A föld természetes vizeinek egysége
Előadás a "Hydrogeology"
Vernadszkij írt a terjedését a víz a földkéregben, „Víz lefedi a teljes kéreg, eljut - mint hártyás szivacs és gőz formájában bármikor, bárhol, nem számít, hol kezdtük, hogy behatoljon a földkéreg vagy acélból fúró, találkozni fogunk, a végén a víz a cseppfolyadék a tömegek. " Tény, hogy a kőzetek nem található a földkéreg, hogy nem lépett vizet. A víz jelen van az összes geoszférák kéreg, amelyek mindegyike jellemző a bizonyos egyensúlyt a molekulák és atomok, kérve, hogy fogadjon el egy adott stabil dinamikus állapotban. A különböző héjakban a megfelelő hőmérsékletek és nyomások miatt összesített vízállapotok vannak. A körülmények kenyérhéj hőmérséklete változik - 93 0 C (minimális rögzített Antarktisz) körülbelül 1200 0 C (magmás olvadék hőmérséklete). A nyomás századmásodpercekben a felső troposzférában 3000 MPa és az alsó határ a kéreg. Ezért a vízben található különböző aggregációs állapotokat: folyadék, gáz, szilárd, vagy fizikailag (ok) kémiailag kötve vannak kövekkel formájában disszociált molekulák.
VI Vernadszkij az a tény, a víz jelenléte (különböző formákban) szinte minden a Föld kagyló (köpeny, a kéreg, a hangulat, a bioszféra) és elvileg lehetősége állandó vízcsere föld között szomszédos táskában kerültek megfogalmazásra alapvető tudományos egységességének elve a Föld természetes vizekben. Ennek megfelelően a rendelkezés, a hidroszférát a bolygó kell kezelni, mint egy egyetlen dinamikus rendszer, irányában nyitott a kozmosz és a belső régiók a Föld (köpeny, mag). Hydrosphere játszott alapvető szerepet a Föld geológiai történelem megalakult a fizikai, kémiai, és ebből következően a geológiai környezet, az éghajlat, a származási és a fejlesztés az élet a Földön.
A Föld természetes vizei egyek, de egységük ellentmondásos. Földalatti hidroszférát kiterjedő óceáni és kontinentális kéreg vizet tartalmaz különböző fázisaiban (folyékony, szilárd, gázhalmazállapotú) és állapotok (szabad, kötött) formájában oldatok különböző sótartalom és a hőmérséklet. Földalatti hidroszférát képződik, és funkciók a kölcsönhatás az ellentétek: felszíni (exogén) és mély (endogén) meghatározó tényezőket az ellenállás állam és variabilitás hidroszféra.
Felszíni (exogén) tényezők. a mennyisége és összetétele a kicsapás, az összeg a párolgás, hőmérséklet a felszínen (például alacsony hőmérsékleten Szikkasztó folyadék az altalajba csapadékképződés meg nem szűnik). Endogén tényezők. a köpeny mélységéből származó vízpárok a föld felszínére emelkednek, az ásványi anyagok kiszáradása során felszabaduló víz, a víz a gyulladásos olvadékból.
Az endogén és exogén tényezők kölcsönhatása határozza meg a hidrosféra stabilitását, variabilitását és dinamikáját. Történeti-geológiai értelemben ezeknek az ellentéteknek az egysége és harca képezi a föld alatti légkör belső fejlődésének alapját, az önmozgalom és az önfejlődés forrása.
Változások földalatti hidroszférát lehet kisebb mennyiségi (például, a sebessége a felszín alatti csökken a mélység növekedésével, és a sótartalom növekszik) és a bennszülött minősége (például, az átmenetet a folyadék szilárd anyagot tartalmazó). Általában azonban a PG-t görcsös változások jellemzik - a kvalitatív változások mennyiségi változásainak átmenetét. Élesek lehetnek (víz-jég, víz-gőz) és fokozatosak (só- és gázösszetétel változása)
A mennyiségi változásoknak a minőségi változásokba történő átmenetének változatossága tükrözi a földalatti hidrosférának a természetét és fejlődését.
A PG fejlődése ciklikus és progresszív. Ciklikus folyamatok kifejezve hidroszférában földalatti vízcsere a talajjal (nagy víz, az alacsony víz), és a helyettesítő magmatogenic veleszületett vizek infiltrogennymi MF átmenet az egyik fázis vagy állapotból a másikba és vissza. Minden következő ciklus vagy ciklus megtagadja az előzőt, miközben bizonyos bizonyosságot megtart. Úgy alakult egy minőségileg új és magasabb fejlettségi szint a hidroszféra, származó spirál. Ez tükrözi a dialektikus törvénye tagadás tagadása, valamint a történelmi folytonosságot a fejlesztés a felszín alatti vizekbe.
Az hidroszférában megérteni a víz héj a Föld, amely egyesíti a víz az óceánok, a talajvíz (amely az földkéreg), valamint a felszíni vizek a föld (folyók, tavak, mocsarak, beleértve a hó és gleccserek). A felső határ a hidroszférát mind alsó határát a légkör és a hidroszféra alsó határoló egybeesik a határ a kéreg és a köpeny.
A hidroszféra legfontosabb belső folyamata a vízciklus és a vízcsere különböző szinteken és különböző méretekben.
A vízciklus egy összetett folyamat, amely a párolgást, a vízgőz áteresztését a levegőáramokból, a légköri csapadék kicsapódását, a föld felszíni és felszín alatti vizeit a világ óceánjához köti.
A természetes víz megváltoztatja fizikai tulajdonságait, állapotát, és változó külső körülmények (hőmérséklet, nyomás) változásai között változhat egy geoszféra. A napenergia 22% -át minden évben a hidrosférának, a földnek, a növényzet fedésének nedvességéből párologtatják.
A párolgás során keletkező gőz a kondenzációs magok jelenlétében a légkörbe és más termodinamikai helyzetbe kerül, kondenzálódik és a Föld felszínére esik, atmoszférikus csapadék formájában.
A kicsapódott csapadék részben elpárolog, részben folyókba és tengerekbe áramlik, részben behatol a litoszférabe. Ez a vízciklus általános rendszere a természetben.
A víz ciklusa idővel változik, mennyiségi és minőségi szempontból is, mert A föld és a Világ-óceán eloszlása nem állandó, az éghajlat és a csapadékmennyiség változik.
Jelenleg egy kis és nagy vízciklus van megkülönböztetve, amely magában foglalja a szakaszon belüli keringést.
A vízciklus mennyiségi kifejeződése a víz egyensúlya, amelyet matematikailag a vízegyensúly egyenlete ír le. A vízmérleg fő elemei (paraméterei) a következők:
Párolgás - Z, csapadék - X, lefolyó - Y = Yp-ti + Y szub-föld.
A vízmérleg egyenlete a belső (kis) keringéshez: ZB = ХБ (б - leeresztő nélküli területek).
A vízmérleg egyenlete egy nagy ciklusra (szárazföldön): ZС = ХС - Y (с - föld).
Ie e képlet szerint a szárazföldről elpárologó és a Világ-óceánra folyó vízmennyiség a csapadékmennyiségnek felel meg a lefolyásnak.
Egy nagy ciklusú vízmérleg egyenlete (a Világ-óceán esetében): ZM = XM + Y (m - világ óceán)
A vízmérleg egyenlete egy szárazföldi parcellához (szárazföld), amelyet tetszőleges kontúr határol. X + K ± # 8710; Y - Z1 - Z2 ± # 8710; W = ± # 8710; U, ahol
X - légköri csapadék, K - kondenzáció, ± # 8710; Y - különbség a beáramlás és kiáramlás a felszíni vizek, Z1 - a párolgást víz felszínén, Z2 - teljes elpárolgás a földfelszín (beleértve párologtatásának növényzet) # 8710; W - a felszíni víz beszivárgása a föld felszínén és a felszín alatti víz beáramlása a föld felszínébe, # 8710; U - a vízkészletek mérleg szerinti területe szerinti változása.
Az anyagon belüli forgalomban (amely nagy részét képezi) a "helyi" légköri csapadék érkezését a vizsgált terület felszínéről történő párolgás jellemzi. MI Budyko szerint a "helyi" légköri csapadék mennyisége a teljes csapadékmennyiség 14% -a. A szárazföldi csapadék képződésének fő szerepe az elpárolgott óceáni nedvesség.
A vizsgált áramkörök mellett vannak más típusok is. Például,
Óceán - bepárlás - csapadék - beszivárgás - földalatti csatorna - folyók - óceán.
Óceán - a vizes víz - az üledékes kőzetben lévő víz - törött talajvíz - egy forrás, amely már eltemetett vízzel volt.
Óceán - vízesés - sztratoszféra víz - metamorfizmus - kristályos metamorf kőzetek.
A vízmérleg fő elemeinek jellemzői:
X - csapadék nevezett folyékony vagy szilárd termékek kondenzációs vízgőz a légkörben, alá a Föld felszínén, mint az eső, hó, jégeső vagy kicsapódó formájában harmat, fagy és szitálás. Csapadék kapott a felület egy bizonyos ideig, a térfogatban kifejezett víz (l cm 3, m 3), vagy egy réteg (mm, cm, m). Az év bármely felszínén leesett csapadékmennyiség az éves csapadékmennyiség (mm / év).
Annak érdekében, hogy összehasonlítsuk a csapadék mennyiségét a különböző régiókban beadott érték - szokásos éves csapadékmennyiség - az átlagos éves összegei egy sok évig tartó időtartamra, ha tovább nő a megfigyelési időszak lényegesen nem változtak az értékek:
Ahol X0 az éves csapadékmennyiség (mm / év) normája; Xi - meghatározott évek csapadékmennyisége (mm / év); N a megfigyelések éveinek száma.
Az eredmény az izogiták (izogiták - ugyanolyan mennyiségű csapadékcsatlakozó pontok) térképének létrehozása.
K - Kondenzáció keletkezik, ha a felszíni anyag által felszívódó molekulák száma meghaladja az eltávolított molekulák számát. A párolgás inverze.
Z - a víz elpárologtatása révén arra a folyamatra utal az átmenet molekulák H2O elérésekor a sebesség elegendő, hogy erejét legyőzze molekuláris vonzás a folyékony vagy szilárd felületre, hogy a levegő (átmenet az anyag egy folyékony vagy szilárd, hogy a gáz halmazállapotú). Kiszámításakor vízháztartás földfelszín kezelt három fő típusa párolgás: párolgást a víz felszínén, párologtatásának (kiválasztási nedvesség növényi gyökerek) teljes elpárolgás a szárazföldi felületek (amely magában foglalja a párolgást a talajra, növényzetre párologtatásának, párolgást levelek és szárak).
A párolgást rendszerint egységnyi időtartamonként (mm / nap, mm / hó, mm / év) vagy vízmennyiségben elpárologtatott vízréteggel (mm) fejezzük ki. A párolgás értékének eloszlása a föld felszínén az éghajlati övezetektől függ. A teljes felszíni párolgás szorosan kapcsolódik a Föld felszínének nedvesítési fokához, amelyet a nedvességi együttható jellemez:
Ahol X0 a csapadékösszeg normája; Z0 - a lehető legnagyobb párolgás (illékonyság).
Y - felületi lefolyás a vízmozgás folyamata, mely a földfelszín mentén folyik. Vannak a következő típusok: lejtés, talvegovy (gerendák, rönk), folyóvíz. A szárazföld vízmérlegének vizsgálatakor általában figyelembe veszik a teljes lefolyást.
Mennyiségileg folyó áramlás jellemző lehet bármely kereszt vonalat térfogatú vizet a folyó, amely átment egy bizonyos ideig (m 3 km 3) vagy víz térfogatáram (l / s, 3 m / s). A folyóvíz mennyiségét lefolyó modul jellemzi - ez az áramlási sebesség (l / s) a vízgyűjtő terület 1 km 2-től.
Ahol Q - a víz áramlása (m 3 / s); F - vízgyűjtő terület (l / s * km 2)
Lefutó rétegként is jellemezhető:
Ahol Y a lefolyási réteg (mm / év), Q a lefolyási térfogat (m 3 / év); F - vízgyűjtő terület (m 2).