Вода України - Термальні води
Термальні води - підземні води з температурою 20°С і більше. Температура 20 ° С умовно прийнята за кордон між холодними та термальними водами. Термальні води становлять більшу частину вод підземної гідросфери.
Температура підземних вод на нижній межі земної кори може досягати 500–600°С, а зонах магматичних вогнищ, де переважають пари води, – 1000–1200°С. У артезіанських басейнах молодих геологічних плит на глибині 2000–3000 м свердловинами розкриваються води з температурою 70–100°С і більше, а районах древніх кристалічних щитів температура на глибинах 5–6 км вбирається у 60–70°С. Найбільш яскраво термальні води проявляються в районах сучасної або недавно закінченої вулканічної діяльності, в тектонічно активних гірничо-складчастих областях і в крайових прогинах та міжгірських западинах. В областях неотектонічних порушень (Альпи, Кавказ, Тянь-Шань, Памір, Гімалаї та ін.) та в рифтових зонах Рифтова зона – осьова частина серединно-океанічних хребтів. Характеризується підвищеним тепловим потоком із глибинних зон Землі, сейсмічності та вулканізмом. глибокі термальні води виходять поверхню як гарячих джерел із температурою до 90–100°С, а районах сучасного вулканізму – як гейзерів і парових струменів. Свердловини глибиною 1000–1500 м, пройдені в зоні розвантаження парових струменів, розкривають пароводяні суміші та пари з температурою до 200–300°С (Паужетське та Мутнівське родовища на Камчатці, Великі гейзери у США, Уайракей у Італії та .).
Глибина залягання термальних підземних вод залежить від кліматичної зональності та становить у районах розвитку багаторічномерзлих порід 1500–2000 м, у субтропіках – до 100 м; у зоні тропіків ці водичасто виходять поверхню. У межах кожної зони спостерігається зростання температури із глибиною. В середньому для верхньої частини земної кори температура на 1 км. глибини збільшується на 32,9°С. Однак геотермічні градієнти (значення підвищення температури з глибиною, зазвичай, на 1 км або 100 м глибини) суттєво різняться залежно від вікових, тектонічних, літологічних та гідродинамічних особливостей різних регіонів. Найменший – 6°С/км зареєстрований області стародавнього кристалічного щита у Витватерсранде (Південна Африка), максимальні відзначаються у районах сучасної вулканічної діяльності й у рифтових поясах – до 100–150°С/км. На територіях внутриплатформенных западин і передгірних прогинів вони близькі до среднепланетарному, або перевищують його, досягаючи 40–50°С/км.
Виділяють чотири типи теплового режиму термальних вод: низький (термічний градієнт до 1°С/100 м, щільність теплового потоку) Щільність теплового потоку – швидкість передачі теплової енергії через одиницю поверхні. С/100 м, 40–50 мВт/м 2 ), підвищений (2–3°С/100 м, 50–60 мВт/м 2 ), високий (більше 3°С/100м, понад 60 мВт/м 2 ) .
Хімічний, газовий склад та мінералізація термальних вод різноманітні: від прісних до солоних та розсольних хлоридних натрієвих, кальцієво-натрієвих, азотно-метанових та метанових, місцями сірководневих вод. У зоні підвищених і високих температур та тисків відбувається перекристалізація породоутворюючих мінералів і протікають активні реакції обміну між нагрітими водними розчинами та породою, що значною мірою визначає хімічний склад термальних вод. Підвищення температури з глибиною призводить до звільнення фізично пов'язаної води, збільшення фільтраційної спроможності гірських порід. З термальними водами пов'язаніпроцеси мінералоутворення, формування гідротермальних родовищ корисних копалин
Термальні води служать об'єктом видобутку та переробки з метою подальшого використання для вироблення електроенергії, опалення та гарячого водопостачання; вилучення хімічних елементів (промислові води), бальнеології Від лат. balneum - лазня, ванна, купання. (Термомінеральні води).
Для вироблення електроенергії нині геотермальні родовища використовуються переважно у районах активного вулканізму, де розкриваються перегріті термальні води із температурою понад 120–150°С. Ефективність розвитку геотермальної енергетики полягає у практичній невичерпності природного теплоносія. Геотермічні електростанції працюють в Італії, США, Японії, Ісландії, Мексиці, Новій Зеландії. В Україні перша геотермальна електростанція на Паужетському родовищі (Камчатка) дала електричний струм у 1967 р., у 1999 р. запущена Верхньо-Мутнівська ГеоЕС, у 2002 р. – Мутновська ГеоЕС-1.
Для опалення та гарячого водопостачання житлових та виробничих будівель (в т.ч. теплиць та оранжерей) використовують гарячі та гарячі термальні води з температурою 50–100°С. Для опалення тепличних господарств використовується теплоносій із ще меншою температурою – 20–60°С. Крім того, термальні води використовуються для інших технічних потреб (ферментація чаю, сушіння, пропарювання деревини, миття вовни), в плавальних басейнах, для риборозведення та ін. на Північному Кавказі, у Прикаспії, Криму. Низько- та середньотемпературні термальні води для цілей опалення широко застосовуються в Ісландії, Угорщині, а також у Франції, в основному в межах Паризького та Аквітанськогоартезіанські басейни в районі Ельзасу.
На етапі геотермальна енергетика розвивається у бік використання низькопотенційних (30–70°С) термальних вод як акумуляторів енергії.
Високі вмісту в термальних водах безлічі розчинених мікроелементів дозволяють здійснювати їхній промисловий видобуток. Як правило, термальні води становлять інтерес з погляду вилучення йоду, брому, бору, літію, цезію, рубідії та ін – у цьому випадку вони розглядаються як промислові води.
Лікувальний ефект термомінеральних вод обумовлюється їх газовим та хімічним складом. До бальнеологічних сполук та елементів відносяться вуглекислий газ, радон, сірководень; Чималу бальнеологічну роль можуть грати розчинені бром, йод, бор, фтор, миш'як, кремній та їх сполуки. На основі родовищ термальних вод функціонують багато великих курортів, що мають світове значення. До них відносяться Кавказькі Мінеральні Води (Залізноводськ, Єсентуки, П'ятигорськ), Цхалтубо, Сочі-Мацеста, Боржомі (Грузія), Віші (Франція), Вісбаден та Наухайм (ФРН), Карлові-Варі (Чехія) та ін.
Класифікація термальних вод за температурою залежить від напряму їх практичного застосування.
За універсальною 9-бальною шкалою температур підземних вод виділяються термальні теплі води (20-37 ° С) - 4 бали, гарячі (37-50 ° С) - 5 балів і дуже гарячі (50-100 ° С) - 6 балів, помірно перегріті (100-200 ° С) - 7 балів і дуже перегріті (200-375 ° С) - 8 балів. Вище температури 375 ° С (9 балів) виключно перегріті підземні води розглядаються як флюїди з істотно відмінними від звичайних рідин властивостями.
Для теплоенергетичного використання виділяються низькопотенційні води із температурою до 70°С, середньопотенційні – від 70 до 100°Сі високопотенційні – понад 100°С (у т.ч. слабоперегріті – 100–150°С, значно перегріті – 150–250°С і перегріті – 250–375°С).
У бальнеології термальні води поділяються на теплі (субтермальні) – 20–35°С, термальні (гарячі) – 35–42°С та дуже гарячі (гіпертермальні) – понад 42°С.