Wiosna (hydrologia)
Źródło jest naturalnym punktem wyjścia, w którym wody gruntowe wypływają z warstwy wodonośnej i wpływają na wierzch skorupy ziemskiej ( pedosfery ) , stając się wodami powierzchniowymi . Jest składnikiem hydrosfery , a także częścią obiegu wody . Źródła od dawna są ważne dla ludzi jako źródło słodkiej wody , zwłaszcza w regionach suchych , gdzie roczne opady są stosunkowo niewielkie .
Sprężyny są wypychane na powierzchnię przez różne siły naturalne, takie jak grawitacja i ciśnienie hydrostatyczne . Źródło powstałe w wyniku pojawienia się podgrzanej geotermalnie wody gruntowej jest znane jako gorące źródło . Wydajność wody źródlanej waha się znacznie od objętościowego natężenia przepływu prawie zerowego do ponad 14 000 litrów na sekundę (490 stóp sześciennych / s) w przypadku największych źródeł.
Tworzenie
Źródła powstają, gdy woda gruntowa wypływa na powierzchnię. Zwykle dzieje się tak, gdy poziom wód gruntowych sięga powyżej poziomu powierzchni lub gdy teren gwałtownie się obniża . Źródła mogą powstawać również w wyniku ukształtowania terenu krasowego , warstw wodonośnych lub aktywności wulkanicznej . Źródła obserwowano również na dnie oceanu , wypluwając cieplejszą wodę o niskim zasoleniu bezpośrednio do oceanu.
Źródła powstałe w wyniku topografii krasowej tworzą źródła krasowe , w których woda gruntowa przemieszcza się przez sieć pęknięć i szczelin – otworów rozciągających się od przestrzeni międzykrystalicznych do dużych jaskiń , które później pojawiają się w źródle.
Wypychanie źródła na powierzchnię może być wynikiem zamkniętej warstwy wodonośnej , w której obszar zasilania zwierciadła wody źródlanej znajduje się wyżej niż ujście. Wody źródlane wypychane na powierzchnię przez podwyższone źródła to studnie artezyjskie . Jest to możliwe, nawet jeśli wylot ma postać jaskini o głębokości 300 stóp (91 m). W tym przypadku jaskinia jest używana jak wąż przez wyżej położony obszar ładowania wód gruntowych, aby wyjść przez otwór w niższej wysokości.
Źródła nieartezyjskie mogą po prostu płynąć z wyższego wzniesienia przez ziemię do niższego wzniesienia i wychodzić w postaci źródła, wykorzystując ziemię jak rurę drenażową. Jeszcze inne źródła są wynikiem ciśnienia z podziemnego źródła w ziemi, w postaci wulkanicznej lub magmy . Rezultatem może być woda o podwyższonej temperaturze i ciśnieniu, czyli gorące źródła i gejzery .
Działanie wód gruntowych nieustannie rozpuszcza przepuszczalne skały macierzyste, takie jak wapień i dolomit , tworząc rozległe systemy jaskiń.
typy
- Źródła depresyjne występują wzdłuż zagłębień, takich jak dno dolin aluwialnych , baseny lub doliny wykonane z materiałów o dużej przepuszczalności.
- Źródła kontaktowe, które występują wzdłuż zbocza wzgórza lub góry, powstają, gdy wody gruntowe są pod spodem nieprzepuszczalnej warstwy skały lub gleby zwanej aquiclude lub aquifuge
- Pęknięcie lub złącze występuje, gdy woda gruntowa płynąca wzdłuż nieprzepuszczalnej warstwy skały napotyka pęknięcie (pęknięcie) lub złącze w skale.
- Źródła rurowe występują, gdy woda gruntowa wypływa z okrągłych szczelin, takich jak te znajdujące się w jaskiniach (źródła rurowe z roztworem) lub źródła rurowe lawy znajdujące się w jaskiniach lawowych .
- Źródła artezyjskie zwykle występują w najniższym punkcie na danym obszarze. Źródło artezyjskie powstaje, gdy ciśnienie wody gruntowej staje się większe niż ciśnienie atmosferyczne. W tym przypadku woda jest wypychana prosto z ziemi.
- Chwiejne dziury to punkty wyjścia łodzi podwodnych słodkowodnych dla koralowców i pokrytych osadami, wypełnionych osadami starych kanałów rzecznych.
- Źródła krasowe powstają jako wypływy wód podziemnych , które są częścią krasowego systemu hydrologicznego.
- Źródła termalne są ogrzewane przez aktywność geotermalną; mają temperaturę wody znacznie wyższą niż średnia temperatura powietrza w okolicy. Gejzery to rodzaj gorących źródeł, w których para wodna jest wytwarzana pod ziemią przez uwięzioną przegrzaną wodę gruntową, co powoduje powtarzające się erupcje gorącej wody i pary.
- Źródła gazowane, takie jak Soda Springs Geyser , to źródła, które emitują naturalnie występującą wodę gazowaną z powodu rozpuszczonego dwutlenku węgla w wodzie. Czasami nazywane są wrzącymi źródłami lub źródłami bulgoczącymi.
Przepływ
Wyładowanie wiosenne lub odrodzenie jest określane przez basen ładowania sprężyny. Czynniki, które wpływają na zasilanie, obejmują wielkość obszaru, na którym przechwytywane są wody gruntowe, ilość opadów, wielkość punktów przechwytywania oraz wielkość ujścia źródła. Woda może przedostawać się do systemu podziemnego z wielu źródeł, w tym z przepuszczalnej ziemi, zapadlisk i cieknących strumieni . W niektórych przypadkach całe strumienie pozornie znikają, gdy woda wsiąka w ziemię przez koryto strumienia. Park stanowy Grand Gulf w stanie Missouri jest przykładem całego potoku znikającego w systemie wód gruntowych. Woda wypływa z odległości 9 mil (14 km), tworząc część wypływu z Mammoth Spring w Arkansas . Działalność człowieka może również wpływać na wypływ źródła - pobór wód gruntowych zmniejsza ciśnienie wody w warstwie wodonośnej, zmniejszając objętość przepływu.
Klasyfikacja
Źródła dzielą się na trzy ogólne klasyfikacje: wieloletnie (źródła, które płyną nieprzerwanie w ciągu roku); przerywane (tymczasowe źródła, które są aktywne po opadach deszczu lub podczas pewnych zmian sezonowych); i okresowe (jak w gejzerach, które wydzielają się i wybuchają w regularnych lub nieregularnych odstępach czasu).
Źródła są często klasyfikowane według objętości odprowadzanej wody. Największe źródła nazywane są „pierwszej wielkości”, definiowanymi jako źródła, które wypuszczają wodę z szybkością co najmniej 2800 litrów lub 100 stóp sześciennych (2,8 m 3 ) wody na sekundę. W niektórych miejscach występuje wiele źródeł pierwszej wielkości, na przykład na Florydzie , gdzie znanych jest co najmniej 27 źródeł tej wielkości; Missouri i Arkansas Ozarks , które zawierają 10 znanych pierwszej wielkości ; i 11 innych w rejonie Tysiąca Źródeł wzdłuż rzeki Snake w Idaho . Skala przepływu wiosennego jest następująca:
| Ogrom | Przepływ (ft 3 /s, gal/min, pinta/min) | Przepływ (l/s) |
|---|---|---|
| 1 wielkość | > 100 stóp 3 /s | 2800 l/s |
| 2 wielkość | 10 do 100 stóp 3 /s | 280 do 2800 l/s |
| 3. wielkość | 1 do 10 stóp 3 /s | 28 do 280 l/s |
| 4 wielkość | 100 galonów amerykańskich/min do 1 stopy 3 /s (448 galonów amerykańskich/min) | 6,3 do 28 l/s |
| 5. wielkość | 10 do 100 galonów/min | 0,63 do 6,3 l/s |
| 6 magnitudo | 1 do 10 galonów/min | 63 do 630 ml/s |
| 7. wielkość | 2 pinty do 1 galona/min | 8 do 63 ml/s |
| 8 magnitudo | Mniej niż 1 pinta/min | 8 ml/s |
| 0 wielkości | brak przepływu (miejsca przepływu przeszłego / historycznego) |
Zawartość wody
Minerały rozpuszczają się w wodzie, która przepływa przez podziemne skały . Ta zawartość minerałów jest mierzona jako całkowita zawartość rozpuszczonych substancji stałych (TDS). Może to nadać wodzie smak, a nawet dwutlenku węgla , w zależności od charakteru geologii, przez którą przechodzi. To dlatego woda źródlana jest często butelkowana i sprzedawana jako woda mineralna , chociaż termin ten jest często przedmiotem zwodniczej reklamy . . Woda mineralna zawiera nie mniej niż 250 części na milion (ppm) tds. Źródła zawierające znaczne ilości minerałów są czasami nazywane „ źródłami mineralnymi ”. (Tymczasem źródła bez takiej zawartości minerałów są czasami określane jako „słodkie źródła”.) Źródła zawierające duże ilości rozpuszczonych soli sodowych , głównie węglanu sodu , nazywane są „źródłami sodowymi”. Wiele kurortów rozwinęło się wokół źródeł mineralnych i jest znanych jako miasta uzdrowiskowe . Źródła mineralne rzekomo mają właściwości lecznicze. Mówi się, że moczenie w nich powoduje wchłanianie minerałów z wody. Niektóre źródła zawierają arsen , który przekracza 10 ppb normy Światowej Organizacji Zdrowia dla wody pitnej . Tam, gdzie takie źródła zasilają rzeki, mogą również podnieść poziom arsenu w rzekach powyżej limitów WHO.
Woda ze źródeł jest zwykle czysta. Jednak niektóre źródła mogą być zabarwione przez minerały rozpuszczone w wodzie. Na przykład woda bogata w żelazo lub garbniki będzie miała kolor pomarańczowy.
W niektórych częściach Stanów Zjednoczonych strumień niosący odpływ źródła do pobliskiego głównego strumienia można nazwać wiosenną odnogą , wiosennym potokiem lub biegiem. Wody podziemne mają tendencję do utrzymywania stosunkowo długoterminowej średniej temperatury warstwy wodonośnej; więc przepływ ze źródła może być chłodniejszy niż z innych źródeł w letni dzień, ale zimą pozostaje niezamarznięty. Chłodna woda źródła i jego gałęzi może być siedliskiem gatunków, takich jak niektóre pstrągi , które inaczej nie są przystosowane do cieplejszego lokalnego klimatu .
Rodzaje źródeł mineralnych
- Źródła siarkowe zawierają wysoki poziom rozpuszczonej siarki lub siarkowodoru w wodzie. Historycznie stosowano je w celu złagodzenia objawów zapalenia stawów i innych chorób zapalnych.
- Sprężyny boraksowe
- Sprężyny gipsowe
- Solankowe źródła
- Żelazne sprężyny (źródło chalybeate)
- Sprężyny radowe (lub źródła radioaktywne) mają wykrywalny poziom promieniowania wytwarzanego w procesie naturalnego rozpadu promieniotwórczego
Używa
Źródła były wykorzystywane do różnych potrzeb człowieka - w tym wody pitnej, zaopatrzenia w wodę do użytku domowego, nawadniania, młynów , nawigacji i wytwarzania energii elektrycznej . Nowoczesne zastosowania obejmują zajęcia rekreacyjne, takie jak wędkarstwo, pływanie i pływanie; terapia ; woda dla bydła; wylęgarnie ryb; oraz zaopatrzenie w butelkowaną wodę mineralną lub butelkowana woda źródlana. Źródła nabrały pewnego rodzaju mitycznej jakości, ponieważ niektórzy ludzie fałszywie wierzą, że źródła są zawsze zdrowymi źródłami wody pitnej. Mogą być lub nie. Aby wiedzieć, jak prawidłowo korzystać ze źródła, czy to do kąpieli mineralnych, czy do picia wody, trzeba mieć dostęp do kompleksowego badania jakości wody. Źródła zarządzane jako uzdrowiska będą już miały taki test.
Woda pitna
Źródła są często wykorzystywane jako źródła wody butelkowanej. Kupując wodę butelkowaną oznaczoną jako woda źródlana, często można znaleźć test wody dla tego źródła na stronie internetowej firmy, która ją sprzedaje.
Nawadnianie
Źródła były wykorzystywane jako źródła wody do grawitacyjnego nawadniania upraw. Rdzenni mieszkańcy południowo-zachodniej Ameryki budowali acequia zasilane wiosną , które kierowały wodę na pola kanałami. Metodę tę stosowali później hiszpańscy misjonarze.
Święte źródła
Święte źródło lub święta studnia to mały zbiornik wodny wypływający z podziemia i czczony w jakimś kontekście religijnym: chrześcijańskim i/lub pogańskim i/lub innym. Tradycja i mitologia starożytnej Grecji była pełna świętych i piętrowych źródeł — zwłaszcza źródeł koryckich , pieriańskich i kastylijskich . W średniowiecznej Europie święte miejsca pogańskie często ulegały chrystianizacji jako święte studnie. Termin „święta studnia” jest powszechnie używany w odniesieniu do dowolnego źródła wody o ograniczonej wielkości (tj. nie jeziora ani rzeki, ale obejmuje baseny i naturalne źródła i wycieki), co ma pewne znaczenie w lokalnym folklorze . Może to przybrać formę szczególnego imienia, powiązanej legendy , przypisywania wodzie właściwości leczniczych poprzez numiniczną obecność jej ducha opiekuńczego lub chrześcijańskiego świętego lub ceremonii lub rytuału skupionego na miejscu studni. legendy chrześcijańskie , jak działanie świętego spowodowało wytrysk wody ze źródła – temat znany zwłaszcza w hagiografii celtyckich świętych . [ potrzebne źródło ]
Źródła termalne
Podgrzana geotermalnie woda gruntowa, która wypływa ze źródeł termalnych, ma temperaturę wyższą niż temperatura ludzkiego ciała, zwykle w zakresie 45–50°C / 110–120°F, ale mogą być one cieplejsze. Te źródła, w których woda jest chłodniejsza niż temperatura ciała, ale cieplejsza niż temperatura powietrza, są czasami nazywane ciepłymi źródłami.
Kąpiel i balneoterapia
od tysięcy lat były wykorzystywane do balneoterapii , kąpieli i relaksu. Ze względu na folklor otaczający gorące źródła i ich rzekomą wartość medyczną, niektóre z nich stały się celami turystycznymi i lokalizacjami ośrodków rehabilitacji fizycznej .
Energia geotermalna
Gorące źródła są wykorzystywane jako źródło ciepła od tysięcy lat. W XX wieku stały się odnawialnym źródłem energii geotermalnej do ogrzewania domów i budynków. W mieście Beppu w Japonii znajduje się 2217 głowic studni z gorącymi źródłami, które zapewniają miastu ciepłą wodę. Gorące źródła były również wykorzystywane jako źródło zrównoważonej energii do upraw szklarniowych oraz uprawy zbóż i kwiatów.
Reprezentacje kulturowe
Źródła były reprezentowane w kulturze poprzez sztukę, mitologię i folklor w całej historii. Fontanna Młodości to mityczne źródło, o którym mówiono, że przywraca młodość każdemu, kto się z niego napił. Twierdzono, że fontanna znajduje się w St. Augustine na Florydzie i została odkryta przez Juana Ponce de León w 1513 r., Chociaż nie wykazała mocy przywracania młodości, a większość historyków kwestionuje prawdziwość odkrycia Ponce de León.
Pytia, znana również jako Wyrocznia w Delfach, była najwyższą kapłanką świątyni Apolla . Wygłaszała proroctwa w szaleńczym stanie boskiego opętania, które „wywołano oparami unoszącymi się z przepaści w skale”. Uważa się, że opary były emitowane ze źródła Kerna w Delfach.
Grecki mit o Narcyzie opisuje młodzieńca, który zakochał się w swoim odbiciu w nieruchomej kałuży źródła. Narcyz patrzył w „nie zabłocone źródło, srebrzyste od jego błyszczących wód, którego nie dotknęli ani pasterze, ani kozy pasące się na górze, ani żadne inne bydło, którego nie zakłócił ani ptak, ani zwierzę, ani gałąź spadająca z drzewa”. (Owidiusz)
Amerykański fotograf z początku XX wieku, James Reuel Smith, stworzył obszerną serię fotografii dokumentujących historyczne źródła Nowego Jorku, zanim zostały one zamknięte przez miasto po pojawieniu się miejskiej sieci wodociągowej. Smith później sfotografował źródła w Europie, co doprowadziło do jego książki Springs and Wells in Greek and Roman Literature, Their Legends and Locations (1922).
Dziewiętnastowieczni japońscy artyści Utagawa Hiroshige i Utagawa Toyokuni III stworzyli w 1854 roku serię drzeworytów Two Artists Tour the Seven Hot Springs (Sōhitsu shichitō meguri) .
Chińskie miasto Jinan jest znane jako „Miasto Źródeł” (chiński:泉城) ze względu na 72 wiosenne atrakcje i liczne mikrodołki rozsiane po centrum miasta.
John William Waterhouse Echo i narcyz, 1903
Lucas Cranach, Der Jungbrunnen (Źródło młodości) , 1546
Sokokura, z serii Two Artists Tour the Seven Hot Springs (Sōhitsu shichitō meguri) autorstwa Utagawy Toyokuni III i Utagawy Hiroshige , 1854
Wyrocznia Delficka, czerwonofigurowy kylix, Kodros Painter, przedstawiający Pytię z kielichem prawdopodobnie zawierającym wodę ze źródła, 440-430 pne
Kobieta pije w Carmen Spring, na West 175th Street i Amsterdam Avenue, Nowy Jork , James Reuel Smith, C. 1897-1902
.jpg)
Handscroll,_ink_and_colors_on_paper,_28.4_x_93.2_cm_National_Palace_Museum,_Taipei.jpg)
Zobacz też
- Fontanna
- Wykaz miejscowości uzdrowiskowych
- Wyciek ropy naftowej
- Namoczenie
- Osada linii wiosennej
- Zaopatrzenie wiosenne
- Rower wodny
- Dobrze
Dalsza lektura
- LaMoreaux, Philip E.; Tanner, Judy T, wyd. (2001), Źródła i woda butelkowana świata: Historia starożytna, źródło, występowanie, jakość i zastosowanie , Berlin, Heidelberg, Nowy Jork: Springer-Verlag, ISBN 3-540-61841-4
- Springs of Missouri , Vineyard and Feder, Missouri Department of Natural Resources , Division of Geology and Land Survey we współpracy z US Geological Survey i Missouri Department of Conservation, 1982
- Cohen, Stan (wydanie poprawione z 1981 r.), Springs of the Virginias: A Pictorial History , Charleston, Wirginia Zachodnia : Quarrier Press.
Linki zewnętrzne
| Krajowy | |
|---|---|
| Inny | |
