Пальмер жіктемесі 1 страница

Булану

Ылғалды бу ауада пайда болады. Судың жоғары қабаттағы булануы нәтижесінде ауада бу пайда болады, сондай-ақ жердің беткі қабатында, қарда және мұзда, өсімдікте.Булану бір жыл бойы жалғасады.Сыртқы қабатының булануымен қатар топырақтың ішінде және топырақтың астыңғы қабатында булану процесі жүреді. В.А. Конданың түсінігі бойынша, булану өте баяу өтеді,30-40м тереңдікте бақыланады. Жалпы ылғалдың мөлшері үлкен салмақта буланады, басқаша айтқанда транспирация құрайды, яғни бұл ылғалдың сіңіру және тасу процесі,тамырлы жүйелер мен өсімдіктің қабаты топырақта буланады.

Бұл жерде ылғал өсімдіктерге түсетін жауын-шашынмен бірге буланады. Транспирация немесе өсімдіктің булануы үстіңгі қабатында өтеді, әдетте булану мөлшері тақыр топырақта асып түседі.Бақылаулар кезінде жүгерінің бір түйірі вегетациялық уақыт аралығында мынандай көрсеткіштерге жетеді: Солтүстік Америка 100-180 кг су, Тбилиси 75 кг және Ленинград облысы 20 кг су өткізеді. Клевер бақшасы 4500 кг/га өнім беретін транспирациялық суды талап етеді,1395 м ³ немесе 139,5 мм жауын-шашын, ал бүктік орманда 2138 м ³ немесе 213,8 мм жауын-шашынды қажет етеді. Булану кезінде ауаның температурасы түседі және жылу жоғалады. Температураның булану жоғарғы қабатында, яғни буға кететін су мөлшері 1 г болып табылады, 687-0,708 t кал. Сондықтан 1 г мұздың булануына температурасы 0⁰ болатын 687 кал кетеді.

Солтүстік Африканың кейбір аудандарында булануға құрғақ ауа (Сирокка) көп үлесін қосады,ол шөлден Жерорта теңізіне дейін соғатын жел. Ол өсімдіктерге, жануарларға, адамдарға өлім-жітім әкеледі,интенсивті булануға шыдамсыз. Булануды және буланбалыны айыра білу қажет. Булану деп жердің беткі қабатындағы фактілік үлкен булануды айтады. Булану судың жоғарғы қабатының қасиеті,белгілі бір уақыт бірлігіндегі судың мөлшері. Судың булану мөлшерін (q) мына тәуелділікпен анықтауға болады:

Мұндағы:

К – тепе-теңдік коэфициенті

S – жоғарғы булану қабаты

Е – бу тығыздығы,булану қабатының температурасында ауаны толтыру (мм)

е – бу тығыздығы, орналасады

Н – ауа қысымы (мм)

Булану қасиеті булануға қарағанда әрқашанда көбірек. Булану температура жоғарылағанда және су буымен ауаны толтыру жетіспеген жағдайда орын алады. Булану әдетте жердің сақтаушы экраны, күндіз күн сәулесінің қызуынан,ал түнде мүлде суытуынан қорғап тұрады.

Әр түрлі ландшафты зоналардың булануы және буланғыштығы(А.А.Борисов)

2-кесте 2.

Ландшафты зона	Буланғыштығы мм/жыл	Булануы мм/жыл
Тундра	200-300	70-120
Аралас орман	400-850	250-430
Дала	600-1100	240-550
Шөлейт	900-1000	180-200
Шөл	1500-2000	50-100
Субтропик	800-1300	300-750

Булану қасиеті Өзбекстанда жылына 1350 мм (Ферғана), Широбадта 2539 мм -ге өзгереді, Орталық Қазақстанда булану қасиеті 1300 мм -ге дейін жетеді.Мұрғабай оазисінде (Түркіменстан)жылына 2230 мм,ал Бомбей (Үндістан) ауданында 3750 мм аумақта булану қасиеті жүреді. Африкада (Хартунның cолтүстік-батысы) ең жоғарғы булану қасиеті жылына 4019 мм және Сауд Аравиясында 3100 мм көлемде байқалады. Әлемнің барлық жоғарғы қабатындағы зерттеулер нәтижесінде,жыл сайын атмосфераға 511 мың км ³ су буланады,солардың ішінде мұхит пен теңізден 449 мың км ³ буланады, ал құрлықтан 62 мың км ³. Көптеген мемлекеттерде судың жоғалуына байланысты күрес шаралары қолданылады.

КСРО кезінде жердің жоғарғы қабатының булануын анықтау үшін В.П.Попов құрылғысы қолданылған. Оның құрал-жүйесі цилиндрдің үш түрін пайдаланады: әр түрі ішкі және сыртқы цилиндрдан құралады,қалыңдығы 1 мм қаңылтырдан жасалған.Барлық ішкі цилиндрлердің түбі тор көзді, оның диаметрі 0,25-1 мм. Сыртқы екі цилиндрдің түбі де тор көзді болып келеді,ал үшіншісі тесіксіз, суды өткізбеу үшін толық жабылған. Цилиндрдің екі түрі түбі тесікті болатын лизиметр деген атқа ие, үшінші түрі су жинайтын ыдыс кесе эвапарометр деп аталады. Сол құралдың жиынтығына кіретін цилиндрлардың ауданы 500 см ²-ге,биіктігі 27,5 см -ге тең. Булану мөлшері келесі тәсілдермен анықталады.Ағаштан жасалған арнайы ыдыстың (струг) көмегімен қалың біртекті ыдыс (монолит) кеседі. Ол үшін ағаштан жасалған арнайы ыдыс төменгі жағындағы өткір сақинаны топыраққа орналастырады,сосын ақырындап сақинаның жанындағы топырақты пышақпен кесіп алып, ағаштан жасалған ыдыстағы дөңгелек ұстағышты басады, сөйтіп ағаштан жасалған ыдыс ішіндегі темірлі цилиндр ақырындап топыраққа тола бастайды.Бұларды орындап болған соң ішінен жұқа ағашты лақтырып тастап,жайлап ішкі цилиндрді шығарады.Ағаштан жасалған арнайы ыдыстағы ішкі цилиндрдегі топырақты ақырын оның қалпын құртпау үшін, буландырғыштың ішкі цилиндрына итереді,құлақтары осы цилиндрде орналасқан оларға тұтқаның ілгіштері кіргізіледі,соның көмегімен ішкі цилиндрді сыртқы цилиндрге жібереді.Осының арқасында алдын ала түбі түзу цилиндрге су жинағыш кесені орналастырады. Онда жиналған суды ағызу үшін арнайы тесік орналасқан,осылай жиналған цилиндрларды лапоктың деңгейіне дейін жерге көмеді,сыртқы цилиндр қабырғасына жабысып тұрады, осындай күйде оларды бірнеше тәулікке тастап кетеді.Дегенмен көмілген цилиндрлар жердің деңгейінен 5 мм -ге дейін көтеріледі,күнделікті сағат 19-да ішкі цилиндрларды шығарып өлшейді. Су кесеге толғанда қалдықтардың мөлшерін есептеу үшін оны жаңбырды өлшейтін стақанға құяды. Зерттеу уақытында түскен буландырғыштың жанына жаңбыр өлшейтінді орнатады. Поповтың құралымен төмендегі жағдайларды анықтайды:

1) бір тәулікте толатын судың мөлшері

2) судың булану мөлшері

3) топырақта қалған судың мөлшері.

Цилиндрді өлшеу нәтижесінде топырақта аз болуын немесе көп болуын анықтайды,оларды мм -ге аударады,50 г су 1 мм сулы қабатты құрайды.Судың булану мөлшерін (е) мм -де және мынау формула арқылы есептейді:

Мұндағы:

k – ішкі цилиндрдің бір тәуліктегі салмағы, г

w – бір тәулікте түскен жауын-шашын қалдығының мөлшері, мм

d – су жинағыш кеседегі су мөлшері, мм

Судың жоғарғы қабатындағы булануды анықтау үшін гидрологиялық институттың буландырғыш жүйесін қолданады.Жоғарғы қабаттың буландыру құралының ауданы 3000 см ²-ге жетеді. Буландырғыштың негізгі бөлігінің биіктігі 68,5 см болады.Цилиндр мықты болу үшін: ішінен үш темір сақинамен бекітіледі. Цилиндрдің ортасында вертикальді жез түтік орналасқан, жоғарғы жағында ине бекітілген. Жоғары кесілген бак пен жез түтіктің арақашықтығы 10 см,иненің ұшына дейін 7,5 см. Сыртқы қабатының булануын байқау үшін буландырғышты плотқа (бірнеше қатардан құралған ағаштар) орналастырады. Сол плотта,буландырғыштың жанында, қалдықтардың мөлшерін есептеу үшін жанына байқау уақытында жауған жаңбырды өлшейтін құралды орнатады. Буландырғыш бакқа, иненің ұшына дейін су толтырады. Күніне екі рет сағат 7- де және 19-да,арнайы құралдың және өлшейтін түтіктің көмегімен судың қалыңдық қабатының 0,05 мм болатынын нақты анықтауға болады.

Буланудың толығырақ сипаттамасын гидрологиялық институтта, метеорологиялық басқармадан алуға болады. Табиғат шарттарына байланысты (ауа температурасына, жер бедеріне, өсімдікке және т.б) булану әрдайым өзгерісте болатын процесс. Осыған байланысты булану мөлшерін (U_бу) қалдықтың мөлшері (О_с) мен төгілімнің көлемі арқылы сипаттайды (С):

U_бу=O_C-C

Бірақ мына шартты білу қажет: ылғал аз аудандарда буланудың есептемелері қате мәлімет беру мүмкін.Бұл жағдайда дұрыс және керекті есептемелер жүргізу керек,бассейін орналасқан жердегі географиялық және климаттық жағдайларды байқау қажет.

Бақылау сұрақтары

1. Табиғаттағы су айналымы қалай жүреді?

2. Ауа ылғалдылығы дегеніміз не?

3. Ауа ылғалдылығын қандай аспаптармен анықтайды?

4. Ағын модулі мен ағын коэффициенті туралы түсіндіріңіз.

5. Лизиметр дегеніміз қандай аспап?

6. Судың булану мөлшерін қалай анықтаймыз?

2-БӨЛІМ. ЖЕР ҚҰРЫЛЫСЫ ТУРАЛЫ ЖАЛПЫ МӘЛІМЕТ

Жердің ішкі құрылысын тану адамзатты ертеден-ақ қызықтырып келген. Сондықтан да ерте заманнан қазіргі күнге дейін көптеген ғалымдардың зерттеу нысанына айналды. Жердің құрылысын зерттеуде жинақталған білімдердің ғылыми және практикалық маңызы бар.

Жер шары ішкі және сыртқы геосфераларға бөлінеді. Жердің ішкі құрылымы литосферадан және концентрлі болып келетін ядродан, мантиядан тұрады. Сыртқы геосфераларына атмосфера, биосфера, және гидросфера жатады.

Атмосфера бізді қоршаған ауа қабығы болып табылады. Жер бетінен биіктеген сайын тығыздығының өзгеруін ескере отырып, оны мынадай қабаттарға бөлуге болады: тропосфера, стратосфера, ионосфера.

Тропосфера – атмосфераның төменгі қабаты, оның қалыңдығы орташа шамамен 10-12 км. Тропосферада барлық газ массаларының 9/10 бөлігі және барлық су буы орналасқан. Биіктіктің жоғарылауына байланысты температура күрт төмендейді. 10-12 км биіктікте температураның орта шамасы – 55⁰С-ге тең. Бұл қабатта бұлттардың қалыптасуы жүреді.

Стратосфера – биіктігі 80-90 км -ге жететін тропосферадан кейінгі қабат. Озонның болуына байланысты стратосферада биіктігі 30-55 км -ге дейінгі қабатта температура 50⁰С-ге дейін көтеріледі. 30-90 км биіктікте температура қайтадан – 60-90⁰С-ге дейін төмендейді.

Ионосфера – ең жоғарғы қабат және жер бетінен 1000-2000 км биіктікте. Жердің жасанды серіктерінде орнатылған аспаптар атмосфераның жоғарғы қабаттарының тығыздығы 5-10 есе жоғары екенін көрсеткен. Ионосфера қабатының 225 км биіктігінде температураның көтерілгені спутниктармен байқалады.

Биосфера – жер шарының бүкіл тіршілік атаулы мекендейтін қабаты, яғни адамдар мен жан-жануарлар, өсімдіктер тіршілік ететін қабат.

Гидросфера жердің сулы қабаты болып табылады. Оған теңіздер мен мұхиттардың, өзен-көлдердің барлық табиғи сулары, сонымен қатар Арктика мен Антарктиданың құрлықтық мұздары кіреді. Гидросфера сулары мен жерасты сулары тығыз байланысты.

Басқа геосфераға қарағанда, гидросфера жердің тұтас қабығын құрамайды. Ол жер бетінің 70,8 пайызын құрайды. Гидросфераның орташа тереңдігі 3,75 км, ал ең терең жері 11,5 мыңға дейін жетеді (Мариан шұңғымасы).

Литосфера – жердің қатты қабаты немесе жер қыртысы деген атауға ие.

Жердің қатты бөлігі әр түрлі әдістермен 15-20 км тереңдікке дейін зерттелген. Ал бұрғылау ұңғымалары көмегімен 9 км тереңдікке дейінгі қабат зерттелген.

Жер қыртысының үшінші бөлігі литосфераның қыртыстарына келеді, ол материктерді құрайды. Материктің ең биік нүктесі – Гималайдағы Эверест шыңы, оның биіктігі 8848 метрге жетеді.

Литосфера әр түрлі тау жыныстары мен минералдардан, яғни құрамы және физикалық қасиеттерімен ерекшеленетін сомтума химиялық элементтерден тұрады.

16 км тереңдікке дейінгі литосфераның химиялық құрамы келесі элементтердің болуымен сипатталады (А.П.Виноградов, масса бойынша %):

Оттегі 46,8	Натрий 2,6
Кремний 27,3	Калий 2,6
Алюминий 8,7	Титан 0,6
Темір 5,1	Сутегі 0,15
Кальций 3,6	Фосфор 0,08
Магний 2,1	Көміртегі 0,1

Қалған көптеген химиялық элементтер қосындысы жер қыртысы құрамының 0,5% шамасында құрайды.

Жер құрылысының ішкі жүйесі. Терең ұңғымалардағы, шахталардағы және туннельдердегі бақылаулар жер қабатына тереңдеген сайын температура әр 33 м -де 1⁰С-ге көтерілетінін көрсетеді. Жер тереңдігі арақашықтығының тұрақты температура белдемінен 1⁰С-ге көтерілуін геометриялық саты деп атайды. Геометриялық саты жер шарының әр түрлі жеріне байланысты орташа мәнінен ауытқып, кей аудандарда 100 м және одан жоғарыға дейін жетеді.

Атмосфера, гидросфера және литосфера арасында үнемі өзара әрекет жүреді, соның нәтижесінде жер қыртысының сыртқы қабығының құрамында және құрылымында өзгерістер болып отырады.

Литосфераның шөгінді жыныстар қабатынан кейін оның астында гранитті-базальтты қабат түзеді. Ең үлкен тереңдік гранитті қабат 50 км -ге дейін қазіргі тау жыныстарында кездеседі. Мұхиттың ойпаттарында бұл қабат кей жерлерде мүлдем болмайды немесе аз тереңдікке ие. Граниттік қабаттың тығыздығы 2,6-2,7 г/см ³-ге тең болып келеді және гранит құрамды жыныстардан құралған.

7-сурет. Жер қыртысының сұлбалық құрылымы:

1 – континенттік жер қыртысының шөгінді жыныстары; 2 – граниттер; 3- базальттар; 4 – мантия жыныстар; 5 – мұхит түбіндегі шөгінді және жанартаулық жыныстар; 6 – мұхит сулары; 7 – жанартау (вулкан); 8 – Мохоровичич деңгейі

Базальтты қабат гранитті қабаттан кейін орналасқан. Оның қалыңдығы 30 км -ге дейін жетеді. Ол негізінен кремний қышқылы аз жыныстардан құралғандықтан, базальтты қабаттың тығыздығы 2,8-2,9 г/см ³.

Гранитті және базальтты қабаттарды кремний мен алюминийдің болуына байланысты сиаль деп аталатын геосфераға кіргізеді.

Сиалды қабатпен қосқанда литосфераның жалпы тереңдігі орта есеппен 50-70 км -ді құрайды.

Литосфераның астында базальтты қабатқа қарағанда негізгі жыныстардан тұратын перидотитті қабат орналасқан. Бұл геосфераның тығыздығы жоғары бөлігінде 3,2-3,4 г/см ³, ал төменгі бөлігінде 4,0-4,5 г/см ³-ге тең болып келеді.

8-сурет. Жер шарының ішкі құрылысы:

А – Жер қыртысы; В,С – жоғарғы мантия (В – Гутенберг қабаты); С – Голицын қабаты; D` - төменгі мантия; D´ - Жер мантиясынан оның өзегіне өтетін өтпелі қабат; Е – өзектің сыртқы қабақшасы; F – өтпелі қабат; G – Жердің ішкі өзегі. Қабаттардың жату тереңдігі сандармен берілген (км).

Перидотитті қабат 1900 км тереңдікке дейін таралған. Оның төменгі жағында 2900 км тереңдікке дейін аралық қабат орналасқан. Оның тығыздығы 5,3-6, 5 г/см ³. Академик А.Е.Ферсман бұл зонаны темір мен никель тәрізді таза металдардан тұратын рудалық геосфера деп атаған.

Жердің ішкі бөлігі немесе орталық ядро 2900 км тереңдіктен басталып, жердің ортасына, яғни 6370 км тереңдікке дейін жетеді. Осылай, орталық ядролық радиусы 3470 км, ал оның тығыздығы 9,0-10,0 г/см ³ және дәл ортасында 11,0 г/см ³ болады. Жердің ядросы силикат құрамды болып келеді және оның құрамында темір аз деп саналады. Ядроның тығыздығы жоғары болғандықтан, ондағы заттар да жоғарғы қысымды болып, металдардың тығыздығына сай келеді деп саналады. Қазіргі көзқарас бойынша, жердің ортаңғы ядросының жоғарғы бөлігіндегі температура 2,0-2,5 мың градустан аспайды.

Бақылау сұрақтары

1. Жердің ішкі құрылымы қандай қабаттардан тұрады

2. Сыртқы геосфераларды атаңыз.

3. Атмосфера қандай қабаттарға бөлінеді?

4. Гидросфера жайлы анықтама беріңіз.

5. Литосфера қабаты неден тұрады?

3-БӨЛІМ. ТАУ ЖЫНЫСТАРЫ

3.1.Тау жынысын түзетін минералдар

Жер қыртысының сыртқы қабығы немесе литосфера әр түрлі жыныстардан тұрады, олар өз кезегінде минералдарды құрайды.

Минералдар – жер қыртысында өтетін әр түрлі физикалық және химиялық қосылыстардың нәтижесінде түзілетін біртекті құрамды табиғи денелер. Минералдың құрамын, қасиетін, түзілуін және халық шаруашылығында қолданылуын зерттейтін ғылымды минералогия деп атаймыз.

Барлық минералдарды жыныс түзуші және сирек кездесетін минералдарға бөлеміз. Қазіргі уақытта 2000-нан астам минерал түрі белгілі. Тек жол құрылысының өзінде 20-25 минерал қолданылады.

Көптеген минералдар дұрыс кристалдық құрылымға ие, бұлар кристалды деп аталады. Кристалдық денелердің атомдары кеңістікте тор түрінде орналасады. Кей жағдайларда кристалдық құрылымдар айқын көрсетіліп, минералдар көпқырлы пішінді болып келсе, кейде кристалдар жазықтығын немесе бұрыштарды ғана көруге болады.

Минералдардың бөлшектері ешбір ретсіз орналасып, қалыпты сыртқы құрылымы болмаған жағдайда оларды кристалды емес немесе аморфты деп атайды. Мысалы, каолинит, кремень және т.б. Бірақ шын мәнінде кристалды емес минералдар табиғатта өте аз. Рентгенографиялық әдіс көмегімен каолинит және басқа да аморфты минералдар құрамындағы атомдар да бір-бірімен кристалдық тор ұстанымы бойынша байланысқанын көруге болады.

Минералдарды олардың химиялық құрамы бойынша талдау қабылданған. Минералдарды жіктеудің ең тиімді және кең тараған түрі С.Д.Четвериковтың ұсынысы, ол төмендегідей 10 топты көрсеткен:

І топ– силикаттар	VI топ – сульфаттар
ІІ топ – карбонаттар	VII топ – галлоидтар
ІІІ топ – қышқыл	VIII топ – фосфаттар
IV топ – гидроқышқылдар	IX топ – вольфрамиттер
V топ - сульфидтер	X топ – саф күйіндегі элементтер

Силикаттар барлық белгілі минералдардың үштен бір бөлігін құрайтын ең үлкен топ болып саналады. Олар жер қыртысының 85%-ын құрайды және мұндай тау жыныстары жол құрылысында жиі қолданылады.

Минералдарды түріне қарай бөлу олардың физикалық қасиеттері бойынша жүзеге асады. Оның негізгісіне, түсі, қаттылығы, қабаттылығы, жылтырлығы, сыну сипаттамасы және т.б. жатады.

Тау жыныстар түзуші минералдардың сипаттамасы

Көптеген минералдардың ішіндегі жер қыртысының жоғарғы бөлігінде жыныс түзуші минералдар кең таралған: кварц, дала шпаты, мүйіз алдамшасы, слюдалар, оливин, тальк, хлорид әктасты шпат, доломит, гипс, жылантас, апатит, коалинит және т.б. Жылантас – 16,8%, кварц – 12,6%, слюда – 3,6%, әктасты шпат – 1,5%, каолинит – 1,1%. Қалған минералдар – 6,5 %.

Минералдардың шөгу процесі қарқынды жүретін жер қабығының жоғарғы бөлігінде кварц, каолинит, лимонит және тағы басқа минералдардың құрамы көбейіп келеді.

Дала шпаттары. Дала шпаттары тобына химиялық құрамы мен физикалық қасиеті бойынша тектес кристалды минералдар (силикаттар) кіреді. Дала шпаттары екі негізгі түрге бөлінеді: ортаклаз және плагиоклаз.

Ортоклаздар алюмокремний қышқылдарының калийлі тұзы болып табылады.Олар қызғылтым, қызыл сары немесе сұр түске, кейде ақ түске ие болады, тығыздығы 2,5-2,6 г/см ³. Сынғанда тік бұрышты қиылысқын екі бағытты жазыққа бөлінеді. Ортоклаз граниттер, гнейстер, сиениттер және т.б. жыныстар құрамында көп мөлшерде болады.

Плагиоклаздар химиялық құрамы жағынан натрий мен кальцийдің әр түрлі қатынасы бар алюмокремнийлі қышқылдың натрийлі-кальцийлі тұзы болып саналады.

Түсі – қарасұр немесе жасылдау сұр, тығыздығы 2,60-2,65 г/см ³. Плагиоклаздар диорит, габбро, диабаздар және т.б. жыныстардың негізгі құрамдас бөлігі болып табылады. Әдемі көгілдір-күлгін түсі бар плагиоклаз лабрадор деп аталады.

Мүйіз алдамшасы және авгит. Бұл минералдар құрамында темір, кальций, магний бар күрделі силикаттар (кремний қышқылының тұзы) болып табылады. Моос шкаласы бойынша қаттылығы 5,6, тығыздығы 2,9-3,5 г/см ³, түсі қара жасылдан, қараға дейін.

Мүйіз алдамшасы гранит, сиенит, диорит және тағы басқа бірқатар тау жыныстарының негізгі құрамдас бөлігі болып келеді. Авгит габбро, диабаз, базальт және тағы басқа тау жыныстарының құрамына кіреді. Бұл минералдардың физикалық қасиеті ұқсас болғандықтан, мүйіз алдамшасын авгиттен микроскоп көмегімен ажыратады.

Слюдалар. Бұлардың екі негізгі түрі бар: биотит немесе қара слюда және мусковит немесе ақ слюда. Бұл екеуі де құрамына темір, магний және калий кіретін алюмосиликаттар болып келеді. Қаттылығы 2-3, жылтырлығы шыныдай немесе седепті, тығыздығы 2,7-3,1 г/см ³.

Слюдалар, гранит, сиенит, слюдалы тақтатастар және басқа да көптеген тау жыныстардың құрамына кіретін өте кең таралған минерал болып саналады.

Дата добавления: 2015-08-31