Сурет. апшаай жасанды су оймасы мен ГЭС
Каналдар – жерден азылан, су аатын жасанды рылымдар. Олар кейде жздеген километрлерге дейін созылады. Негізінен, халы шаруашылыында пайдаланылады, біра кейбір, санитарлы жадайы жасы, учаскелерінде, ауыз суы жне халыты демалуы шін де олданылады. Бндай каналдарды бір мысалы -лкен Алматы каналы (АК).
Бізді планетамыздаы суды едуір блігі оны бетіні астыда орналасан. Оларды ерте кезден жер асты сулары деп атаан жне азір де осылай атайды, алайда, бл сулара жер ішілік немесе топыра астылы деген атаулар длірек болар еді. Бл суларды салыстырмалы трде аз ана блігі кішкене блатар, таулы жерлердегі жылалар немесе ысты су булары атылаан – гейзерлер трінде жерді бетіне шыады. Ал оларды негізгі, біраз блігі жер ойнауында су тпейтін абаттарды арасындаы сырт кзге крінбейтін оймаларда, жер бетіне бір жерден жол тауып шыанша немесе адам олымен жасалан рекеттерді серінен кеістікке шыанша, мыдаан жылдар бойы жинатала береді.
Кптеген ауылды жне алалы елді мекендерді сумен амтамасыз ету шін, жер асты суларын пайдаланады. Олар негізінен, атмосфералы жауын-шашын суларыны топыра арылы сзіліп туі есебінен тзіледі; аз блігі - ашы су кздеріндегі (зен, кл, жасанды су оймалары, т.б.) суды арнасынан сзіліп, туі нтижесінде пайда болады.
Жер жыныстарыны р трлі абаттарынан бірті-бірте туі арылы, су біртіндеп араласып жрген заттардан, сонымен бірге микроорганизмдерден де тазарады жне жыныстарды рамындаы минералды тздарды ерітеді. Сондытан, бл суларда араласан заттар те аз болады, яни баса су кздеріне араанда, суы таза, біра минералдану дрежесі (тздылыы) жоары болуымен ерекшеленеді. Жер асты сулары, сол сияты, дебітіні тратылыы жоары боландытан, сумен амтамасыз етуді жеткілікті дрежеде дл жоспарлауа ммкіндік береді.
Жер асты суларыны жиналуы мен озалысы жыныстарды рылысына байланысты, оларды суа атысты су ткізбейтін жне су ткізетін деп бледі. Су ткізбейтін жыныстара гранит, саз балшы, ізбестас, ал су ткізгіш жыныстара - м, иыршы тас, малтатастар, жарытары бар жыныстар жатады. Су, бл жыныстарды жарытары мен саылауларын толтырады.
Жер асты суларыны жоары шекарасы р трлі тередікте болады - бірнеше метрден бірнеше ондаан жне жздеген метрге дейін жетеді. Бл шекарадан тмен жатан тау жыныстарыны, мнай-газ кен орындарындары бар жеке учаскелеріндегі мнай мен газа толан саылаулары мен жарытарынан баса, барлы дерлік саылаулары мен жарытары суа толан.
Жргізілген есептеулер бойынша, континенттердегі жер ыртысыны жоары бес километрлік абатындаы судын млшері 84,4•106 км3. Оны 60•106 км3 ауырлы кші серінен озалуа абілетті, еркін озалатын (гравитациялы) су райды. Бкіл жер ыртысында судын млшері - 1,5•109 км3 шамасында, ол лемдік мхит клеміне те (Кульский Л.А. жне басалар бойынша, 1982).
Жер асты сулары – оршаан ортамен зара тыыз арым-атынастаы аса крделі динамикалы жйе боландытан, пайдалану рдісінде айта алпына келе алатын, пайдалы азбаларды жалыз ана трі болып саналады. Сондытан жер асты суларыны оры статикалы (асырлы деп аталатын) жне динамикалы (жаарып отыратын) болып блінеді. Жер асты суларыны пайдаланылатын оры белгілі бір уаыт бірлігінде немі жмсалатын су млшерімен аныталады.
Жер асты суларыны лемдік динамикалы оры 12000 км3, оны ішінде ТМД елдерінде - 880 км3. Бл, белсенді су айналымы зонасы деп аталатын, зонасындаы жер асты сулары, бл сулар зендермен дренаж арылы байланысып, зен аысыны траты блігін райды. зендерге дренаж арылы осылатын дегейден тменгі дегейінде, су айналымыны белсенділігі те лсіз, асырлы жер асты суларыны жалпы орыны 9/10 кем емес блігі болатындыы жорамалданады.
Жер асты тщы суларды оры туралы, оларды зендерге осылатын аысыны млшері бойынша пайымдауа болады. ТМД елдерінде бл крсеткіш 30000 м3/с арты, бл жалпы зен аысыны трттен бір блігін райды.
ТМД елдеріні аумаындаы жер асты сулары Ресей, Украина, азастанда е кп таралан, олардаы су оры бірнеше Арал теізіні су орына те болатындыы аныталды. Сол сияты, жер асты тщы суды лкен оры Орта Азия мемлекеттері территорияларында да табылды.
Жер асты сулары жерді бетіне табии жолмен (бла, бастау трінде) шыады немесе оларды р трлі дытар азу арылы алады.
Жер асты сулары жататын орнына арай - топыра, грунт жне абат аралы сулар болып блінеді.
Топыра сулары (жер бетіне е жаы сулар) атмосфералы сулар тетін аймата болады, жер бетіне е жаын, бірінші су ттыш горизонтта линза трінде жиналады. Олар, сіресе, атмосфералы жауын-шашын кезінде кп жиналып, біра жазда рап кетеді, ал ыста атып алады. Бл су кздеріні, біріншіден, салыстырмалы трде дебиті аз, екіншіден, су ткізбейтін абаты тріндегі орауы жо, соан байланысты, оай ластанады, оларды рамы сырты факторлар (климатты, антропогендік) серінен жылдам згереді, сондытан да, елді мекендерді сумен амтамасыз ету шін іш жзінде олданылмайды.
Грунт сулары бірінші су ткізбейтін абаттыны стінде жиналады, біра, жоары жаында су ткізбейтін абаты болмайды, сондытан, олар мен жер бетілік сулар арасында су алмасу рдістері жреді. Олар атмосфералы жауын-шашын суларыны топыра абаттары арылы туі нтижесінде тзіледі, сондытан, р трлі жылдарда жне жыл мезгілдерінде суды дегейінде лкен ауытулар болады. р трлі жерлерде оларды тередігі 1,5 - 2 м жне одан да арты болуы ммкін.
детте, бндай сулар ауылды елді мекендерде кп олданылады - су трлі дытар (шахталы, бырлы, т.б.) арылы алынады. Оларды кейбіреулері улкен емес су тасымалдау бырлары шін де олданылады. Бл сулар ысымды болмаандытан, оларды дытаы дегейі, суды жер астылы абатыны дегейінде болады.
Жер бетілік сулара араанда, грунт сулары салыстырмалы трде траты рамымен жне жасы сапасымен ерекшеленеді. Топыраты алы абаттары арылы сзіліп тетіндіктен, олар зен мен клдерді суларына араанда, млдірлеу, тссіз жне бактериологиялы трыдан да ауіпсіздеу болып келеді. Грунт сулары ластануыны алдан алуда топыраты ластанудан санитарлы орау лкен рл атарады.
Су жаалауларындаы жерлерде грунт сулары зендер мен баса да ашы су кздеріні суларымен гидравликалы байланыста болуы ммкін. Бндай жадайларда зен суы топыра абаттарынан тіп, грунт суларына осылады да оларды млшерін кбейтеді. Бндай сулар арна астылы сулар деп аталады. Арна астылы сулар кейде инфильтрациялы дытар жасау арылы ауыз су масатында да олданылады. Алайда, бл сулар ашы су кздерімен тікелей байланысты боландытан, оларды рамы трасыз жне санитарлы жаынан да, жасы оралан грунт суларына араанда, сенімділігі аздау.
Тау беткейлерінде немесе лкен жыралар тбінде, яни жер бедеріні сай-салалы жерлерінен грунт сулары ысымсыз немесе тмен арай тсетін бла (бастау) трінде жерді бетіне шыуы ммкін. Бндай бла суларыны рамы мен сапасында, оларды оректендіретін грунт суларыны рамымен мен сапасынан айырмашылыы болмайды жне жергілікті жердегі трындарды сумен амтамасыз ету шін пайдалануы ммкін.
в). абат аралыындаы (аралы) сулар дегеніміз, су ткізбейтін екі жынысты аралыында орналасан сулар. Кабат аралаындаы сулар – ысымды жне ысымсыз сулар деп блінеді. Бларды екеуінде де, су ткізбейтін «тбе жабыны» жне«айдыны» болады. Біра, абат аралы ысымды сулар, оларды арасындаы кеістікті толы толтырып, оны ішінде жоары кысыммен жылжиды, ал ысымсыз абат аралы суларды бетімен «тбе жабыныны» арасында біраз бос кеістік болады, сондытан суды ысымы да тмен болады.
Бл сулар ысымны серінен дытарда жоарыа арай ктеріліп, кейде здігінен бра болып атылауы да ммкін (артезиан сулары).
Су ткізбейтін жабыны боландытан, абат аралы сулар атмосфералы жауын-шашын суларынан жне жоарыра абаттаы грунт суларынан жасы ошауланан болады. абат аралы сулар су ттыш абатыны жер бетіне шыан жерлерінде сумен толыады, рі, бндай жерлер абат аралы суларды негізгі орыны орналасан жерінен біраз ашыта болады.
Егер, су ткізбейтін абатты стіде орналасан су ттыш абат жыламен блінсе, онда абат аралы сулар табии жадайда жерді бетіне, аыны жоары ктерілетін, бла немесе бастау трінде шыуа ммкіндік алады. Бл бла суыны сапасы оларды оректендіретін абат аралы суларды сапасынан айырмашылыы болмайды.
Жоары ысымдаы суды еріткіштік асиеті жоары болатындытан, жер астылы абат аралы сулар ионды, молекулалы жне коллоидты оспаларды р трлі кешендеріне бай, жне жиі газдара аныан болады.
Е тщы жер асты суы, детте, биік таудаы су кздерінде кездеседі. Кейде, олардаы тздарды млшері 0,1 г/л – ден де тмен болады. Жазы жерлерде орналасан жер астылы ащы суларында, керісінше, тздарды массасы суды млшеріне те болады. Мысалы, Тркменстанда, тздылыы 547 г/л болатын, ащы су кзі табылан.
Жер асты суларыны химиялы рамы басым млшерде кездесетін иондарды йлесімі бойынша аныталады: гидрокарбонатты – кальций, хлоридті – натрий жне т.б. Жер асты суларыны минералдану дрежесі, детте, оларды химиялы рамына байланысты болады.
Мысалы, тщы сулар – негізінен, гидрокарбонатты болып табылады. Орташа концентрациядаы (100 г/л 150 г/л) ащы суларда, кбінесе, натрий хлориді кп болады. Бдан да жоары аныан ащы суларда хлор аниондарымен бірге кальций жне магний катиондары кп болады. Жер асты суларыны ионды рамына оларда кейбір газдарды, сіресе, кмірышыл газыны млшері де байланысты болады. Судаы карбонатты тепе-тедік (сутек, кальций катиондары мен гидрокарбонат, карбонат аниондарыны атынасы) осы кмірышыл газына байланысты. рамында кмірышыл газыны млшері жоары болатын жер асты сулары рылыс ондырыларына, сіресе, рамында бетоны бар, ондырылара. агрессивті болады.
Жер асты суларыны рамында Д.И. Менделеевті периодты системасындаы барлы дерлік элементтер, тіпті сирек кездесетін элементтер де кездеседі. Сондытан, олар баалы химиялы шикізат кзі болуы ммкін. Ертеде, ХI асырды зінде – а, адамдар ас тзын жер астылы ащы суды буландыру арылы аландыы белгілі. Ал азір, жер асты суларынан иодты тгелдей жне бромны біраз блігін алады.
АШ мен Италияда жер астылы ащы сулардан, иод пен бромнан баса, бор ышылын, вольфрам, литий мен германийді алады. Карловы Вары минералды су кздерінен жыл сайын 1300 т глаубер тзы жне 800 т сода ндіріледі.
Жер асты суларыны рамында, сол сияты, топыраты жоары абаттарында жріп жататын немесе жаныш пайдалы азбалармен осыланда жретін биохимилы рдістер нтижесінде тзілетін органикалы заттар да кездеседі.
Жаын арада жер асты суларыны рамында газ трізді оспалар тріндегі тменгі сатыдаы кмірсутектерді де кездесетіні аныталды. сіресе, олар мнай-газ бассейндері орналасан жерлерді суларында кп кездеседі. алымдарды есептеулері бойынша, тек ана ТМД мемлекеттеріні территориясындаы абат аралы суларды рамында осы аса баалы шикізатты 4000 триллион куб метр оры бар екені аныталды. Бл, бкіл дние жзіндегі мнай мен газды азіргі тадаы белгілі ндірістік орынан бірнеше жз есе арты.
Жер асты сулары, соы кездері болашата табии газ ндіруді маызды кзі ретінде арастырыла бастады. Мысалы, Жапонияда азірді зінде табии газды 30% дл осы жолмен алынады. абат аралы жер асты суларында баса да, те баалы химиялы компоненттерді кп екендігін ескере отырып, жер астылы суларды деуді кешенді, кп салалы, алдысыз жне рентабельділігі жоары ндіріс трінде жзеге асыруа болады.
Микроазалар жер асты суларында, детте, те аз болады, ал ауру тудырушы бактериялар млдем кездеспейді. абат аралы сулар те тере абаттарда жататындытан, оларды физикалы асиеттері мен химиялы рамы траты болады. абат аралы суларды антропогендік ластануы те сирек болады, мысалы, су ткізбейтін абаттарды бзылуы кезінде, ескі, пайдаланбайтын ымалара баылау жргізілмегенде ана байалуы ммкін. абат аралы горизонттардаы су сапасыны аз ана згерісіні зі, сол жердегі санитарлы жадайды нашарлаанын білдіреді.
Ерте кезден таза, млдір бла суы те жоары бааланатын. Миллион трыны бар алада - Ертедегі Римде тек осындай суларды пайдаланатын, йткені римдіктер е таза деген зен суыны зін елемейтін. Егіс далалары рап жатанда, бла сулары баылаусыз ала шін алынатын. Рим аласыны арынды даму кезеінде, оны рбір трынына тулігіне суды 1000 л дейін млшері келетін. Ешашан, еш жерде те таза, ауыз суды моншалар, шомылу, т.б. масаттар шін дл осылай ысыраппен пайдаланбаан.
Жер асты сулары, е алдымен ауыз су шін олданылады, йткені, детте, олар арнайы тазартуды, ал кп жадайларда тіпті зарарсыздандыруды да ажет етпейді.
Алайда, жер асты суларыны стерильді болуыны, азіргі кездегі тсініктер бойынша, біршама ауіптілігі де бар. Артезиан, бла немесе ды суларыны «арсы тру кші» болмаандытан, олар ластанан кезде адам денсаулыы шін за уаыт ауіпті болып ала береді.
Парадокс ретінде болса да, ашы суаттарды жадайы жасыра деуге болады: бл суларда баса граммтеріс бактериялар денесінде паразитті тіршілік ететін бактериялар табылан. Неміс зерттеушісі Г.Штольп (1963), Штольп вибрионы деп белгілі болан, туыс ішіндегі Bdellovibrio bacteriovorus (bdellо – латынша: слік) трді аны сипаттаан. Бл бактерия баса бактериялара еніп, оларда кбейеді (4.8 – сурет).
4.8.- сурет. Штольп вибрионыны судаы микробты «жеп оюы»
Бл бактериялар здеріне орек ретінде судаы баса микробтарды, оларды арасында, холера вибриондарын жне сзек таяшаларын да пайдаланады. Осы Штольп вибриондарыны болуымен табии суларды здігінен тазаруа абілетіні те кшті болуын тсіндіреді. детте, бл вибриондар жер асты суларында болмайды. Сондытан, бндай суларды аз ана дрежеде ластануыны зі, адамдар мен й жануарлары шін ауыр салдара келуі ммкін. Жер асты суларыны кбі, оларды рамында трлі тздар кп боландытан, ауыз су шін жне шаруашылыты сумен амтамасыз етуге жарамсыз болады, біра олар да р трлі масатта олданыс табады.
Минералданан жер асты сулары те ерте кезден – а емдік масаттарда олданылады. Оларды емдік сері, кбінесе рамындаы биологиялы белсенді заттарды жоары млшерде болуына байланысты. Емдеу практикасында, детте, температурасы 40ºС-тан аспайтын, жер асты суларын пайдаланады.
Атмосфералы сулар (жауын-шашын) трындарды сумен амтамасыз ету шін сирек олданылады, негізінен, сусыз, ра климатты айматарда (збекстан, Тркменстан, ырым), яни, ашы су кздері жо, ал те тереде орналасандыынан, жер асты суларын алу иын айматарда ана олданылады. Атмосфералы суларда аз ана млшерде Ca мен Mg тздары болады, яни, оларды минералдану дрежесі те тмен болып, дистильденген суа жаындайды, сондытан олар тек шаруашылы жне техникалы масаттар шін олданылады. Бл суларды ауыз су шін пайдалананда, оларды барлы санитарлы ережелер саталып, сырттан ластаушы заттар тспейтін, таза ыдыстара жинау керек.
Атмосфералы жауын-шашын суыны тазалы дрежесі, атмосфераны жадайына, ауаны ластану дегейіне, желді кші мен баытына, жауын-шашынны тсу затыына, оны арындылыы мен таы да баса факторлара байланысты крт згеріп отыруы ммкін. атты йынды желдер мен вулкандарды атылауы кезінде, толып жатан ластаушы заттарды ауаа ктерілуінен, оларды атмосфералы жауын-шашын рамынан аныталан жадайлары (рамында ызыл тсті тау жыныстарыны оспасы бар, «анды жабырлар» деп аталан, жабырлар жне т.б.) белгілі.
Ірі нерксіптік алаларды атмосферасына ккірт ышылы, тз ышылы жне баса да ышылдар, Na, Ca, Mg тздары, кйе, ша, микроазалар тсуінен, жауын-шашын сулары, осы заттармен ластанан атмосферадан тіп, здері ластанады да жне ауыз су шін пайдалануа жарамсыз болып алады.
Атмосфералы суларды сапасы сондай-а, климатты жадайлара жне суды ай кезде - атты жабыр кезінде немесе рашылы кезде жиналандыына байланысты болады. детте, жабыр жауанда, суды алашы тамшылары соы тамшыларына араанда, кбірек ластанады, ал соылары е тазасы болып келеді.
ар немесе мз ерігеннен со пайда болатын еріген ар сулары, те сирек - сусыз жерлерде олданылады, олар да атмосфералы жауын-шашын сулары сияты ластанады.