Жер асты сулары

ҚАЗАҚСТАН  РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ және ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ 

М.ӘУЕЗОВ атындағы ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН МЕМЛЕКЕТТІК  УНИВЕРСИТЕТІ 

«Жаратылыстану-педагогикалық» факультеті

«Биологияны оқытудың теориясы мен әдістемесі»  кафедрасы 
 
 
 
 
 

Тақырыбы:       Жер асты сулары  
 
 
 

                                                           Дайындаған:  ЕП-09-3-2К₁ тобының

                                                                                   студенті Камшыбаева С.А.

                                                           Қабылдаған:  аш.ғ.к., аға оқытушы

                                                                                   Қонысова С.С. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Шымкент 2011

      Жоспар:

Кіріспе

1. Жер асты суларының қалыптасуы және режимі
2. Жер асты суларының физико-химиялық құрамы
3. Жер асты суларын мекендеуші гидробионттар
4. Жер асты суларының ластануы
5. Ластанған суларды тазарту

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер 
 
 
 
 

      Тірі  және өлі табиғатта жүретін түрлі  процестер мен құбылыстардың  адам тіршілігіне жұмсалатын заттардың  ішінде судың маңызы зор. Мұздарды, батпақтарды қосып есептегенде, жер бетінің 77,5%-ын су алып жатыр. Су қорларына – мұхиттар, теңіз, өзен, көл, жер асты сулары, мұздықтар, атмосферадағы ылғал кіреді. Су адамдар мен жануарлардың организміне еніп, онда болатын зат және энергия айналымына тікелей қатысады. Көптеген процестер тек сулы ортада ғана жүре алады. Белок суда пайда болған және осы ортада дами алады, ал белок тірі клетканың негізі болып табылады. Жер бетіндегі биологиялық өнімдердің 43% - ын, ал оттегінің 50% - дан көбін мұхиттар мен теңіздер береді.

      Су  қоры – халық байлығы, өкінішке орай жер бетіндегі тұщы судың қоры өте аз. Өзендер мен көлдердегі тұщы сулардың қоры, гидросфера ресурсының бір пайызына да жетпейді екен. Құрлық бетінің әр түрлі жерлеріндегі тұщы сулардың қорлары әр түрлі. Мысалы, Аляскада 1 адамға 2 миллион м³, Жаңа Зеландияда 100 мың м³, бұрыңғы Кеңестер Одағында 18,3 мың м³, ал Қазақстан Республикасы тұщы су қоры тапшы мемлекеттер қатарына жатады. Қазақстанда 1987 жылы халық шаруашылығына жұмсалған судың жалпы мөлшері 38 км³-ге жетті.

      Планетамыздағы  адамзаттың тұщы суды пайдалануы жыл  сайын өсіп келеді. Ал, мұхиттардың, теңіздердің тұзды сулары шаруашылықта мардымсыз болса да қолданылып жүр. Біздің республикамызда су тұщытқыш станциясы Ақтау қаласында ғана бар. Егер ерте кезде, бір адам басына шаққанда, тәулігіне 12-18 литр су пайдаланса, XX ғасырда мәдениеті дамыған елдерде  оның шамасы орта есеппен 200-400 литрге жетіп  отыр. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      1.1 Жер асты суларының қалыптасуы жөнінде негізінен екі теория қалыптасқан: сорғу (инфильтирация) және конденсациялық теориялар. Сорғу теориясы жер аты суларының қалыптасуын атмосфералық жауын – шашындары мен жер үсті суларының жерге сіңуі (топырақ қабатынан сорғуы) арқылы түсіндіреді, (Беруни). Ірі жер жарықтары және қуыстарымен сорғыған сулар, су өткізбейтін қабаттарға жиналады да, жер асты суларына бастау береді.

      Жер асты суларының сорғу жолымен  қоректенуі мерзімдік құбылмалылығымен ерекшеленеді және табиғат жағдайларына тәуелді (жер бедері, өсімдік жамылғысы, адамның қызметі...).

Конденсациялық  теория жер асты суларының қалыптасуын  су буларының жер жарықтары мен  қуыстары арқылы атмосферадан конденсациялану  жолымен жинақталатындығымен түсіндіреді.

      Бұл екі теория қазіргі кезеңде бір  – біріне қарама – қарсы қойылмайды, бірін – бірі өзара толықтырады. Себебі көп жылдар бойы жүргізілген  зерттеулер нәтижесінде жер қыртысына  сулар сұйық тамшылар түрінде  де (көпшілік жағдайда) және су буы түрінде  де (айтарлықтай аз) өтетіні дәлелденеді.

      Атмосфералық  жауын – шашыны көп аудандарда жер бетіне жақын орналасқан (h = 300...400 м) су алмасу жылдам өтетін қабатта  жер асты сулары негізінен сорғу  жолымен қалыптасады.

      Жауын – шашыны аз әрі ылғал көп буланатын  аудандарда (шөл – шөлейт) жер  асты сулары негізінен су буларының  конденсациялануымен қоректенеді.

      Жер қыртысының терең қабаттарында орналасқан жер асты суларының су алмасуы  өте шабан. Олар өте ертеде теңіз  шөгінділерінің тығыздалу кезінде  өз бойынан суды қысып, ығыстырып  шығару нәтижесінде қалыптасқан. Бұл  сулар әдетте, өте тұзды болып  келеді. Сонымен қатар жер асты суларында ювенильді суларды да бөліп қарайды. Бұл сулар жер ядросындағы магмадан бөлініп шыққан су буларының конденсацияға ұшырауы арқылы қалыптасқан. Ювениль суларының жер бетіне тікелей шығуы вулкандардың жұмыс істеу кездерінде күшейеді.

      Жер асты сулары жер қыртысында, тау  жыныстарында сорғу арқылы немесе сіңу жолымен қозғалады. Сорғу кезінде  судың қозғалысы жарықтар мен  қуыстардың бір бөлігінің  су буы  немесе ауамен толтырылуы арқылы жүргізіледі (аэрация белдемі). Сіңу процесі жарықтар мен қуыстар суға түгел толған жағдайда жүреді. Бұл қозғалыстағы судың массасы сіңу ағысын туғызады.

      Жер асты суларының қозғалысы қалыптасқан  және қалыптаспаған, тегеурінсіз, ламинар  және турбулентті болып келеді. Сонымен, жер асты сулары деп жер қыртысында кездесетін барлық физикалық күйдегі суларды айтамыз. Жер қыртысында су өткізетін және су өткізбейтін қабаттардың кезектесіп келіп отыруы әдетте, су өткізбейтін қабаттың үстіне орналасқан су өткізетін топырақ  қабаттарында бос сұйық сулардың жиналуына жағдай жасайды. Орналасу сипатына, режиміне, қалыптасу жағдайына, қозғалуына және жер үсті суларымен өзара байланысының сипатына қарай жер асты сулары тегеурінді және тегеурінсіз деп атайды. Тегеурінсіз жер асты суларына топырақ, топырақ-жер және қыртысындағы  сулар жатады. Топырақ суларының өзінен төмен орналасқан жер қыртысында сулармен  гидравликалық байланысы болмайды.

      Жер қыртысындағы барлық қуыстарында су толық жиналатын топырақ-жер қабатын  сулы  қабат, ал оның астына орналасқан су өткізбейтін қабат - сутірегіш деп аталады. Егер сулы қабатты бұрғылау жолымен немесе құдық қазу арқылы ашқанда ондағы судың деңгейі өзгеріссіз қалса, онда жер асты суларын тегеурінсіз, ал деңгейді жер асты суларының деңгейі дейді.

      Жер қыртысындағы  асты-үстін бірдей өткізбейтін қабат алып жатқан сулы қабатты ашқанда, скважинадағы судың деңгейі үстіңгі су өткізбейтін қабаттан орнығуы мүмкін еді. Бұл жағдайда сулы қабаттағы сулар гидростатикалық тегеуріннің әсерінде болады, ал сулы қабат тегеурінді сулы қабат деп аталады.

      Жер асты суларының режимі – гидрологиялық құбылыстардың және өсімдік, топырақ жамылғысының әсерінен жер асты суларының белгілі бір мерзімде сандық және сапалық өзгерістерге ұшырауы немесе жер асты суларының қалыптасуын қамтып көрсететін тарихи-табиғи процесс. Ол жер асты сулары ресурсының, қасиетінің және құрамының, соның ішінде деңгейінің немесе арын күшінің, өтімінің, ағу жылдамдығының, температурасының, химиялық газдық және бактериялық құрамының уақыт бойынша өзгеруін сипаттайды және климаттық, гидрогеологиялық, гидрологиялық, жасанды және аралас типтерге бөлінеді. 

      1.2 Жер асты суы – жер қыртысын құрайтын тау жыныстарының аралығындағы су. Ол шөгінді және борпылдақ тау жыныстары бөлшектерінің арасын, ұсақ кеуектерін, магмалық және метаморфтық жыныстардың жарықтары мен жіктерін, гипс, доломит, әктас жыныстарындағы карст қуыстарын толтырып жатады. Жер асты суы қалыптасу жағдайына, тереңдігіне, арын күшінің мөлшеріне қарай қалқыма су, грунт және артезиан сулары болып 3 топқа бөлінеді. Қалқыма су – кішігірім ойпаттарда, құм-шағылдар арасында жауын-шашын немесе тасыған өзен, көл суларының топыраққа сіңуінен уақытша пайда болған, Жер бетіне ең жақын жатқан арынсыз жер асты суы. Оның қорына, химиялық құрамы мен температурасына ауа райының өзгерістері үлкен әсер етеді. Сондықтан су қорын құрайтын негізгі көз жойылғанда, бұл су құрғап қалады. Жауын-шашын мол жылдары, өзен қатты тасығанда, қыста қар қалың жауғанда қайтадан пайда болады. Грунт суы – табиғи қоры қалқыма суға қарағанда тұрақты, Жер бетіне жақын кеуекті, жарықты, карсты сулы қабаттардағы арынсыз жер асты суы. Мұндай суды ерте заманнан бері құдық қазып, кеңінен пайдаланғандықтан «құдық суы» деп те атайды. Ол Жер бетінен 1 – 5 м-ден 50 – 70 м-ге дейінгі тереңдікте кездеседі; өзен, көл, теңіз маңында, сайларда, тау-төбе, қырат бөктерлерінде тұма-бұлақ болып, Жер бетіне еркін шығып та жатады. Жер бетіне біршама таяу жатқан грунт суының деңгейі ауа райының өзгешеліктері мен табиғи өзгерістерге тәуелді болып отырады. Жауын-шашын мол жылдары, көктемде қар ерігенде, күзгі көп жауын кезінде бұл судың деңгейі едәуір жоғары көтеріледі, ал құрғақшылық жылдары, қыс пен жаз айларында оның деңгейі төмендеп, тереңдеп кетеді. Грунт суы неғұрлым тайызда жатса, оның көтеріліп-төмендеу мөлшері де соғұрлым көп болады. Тайыз жердегі грунт суының деңгейі бір жыл ішінде 1,5 – 2 метр және одан да көп мөлшерде өзгеріп отыратын болса, тереңдегі сулардың деңгейі тек бірнеше см-ге ғана өзгереді. Су деңгейінің өзгерісіне, жыл маусымдарының ауысуына байланысты бұл сулардың минералдылығы, химиялық құрамы мен температурасы да өзгеріп отырады. Артезиан суы – тереңде (75 – 100 м-ден астам) жатқан шөгінді (құм, құмтас, әктас) тау жыныстарында шоғырланған арынды жер асты суы. Ол өткізбейтін жыныс қабаттарының арасында жатқандықтан, арын күші едәуір болады, бұрғыланған ұңғылар арқылы жоғары көтеріліп (кейде шапшып), Жер бетіне шығады. Артезиан суының қоры, минералдылығы, химиялық құрамы, температурасы ұзақ жылдар бойы пайдалану нәтижесінде ғана өзгерістерге ұшырайды. Жер асты суының негізгі қоры өзен, көл, теңіз суларының және қар мен жауын суларының Жерге сіңуі нәтижесінде қалыптасады. Құрамындағы тұздардың, минералдың мөлшеріне сәйкес жер асты суы тұщы (минералдығы 1 г/л-ге дейін), ашқылтым (1 – 10 г/л), ащы (10 – 50 г/л) және тұзды (50 г/л-ден астам) сулар болып бөлінеді. Қазақстан бойынша жер асты суының (артезиан және грунт суларының) жалпы қоры 7500 млрд. м3, ол жылма-жыл 35 – 40 млрд. м3 сіңбе сумен толығып отырады. Қазіргі кезде қалалар мен елді мекендерді сумен қамтамасыз ету, мал жайылымдарын суландыру, Жер суғару бағыттарында пайдаланып жүрген жер асты суының мөлшері 3,5 – 4 млрд. м3 

      1.3 Жер асты өзендері мен көлдері жерасты суларынан, артезиан және минералды сулардан тұрады. Жерасты сулары жердің беткі қабаттарына жақын жатады, олар алғашқы су өткізбейтін қабат астында орналасқан. Оларда су тегеуріні болмайды, оларды үңгірлерден, жер жарықтарынан, жер қойнауы капиллярларынан кездестіруге болады.

      Жерасты суларын мекендеуші организмдер  қазіргі таңда әлі толық зерттелмеген, тіпті артезианды және минералды  сулар мекендеушілері жайлы мәлімет  жоқтың қасы. Қолдағы мәліметтердің  ең көбі үңгір ішіндегі жерасты өзендерінің  ағазалары туралы. Үңгірлер доломит, гипс, әктас ерітінділерінен құралған. Үңгір ішінде қараңғы және ауа температурасы тұрақты салқын.

      Әр 30 метр төмен түскен сайын ауа  температурасы 1⁰С-қа төмендейтін үңгірлерде суы жылы өзендер бар, бұл жерасты сулары. Мұнда кальций мен магний тұздары салыстырмалы түрде аз. Фотосинтез процесі болмағандықтан су құрамында оттек мөлшері аз. Үңгір мекендеушілері тек қана бактериялар мен жануарлар, боялған организмдерді кездестіру мүмкін емес. Жануарлар ішінде асшаян, шаян, құбылмақ, сүліктер мен полихеттер бар. Олардың көздері көрмейді, сезім мүшелері нашар жетілген. Ірі жануарлардан құйрықты амфибияларға жататын протей мен балықтар бар. Протей биологтар үшін үлкен жұмбақ болып табылады, себебі ол жылдар бойы қорекетнбей жүрсе де көлемі кішіреймейді.

      Құм қиыршықтарының арасындағы интерстициалды суларда да өмір бар. Бұл жағдайда аралық капиллярлар тұщы сумен де ащы сумен де толтырылуы мүмкін. Топырақтың жоғарғы қабаттары жаңбыр суларының шайындылары арқылы жаңарып  отырады, бұл қабаттарда сондай-ақ жарық  сәулесі де аз мөлшерде өтеді. Бұл  фотосинтездеуші өсімдіктердің  тіршілігіне жағдай жасайды. Интерстициалды сулар тереңінде өмір сүру жағдайлары үңгірдегідей, бірақ оттек мөлшер көбірек.

      Жоғарғы қабатта қиыршықтар арасында 15 см тереңдікте тіршілік ететін өсімдіктер мен жануарлар  бар. Мұнда инфузория, кловраткалар және түрлі майда құрттар, біржасушалы  балдырлар өмір сүреді. 6-15см төменіректе  балдырлар жоқ, бактериялар азырақ, жануарлар кездесе береді. Әдетте интерстициалды фауна өкілдері ұсақ келеді, бірақ ірі қиыршықтар арасында дене тұрқы 1 сантиметрге жететіндері  де бар. Бұл жануарлардың барлығының пішіні құртқа ұқсас, өсінділері қысқа (топырақ қияршықтары арасында оңай қозғалу үшін). Бұл фауна өкілдері ішінде қабыршақтары жақсы жетілген моллюскалар кездесуі де ықтимал.