Построение изогипс

- щелочные – в состав входят  щелочные соединения;                                                    - углекислые – в основном состоят из углекислого газа, и являются самыми холодными – температура не более 1000 градусов.              

Гейзер – это горячий источник, который извергает свою воду на регулярную или нерегулярную высоту, как фонтан. Название происходит от исландского слова «льется». Появление гейзеров требует определенной благоприятной обстановки, которая создана только в нескольких местах на земле, что обуславливает их достаточно редкое наличие. Практически 50% гейзеров находятся в Национальном парке Йеллоустоуна (США). Деятельность гейзера может прекратиться из-за изменений в недрах, землетрясений и др. факторов. Действие гейзера вызывается соприкосновением воды с магмой, после чего вода быстро нагревается и под действием геотермальной энергии с силой выбрасывается вверх. После извержения, вода в гейзере постепенно охлаждается, вновь просачивается к магме, и вновь фонтанирует. Частота извержений различных гейзеров отличается от нескольких минут до нескольких часов. Необходимость наличия большой энергии для действия гейзера – главная причина их редкости. Вулканические области могут иметь горячие источники, грязевые вулканы, фумаролы, но есть очень немного мест, где находятся гейзеры. Дело в том, что даже если гейзер образовался в месте активности вулкана, последующие извержения разрушат поверхность земли и изменят ее состояние, что приведет к исчезновению гейзера.  Грязевой вулкан является своего рода горячим источником, который наполнен грязью. Они появляются в высокотемпературных областях, и часто являются поствулканическим явлением. Грязь в вулкане вязкая, часто пузырится, имеет высокую t. Ее количество может изменяться в зависимости от сезона, а также от количества влаги, поступающей в вулкан. Грязь, выходящая из него, накапливается по краям, увеличивая размер вулкана. Она может быть различных цветов. В состав грязи входит кварц, глина, и др. полезные ископаемые. Выходящие газы влияют на формирование пузырей. Весной грязь в вулкане достаточно жидкая, а ближе к осени – более густая. В осенние месяцы эти вулканы хорошо осматривать, т.к. грязь не слишком разбрызгивается, и пузыри образуются очень крупные. Для образования грязевого вулкана необходимо наличие нескольких условий – достаточной концентрации газов, а также не слишком много воды. Сероводород, соединяясь с др. элементами, может превратиться в серную кислоту, а также наделяет воздух неприятными ароматами. Это приводит к тому, что среда в вулкане является кислой. Если в грязи высокая концентрация серы, то ее цвет будет желтоватым, а железо в соединении с др. элементами может придать грязи розовый оттенок.

Псевдовулканические формы  рельефа включают образования, связанные с деятельностью грязевого вулканизма. Грязевые вулканы образуются в молодых, интенсивно прогибающихся синклинальных зонах, там, где имеются глинистые толщи, насыщенные подземными водами. Активным началом является присутствие обильно выделяющихся газов, обычно углеводородных. Поэтому грязевой вулканизм тесно связан с газо- и нефтеносными областями и структурами, в чем заключается его важное практическое значение. В рельефе грязевые вулканы представляют собой конусовидные, пологие холмы (сопки) с несколькими кратерами, через которые происходит излияние, а иногда взрывной выброс грязи, образующей валы и потоки на склонах сопки. В бывшем СССР грязевые вулканы известны на Апшеронском, Таманском и Керченском полуостровах.

       5. Процесс образования и основные виды болотных отложений.

Болотные почвы образуются вследствие заболачивания суши или заторфовывания водоемов. Болотный процесс почвообразования характеризуется торфообразованием и огнилением минеральной части почвенного профиля. Развивается он только при условии избыточного увлажнения. Торфообразование происходит при накоплении неразложившихся или полуразложившихся растительных остатков в результате плохо выраженных процессов гумификации и минерализации растительности. Следствием торфообразования является консервация элементов зольного питания. Она заключается в том, что питательные вещества, поглощенные растениями, по причине слабой минерализации растительных остатков не переходят в доступные для других поколений растений формы. Огнилением представляет собой биохимический процесс превращения окисного железа в закисное и происходит под действием анаэробных микроорганизмов, отщепляющих от окисных форм соединений часть кислорода. Различают три вида минерального питания болот — атмосферный, атмосферно-грунтовый и аллювиально-делювиальный. В зависимости от типа питания и условий образования формируются :     1. верховые                                                                                                                                     2. низинные                                                                                                                                      3. переходные болота,                                                                                                    различающиеся как составом растительности, так и почвами.

 Верховые болота образуются из переходных болот или при непосредственном заболачивании суши атмосферными или мягкими грунтовыми водами. Располагаются верховые болота обычно на плоских, плохо дренированных элементах рельефа с бедными почвами. Содержание растворенных в воде верховых болот питательных веществ очень незначительно, поэтому в таких условиях развивается крайне нетребовательная к элементам питания растительность.

Низинные болота образуются в пониженных элементах рельефа, при заболачивании суши жесткими грунтовыми водами или заторфовывании водоемов. В таких водах достаточное количество питательных веществ, поэтому на низинных болотах хорошо развиваются злаки, осоки, зеленые мхи, из древесных пород — черная ольха, береза, ива и т. д. В связи с этим различают зелено-мховые, ольшаниковые, осоковые низинные болота и другие. В процессе развития низинные болота превращаются в другие типы болот. Происходит это потому, что верхняя часть торфа при нарастании постепенно отрывается от жестких грунтовых вод и питание растений начинает осуществляться за счет мягких атмосферных осадков. В связи с этим меняется состав растительности, и низинное болото превращается в переходное.

Переходные болота образуются из низинных или формируются, непосредственно при заболачивании суши, когда увлажнение осуществляется попеременно жесткими и мягкими водами. По составу растительности переходные болота занимают промежуточное положение между верховыми и низинными, приближаясь больше к верховым. Переходные болота, в свою очередь, при дальнейшем развитии еще больше отрываются от грунтовых вод и превращаются в верховые. Превращение водоемов в болота происходит стадийно. В начале заболачивания на дне водоема откладывается ил, который приносится с окружающих возвышенностей талыми снеговыми водами и атмосферными осадками. К этому илу примешивается ил, попадающий в воду при размывании берегов. В результате этих многолетних отложений водоем постепенно мелеет. На второй стадии водоем заселяется планктонными (взвешенными в воде) организмами, преимущественно водорослями и ракообразными. После отмирания они смешиваются с илом на дне водоемов, увеличивают общую массу отложений и еще больше способствуют их обмелению. Одновременно со второй происходит и третья стадия — берега и прибрежные пояса водоемов зарастают растительностью, прикрепляющейся к прибрежным и донным отложениям. После отмирания растения опускаются на дно, разлагаются в анаэробных условиях и образуют торф. В связи с отложением торфа происходит постепенное обмеление водоема, растительность все дальше и дальше перемещается от берега к середине, что со временем приводит к полному его зарастанию и заторфовывании. Наконец, наступает последняя, четвертая, стадия, когда водоем превращается в травяное или осоковое болото. Заторфовывание происходит тем быстрее, чем мельче водоем и чем спокойнее в нем вода. Процесс образования болот широко распространен в зоне ледниковых отложений, где много мелких озер, ручьев и рек с медленно текущей водой. Почвы низинных болот имеют нейтральную или слабокислую реакцию, содержат большое количество азота, высокозольные, с низкой влагоемкостью. Почвы верховых болот, наоборот, кислые, содержат значительно меньше азота, малозольные, но очень влагоемкие. Почвы переходных болот имеют промежуточные свойства. Торф низинных болот обладает лучшими физико-химическими свойствами: имеет высокую степень разложения, зольность его достигает 25 % и более, содержание азота — 3—4 %, реакция слабокислая. Содержание фосфора сравнительно невелико и колеблется в широких пределах — от 0,15 до 0,45%. Все торфяные почвы, бедны калием. Торф верховых болот характеризуется меньшей степенью разложения, его зольность не превышает 5%, он беден элементами питания, реакция сильнокислая. Торф всех видов болот имеет высокую емкость поглощения, но степень насыщенности основаниями у низинных торфов достигает 70—100 %, а у верховых — не превышает 15—20 %. Для торфа характерна очень высокая влагоемкость, но особенно она велика у верхового — 600—1200 %. С увеличением разложения влагоемкость торфа понижается. Болотные почвы классифицируют по двум признакам: по принадлежности к тому или иному типу болота, а в пределах одного типа — по мощности торфяного горизонта. По первому признаку выделяют болотные верховые и болотные низинные почвы, а по второму — торфяно-глеевые и торфяные почвы. Кроме того, в типе верховых болотных почв выделяют род переходные болотные почвы, которые близки по свойствам к верховым и низинным болотным почвам.

6. Жесткость воды (общая, карбонатная, некарбонатная). Агрессивность подземных вод.

Жесткость воды это совокупность свойств воды, обусловленная наличием в ней примесей катионов Са ²⁺ и Mg²⁺. Один из возможных их источников - горные породы (известняки, доломиты), которые растворяются в результате контакта с природной водой. Сумма концентраций Са ²⁺ и Mg²⁺ называется общей жесткостью воды. Она складывается из карбонатной (временной, устраняется кипячением) и некарбонатной (постоянной) жесткостью воды. Первая вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов Са и Mg [при кипячении разлагаются на СаСО ₃ и Mg(OH)₂ с выделением СО ₂], вторая - наличием сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов этих металлов. Карбонатная жесткость отвечает той части катионов Са ²⁺ и Mg²⁺, которая эквивалентна содержащимся в воде анионам НСО ₃^-, некарбонатная - анионам SO₄^2-, NO₃^- и других. Жесткость воды колеблется в широких пределах: от 0,1-0,2 ммоль экв/л в реках и озерах, расположенных в зонах тайги и тундры, до 80-100 ммоль экв/л и более в подземных водах, морях и океанах. Различают воду мягкую (общая жесткость до 2 ммоль экв/л), средней жесткости (2-10 ммоль экв/л) и жесткую (более 10 ммоль экв/л). В поверхностных водоисточниках, где преобладает, как правило, карбонатная жесткость (70-80% от общей), а магниевая жесткость обычно не превышает 30%, реже 60% от общей, наибольшее значения жесткость воды достигает в конце зимы, наименьшего - в период паводка. Так, в Волге (г. Горький) максимальная жесткость воды бывает в марте (4,3 ммоль экв/л), минимальная - в мае (0,5 ммоль экв/л). В подземных водах жесткость воды более постоянна и меньше изменяется в течение года. Повышение жесткости воды способствует усиленному образованию накипи в паровых котлах, отопительных приборах и бытовой металлической посуде, что значительно снижает интенсивность теплообмена, приводит к большому перерасходу топлива и перегреву металлических поверхностей. Жесткость воды увеличивает расход мыла при стирке, поскольку часть его образует с катионами Са ²⁺ нерастворимый осадок. Качество тканей, стираемых в жесткой воде, и тканей, при отделке которых она применяется, ухудшается вследствие осаждения на тканях кальциевых и магниевых солей высших жирных кислот мыла. В воде с высокой жесткостью плохо развариваются овощи и мясо, т. к. катионы Са ²⁺ образуют с белками пищевых продуктов нерастворимые соединения. Большая магниевая жесткость придает воде горький привкус, поэтому содержание катионов Mg²⁺ в питьевой воде не должно превышать 100 мг/л. Общая жесткость питьевой воды во избежание ухудшения ее органолептических свойств должна быть не более 7 ммоль экв/л; по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы иногда допускается увеличение общей жесткости воды до 10 ммоль экв/л. Для устранения или уменьшения жесткости воды применяют специальные методы. Например, из реагентных методов наиболее распространен известково-содовый, который позволяет устранить карбонатную и некарбонатную жесткость воды. С помощью ионообменных методов умягчают воду с преобладающей некарбонатной жесткостью воды  (Na⁺ -катионирование) или карбонатной (Н ⁺ -катионирование); комбинированием этих методов получают глубоко умягченную воду.  
Агрессивность подземных вод выражается в разрушительном воздействии растворенных в воде солей на строительные материалы, в частности, на портландцемент. Поэтому при строительстве фундаментов и различных подземных сооружений необходимо уметь оценивать степень агрессивности подземных вод и определять меры борьбы с ней. В существующих нормах, оценивающих степень агрессивности вод по отношению к бетону, кроме химического состава воды, учитывается коэффициент фильтрации пород. Одна и та же вода может быть агрессивной и неагрессивной. Это обусловлено различием в скорости движения воды — чем она выше, тем больше объемов воды войдет в контакт с поверхностью бетона и, следовательно, значительнее будет агрессивность. 
По отношению к бетону различают следующие виды агрессивности подземных вод:

• общекислотная — оценивается величиной pH, в песках вода считается агрессивной, если pH < 7, а в глинах — рН< 5;
• сульфатная — определяется по содержанию иона SO^^-; при содержании SO^2- в количестве более 200 мг/л вода становится агрессивной;
• магнезиальная — устанавливается по содержанию иона Mg²⁺;
• карбонатная — связанная с воздействием на бетоны агрессивной углекислоты, этот вид агрессивности возможен только в песчаных породах.

Агрессивность подземных вод устанавливают сопоставлением данных химических анализов воды с требованиями нормативов. После этого определяют меры борьбы с ней. Для этого используют специальные цементы, производят гидроизоляцию подземных частей зданий и сооружений, понижают уровень грунтовых вод устройством дренажей и т. д. 
Агрессивное действие подземных вод на металлы (коррозия металлов). Подземная вода с растворенными в ней солями и газами может обладать интенсивной коррозионной активностью по отношению к железу и другим металлам. Примером может служить окисление (разъедание) металлических поверхностей с образованием ржавчины под действием кислорода, растворенного в воде: 
2Fe + 0₂ = 2FeO 
4FeO + 0₂ = 2Fe₂03 Fe₂0₃ + 3H₂0 = 2Fe(OH)₃ 
Подземные воды обладают коррозионными свойствами при содержании в них также агрессивной углекислоты, минеральных и органических кислот, солей тяжелых металлов, сероводорода, хлористых и некоторых других солей. Мягкая вода (с общей жесткостью менее 3,0 мг-экв) действует значительно агрессивнее, чем жесткая. Наибольшему разъеданию могут подвергаться металлические конструкции под влиянием сильнокислых (pH < 4,5) и сильнощелочных вод (pH > 9,0). Коррозии способствует повышение температуры подземной воды, увеличение скорости ее движениями, электрические поля в грунтовых толщах. 
Оценка коррозионной активности вод по отношению к некоторым металлам производится по действующему ГОСТу. После этого, согласно СНиПа, выбирают мероприятия по предотвращению возможной коррозии.           

7.  Подземные воды. Виды подземных вод в условиях вечной мерзлоты.

Подземные воды вечной мерзлоты. Подземные  воды в районах многолетней мерзлоты (Сибирь, Крайний Север, Дальний Восток и др.) контактируют или непосредственно  содержатся в толще многолетнемерзлых  пород. Подземные воды представлены над- мерзлотными, межмерзлотными и подмерзлотными водами. 
Надмерзлотные воды подразделяют на воды сезонно-талого (деятельного) слоя и воды надмерзлотных таликов речных долин и озерных впадин. Подстилающим водоупором для них служит многолетнемерзлая толща, пустоты, трещины, поры которой постоянно заполнены льдом. Надмерзлотные воды образуют безнапорные горизонты типа верховодки и грунтовых вод. Питание они получают за счет инфильтрации осадков, таяния снежников и ледников, а также подпитывания в результате разгрузки под- мерзлотных вод. 
В первой половине зимы надмерзлотные воды деятельного слоя промерзают, и поскольку в этот период они залегают между двумя водоупорными слоями (снизу — толща многолетнемерзлых пород, сверху — горизонт сезонного промерзания), то развивают значительное давление и становятся напорными. По величине минерализации воды пресные и летом могут использоваться для водоснабжения, однако количество (запасы) их незначительно, а санитарно-техническое состояние не всегда удовлетворительно. 
Надмерзлотные воды в зоне таликов под влиянием переноса тепла реками и озерами зимой обычно не промерзают и имеют постоянный сток. Это воды пресные, очень холодные (температура 0,5—5 °С), используются для водоснабжения. 
Межмерзлотные воды содержатся внутри толщи многолетней мерзлоты как в твердой (лед), так и в жидкой фазе (зона прерывистых и сквозных таликов). Межмерзлотные воды в жидкой фазе обычно напорны. Распространены они не повсеместно и залегают в пределах таликов преимущественно в долинах рек. Постоянная циркуляция, отчасти высокая минерализация, предохраняет их от замерзания. Гидравлически межмерзлотные воды связаны как с вышезалегающими надмерзлотными, так и с ниже- залегающими подмерзлотными водами. Запасы межмерзлотных вод непостоянны и к концу зимы значительно сокращаются. 
Подмерзлотные воды циркулируют ниже многолетнемерзлотной толщи, поэтому встречаются только в жидкой фазе. Воды напорны, величина напора над кровлей нередко достигает нескольких сотен метров. По условиям циркуляции подмерзлотные воды аналогичны напорным водам в районах с умеренным климатом. Запасы подмерзлотных вод значительны. Водообильность высокая, особенно карстовых подмерзлотных вод. Минерализация вод разная (от пресных до рассолов). В районах с небольшой мощностью многолетнемерзлых пород (южные районы Восточной Сибири и Дальнего Востока) подмерзлотные воды широко эксплуатируются и имеют важнейшее значение для водоснабжения.