Интерактивті цифрлық кітап · 8-сынып · Қазақстан географиясы

Жерасты сулары:
көзге көрінбейтін байлық

Авторы: Амурзаков Рауан · ГНК-1 тобы, 3-курс

Жасанды интеллект көмегімен жасалған оқу ресурсы · «Жасанды интеллект негіздері», БӨЖ №4
Абай атындағы ҚазҰПУ, Алматы, 2026

Басқару: төмендегі батырмалар, пернетақтадағы ← → немесе экранды сырғыту.

Кіріспе

Мазмұны

Осы кітапты оқып болған соң сен:

Ажыратасың: жерасты суларының 4 түрін (топырақ суы, грунт суы, қабатаралық суы, артезиан суы) жатуы бойынша қима сызбасынан тауып, атайсың.
Түсіндіресің: жерасты суының қозғалу жылдамдығына әсер ететін 3 факторды (тау жынысының өткізгіштігі, деңгей айырмасы, жол ұзындығы) атап, Дарси заңымен қарапайым есеп шығарасың.
Ұсынасың: Қазақстандағы жерасты суларының 2 мәселесін (ластану, шамадан тыс сору) атап, әрқайсысына 1 шешім жолын дәлелмен ұсынасың.

Тексеру: 12-беттегі 10 тапсырма осы үш нәтижеге тікелей сәйкес келеді (әр тапсырманың жанында қай нәтижеге арналғаны көрсетілген).

1-тарау · Неге маңызды?

Жердегі тұщы судың үштен бірі — жер астында

Жердегі барлық судың тек шамамен 2,5%-ы тұщы. Оның басым бөлігі мұздықтарда қатып жатыр, ал адам пайдалана алатын сұйық тұщы судың ең үлкен қоры — жерасты сулары.

1-сурет. Жердегі тұщы судың бөлінуі (USGS дерегі бойынша).

Абай бол! Интернетте «тұщы судың 98%-ы жер астында» деген сөз жиі кездеседі. Бұл тек мұздықтарды есептемегенде, яғни сұйық тұщы суға қатысты. Барлық тұщы су бойынша дұрыс сан — шамамен 30%.

1-тарау · Пайда болуы

Жаңбыр тамшысынан сулы қабатқа дейін

Жауын-шашын мен қар суының бір бөлігі жер бетінен ағып кетеді, бір бөлігі буланады, ал қалғаны топыраққа сіңеді. Бұл процесс инфильтрация деп аталады. Сіңген су тау жыныстарының түйірлері арасындағы кеуектер мен жарықтар арқылы төмен түседі.

Ұғым	Мағынасы	Мысал
Су өткізгіш қабат (сулы горизонт)	Кеуегі көп, суды жақсы өткізетін және сақтайтын жыныс	Құм, қиыршық тас, жарықшақты әктас
Су өткізбейтін қабат (су тірегі)	Кеуектері өте ұсақ, суды іс жүзінде өткізбейді	Саз, тұтас гранит
Аэрация аймағы	Кеуектерде ауа да, су да бар жоғарғы бөлік	Топырақ қабаты
Қанығу аймағы	Барлық кеуек суға толы бөлік	Грунт суы деңгейінен төмен

Неге су бір жерде тоқтайды?

Себебі төмен түскен су су өткізбейтін қабатқа (мысалы, сазға) жеткенде ары қарай өте алмайды → сондықтан оның үстінде жиналып, сулы қабат түзеді → нәтижесінде біз құдық қазып, сол суды аламыз.

Ойлан: Неге құмды шөлде жаңбыр суы тез жоғалады, ал сазды жерде шалшық ұзақ тұрады?

2-тарау · Жіктелуі

Жерасты суларының түрлері

2-сурет. Жерасты суларының жатуы бойынша қимасы (сызба, масштаб сақталмаған).

Түрі	Қайда жатады	Ерекшелігі
Топырақ суы	Топырақ қабатында	Өсімдікті қоректендіреді, маусымға қарай тез өзгереді
Аспалы су	Шағын саз линзасының үстінде	Уақытша, көктемде пайда болып, жазда құриды
Грунт суы	Бірінші тұрақты су тірегінің үстінде	Қысымы жоқ, ауыл құдықтарының негізгі көзі, ластануға осал
Қабатаралық суы	Екі су өткізбейтін қабат арасында	Жоғарыдан жабылған, сондықтан таза
Артезиан суы	Қабатаралық судың қысымды түрі	Ұңғымадан өздігінен көтеріледі не атқылайды

2-тарау · Қысымды сулар

Су неге өздігінен атқылайды?

3-сурет. Артезиан бассейнінің қимасы (сызба). Су шеттегі биік қоректену аймағынан ойыстың ортасына қарай қысыммен жылжиды.

Логикалық тізбек: сулы қабат екі саз қабатының арасында иіліп жатыр → оның шеттері биікте, жер бетіне шығып, жауын суымен толады → ортасындағы су жоғарыдағы сулардың салмағынан қысымда болады → ұңғыма бұрғыланғанда су қоректену аймағының биіктігіне дейін көтеріледі; егер жер беті пьезометрлік деңгейден төмен болса, су өздігінен атқылайды.

Атауы қайдан? «Артезиан» сөзі Францияның Артуа (лат. Artesium) провинциясынан шыққан: ортағасырда сол жерде өздігінен атқылайтын құдықтар бұрғыланған.

3-тарау · Қозғалысы

Жерасты суы қалай ағады?

Жерасты суы өзен сияқты тез ақпайды: ол кеуектер арқылы баяу сүзіледі. 1856 жылы француз инженері Анри Дарси Дижон қаласын сумен қамтамасыз ету жұмысы кезінде құм толтырылған құбырмен тәжірибе жасап, су шығынының заңдылығын анықтады.

4-сурет. Дарси тәжірибесінің оңайлатылған сызбасы.

Q = K · F · ΔH / L

Q — су шығыны (м³/тәу), K — сүзілу коэффициенті (м/тәу), F — көлденең қима ауданы (м²), ΔH — деңгей айырмасы (м), L — жол ұзындығы (м). ΔH/L қатынасы гидравликалық еңіс (I) деп аталады.

Неге бұл маңызды? Себебі формула ағынды не тездететінін көрсетеді: жыныс неғұрлым өткізгіш (K үлкен) және деңгей айырмасы неғұрлым үлкен болса, су соғұрлым көп ағады; жол ұзарса — азаяды.

3-тарау · Жыныстар

Құм, қиыршық тас, саз: кім суды жақсы өткізеді?

Тау жынысы	Сүзілу коэффициенті K, м/тәу (шамамен)	Рөлі
Қиыршық тас, малта тас	100 – 1000 және одан жоғары	Өте жақсы сулы қабат
Ірі түйірлі құм	20 – 100	Жақсы сулы қабат
Ұсақ түйірлі құм	1 – 20	Орташа сулы қабат
Құмдақ, саздақ	0,01 – 1	Әлсіз өткізеді
Саз	0,001-ден аз	Су тірегі (өткізбейді)

Мәндер — оқулықтардағы типтік аралықтар; нақты жыныстың K мәні түйірдің өлшеміне, сұрыпталуына және тығыздығына қарай өзгереді [Михайлов, «Общая гидрология»].

Салыстыру

Қиыршық тас пен саздың K айырмасы жүз мыңдаған есе. Мысалы, бір метр жолды су қиыршық тастан бірнеше минут-сағатта өтсе, сазда бұл жылдарға созылуы мүмкін. Сондықтан Алматы маңындағы тау бөктерінің қиыршықты конустары (шөгінді шлейфтер) — жақсы сулы қабаттар, ал саз қабаттары оларды жоғарыдан қорғайтын «қақпақ» рөлін атқарады.

Есте сақта: «Кеуек көп» ≠ «су жақсы ағады». Саздың кеуектілігі жоғары болуы мүмкін, бірақ кеуектері өте ұсақ болғандықтан су ішінде ұсталып қалады.

4-тарау · Режимі

Жерасты суы мен өзен — бір жүйе

Жерасты суының режимі — оның деңгейінің, температурасының және химиялық құрамының уақыт бойынша өзгеруі. Грунт суының деңгейі көктемде (қар еру, жауын) көтеріліп, жаз соңында және қыста төмендейді.

5-сурет. Өзен мен грунт суының өзара байланысының екі түрі (сызба).

Неге құрғақшылықта да өзен құрғамайды? Себебі жаңбыр болмаған кезде өзенді жерасты қоректенуі ұстап тұрады: грунт суының деңгейі өзен арнасынан жоғары болғандықтан, су өзенге қарай сүзіледі (А). Ал су тасу кезінде немесе шөлді аймақта жағдай керісінше: өзен суы жағалаудағы жынысқа сіңеді (Ә).

Салыстыр: Тау өзендерінің жазғы ағыны көбіне мұздық еруімен, ал жазық өзендердің қыстағы ағыны негізінен жерасты сулары есебінен қалыптасады.

5-тарау · Қазақстан

Қазақстанның жерасты су қоры

6-сурет. Қазақстанның тұщы жерасты сулары: қор және пайдалану.

Қазақстанда жер беті суларының едәуір бөлігі көрші елдерден трансшекаралық өзендер арқылы келеді, сондықтан жерасты сулары — елдің су қауіпсіздігінің резерві. Негізгі қорлар Балқаш-Алакөл және Ертіс бассейндерінде шоғырланған.

Логикалық тізбек: бекітілген қордың тек шамамен 8%-ы пайдаланылады → бұл қор бар, бірақ оны жеткізу инфрақұрылымы (ұңғыма, құбыр) жетіспейтінін көрсетеді → сондықтан ауыз сумен қамтамасыз етудің маңызды бағыты — жаңа кен орындарын барлау және ұңғымаларды қалпына келтіру.

Мысал: Алматы қаласы ауыз суының шамамен 60%-ын жерасты суларынан, 40%-ын тау өзендерінен алады («Алматы Су» деректері, BES.media). Жерасты суы тау бөктеріндегі қиыршықты шөгінділерде жиналады (7-беттегі кестені еске түсір).

5-тарау · Мәселелер

Жерасты суына не қауіп төндіреді?

7-сурет. Ұңғымадан қарқынды сору кезінде пайда болатын депрессия шұңқыры және ластанудың тартылуы (сызба).

1. Шамадан тыс сору

Себебі: судың сорылуы табиғи қоректенуден көп → салдары: ұңғыма айналасында деңгей шұңқыр тәрізді төмендейді, таяз құдықтар құрғайды, бұлақтар тартылады → шешімі: бекітілген қор шегінде алу, деңгейді бақылау ұңғымаларымен өлшеп отыру.

2. Ластану

Себебі: тыңайтқыш, мал қора, қалдық, ағынды су → ластаушы грунт суына сіңеді → депрессия шұңқыры оны ұңғымаға қарай «тартады» → шешімі: ұңғыманы ластану көзінен алыс және ағысқа қарсы жаққа орналастыру, санитарлық қорғау аймағын сақтау.

Есте сақта: Жерасты суы баяу ағатындықтан, ол бір ластанса, тазаруы ондаған жылға созылуы мүмкін. Сондықтан алдын алу — тазартудан әлдеқайда арзан.

Практикалық жағдаят · оқу мақсатында құрастырылған

Ауылға жаңа ұңғыма қайда қазылады?

Жетісудағы шағын ауыл грунт суы бар құмды қабаттан су алады. Соңғы үш жазда ескі құдықтың суы азайып, суы лайланып жүр. Ауыл әкімдігі жаңа ұңғыма орнын таңдау керек. Екі нұсқа бар:

	А нүктесі	Ә нүктесі
Орны	Мал қорадан 40 м төмен, ағыс бағытында	Ауылдан 600 м жоғары, ағысқа қарсы
Жынысы	Ұсақ құм (K ≈ 5 м/тәу)	Ірі құм мен қиыршық (K ≈ 60 м/тәу)
Жоғарғы қабат	Жабын қабат жоқ	Үстінде 3 м саздақ бар
Құбыр қымбаттығы	Арзан (жақын)	Қымбатырақ (алыс)

Есептеп көр: сүзілу калькуляторы

Шешім қабылда

Калькулятормен А және Ә нүктелері үшін Q есепте (F = 10 м², ΔH = 2 м, L = 100 м).
Қай нүктеде ластану қаупі жоғары? 10-беттегі сызба бойынша дәлелде.
Қай нұсқаны таңдайсың және неге? Бір «себебі… → сондықтан…» тізбегін жаз.

Өзіңді тексер (мұғалімнің үлгі жауабы)

А: Q = 5·10·0,02 = 1 м³/тәу; Ә: Q = 60·10·0,02 = 12 м³/тәу. Ә нүктесі 12 есе көп су береді. А нүктесі мал қорадан ағыс бағытында және жабын қабатсыз — ластану қаупі жоғары. Сондықтан құбыр қымбат болса да Ә нұсқасы дұрыс: себебі жыныс өткізгіш және саздақ қабат қорғайды → сондықтан су мол әрі таза болады.

Бағалау · 10 тапсырма · 4 формат

Өзіңді тексер

Әр тапсырмаға жауап беріп, «Тексеру» батырмасын бас. Әрқайсысының астында түсіндірме шығады. Белгілер: ОН1–ОН3 — тапсырма қай оқу нәтижесін тексеретіні.

Қосымша

Сөздік

Инфильтрация	Судың жер бетінен топыраққа және тау жынысына сіңуі
Сулы горизонт	Суға қаныққан, суды өткізетін тау жынысы қабаты
Су тірегі	Су өткізбейтін қабат (саз, тұтас жыныс)
Сүзілу коэффициенті (K)	Жыныстың суды өткізу қабілетінің көрсеткіші, м/тәу
Пьезометрлік деңгей	Қысымды су ұңғымада көтерілетін биіктік
Депрессия шұңқыры	Сору кезінде ұңғыма маңында деңгейдің шұңқыр тәрізді төмендеуі

Жауап кілті

Дереккөздер

Михайлов В.Н., Добровольский А.Д., Добролюбов С.А. Гидрология: учебник. — М.: Высшая школа, 2007. — 463 с.
Шварцев С.Л. Общая гидрогеология: учебник. — М.: Недра, 1996. — 423 с.
U.S. Geological Survey. How well do you know groundwater? — usgs.gov
ҚР Экология, геология және табиғи ресурстар министрлігі. Су ресурстары туралы ақпарат, 2020. — gov.kz
BES.media. Алматы сумен жабдықтау көздері: 40% тау суы, 60% жерасты суы. — bes.media
Simmons C.T. Henry Darcy (1803–1858): Immortalised by his scientific legacy // Hydrogeology Journal. — 2008. — Vol. 16. — P. 1023–1038.

Авторы: Амурзаков Рауан, ГНК-1 тобы, 3-курс. Мәтін, иллюстрациялар (SVG) және тапсырмалар жасанды интеллект (Claude) көмегімен жасалып, автор тарапынан дереккөздер бойынша тексерілді.

Жерасты сулары:көзге көрінбейтін байлық