stringtranslate.com

Весна (гидрология)

В среднем за день из Биг-Спринг в Миссури вытекает около 303 миллионов галлонов США (1 150 000 м 3 ) со скоростью 469 кубических футов в секунду (13,3 м 3 /с).
Большой призматический источник , Йеллоустонский национальный парк, Вайоминг

Источник — это естественная точка выхода, в которой грунтовые воды выходят из водоносного горизонта и стекают на верхнюю часть земной коры ( педосферу ) , становясь поверхностными водами . Это компонент гидросферы , а также часть круговорота воды . Источники издавна были важны для человека как источник пресной воды , особенно в засушливых регионах, где ежегодно выпадает относительно мало осадков .

Пружины выталкиваются на поверхность под действием различных природных сил, таких как гравитация и гидростатическое давление . Источник, образующийся в результате выхода геотермально нагретых грунтовых вод, известен как горячий источник . Выход родниковой воды широко варьируется от объемного расхода , близкого к нулю, до более 14 000 литров в секунду (490 куб футов / с) для самых больших источников . [1]

Формирование

Природный источник на острове Макинак в Мичигане.

Родники образуются, когда грунтовые воды выходят на поверхность. Обычно это происходит, когда уровень грунтовых вод достигает уровня поверхности или если рельеф местности резко понижается . Источники также могут образовываться в результате карстового рельефа , водоносных горизонтов или вулканической активности . На дне океана также наблюдались источники , извергающие более теплую воду с низкой соленостью прямо в океан. [2]

Источники, образовавшиеся в результате карстового рельефа, создают карстовые источники , в которых грунтовые воды проходят через сеть трещин и трещин — отверстий от межзерновых пространств до больших пещер , которые позже появляются в источнике.

Вытеснение родника на поверхность может быть результатом замкнутого водоносного горизонта , в котором зона питания уровня родниковых вод находится на более высокой высоте, чем точка выхода. Родниковая вода, вытесняемая на поверхность возвышенными источниками, представляет собой артезианские скважины . Это возможно, даже если выход имеет форму пещеры глубиной 300 футов (91 м). В этом случае пещера используется как шланг для более высокой зоны подпитки грунтовых вод для выхода через отверстие на более низкой высоте.

Неартезианские источники могут просто течь с возвышения через землю на понижение и выходить в виде родника, используя землю как дренажную трубу. Другие источники являются результатом давления подземных источников в земле в форме вулканической или магматической активности. Результатом может быть вода повышенной температуры и давления, то есть горячие источники и гейзеры .

Восход солнца в Миддл-Спринг, Национальный заповедник дикой природы Фиш-Спрингс , Юта

Под действием грунтовых вод постоянно растворяются проницаемые коренные породы, такие как известняк и доломит , создавая обширные системы пещер. [3]

Типы

Поток

Видео с дрона о голубых источниках Аэгвийду в Эстонии

Весенний разряд, или возрождение , определяется резервуаром подпитки источника. Факторы, влияющие на пополнение, включают размер площади захвата грунтовых вод, количество осадков, размер точек захвата и размер выходного отверстия родника. Вода может просачиваться в подземную систему из многих источников, включая проницаемую землю, провалы и проточные ручьи . В некоторых случаях кажется, что целые ручьи исчезают, когда вода уходит в землю через русло ручья. Государственный парк Гранд-Галф в Миссури является примером того, как целый ручей исчезает в системе грунтовых вод. Вода выходит на расстоянии 9 миль (14 км), образуя часть стока Мамонтового источника в Арканзасе . Человеческая деятельность также может повлиять на расход воды из источника: забор грунтовых вод снижает давление воды в водоносном горизонте, уменьшая объем стока. [13]

Классификация

Фонтен де Воклюз или источник Воклюз во Франции сбрасывает около 470 миллионов галлонов США (1 800 000 м 3 ) воды в день со скоростью 727 кубических футов (21 м 3 ) в секунду.

Источники делятся на три основные категории: многолетние (источники, текущие в течение года); прерывистый (временные родники, активные после осадков или во время определенных сезонных изменений); и периодический (как в гейзерах, которые извергаются через регулярные или нерегулярные промежутки времени). [5]

Источники часто классифицируются по объему воды, которую они сбрасывают. Самые крупные источники называются «первыми» и определяются как источники, которые сбрасывают воду со скоростью не менее 2800 литров или 100 кубических футов (2,8 м 3 ) воды в секунду. В некоторых местах есть много источников первой величины, например, во Флориде , где известно как минимум 27 источников такого размера; Миссури и Арканзас Озарк , в которых находятся 10 [14] [ 13] известных объектов первой величины; и еще 11 [15] в районе Таузенд-Спрингс вдоль реки Снейк в Айдахо . Масштаб весеннего расхода следующий:

Содержание воды

Озеро Прюсс питается родниками в засушливой Змеиной долине штата Юта .

Минералы растворяются в воде по мере ее движения через подземные породы . Содержание минералов измеряется как общее количество растворенных твердых веществ (TDS). Это может придать воде привкус и даже пузырьки углекислого газа , в зависимости от геологического характера, через который она проходит. Вот почему родниковую воду часто разливают в бутылки и продают как минеральную воду , хотя этот термин часто является предметом обманчивой рекламы . Минеральная вода содержит не менее 250 частей на миллион (ppm) tds. Источники, содержащие значительное количество минералов, иногда называют « минеральными источниками ». (Между тем, источники без такого содержания минералов иногда называют «сладкими источниками».) Источники, которые содержат большое количество растворенных солей натрия , в основном карбоната натрия , называются «содовыми источниками». Многие курорты сложились вокруг минеральных источников и известны как курортные города . Утверждается, что минеральные источники обладают целебными свойствами. Говорят, что замачивание в них приводит к поглощению минералов из воды. Некоторые источники содержат уровень мышьяка , превышающий стандарт Всемирной организации здравоохранения для питьевой воды в 10 частей на миллиард . [16] Там, где такие источники питают реки, они также могут поднять уровень мышьяка в реках выше пределов ВОЗ. [16]

Вода в источниках обычно прозрачная. Однако некоторые источники могут быть окрашены минералами, растворенными в воде. Например, вода, богатая железом или дубильными веществами , будет иметь оранжевый цвет. [3]

В некоторых частях Соединенных Штатов ручей, несущий сток источника в ближайший основной ручей, можно назвать родниковым ответвлением , родниковым ручьем или протоком. Подземные воды имеют тенденцию поддерживать относительно долгосрочную среднюю температуру своего водоносного горизонта; поэтому поток из источника может быть прохладнее, чем из других источников в летний день, но оставаться незамерзшим зимой. В прохладной воде источника и его ответвлений могут обитать такие виды, как некоторые виды форели , которые в противном случае плохо приспособлены к более теплому местному климату .

Виды минеральных источников

Горячий источник природного железа в Беппу , Япония.

Использование

Ловля форели на источнике Марамек в Миссури

Источники использовались для различных нужд человека, включая питьевую воду, бытовое водоснабжение, орошение, мельницы , судоходство и производство электроэнергии . Современное использование включает развлекательные мероприятия, такие как рыбалка, плавание и плавание; терапия ; вода для скота; рыбопитомники; и поставка минеральной воды в бутылках или родниковой воды в бутылках. Источники приобрели своего рода мифическое качество, поскольку некоторые люди ошибочно полагают, что источники всегда являются здоровыми источниками питьевой воды. Они могут быть, а могут и не быть. Чтобы знать, как правильно использовать источник, будь то минеральная ванна или питьевая вода, необходимо пройти комплексный тест качества воды. Источники, которые рассматриваются как курорты, уже подвергаются такому испытанию.

Питьевая вода

Источники часто используются в качестве источников бутилированной воды. [22] При покупке бутилированной воды с маркировкой «родниковая вода» часто можно найти тест воды из этого источника на сайте компании, продающей ее.

Орошение

Источники использовались в качестве источников воды для самотекового орошения сельскохозяйственных культур. [23] Коренные жители юго- запада Америки строили родниковые ацекии , которые направляли воду на поля через каналы. Позднее этот метод использовали испанские миссионеры. [24] [25]

Священные источники

Фонтес Тамаричи , Испания.

Священный источник, или святой колодец, представляет собой небольшой водоем, выходящий из-под земли и почитаемый в каком-то религиозном контексте: христианском , и/или языческом , и/или другом. [26] [27] Предания и мифология Древней Греции были изобилуют священными и легендарными источниками, в частности, Корикийскими , Пиерийскими и Кастальскими источниками. В средневековой Европе языческие священные места часто христианизировались как святые колодцы. Термин «святой колодец» обычно используется для обозначения любого источника воды ограниченного размера (т.е. не озера или реки, а включая бассейны, природные источники и просачивания), который имеет определенное значение в местном фольклоре . Это может принимать форму конкретного имени, связанной с ним легенды , приписывания воде целебных качеств благодаря сверхъестественному присутствию ее духа-хранителя или христианского святого , или церемонии или ритуала, сосредоточенного на месте колодца. Христианские легенды часто рассказывают , как действия святого заставили течь родниковую воду – знакомая тема, особенно в агиографии кельтских святых. [ нужна цитата ]

Термальные источники

Мать-Спрингс , Пагоса-Хот-Спрингс, Колорадо

Температура геотермально нагретых грунтовых вод, вытекающих из термальных источников, превышает температуру человеческого тела, обычно в диапазоне 45–50 °C / 110–120 °F, но они могут быть и горячее. [6] Те источники, в которых вода прохладнее температуры тела, но теплее температуры воздуха, иногда называют теплыми источниками. [28]

Купание и бальнеотерапия

Горячие источники или геотермальные источники использовались для бальнеотерапии , купания и отдыха на протяжении тысячелетий. Из-за фольклора, окружающего горячие источники, и их заявленной медицинской ценности, некоторые из них стали туристическими направлениями и центрами физической реабилитации . [29] [30]

Природный источник в Пенсильвании, где стоки стекают сверху вниз через траву и камни.

Геотермальная энергия

Горячие источники использовались в качестве источника тепла на протяжении тысячелетий. В 20 веке они стали возобновляемым источником геотермальной энергии для обогрева домов и построек. [29] В городе Беппу, Япония, имеется 2217 колодцев с горячими источниками, которые обеспечивают город горячей водой. [31] Горячие источники также использовались в качестве источника устойчивой энергии для выращивания в теплицах, сельскохозяйственных культур и цветов. [32]

Терминология

Культурные представления

Источники на протяжении всей истории были представлены в культуре через искусство, мифологию и фольклор. Фонтан молодости — это мифический источник, который, как говорили, возвращал молодость любому, кто пил из него. [34] Утверждалось, что фонтан расположен в Сент-Огастине, штат Флорида , и был обнаружен Хуаном Понсе де Леоном в 1513 году, хотя он не продемонстрировал силу восстановления молодости, и большинство историков оспаривают правдивость фонтана Понсе де Леона. открытие. [35] [36]

Пифия, также известная как Оракул в Дельфах, была верховной жрицей храма Аполлона . Она произносила пророчества в безумном состоянии божественного одержимости, «вызванные парами, поднимающимися из расселины в скале». Считается, что пары исходили из источника Керна в Дельфах. [37] [38]

Греческий миф о Нарциссе описывает юношу, который влюбился в свое отражение в тихой заводи источника. Нарцисс всмотрелся в «немутный родник, серебристый от своих сверкающих вод, которого не коснулись ни пастухи, ни козы, пасущиеся на горе, ни какой-либо другой скот, которого не потревожила ни птица, ни зверь, ни ветка, упавшая с дерева». (Овидий) [39]

Американский фотограф начала 20-го века Джеймс Руэл Смит создал обширную серию фотографий, запечатлевших исторические источники Нью-Йорка до того, как они были закрыты городом после появления муниципальной системы водоснабжения. [40] Позже Смит сфотографировал источники в Европе, что привело к написанию его книги « Источники и колодцы в греческой и римской литературе, их легенды и местоположения» (1922). [41]

Японские художники XIX века Утагава Хиросигэ и Утагава Тоёкуни III в 1854 году создали серию гравюр на дереве « Два художника путешествуют по семи горячим источникам» (Sōhitsu shichitō meguri) .

Китайский город Цзинань известен как «Город источников» (китайский: 泉城) из-за 72 весенних аттракционов и многочисленных микро-источников, разбросанных по центру города. [43] [44]

На картине династии Сун изображен вид источников и гор в Цзинане работы Чжао Мэнфу (китайский: 鹊华秋色图)
Цюэ Хуа Цю Се Ту, изображающий вид на источники и горы в Цзинане, работа Чжао Мэнфу , династия Сун (китайский:鹊华秋色图)

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Источники Те Вайкоропупу" . Департамент охраны природы Новой Зеландии . Проверено 6 февраля 2022 г.
  2. ^ «Источники и круговорот воды». www.usgs.gov . Проверено 14 ноября 2021 г.
  3. ^ ab «Источники - круговорот воды, из Школы водных наук Геологической службы США». ga.water.usgs.gov . Архивировано из оригинала 9 мая 2009 года.
  4. ^ abc «Проектирование скважин и весенняя разработка». Национальный инженерный справочник . Январь 2010 г. Архивировано из оригинала 21 октября 2020 г.
  5. ^ abcd Брайан, Кирк (ноябрь 1919 г.). «Классификация пружин». Журнал геологии . 27 (7): 522–561. Бибкод : 1919JG.....27..522B. дои : 10.1086/622677. JSTOR  30058415. S2CID  129936821 . Проверено 14 ноября 2021 г.
  6. ^ abcd Поулс, диджей; Смит, Грегори Дж. (2011). Энциклопедический словарь по гидрогеологии. Эльзевир Наука. ISBN 9780080925271. Проверено 15 ноября 2021 г.
  7. ^ Уэстбрук, Чери Дж. (2017). «Голова над водой: внутренняя история программы восстановления водоносного горизонта Эдвардс, Роберт Л. Галли». Исследования Великих равнин . 27 (2): 143. doi :10.1353/gpr.2017.0022. ISSN  2334-2463. S2CID  133972692.
  8. ↑ Хорстман, Марк (18 мая 2006 г.). «Шаткие дырки». Расшифровка катализатора . Австралийская радиовещательная корпорация. Архивировано из оригинала 19 апреля 2019 года . Проверено 17 апреля 2019 г.
  9. ^ Уиттоу, Джон (1984). Словарь физической географии . Лондон: Пингвин. п. 291. ИСБН 0-14-051094-Х.
  10. ^ «Весна | вода». Британника . Архивировано из оригинала 25 июля 2020 года.
  11. ^ Синта Пинзару, Симона; Арделяну, Мирча; Брезестан, Иоана; Неквапил, Фрэн; Вентер, Моника М. (2019). «Биогеохимическая специфика прилегающих природных газированных родниковых вод Швейцарских Альп, оперативно выявленная с помощью SERS и рамановской технологии». Аналитические методы; Королевское химическое общество . 11 (6) . Проверено 15 ноября 2021 г.
  12. ^ abc "Спрингс Нью-Джерси" (PDF) .
  13. ^ ab «Данные Геологической службы США о поверхностных водах для Миссури». Waterdata.usgs.gov . Архивировано из оригинала 4 марта 2018 года . Проверено 3 июля 2011 г.
  14. ^ Виноградник и Фендер, 1982. с. 12
  15. ^ "Исследовательский проект Тысячи источников" . 9 мая 2006 г. Архивировано из оригинала 12 декабря 2012 г. - через Университет Айдахо.
  16. ^ аб Ли, Чаолиу; Канг, Шичан; Чен, Пэнфэй; Чжан, Цянгун; Ми, Джу; Гао, Шаопэн; Силланпяя, Мика (2014). «Геотермальный источник вызывает загрязнение мышьяком речных вод южного Тибетского нагорья, Китай». Экологические науки о Земле . 71 (9): 4143–4148. Бибкод : 2014EES....71.4143L. дои : 10.1007/s12665-013-2804-2. S2CID  128479153.
  17. ^ Перл, Ричард Ховард; Рингроуз, Чарльз Д.; Захаракис, Тед Г. (1982). «Оценка геотермальных ресурсов Хот-Серн-Спрингс, Колорадо». Геологическая служба Колорадо . Проверено 14 ноября 2021 г.
  18. ^ Джемичи, Бурку; Уоллес, Джон Л. «Энциклопедия внутренних вод» . Проверено 15 ноября 2021 г.
  19. ^ Закрайсек, Джон Р. (2006). Выявление систематического поведения в геотермальных источниках озера Боракс, юго-восточный Орегон. Университет Айдахо . Проверено 14 ноября 2021 г.
  20. ^ Бишофф, Мэтт К. (2018). Экскурсия по горячим источникам Калифорнии и Невады. Гилфорд, Коннектикут: Путеводители по соколам. ISBN 9781493029112. Проверено 14 ноября 2021 г.
  21. ^ Леонард, Роберт Б.; Янзер, Виктор Дж. (июль – август 1978 г.). «Естественная радиоактивность в геотермальных водах, горячих источниках Альгамбры и близлежащих районах, округ Джефферсон, штат Монтана» (PDF) . Журнал исследований Геологической службы США . 6 (4) . Проверено 14 ноября 2021 г.
  22. ^ Ройт, Элизабет (2011). Бутылкомания: большой бизнес, местные источники и битва за питьевую воду в Америке. Издательство Блумсбери. ISBN 978-1596913721. Проверено 14 ноября 2021 г.
  23. ^ Клемент, Кристофер Ом; Мозли, Майкл Э. (1991). «Ирригационная система с весенним питанием в Каррисале, Перу: пример гипотезы аграрного коллапса». Журнал полевой археологии . 18 (4): 425–443. дои : 10.1179/009346991791549059.
  24. ^ «Акевиас и речные системы» . Проверено 15 ноября 2021 г.
  25. ↑ Ромеро, Саймон (13 июля 2021 г.). «Засуха обрушилась на юго-запад, и каналы Нью-Мексико пересохли». Нью-Йорк Таймс . Проверено 15 ноября 2021 г.
  26. ^ Рэй, Селеста (2011). «Священное и политическое тело в Святых колодцах Ирландии». Международный журнал социальных наук . 62 (205/206): 271–85. дои : 10.1111/issj.12000.
  27. ^ Бирн, Гаррет (2002). «Святые Уэллс в Великобритании и Ирландии». Современный обзор . 280 (1636): 295 — через EBSCOhost .
  28. ^ Пятидесятница, Аллан; Джонс, Б.; Рено, RW (2003). «Что такое горячий источник?». Канадский журнал наук о Земле . 40 (11): 1443–1446. Бибкод : 2003CaJES..40.1443P. дои : 10.1139/e03-083 . Проверено 15 ноября 2021 г.
  29. ^ Аб ван Туберген, А (1 марта 2002 г.). «Краткая история курортного лечения». Анналы ревматических болезней . 61 (3): 273–275. дои : 10.1136/ard.61.3.273. ПМК 1754027 . ПМИД  11830439. 
  30. ^ «История геотермальной энергии в Америке». Министерство энергоэффективности и возобновляемых источников энергии США . Проверено 30 октября 2020 г. .
  31. ↑ Хольц, Майкл (9 марта 2018 г.). «Япония набирает обороты для альтернативы ядерному». Христианский научный монитор . Проверено 17 ноября 2021 г.
  32. ^ «Тематические исследования по использованию горячих источников для устойчивой энергетики» (PDF) . Правительство префектуры Оита . Проверено 17 ноября 2021 г.
  33. ^ abcd «Характеристики пружин».
  34. ↑ Соуерс, Ллойд (25 октября 2021 г.). «Вода из знаменитого питерского фонтана молодости содержала большое количество лития». Новости FOX 13 . Проверено 11 ноября 2021 г.
  35. ↑ Коннолли, Патрик (5 ноября 2020 г.). «Фонтан молодости Святого Августина может быть старейшей достопримечательностью Флориды». orlandosentinel.com . Проверено 11 ноября 2021 г.
  36. ^ Шаер, Мэтью (июнь 2013 г.). «Понсе Де Леон никогда не искал источник молодости». Смитсоновский журнал . Проверено 11 ноября 2021 г.
  37. ↑ Броуд, Уильям Дж. (19 марта 2002 г.). «Для Дельфийского оракула, дыма и видений». Нью-Йорк Таймс . Проверено 13 ноября 2021 г.
  38. ^ Хейл, Джон Р.; де Бур, Йелле Зейлинга; Чантон, Джеффри П.; Спиллер, Генри А. (август 2003 г.). «Опрос Дельфийского оракула». Научный американец . 289 (2): 66–73. Бибкод : 2003SciAm.289b..66H. doi : 10.1038/scientificamerican0803-66. JSTOR  26060404. PMID  12884540 . Проверено 13 ноября 2021 г.
  39. ^ Нельсон, Макс (апрель – май 2000 г.). «Нарцисс: миф и магия». Классический журнал . 95 (4): 363–389. JSTOR  3298150 . Проверено 13 ноября 2021 г.
  40. ^ "Коллекция фотографий источников и колодцев Джеймса Руэла Смита 1893–1902 годов - Бруклинская коллекция" . Цифровая коллекция Нью-Йоркского исторического общества . Проверено 13 ноября 2021 г.
  41. ^ Смит, Джеймс Руэл (1922). Спрингс и Уэллс в греческой и римской литературе. Нью-Йорк и Лондон: Сыновья ГП Патнэма . Проверено 13 ноября 2021 г.
  42. ^ «Сококура, из серии «Два художника путешествуют по семи горячим источникам» (Сохицу сичито мэгури)» . Музей изящных искусств Сан-Франциско . Проверено 13 ноября 2021 г.
  43. ^ «Обзор - Цзинань, город источников» . english.jinan.gov.cn . Проверено 20 июля 2022 г.
  44. ^ «Цзинань: город источников». Мир китайцев . Проверено 20 июля 2022 г.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме Спрингс .