 0,12 мли. км куб (0,4%) — води озер; 0,012 млн. км куб (0,04%) — води річок; 0,014 млн. км куб (0,043%) — води у вигляді водяної пари.
Співвідношення між об'ємами води, що міститься в атмосфері (А), літосфері (Л) та гідросфері (Г) приблизно можна виразити так:

А : Л : Г = 1 : 10 : 100 000.

Це співвідношення постійно знаходиться у взаємній залежності, оскільки вода в природі знаходиться в стані безперервного руху, що пояснюється дією на неї сонячного нагрівання (рис. 2).

Рис. 2. Схема круговороту води в природі (за І. В. Вульфом і Н. I. Ткаченком). (доступно тільки при скачуванні підручника)

Випаровуючись під дією сонячного тепла з поверхні відкритих водних басейнів, суші, а також і рослинного покриву, вона переходить у вигляді пари в повітря. Тут волога повітряними течіями переміщується, а при відповідних умовах конденсується й випадає у вигляді атмосферних опадів. Останні в свою чергу частково випаровуються, частково стікають у ріки, моря та океани і знов випаровуються з їх поверхні. Деяка частина атмосферних опадів просочується крізь верстви гірських порід й поповнює горизонти підземних вод, які іноді виходять на поверхню у вигляді джерел.
Таким чином, у круговороті води беруть участь як атмосферні, поверхневі, так і підземні води. Круговорот відбувається у вигляді безперервного циклу, який можна визначити певною залежністю, якщо позначити через Zм — річне випаровування з поверхні океанів та морів; Xм — річні опади на поверхню океанів та морів; Zс – річне випаровування з поверхні суші; Хс — річні опади на поверхню суші; У — річний стік з поверхні суші; Zб.о — річне випаровування з поверхні безстічний областей; Xб.о — річні опади на поверхню безстічний областей. Величина випаровування становитиме:

Формула (доступно тільки при скачуванні підручника)

для всієї поверхні земної кулі Zм + Zс + Zб.о = Хм + Хс + Хб.о. Отже, кількість води, що випаровується з поверхні океанів, морів та суші, дорівнює кількості опадів, які випадають на поверхню океанів та суші.
Утворення опадів головним чином відбувається за рахунок випаровування з поверхні океанів (86%), оскільки на опади від випаровування з суші припадає тільки 14%.
Існують великий, або зовнішній, та малий, або внутрішній, круговороти. При великому круговороті частина води, що випаровувалася з поверхні морів та океанів переноситься на сушу, де осідає у вигляді опадів, з яких певна кількість знову випаровується, частина просочується в грунт і йде на поповнення запасів підземних вод, а решта стікає в ріки, а потім у моря та океани. У малому круговороті вода, що випарувалася з поверхні океанів чи суші, випадає тут же.
В нашій країні будівництво величезних водоймищ, великих зрошувальних систем в засушливих районах неодмінно викликає посилення місцевого круговороту води. Випаровуючись з поверхні водоймищ та зрошувальних систем, вода збільшить кількість атмосферних опадів як у районах гідробудівництва, так і на суміжних територіях. Зарегулювання таких великих річок, як Волга, Дніпро та інших зменшить величину стоку на величезних площах річкових басейнів.
Таким чином, підземні води беруть участь у великому круговороті води в природі: ресурси горизонтів підземних вод поповнюються за рахунок інфільтрації атмосферних вод або вод поверхневих водоймищ, і в той же час підземні води дренуються ерозійними долинами, живлять річки, струмки та інші поверхневі водотоки і водоймища.
Тому без знання режиму поверхневих басейнів, без наявності даних, які характеризують основні метеорологічні елементи, не можна скласти остаточного уявлення про гідрогеологічні умови на певній території. Певні метеорологічні і гідрологічні дані особливо необхідні при виконанні воднобалансових розрахунків, при оцінці ресурсів підземних вод окремих водоносних горизонтів і великих гідрогеологічних регіонів, при виявленні шляхів формування хімічного складу підземних вод і т. д.
При цьому характер кліматичних умов і особливості річкової мережі у всіх випадках не є основними факторами, що зумовлюють, наприклад, режим, динамічні ресурси і хімічний склад підземних вод. Вони знаходяться в дуже складній взаємодії з численними оточуючими її природно-історичними факторами та умовами.
Тому, користуючись матеріалами з метеорології та гідрології, не можна забувати і про конкретні структурно-геологічні умови, про літологію і палеогеографічні умови, про особливості гідродинамічного життя водоносних горизонтів.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом