WODY PODZIEMNE – są jednym ze składników hydrosfery.
Hydrosfera to wodna powłoka ziemska czyli woda we wszystkich stanach skupienia.
WODY PODZIEMNE powstają w wyniku przesiąkania przez warstwy przepuszczalne i szczeliny uskoków tektonicznych w skorupie ziemskiej wód opadowych i powierzchniowych.
Wody podziemne są jedną z postaci wody na ziemi. Inne to oceany, morza, jeziora, rzeki, źródła, woda w biosferze, woda w atmosferze – to postacie wody w stanie ciekłym, stały – lądolody, lodowce górskie, kryształki lodu w atmosferze i stan gazowy – woda w atmosferze.
Badaniem wód podziemnych zajmuje się hydrologia.
Wody podziemne są różnego pochodzenia:
a) wody infiltracyjne – w wyniku przesiąkania opadów atmosferycznych przez skały przepuszczalne;
b) wody kondensacyjne – w wyniku skraplania pary wodnej na powierzchni ziemi lub tuż pod jej powierzchnią;
c) wody reliktowe – uwięzione w skałach powstających w różnych erach; ilość wód reliktowych jest stała.
d) wody juwenilne (młode) – pierwszy raz pojawiły się w postaci gejzerów lub gorących źródeł. Powstają w skorupie ziemskiej ze skraplania się pary wodnej podczas zastygania magmy.
Zwierciadło wody podziemnej – górna granica strefy nasycenia skały wodą:
- swobodne – jeśli nad zwierciadłem wody w tej samej warstwie jest przestrzeń bez wody umożliwiająca jego podnoszenie się.
- napięte – jeśli wyżej leżąca warstwa nieprzepuszczalna umożliwia wzrost poziomu zwierciadła wody.
RODZAJE WÓD PODZIEMNYCH
Wody przypowierzchniowe (zaskórne) – są one ściśle związane ze strefą napowietrzenia (aeracji). Ze względu na płytkie występowanie i brak horyzontów nieprzepuszczalnych, izolujących je od powierzchni, łatwo podlegają wpływom atmosferycznym – zmianom temperatur i wahaniom zasobów. Wody te mogą zamarzać. Duża podatność na zanieczyszczenia powoduje, że na ogół są one nieprzydatne do spożycia.
Woda glebowa – woda znajdująca się w glebie, w strefie aeracji. Wyróżnia się:
- wodę higroskopijną - ściśle związaną z budującymi glebę ziarnami mineralnymi dzięki siłom przyciągania międzycząsteczkowego, o dużej gęstości, zamarzającą w temperaturze -78C
- wodę błonkowatą – tworzącą warstwę otaczającą ziarna gleby po osiągnięciu przez nie maksymalnej wilgotności higroskopijnej, o gęstości zbliżonej do zwykłej wody i temperaturze zamarzania zmiennej, ale poniżej 0C
- wodę kapilarną – podsiąkającą i wypełniającą szczeliny w glebie
- wodę zawieszoną – rzadko spotykane soczewkowate zbiorowiska wolnej wody, tworzące się ponad niewielkimi wkładami skał nieprzepuszczalnych, występującymi w podłożu, w warstwie aeracji.
Wody: higroskopijna, błonkowata, kapilarna w przeciwieństwie do wody wolnej, nie podlegają sile grawitacji. Tylko woda kapilarna i wolna są dostępne dla korzeni roślin, pozostałe są zbyt silnie związane z cząsteczkami gleby.
Wody gruntowe – występujące głębiej, w strefie saturacji, nad którą znajduje się strefa aeracji, pełniąca rolę filtra dla zasilających te wody opadów atmosferycznych, wykorzystywane głównie w rolnictwie, a także do celów komunalnych.
Wody wgłębne – występują w warstwach wodonośnych przykrytych utworami nieprzepuszczalnymi. Cechują się one posiadaniem zwierciadła napiętego. Jego kształt jest wymuszony przez dolną powierzchnię warstwy nadległej. Temperatura wód wgłębnych może odpowiadać średniej rocznej danego obszaru, zaś głębiej rośnie zgodnie ze stopniem geotermicznym.
Wody artezyjskie – są to wody gruntowe, znajdujące się między dwiema warstwami skał wodoszczelnych, podlegające działaniu ciśnienia hydrostatycznego.
Największe baseny artezyjskie występują na obszarze Australii, USA, Afryki Północnej, a także w Basenie Paryskim, Londyńskim. W Polsce – Niecka Mazowiecka.
Wody głębinowe – znajdujące się głęboko pod powierzchnią ziemi i izolowane od niej całkowicie wieloma kompleksami utworów nieprzepuszczalnych, nie odnawiane i nie zasilane, często silnie zmineralizowane, bez większego znaczenia gospodarczego.
Wody szczelinowe – tworzące sieć żył wodnych w szczelinach i spękanych masywnych skał.
Wody krasowe, występujące w próżniach i kanałach powstałych wskutek procesów krasowych. Inne podziały wód podziemnych uwzględniają ich skład chemiczny {wody mineralne}, dostępność dla roślin, temperatura, pochodzenie.
Wody mineralne – zawierają rozpuszczalne sole (powyżej 1g/dm):
- solanki
- wody siarczanowe
- wody arsenowe
- wody radoczynne
Niektóre wody mineralne to wody lecznicze (o mineralizacji nie większej niż 60g/dm), wykorzystywane (najczęściej w uzdrowiskach) w leczeniu wielu schorzeń i w różnej formie (kąpiele, inhalacje, jako woda pitna).
Gejzery – rodzaj gorącego źródła (cieplicy), występujący w obszarze czynnego lub niedawno wygasłego wulkanizmu, charakteryzujący się okresowym wyrzucaniem gorącej wody i pary wodnej. Otwór gejzeru na powierzchni ziemi jest ujściem wąskiego i głębokiego przewodu w rodzaju komina skalnego, często połączonego z bocznymi korytarzami i podziemnymi pustkami (kawerny). Gromadzą się w nich wody gruntowe ogrzane od otaczającej skały, która z kolei ogrzewa się od zalegającej poniżej magmy. Słup wody zgromadzony w przewodzie gejzeru osiąga temperaturze wrzenia najpierw w najniższej części, przy czym jest ona wyższa niż na powierzchni ziemi (na głębokości 150 m osiąga temperaturę około 200C). Tworzy się tam para wodna i wzrasta ciśnienie, powodując gwałtowne wyniesienie wody i pary wodnej do góry. Wraz z przybliżaniem się do powierzchni ziemi spada temperatura wrzenia wody, co dodatkowo wzmaga siły wybuchu.
SKŁAD CHEMICZNY WÓD PODZIEMNYCH
- wody słodkie – w nich zawartość rozpuszczonych substancji stałych nie przekracza 0,5g/dm3
- Wody mineralne – w nich zawartość rozpuszczonych substancji stałych przekracza 1,0g/dm3
- Wody wodorowęglanowe – dominują tu wodorowęglany wapnia, magnezu i sodu (w Polsce:Cieplice, Krynica, Szczawnica, Duszniki, Świeradowa)
- Wody chlorkowe – zawierają one ogólnie chlorek sodu i wodorowęglan sodu, a wśród nich występują związki bromu i jodu. Ich rozmieszczanie związane jest z występowaniem skał solonośnych (w Polsce: Ciechocinek, Rabka, Kołobrzeg, Iwonicz)
- Wody siarkowe – cechują się nieprzyjemnym zapachem i smakiem. W ich skład wchodzą znaczne ilości silnie trującego siarkowodoru, siarczki sodu i wapnia oraz siarczan magnezu (w Polsce: np. Lądek Zdrój)
- Szczawy – wody bogate w dwutlenek węgla
- Wody radoczynne – składnik, który decyduje o ich wyróżnieniu to promieniotwórczy gaz – radon. Występują one w miejscach występowania minerałów uranu (w Polsce: np. Kowary i Lądek Zdrój).
ŹRÓDŁA
Źródło to miejsce naturalnego wypływu wód podziemnych na powierzchnię (przecięcie warstwy wodonośnej z powierzchnią terenu).
Źródła zstępujące – wypływ odbywa się pod wpływem siły ciężkości
Źródła wstępujące – wypływ następuje pod wpływem ciśnienia hydrostatycznego panującego w warstwie wodnej
Źródła warstwowe – wypływ występuje pod wpływem siły grawitacyjnej z utworów porowatych
Źródła dolinne – wypływ następuje w miejscu rozcięcia warstwy wodonośnej przez dolinę rzeczną
Źródła szczelinowe – odprowadzają wody krążące w szczelinach skał litych, które mogą mieć charakter zarówno wstępujący, jak i zstępujący
Źródła krasowe – są bardzo podatne na wahania zasilania oraz zanieczyszczenia. Występują one w wapieniach, gipsach i dolomitach. Są odmianą źródeł szczelinowych
Źródła uskokowe – są podobne do źródeł szczelinowych, są rozwinięte wzdłuż stref rozluźnień towarzyszących uskokom. Wypływ następuje wzdłuż uskoku tnącego warstwy nieprzepuszczalne. Dostarczają one wód silnie mineralizowanych oraz termalnych, czyli cechujących się temperaturą znacznie wyższą niż średnia roczna w danym regionie. Miejsce wypływu źródła zależy od rzeźby terenu i budowy geologicznej, a przede wszystkim od formy, jaką tworzy warstwa nieprzepuszczalna.
