Артезианские бассейны их использование

Артезианская вода – правда и мифы

Скважина скважине рознь

Скважины бывают разными. Бурение на глубину более 30 метров – это уже скважина, но еще не артезианская. Согласно научному определению, артезианскими могут называться только те скважины, глубина которых составляет не менее 100 метров, в некоторых районах бурение выполняется на глубине до 250-300 метров. Причем важна не сама глубина, а структура земной коры – артезианский слой должен лежать между двумя пластами известняка, который служит качественным естественным фильтром. Поэтому при заказе скважины на участок, нужно быть внимательным – с клиента могут взять как за артезианскую, а пробурить обычную «на песок», которая питается грунтовыми водами со всеми органическими дополнениями.

Согласно научному определению, артезианскими могут называться только те скважины, глубина которых составляет не менее 100 метров

Главное преимущество артезианских скважин – в их глубине. Они проходят через несколько слоев породы и водоносных горизонтов, достигая самого глубокого, вода в котором абсолютно свободна от органических примесей, микроорганизмов и возбудителей различных заболеваний. Этим артезианские скважины выгодно отличаются от колодцев на грунтовой воде.

Артезианские скважины никогда не подвергаются сезонной засухе, в отличие от колодцев или скважин на грунтовой воде. В воду не просачиваются нитраты и другая химия, которой злоупотребляет человечество. Им характерен большой дебит воды, которого хватает на несколько больших домов.

Сравнение артезианских и грунтовых вод по характеристикам, удобству обустройства и эксплуатации поможет принять верное решение, при выборе источника воды для усадьбы.

Стоимость бурения

Кто-то может не брать этот фактор к вниманию, но скидывать его с весов нельзя. Гадать не стоит – бурение артезианской скважины дело очень затратное, требующее профессиональной команды из нескольких человек и надежной технической базы. За настоящую артезианскую воду у себя в доме придется раскошелиться. Поэтому скважины обустраиваются значительно реже колодцев, иногда на несколько домовладений.

Свое название артезианские скважины получили благодаря местности Артуа, Франция, жители которой впервые смогли выкопать очень глубокий колодец с невероятно чистой водой. Возраст такого важного открытия очень солиден – ему пошло 9 столетие

Происхождение грунтовых и артезианских вод

Артезианские воды – это аристократия с длинной родословной. Они залегают в доисторических пластах. Большая часть такой воды очень древняя, по ее составу, как по карте, можно читать процесс формирования недр нашей планеты.

Грунтовые воды – это рядовой ресурс, который человечество активно перерасходует. Они залегают неглубоко. В зависимости от классификации – это второй или третий уровень водоносных горизонтов. Они активно участвуют в кругообороте воды в природе, поэтому подвержены сезонным колебаниям уровня, особенно в засушливые периоды. В грунтовые воды просачивается дождевая влага, частично фильтруясь через горные породы, и частично принося растворенные вредные вещества и соединения. Вокруг производственных объектов наблюдается постепенное расширение ареала загрязнения грунтовых вод. Это нитраты, тяжелые металлы, радиоактивные вещества, бытовые стоки и нефтепродукты. В отдаленных от городов и производств районах грунтовые воды сохраняют приемлемый уровень чистоты, но загрязнения могут приноситься вместе с пылью и дождем.

Вероятно, что секрет чистоты артезианской воды в глубоком залегании

В пункте чистоты и защиты от жизнедеятельности человека артезианские воды безоговорочно лидируют по всем пунктам.

Химический состав и органический состав

Выше упоминалось, что органики в артезианской воде нет и быть не может, но это вовсе доказательство ее безвредности. Список и концентрация химических веществ порой дает фору грунтовым водам. На какой бы глубине не находилась вода, она продолжает оставаться растворять и насыщаться разными соединениями. В зависимости от особенностей земной коры артезианские воды бывают пресными минеральными или концентрированными растворами разных типов, которые не всегда можно употреблять в пищу.

Есть исследования, которые свидетельствуют о наличии в артезианской воде живых организмов, которые пока не изучены окончательно, поэтому вопрос отсутствия органики в артезианских скважинах остается открытым

Не рекомендуется использовать соленые артезианские воды для полива сельскохозяйственных угодий из-за опасной перспективы засаливаний грунта, которые приводят к его непригодности для возделывания. Грунтовые воды в этом плане более демократичны, зато чаще содержат возбудителей серьезных заболеваний: кишечную палочку, холерный вибрион. Количество нитратов в грунтовых водах иногда в несколько раз превышает допустимые нормы. Взрослые чувствительны к ним меньше, а в случае отравления маленьких детей есть зафиксированные летальные исходы.

Особенности залегания обеспечивают не только высокий уровень чистоты артезианской воды, но и повышенную концентрацию железа, кальция, магния и фтора. Если уровень содержания не соответствует допустимым нормам, то артезианскую воду подвергают дополнительной очистке для нормализации химического состава.

Если артезианский слой подходит близко к поверхности и начинает получать подпитку, то характеристики воды изменяются. Артезианские становятся похожими на грунтовые.

В любом случае, перед вводом в активную эксплуатацию, рекомендуется провести анализ как грунтовых, так и артезианских вод.

Количество воды в скважине

Залежи артезианских воды, их еще называют артезианскими бассейнами, представляют пока что неисчерпаемый запас воды. Сразу после бурения скважина работает на всю мощность и пользователи никогда не ощущают недостатка. Из-за разницы в плотности слоев и давления вода в скважине поднимается выше уровня пролегания, а иногда фонтанирует под напором.

Обычные скважины и рядовые колодцы этим похвастать не могут. Более доступное бурение «на песок» достигает верхних водоносных пластов. Производительность таких источников нельзя назвать мощной. Небольшой дебит ощущается, если нужно большое количество воды ежедневно.

Непрофессиональное бурение и устройство обсадки артезианских скважин приводит к тому, что внутрь может попасть что-угодно из верхних слоев грунта, стоки, масла и прочая химия в том числе. Негативно сказывается на качестве воды близкое расстояние потенциальных источников загрязнения (свалки, фермы, стройки, большие города)

Срок эксплуатации

Ориентировочный срок эксплуатации артезианских скважин – 50 лет. Буровые компании дают гарантию на выполненные работы в пределах 5-10 лет. Если возникает потребность временно полностью прекратить добычу воды, скважина консервируется. Период простоя от месяцев до нескольких лет.

Источник

Артезианский бассейн

Артезиа́ нский бассе́ йн – гидрогеологическая структура, приуроченная к впадинам, прогибам и др., выполненная преимущественно осадочными слоистыми породами, содержащими пластовые артезианские воды Пластовые артезианские воды – фонтанирующие напорные подземные воды, располагающиеся между двумя водоупорами. . Артезианский бассейн включает также горизонты грунтовых вод, распространённых в пределах данной структуры.

В артезианских бассейнах различают чехол и фундамент. Чехол − толща главным образом осадочных пород, к которой приурочены водоносные горизонты и комплексы артезианских обычно напорных вод; фундамент – толщи преимущественно сильно дислоцированных и метаморфизированных пород, подстилающих чехол и содержащих трещинно-жильные воды Трещинно-жильные воды – воды, циркулирующие по трещинам горных пород. . Наряду с водоносными выделяются водоупорные пласты и горизонты. В целом артезианские бассейны подземных вод образованы рядом напорных водоносных горизонтов, имеющих этажное расположение и разделённых относительно водоупорными слоями различной мощности.

В артезианском бассейне принято выделять три области:

• область питания и создания напора;
• область разгрузки;
• область распространения напора.

Область питания – площади выхода на дневную поверхность водоносных пород, слагающих артезианский бассейн и его основание и располагающихся на наивысших отметках местности. Здесь атмосферные осадки и воды поверхностного стока проникают в водоносные горизонты. Питание некоторых водоносных горизонтов часто осуществляется путём перетока вод одного горизонта в смежный.

Область разгрузки – участки выхода водоносных горизонтов и комплексов на поверхность на более низких абсолютных отметках по сравнению с областью питания. Область разгрузки представляет собой совокупность открытых (восходящие источники) и скрытых (разгрузка в рыхлые четвертичные отложения, русла рек, на дне озёр и морей) очагов. Искусственными очагами разгрузки являются крупные водозаборы подземных вод, при длительной эксплуатации которых создаются понижения уровней на несколько десятков метров (до 100 м и более).

Область распространения напора (область напорного стока) – основная площадь артезианского бассейна, для водоносных горизонтов которой характерны напорные уровни подземных вод.

В вертикальном разрезе артезианского бассейна выделяются три гидродинамические зоны:

• верхняя (свободного водообмена), для которой характерна открытая гидравлическая связь водоносных горизонтов с современной поверхностью артезианского бассейна; в состав этой зоны входят: зона аэрации Зона аэрации – толща пород между поверхностью земли и верхним уровнем грунтовых вод. , горизонт грунтовых вод, межпластовые нисходящие воды Межпластовые нисходящие воды – безнапорные подземные воды, формирующиеся между двумя водоупорными слоями. , верхние артезианские горизонты, если они дренируются долинами речной сети;
• средняя зона, которая характеризуется замедленным обменом между поверхностными и подземными водами; питание и разгрузка осуществляются не повсеместно, а на отдельных площадях;
• нижняя зона (весьма затруднённого водообмена), которая занимает наиболее глубокие части артезианского бассейна. Подземный сток осуществляется под дренирующим влиянием морских и океанических впадин и глубоких тектонических разломов. Скорости движения вод не превышают нескольких миллиметров в год.

С гидродинамической зональностью артезианских бассейнов тесно связана их гидрохимическая зональность. В вертикальном гидрохимическом разрезе артезианского бассейна обычно различают три зоны, типичные для территорий достаточного и избыточного увлажнения, характерных для России:

• верхняя – пресные воды, гидрокарбонатного класса кальциевой группы, мощностью в сотни метров (до 1−1,5 км);
• средняя – воды солоноватые, преимущественно сульфатного класса, и солёные, преимущественно хлоридного класса натриевой группы; мощность измеряется сотнями, иногда тысячами метров;
• нижняя – рассолы, с минерализацией выше морской, по составу – исключительно хлоридные. Зона рассольных вод в глубоких артезианских бассейнах имеет значительно большую мощность по сравнению с первыми двумя зонами (до 10 км).

По условиям гидрогеологического строения выделяют три основных типа артезианских бассейнов:

• платформенные артезианские бассейны, которые располагаются во впадинах фундамента, имеют изометрическую форму и значительные размеры (до 1 млн км 2 и более); наиболее глубокая часть обычно приурочена к центру бассейна;
• артезианские бассейны краевых прогибов, которые отличаются от платформенных тем, что наиболее глубокая их часть сдвинута в краевой предгорный прогиб; они вытянуты согласно простиранию смежных горных систем, крылья их равновелики и асимметричны;
• артезианские бассейны горно-складчатых областей, значительно меньшие по размерам (до 100 тыс. км 2 ) и более разнообразные по устройству (межгорные, предгорные, склоновые, нагорные и др.).

В артезианских бассейнах сосредоточены колоссальные запасы пресных, минеральных, промышленных и термальных вод. Наибольшую ценность представляют возобновляемые ресурсы высококачественных пресных артезианских вод, позволяющие организовать питьевое водоснабжение крупных населённых пунктов. Изменение гидродинамического режима артезианских бассейнов в процессе интенсивного и длительного отбора в ряде случаев приводит к ухудшению качества артезианских вод под влиянием внедрения в продуктивный горизонт загрязнённых поверхностных вод или более глубоких подземных вод повышенной минерализации, а также может вызвать глубокие преобразования ландшафта прилегающей территории на большой площади из-за осушения залегающих сверху водоносных горизонтов.

Источник

Артезианские источники: причины и способы образования

Артезианские источники: причины и способы образования

О безупречной чистоте и полезных свойствах артезианских вод известно с древних времен. Это своего рода источники, находящиеся между водоупорными слоями грунта и «вырывающиеся» наружу под действием собственного напора, образуя таким образом небольшой фонтанчик.

Колодцы с артезианской водой были у древних египтян и китайцев, но свое название источник получил под воздействием популярности во Франции, а именно в провинции Артуа. Отсюда и пошло название — артезианская вода. Ответ как образуются артезианские воды, каков их химический состав, преимущества и недостатки будет дан далее в статье.

Как образуются артезианские воды

Артезианские скважины образуются во многих местах Земли и отличаются уникальным составом, полезным для здоровья человека. Секрет чистоты этой воды заключается том, что она проходит сквозь множество слоев прежде чем достигнуть поверхности земли и таким образом происходит ее очищение.

Причина появления чистых источников до сих пор изучается геологами. Этот процесс совсем не просто изучить досконально. Сегодня известно, что артезианские воды образуются очень неравномерно по всей Земле и разными способами. В расчет берется химический состав, который указывает на условия формирования источников. Одно из таких условий — сложные разломы и трещины в земной коре.

Проделанные работы показали, что артезианские воды являются не только следствием мульдообразных структур. Как выяснилось это лишь один из вариантов образования источников. Существует еще и другие способы, когда появление чистых вод также возможно.

Естественные источники на поверхности земли

Естественный напор, который формируют артезианские воды возможно увидеть в 2 вариантах:

• когда основой образования артезианской воды служат бассейны. В этом случае напор воды должен образовывать котловину, где объединяются несколько потоков из разных мест.
• артезианские скважины. Они образуются тогда, когда глубина забора воды располагается ниже части земли, которая подпитывает грунтовые воды. В этом случае буровая скважина должна находиться в артезианском источнике.

Различия между грунтовыми и артезианскими водами

• артезианская вода не требует специальных исследований и оборудования для ее обнаружения в отличие от грунтовых вод, которые необходимо получать, используя насос.
• запас грунтовых вод может довольно быстро закончиться и новые поступления возможно лишь с течением определенного времени. Артезианская вода — неиссякаемый источник, который можно обнаружить в самых различных местностях по всей Земле.
• грунтовые воды проходят на поверхность земли и получают долю атмосферных осадков. Это является причиной их загрязнения. Артезианская вода отличается безупречной чистотой, так как она изолирована от природных воздействий и находится сравнительно глубоко в земле. На такой глубине ее не могут поразить никакие нитраты, микроорганизмы и другие бактерии. Но порой сам человек может служить фактором риска. Например, если источник обнаруживается вблизи таких мест как строительство, скопление мусора, недалеко от дорог качество артезианской воды может существенно пострадать.

О составе артезианской воды

В зависимости от того, где располагается источник артезианской воды, выделяются и разные ее свойства. Давно доказано, что чем глубже находится вода, тем она чище и выше по своему качеству. А чем древнее местность, на которой найден источник, тем вода богаче по своему составу. Различают несколько видов химических составов артезианской воды:

• хлоридного типа. Их называют высокоминерализированными источниками. Этот вид располагается в глубоких частях бассейна.
• гидрокарбонатного типа или пресные слабоминерализированные. Их местонахождение — верхние пласты.

Если скважина была сделана без каких-либо нарушений и источник находится в нетронутой человеком местности глубоко в земле, то артезианскую воду можно пить без предварительной обработки. Если есть риск того, что в воду могли попасть какого-либо рода бактерии, перед употреблением необходимо провести фильтрацию.

Преимущества и недостатки артезианской воды

Ведущим преимуществом артезианской воды является ее уникальный химический состав, который положительно влияет на здоровье человека. При употреблении такой воды в больших количествах никакого вреда организму не будет, чего нельзя сказать об обычной воде.

Один из недостатков артезианской воды — повышенное содержание в ней солей. Поэтому если фильтрация на наличие вредных бактерий необязательна, то на очищение воды от излишних скоплений соли процесс необходимо осуществить.

Природа дарит нам свои богатства, и человек должен ими правильно распорядиться. Оберегая окружающую среду от загрязнений, люди создают приемлемые условия для формирования чистой и качественной по своему составу воды, которую можно пить безо всяких опасений. Все в руках человека, в том числе и ответ как сохранить окружающую природу от загрязнений.

Поделись в социальных сетях:

Что такое артезианская вода — автоматизация подачи в дом

В недрах земли, под слоями грунтов различных пород, имеются большие запасы живительной влаги — артезианской воды.

Посредством бурения скважин добывают такие типы вод:

Артезианские колодцы имеют большую глубину, и в них находится самая чистая вода, в состав которой, входит огромное количество полезных для организма веществ.

Насколько жидкость окажется целительной для здоровья человека, зависит не только от глубины ее залегания, но и от времени, в течение которого пользуются источником после разработки.

Запасы этой воды располагаются на глубине, под высоким давлением, в пределах от ста до трехсот метров.

Артезианские бассейны образовываются в коленчатых тектонических структурах горных пород, которые сформировались в процессе разломов, а так же в пределах впадин и других геологических структур.

Данная субстанция обладает мощным напором по причине нахождения ее между несколькими водоупорными пластами.

Если вы хотите обнаружить залежи жидкости, которые находятся довольно глубоко, не достаточно знать и применять на практике правила поиска подземных вод, первого от поверхности, постоянного водоносного горизонта.

Их можно встретить. повсеместно, где регулярно выпадают обильные осадки.

Такое необычное название известно с начала 12 века, подобными кладезями пользовались во Французской провинции Артуа.

Если быть более точными, то с колодцами с напорной водой люди знакомы значительно раньше.

В древнем Египте и Греции, они были известны более 4 000 лет назад, а в Китае – в 220 году до нашей эры. Уже в те далекие времена пользовались известностью целительные воды, извлеченные из недр земли.

В наше время пробурить глубоководную скважину (какую обсадную трубу лучше использовать написано здесь) не составляет особого труда. Таким манером добывают воду многие собственники частных домов.

У этих скважин есть одна особенность, которую. необходимо учитывать: жидкость из них буквально вырывается наружу, за один час выходит несколько тысяч литров.

Артезианские скважины (что это такое) весьма успешно используются для нужд народного хозяйства, для водоснабжения больших и маленьких населенных пунктов.

При проведении строительных работ, в некоторых случаях, они могут создавать определенные проблемы.

По причине глубокого межпластового залегания, эта вода имеет постоянную температуру.

Артезианские источники не подвержены загрязнению с поверхности земли, они защищены несколькими водонепроницаемыми слоями.

Поэтому данная жидкость характеризуется высокими санитарными показателями.

В одном крупном артезианском бассейне содержится вода, отличающаяся по химическому составу.

На самом дне бассейна залегает жидкость с повышенным содержанием различных минералов, а в верхних пластах – гидрокарбонатного типа.

На территории Российской Федерации, одни из крупнейших артезианских бассейнов, это – Московский и Западно-Сибирский.

Как вы думаете, от чего зависят запасы артезианских вод?

В этом случае ответ, однозначным, быть не может.

В перечень причин войдут многие природные факторы.

Ее запасы изучают посредством разведочного бурения, в результате которого, выясняют, на какой глубине залегают водоносные пласты, проводят опытную откачку жидкости и исследуют ее на качество.

Живительная влага, добытая из артезианской скважины, очень полезная и абсолютно безопасная для здоровья человека.

Некоторые люди путают артезианские воды с грунтовыми. Но, у них нет ничего общего, кроме того, что они залегают в толще земной коры, только на различной глубине.

Существующие между ними отличия.

1. Как уже было сказано выше – глубина залегания.
2. Вода из скважины – чистая и пресная, грунтовые воды – грязные и часто соленые.
3. Артезианская вода вытекает самотеком, грунтовую нужно выкачивать с помощью насоса или какое то время ждать наполнения криницы.
4. На состав грунтовых вод влияют осадки, в то время, как артезианская, не подвержена климатическим изменениям, вредному воздействию окружающей среды и работающих крупных промышленных предприятий.

Химический состав

В артезианской воде в большом количестве содержится:

Ее химический состав, максимально, сбалансирован, и он полностью зависит от слоев земной коры, между которыми она находится.

Условия, которые оказывают значимое влияние на формирование состава жидкости:

• насыщает воду железом – железная руда,
• примеси солей обеспечивает известняк,
• если рядом есть залежи минералов, вода будет насыщена фтором,
• в регионах, где есть запасы марганца, он может попасть в воду,
• кальций есть во всех источниках без исключения.

При ее кипячении может образовываться характерный осадок.

Содержание солей, обычно, выше норм, принятых на территории России.

Вода с низкой концентрацией примесей, скорее, исключение из правил.

Вне зависимости от времени года и климатических условий, артезианская вода не меняет свой состав.

На какой глубине может залегать

Артезианские воды не соприкасаются с другими типами жидкости, поэтому их состав остается всегда без примесей и загрязнений.

Запомните, ни один колодец, даже самый глубокий, не может считаться артезианским источником. В нем может быть только грунтовая вода (как установить щит в колодец от плывуна написано на этой странице).

Если вы хотите добраться до артезианской водицы, придется пробурить скважину, минимальной глубины – 25-50 метров.

В некоторых случаях, этот показатель может оставлять 250-300 метров, многое, зависит от рельефа местности.

В среднем, достаточно, глубины скважины 80-100 метров.

Для производства работ понадобится специальное оборудование, в состав которого входят установки, контролирующие мощный напор воды.

Плюсы и минусы

Медики уверенны в ее пользе для организма человека.

Имеет огромное значение следующий факт:

• на протяжение всего времени эксплуатации источника, он не подвержен заражению вредоносными кокками.

Стоит знать! Артезианская вода жесткая по своему составу, в нее, как правило, в больших количествах входит фтор и магний.

Поэтому пить ее прямо из источника не рекомендуется.

На данный момент эта проблема легко решается.

На выходе из скважины и на входе в систему водопровода устанавливают мощные фильтрационные установки. После этого пить воду можно без опаски.

Польза артезианской воды.

1. У нее прекрасные вкусовые свойства.
   Ее вкус не испорчен различными органическими веществами.
2. Отсутствует необходимость проверять такой вид воды на наличие примесей и бактерий.
3. После того, как жидкость пройдет через фильтры, ее состав становится на 100% сбалансированным.
4. Эта вода имеет стабильный состав на протяжение всего года, что очень полезно для здоровья.

Средний возраст скважины равняется от пятидесяти до семидесяти лет, поэтому конструкцией сможет пользоваться не одно поколение.

Недостатки

1. К главному недостатку жидкости, которую добывают из артезианских скважин, относится ее чрезмерная засоленность.

В этом нет ничего удивительного.

Вода находится в недрах земли сотни и даже тысячи лет и все это время в ней накапливалась соль.

Поэтому перед тем, как употреблять ее в пищу, она подлежит фильтрации.

Правильно подобрать фильтр, который идеально будет подходить для очищения воды из конкретной скважины, сможет только специалист после проведенных лабораторных исследований.

Иногда, на систему водопровода приходится устанавливать сразу несколько очистных установок, каждая из которых, будет снижать концентрацию того или иного вещества.

В некоторых источниках содержится много железа, поэтому вам нужно будет установить специальное приспособление, которое избавит воду от металлических примесей.

Скважина нуждается в периодической очистке, а это стоит немалых денег (возможно, вам понадобится гидропломба для заделки течей — прочитайте здесь).

Обустройство источника водоснабжения

Стоимость работ по бурению скважины достаточно велика, поэтому часто домовладельцы объединяются и все делают в складчину.

Организовать самостоятельно процесс целиком, вам, скорее всего, не удастся. Без специалистов – буровиков дело не сдвинется с мертвой точки.

Нужно будет соорудить специальную конструкцию, которая сможет контролировать мощный напор воды без привлечения электрических механизмов.

Первым делом, необходимо смастерить наземное устройство, затем определяют, на какую глубину нужно будет бурить скважину.

Этот показатель может быть в широких пределах:

Строение, которое необходимо построить сверху на участке земли, имеет довольно сложное конструкторское решение. Прежде, чем приступать к его возведению, понадобится произвести расчеты.

Правила, которых нужно придерживаться при бурении скважины

Обустройство конструкции должно проводиться в несколько этапов.

• Нужно определиться с точным местом расположения водного бассейна под толщей земли.
• Провести геодезические исследования местности для того чтобы установить возможную глубину залегания воды.
• По возможности, необходимо выяснить запасы живительной влаги на перспективу.
• Просчитать реальное время пользование скважиной.
• Установить наземное сооружение.
• Последний этап – бурение скважины.

Стоит знать!

На любой территории, только на различной глубине, имеется небольшой слой артезианской воды, которая зажата между толщами земных пород.

Поэтому рекомендуется проводить разведочные буровые работы очень аккуратно.

Это допускается делать только в случае с источниками, глубина которых до 25 метров.

Что понадобится в процессе работ

1. Буровая установка, рассчитанная на предположительную глубину скважины.
2. Специальная техника, оборудованная механизмами для бурения.
3. Трубы с фильтрующей установкой. Их монтируют в первую очередь.

Если этого не сделать, мощные потоки воды разрушат окружной грунт.

Затем нужно сделать разводку труб (как сделать в частном доме узнайте здесь) под землей, и на ее поверхности для подачи воды в жилое помещение.

При этом, не стоит забывать о фильтрационных установках.

Запомните! Пробурить артезианскую скважину без привлечения буровой бригады и спецтехники невозможно (как сделать абиссинский колодец своими руками прочитайте тут).

Вода из глубоких артезианских скважин, без сомнения, очень полезна, и это, неоднократно, подтверждено многими научными исследованиями.

Если после добычи жидкости произвести ее грамотную очистку, получится, практически, идеальный напиток с удивительными вкусовыми свойствами.

Основополагающим фактором является то, что в артезианской воде не развиваются вредоносные микроорганизмы, и это делает ее эталоном для всего живого мира на нашей планете.

Что нужно для сооружения артезианской скважины на приусадебном участке, посмотрите в предлагаемом видео.

Рефераты, дипломные, курсовые работы – бесплатно: Библиофонд!

Артезианские воды [от назв. франц. провинции Артуа (лат. Artesium), где эти воды издавна использовались], подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением. Залегают главным образом в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, образуя артезианские бассейны.

Вскрытые искусственным путём Артезианские воды поднимаются выше кровли водоносного пласта. При достаточном напоре они изливаются на поверхность земли, а иногда даже фонтанируют. Линия, соединяющая отметки установившегося напорного уровня в скважинах, образует пьезометрический уровень.

В отличие от грунтовых вод, участвующих в современном водообмене с поверхностью земли, многие Артезианские воды являются древними и их химический состав обычно отражает условия формирования.

Первоначально Артезианские воды связывали с мульдообразными структурами. Однако условия, при которых образуются эти воды, весьма разнообразны; часто Артезианские воды можно встретить при флексурообразном асимметричном моноклинальном залегании пластов. Во многих районах они приурочены к сложной системе трещин и разломов.

В пределах артезианского бассейна различают три области: питания, напора и разгрузки (рис. 1).

В области питания водоносный горизонт обычно приподнят и дренирован, поэтому воды здесь имеют свободную поверхность; в области напора уровень, до которого может подняться вода, располагается выше кровли водоносного горизонта. Расстояние по вертикали от кровли водоносного горизонта до этого уровня называются напором.

В отличие от области питания, где мощность водоносного горизонта изменяется в зависимости от метеорологических факторов, в области напора мощность артезианского горизонта постоянна во времени.

На границе между областью питания и областью напора, в связи с количеством поступающей атмосферной воды, в различные сезоны может происходить временный переход воды со свободной поверхностью в воды напорные. В области разгрузки воды выходят на земную поверхность в виде восходящих источников.

При наличии нескольких водоносных горизонтов каждый из них может иметь свой уровень, определяемый условиями питания и стока воды.

Когда синклинальное залегание слоев соответствует понижениям рельефа, напоры в нижних горизонтах повышаются; при повышениях рельефа пьезометрические уровни нижних горизонтов располагаются на более низких отметках. Если, благодаря скважине или колодцу, два водоносных горизонта сообщаются, то при обращенном рельефе Артезианские воды из верхнего горизонта перетекает в нижний.

Различают артезианский бассейн и артезианский склон. В артезианском бассейне область питания располагается рядом с областью напора; далее по направлению подземного стока располагается область разгрузки напорного горизонта. В артезианском склоне последняя находится рядом с областью питания.

Каждый крупный артезианский бассейн заключает в себе воды различного химического состава: от высокоминерализованных рассолов хлоридного типа до пресных слабоминерализованных вод гидрокарбонатного типа. Первые обычно залегают в глубоких частях бассейна, вторые – в верхних пластах (в различных артезианских бассейнах СССР на глубине от 100 до 1000 м).

Пресные воды верхних водоносных пластов образуются в результате инфильтрации атмосферных осадков и процессов выщелачивания горных пород. Глубокие высокоминерализованные Артезианские воды связаны с измененными водами древних морских бассейнов, находившихся в различные геологические эпохи на территории современных артезианского бассейна

Артезианская вода — это вода, находящаяся на глубине 25-200 метров под гидравлическим давлением и заключенная между водоупорными слоями.

В основном артезианская вода залегает в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, образуя артезианские бассейны (бассейн подземных вод в пределах одной или нескольких геологических структур, которые заключают напорные водоносные горизонты). Такие воды защищены от внешнего загрязнения наиболее надежно.

Вскрытие артезианских вод искусственным путем приводит к тому, что вода поднимается выше кровли водоносного пласта, при достаточном напоре она выливается на поверхность земли, бывает даже, что фонтанирует.

Использовать артезианскую воду начали еще в 12 веке. Первые колодцы, вырытые для получения артезианской воды, появились во Франции в провинции Артуа (Artesium). Именно отсюда воды получили свое название.

Химический состав некоторых артезианских вод отражает условия их формирования, так как многие артезианские воды являются древними. Условия образования этих вод очень разнообразны. Например, если артезианская вода проходит через железистые руды она насыщается железом.

А после контакта со слоями известняка в ней появляются соли жесткости (карбонаты кальция и магния). Также в зависимости от месторасположения артезианская вода может быть насыщена марганцем и фтором. Приобретенные элементы, как правило, превышают предельно допустимую концентрацию, а значит, такую воду нельзя использовать без специальной очистки.

В противном случае её употребление может привести к возникновению ряда хронических заболеваний.

Бурение артезианской скважины является самым надежным и оптимальным способом водоснабжения коттеджа или загородного дома. Действительно такая скважина дорогого стоит и в прямом и в переносном смысле этого слова.

Из плюсов артезианской скважины можно назвать её долговечность. Такая скважина вполне в состоянии служить вам на протяжении полувека.

К тому же благодаря хорошему напору воды она легко удовлетворит все ваши потребности касающиеся воды.

Из минусов артезианской скважины можно назвать её дороговизну. Сначала нужно получить разрешение на бурение самой скважины. Затем собственно пробурить её, что займет не один день.

И главное установить все необходимое оборудование, в том числе систему очистки, которая должна быть снабжена фильтрами для умягчения воды и удаления из неё чрезмерного количества солей жесткости и железа, о которых шла речь выше.

Артезианская скважина имеет два значения:

1. пробуренные до артезианских горизонтов глубокие скважины;

2. скважины с самоизливом воды.

Преимущества такой скважины заключаются в том, что она отличается большей водоотдачей, артезианские скважины долговечны, есть возможность установки погружного насоса и в них практическое постоянство уровней воды

Значительная часть воды на нашей планете скрыта под ее поверхностью. С давних времен эту воду называли подземной. Так ее называют и теперь, хотя правильнее было бы характеризовать ее как артезианскую. Артезианские воды [от назв. франц.

провинции Артуа, где эти воды издавна использовались], подземные воды, заключённые между водоупорными слоями в водоносных пластах горных пород и находящиеся под гидравлическим давлением. Воды, залегающие на глубине более 25 метров, называются артезианскими.

Залегают главным образом в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, образуя артезианские бассейны. Если пробурить скважину, которая достигнет водоносного пласта, вода самотеком поднимется на поверхность и даже может начать изливаться фонтаном

Как правило, в подземных водах очень слабо представлены микроорганизмы, а содержание болезнетворных бактерий практически исключено.

Подземные воды используются в первую очередь для питьевых целей, потому что, как правило, они не требуют специальной очистки, а в ряде случаев и обеззараживания.

Кроме того, артезианская вода свободна от радионуклидов, нитратов и нитритов, других вредных соединений, что делает ее особенно ценной для человека

Каждая вода, которую мы пьем, должна содержать некоторые полезные для человека элементы. В зависимости от их содержания определяется качество воды.

Минеральные вещества не обладают энергетической ценностью, как белки, жиры и углеводы. Однако без них жизнь человека невозможна. Особенно важна их роль в построении костной ткани. Минеральные вещества участвуют в важнейших обменных процессах организма: водно-солевом и кислотно-щелочном. Многие ферментативные процессы в организме невозможны без участия тех или иных минеральных веществ

Это, прежде всего, касается жизненно необходимых элементов и микроэлементов, таких как магний, калий, натрий, сера, йод и др.

Магний необходим для образования некоторых ферментов, калий – для деятельности мышечной системы и переноса нервного возбуждения, кальций является составной частью костей и зубов, натрий является главным ионом межклеточной жидкости и значительной частью пота. Сера же необходима для образования белковых вещество и формирования процессов, связанных с переносом энергии.

Йод для здоровья человека незаменим. В нем он нуждается постоянно. Йод влияет на образование гормонов щитовидной железы, которые регулируют деятельность всех желез внутренней секреции, нервной системы, работу сосудов и сердца, восстанавливают энергию, затраченную организмом и т.д. Питьевая вода не должна содержать вредные для организма элементы.

Многие считают, что питьевой режим включает и алкоголь. Алкоголь не является полезным потому, что содержит так называемые “пустые калории”. Исключением является пиво и красные вина, которые богаты минеральными элементами и микроэлементами, а также флавоноидами

Обычно минеральные вещества делят на две группы. Первая – состоит из макроэлементов, содержащихся в пище в больших количествах. К ним относят кальций, фосфор, магний, натрий, калий, хлор, серу. Вторая – состоит из микроэлементов, концентрация которых в организме невелика. В эту группу входят железо, цинк, йод, фтор, медь, марганец, кобальт, никель

Проблемы воды из скважины

Артезианские скважины (от названия французской провинции Артуа, где в 1126 году впервые были задокументированы фонтанирующие скважины) относятся к источникам децентрализованного водоснабжения.

Артезианские воды – напорные подземные воды, заключенные в водоносных пластах горных пород между водоупорными слоями.

Они залегают главным образом в земных отложениях, возникших задолго до появления человека, на глубине более 50 м и образуют артезианские бассейны.

Каждый артезианский бассейн содержит воды различного химического состава в зависимости от условий их формирования: высокоминерализованные, часто хлоридного типа, залегают в глубоких частях бассейна, слабоминерализованные, гидрокарбонатного типа, – в верхних пластах.

На территории Украины выделяют три больших бассейна артезианских вод: Волынско-Подольский, Днепровско-Донецкий и Причерноморский.

Принято считать, что артезианская вода чище любой другой воды, однако это мнение неверно. Артезианская вода действительно хорошо защищена от окружающего загрязнения, так как находится глубоко под землей, но и ее состав, к сожалению, далек от нормы.

По химическому составу загрязнений и примесей артезианская вода – почти полная противоположность водопроводной. Для нее характерно:

· большое количество механических примесей – взвесей, вымываемых из почвы

· высокая минерализация (высокое содержание солей)

· высокие концентрации железа и марганца, который часто сопутствует железу

· соли жесткости (карбонаты кальция и магния), превышающие предельно допустимые концентрации

· отсутствие активного хлора

· нитраты – следствие ненормированного применения в сельском хозяйстве минеральных удобрений – один из страшнейших загрязнителей, который может попадать в артезианскую скважину при нарушении технических условий ее разработки и эксплуатации

· микроорганизмы – как правило, слабо представлены, однако могут встречаться более вредные микроорганизмы, чем в воде муниципальной

Во всем мире вода артезианских скважин считается богатством и стратегическим запасом страны и подвергается строгому контролю со стороны государства. Отсутствие строгого регулярного надзора за бурением скважин в Украине привело за последние годы к резкому ухудшению ее качества.

Около 32% проб питьевой воды, отобранных из источников децентрализованного водоснабжения, не соответствуют нормативам по санитарно-химическим показателям и около 23% — по бактериологическим.

Достаточно частыми стали и случаи локального загрязнения артезианских водоносных горизонтов. Нарушение технических условий при бурении скважин приводит к возможности загрязнения глубоких слоев скважины менее чистыми водами верхних водоносных горизонтов.

В районах активного земледелия, где пестицидная нагрузка достаточно высока, артезианскую воду нужно предварительно (а затем и периодически) проверять на содержание тяжелых металлов, пестицидов, радионуклидов.

Для улучшения ситуации с артезианской водой в Украине нужно побороть преступно небрежное к ней отношение. Размещение водозаборных сооружений, их устройство и содержание должно быть регламентировано и контролироваться государством.

Основные проблемы воды

Повышенная мутность характерна как для артезианской, колодезной, так и для водопроводной воды. Мутность вызывают взвешенные и коллоидные частицы, рассеивающие свет. Это могут быть как органические, так и неорганические вещества или те и другие одновременно.

Сами по себе взвешенные частицы в большинстве случаев не представляет серьезной угрозы для здоровья, но для современного оборудования, они могут стать причиной преждевременного выхода из строя.

Повышенная мутность водопроводной воды часто связана с механическим отрывом продуктов коррозии трубопроводов и биоплёнок, развивающихся в системе центрального водоснабжения.

Причиной повышенной мутности артезианских вод обычно являются глинистые или известковые взвеси, а так же образующиеся при контакте с воздухом нерастворимые окислы железа и других металлов.

Качество воды из колодцев наименее стабильно, поскольку грунтовые воды подвержены влиянию внешних факторов. Высокая мутность из колодцев может быть связана с поступлением в грунтовые воды труднорастворимых природных органических веществ из грунтов с техногенным загрязнением.

Высокая мутность негативно влияет на эффективность дезинфекции, в результате чего прикрепленные к поверхности частиц микроорганизмы выживают и продолжают развиваться на пути к потребителю. Поэтому снижение мутности часто позволяет улучшить микробиологическое качество воды.

Железо в воде

Высокое содержание железа в водопроводе связано с различными причинами. В водопровод эти примеси попадают в результате коррозии трубопроводов или использования на станциях водоподготовки железосодержащих коагулянтов, а в артезианские воды – в следствие контакта железосодержащих минералами.

Содержание железа в артезианских водах в среднем превышают нормативное значение в 2-10 раз. В некоторых случаях превышение может быть до 30-40 раз.

Обычно непосредственно после получения артезианская вода не несёт видимых признаков наличия соединений железа, однако при контакте с кислородом воздуха через 2-3 часа возможно появления желтой окраски, а при более продолжительном отстаивании может наблюдаться образование светло-коричневого осадка.

Все это является результатом протекания окислительного процесса, в ходе которого выделяется тепло. Стимулирующих развитие в артезианской воде железистых бактерий.

Марганец в воде

Примеси марганца из артезианских скважин обнаруживается одновременно с примесями железа. Источник их поступления один и тот же – растворение марганцесодержащих минералов.

Превышение содержания марганца в питьевой воде ухудшает её вкус, а при использовании для хозяйственно-бытовых нужд наблюдается образование тёмных отложений в трубопроводах и на поверхностях нагревательных элементов.

Мытье рук с высоким содержанием марганца приводит к неожиданному эффекту – кожа сначала сереет, а потом и вовсе чернеет. При продолжительном уподоблении воды с высоким содержанием марганца повышается риск развития заболеваний нервной системы.

Окисляемость и цветность

Повышенная окисляемость и цветность поверхностных и артезианских источников водоснабжения свидетельствует о наличии примесей природных органических веществ – гуминновых и фульвокислот, являющихся продуктами разложения объектов живой и неживой природы. Высокое содержание органических веществ в поверхностных водах фиксируются в период гниения водорослей (июль – август).

Одной из характеристик концентрации органических загрязнений является перманганатная окисляемость. В области залегания торфа, особенно в районах крайнего севера и восточной Сибири, этот параметр может в десятки раз превышать допустимые значение. Сами по себе природные органические вещества не представляют угрозы для здоровья.

Однако при одновременном присутствии железа и марганца образуются их органические комплексы, затрудняющие их фильтрацию методом аэрации, то есть окисление кислородом воздуха. Наличие органических веществ природного происхождения затрудняет дезинфекцию воды окислительными методами, так как образуются побочные продукты дезинфекции.

К их числу тригалометанны, галогенуксуснаякислота, галокетоны и галоацетонитрил. Большинство исследований показывают, что вещества данной группы обладают концерагенным эффектом, а так же оказывают негативное влияние на органы пищеварительной и эндокринной систем.

Основным способом предотвращения образования побочных продуктов дезинфекции является ее глубокая очистка от природных органических веществ перед стадией хлорирования, однако традиционные методы централизованной водоподготовки этого не обеспечивают.

Запах воды. Вода с запахом сероводорода

Запах водопроводной, артезианской и колодезной воды делают её непригодной для употребления. При оценке качества воды потребители ориентируются на индивидуальные ощущения запаха, цвета и вкуса.

Питьевая вода не должна каким-либо запахом, заметным для потребителя.

Причиной запаха водопроводной воды чаще всего является растворенный хлор, поступающий в воду на стадии дезинфекции при централизованной водоподготовке.

Запах артезианской может быть связан с наличием растворенных газов – сероводорода, оксида серы, метана, аммиака и другими.

Некоторые газы могут быть продуктами жизнедеятельности микроорганизмов или результатом техногенного загрязнения источников водоснабжения.

Колодезная вода наиболее подвержена посторонним загрязнениям, поэтому часто неприятный запах может быть связан с присутствием нефтепродуктов и следов бытовой химии.

Нитраты

Нитраты в колодезной и артезианской воде могут представлять серьезную угрозу для здоровья потребителей, поскольку их содержание может в несколько раз превышать действующий норматив на питьевую воду.

Основной причиной поступления нитратов в поверхностные и подземные воды является миграции компонентов удобрений в почвах.

Употребление с высоким содержанием нитратов приводит к развитию метгемоглобинемии – состояния, характеризующегося появления в крови повышенного значения метгемоглобина (>1%), нарушающего перенос кислорода от легких к тканям. В результате отравления нитратами дыхательная функция крови резко нарушается и может начаться развитие цианоза – синюшней окраски кожи и слизистых оболочек.

Кроме того, рядом исследований показано негативное влияние нитратов на усвоение йода в организме и концерогенный эффект продуктов их взаимодействия с различными веществами человеческого организма.

Жесткость воды. Жесткая и мягкая вода

В основном определяется концентрацией в ней ионов кальция и магния.

Существует мнение, что жесткая вода не несет опасности для здоровья потребителей, но это противоречит выводам многолетних исследований одного из крупнейших специалистов по проблемам питания американскому исследователю Полю Брегу. Он считает, что ему удалось установить причину раннего старения человеческого организма. Причиной этого является жесткая вода.

По мнению Поля Брега, соли жесткости «зашлаковывают» кровеносные сосуды так же, как и трубы, по которым протекает вода с высоким содержанием солей жесткости. Это приводит к снижению эластичности сосудов, делая их хрупкими.

Особенно это проявляется в тонких кровеносных сосудах коры головного мозга, что по мнению Брега, приводит к старческому маразматизму пожилых людей.

Жесткая вода создает целый ряд бытовых проблем, вызывая образование осадков и налетов на поверхности трубопроводов и рабочих элементах бытовой техники. Эта проблема особенно актуальна для приборов с нагревательными элементами – водогрейных котлов (бойлеров), стиральных и посудомоечных машин.

При использовании жесткой воды в быту слой отложений солей кальция и магния на теплопередающих поверхностях постоянно растет, в результате чего снижается эффективность теплопередачи и увеличивается расход тепловой энергии на нагрев. В отдельных случаях возможен перегрев рабочих элементов и их разрушение.

Очистка воды от фтора

Впервые существование фтора предположил великий химик Лавуазье, еще в XVIII веке, но тогда он не смог выделить его из соединений.

После него получить фтор в свободномвиде пытались многие известные ученые, но почти все они либо стали инвалидами из-за этих опытов, либо погибли при их проведении. После этого фтор и назвали «разрушающим» или «несущим гибель».

И только в конце XIX века удалось методом электролиза выделить фтор из его соединений.

Как видим, фтор очень опасен, и, тем не менееэлемент с такими свойствами является необходимым для множества живых организмов, в том числе и человека. В артезианской воде фтор содержится в виде соединений.

Фтор – это непростой элемент, и граница между его недостатком и избытком в организме трудноуловима. Дозу фтора очень легко превысить, и тогда он становиться для нашего организма тем, чем и является в природе – ядом.

Фтор содержится в различных продуктах питания: в черном и зеленом чае, морепродуктах, морской рыбе, грецких орехах, в крупах – в овсяной, рисе, гречке, яйцах, печени и т.д. Получить фтор из продуктов питание довольно сложно. Взрослому человеку для получения суточной нормы фтора, необходимо съесть 3,5 кг зернового хлеба, или 700 г лосося, 300 г грецких орехов.

Наиболее легко фтор извлекается из воды. Фтор выполняет в нашем организме много необходимых функций. От него зависит состояние костной системы, её прочность и твердость, состояние и рост волос, ногтей и зубов.

Однако, предупреждаем, что необходимо опасаться превышения фтора в организме.

В связи с этим, с нашей точки зрения, не желательно, чтобы концентрация фтора превышала 0,5 – 0,8 мг/л, учитывая, что рекомендуется выпивать в сутки до 2 литров чистой воды.

При избытке фтора в организме замедляется обмен веществ и рост, деформируются кости скелета, поражается эмаль зубов, человек слабеет и может появиться рвота, учащается дыхание, падает давление, появляется судорога, поражаются почки.

“Артезианская скважина: неисправности, причины их возникновения и пути устранения”, БК “ПОИСК”, рассказать друзьям:

Размещено 26.11.201421.05.2017 БК “ПОИСК”

В отличие от фильтровых скважин, артезианские водяные источники не нуждаются в частом сервисном обслуживании.

Профессионально выполненное бурение скважины с вскрытием глубоко залегающих напорных водоносных горизонтов, представляющих собой преимущественно трещиноватые скальные породы, исключает возникновение проблем с качеством воды и уменьшением дебита в течение всего срока эксплуатации источника водоснабжения. Поэтому нарушение функциональности скважины специалисты в первую очередь связывают с нарушением технологии бурения и обустройства.

Проблема: ухудшение качества воды, появление в воде механических примесей.

Возможные причины:

• Ошибочно спроектированная конструкция скважины: проект выполнен без учета геологического строения грунтов местности. Из-за инженерных ошибок обсадная колонна не обеспечивает изоляцию водоносного слоя. В скважину попадают воды залегающих выше песчаных водоносных горизонтов и грунтовые воды.
• Разгерметизация обсадной колонны: свищи возникают на местах соединения обсадных труб. Такая неисправность чаще всего встречается в случаях, когда соединение обеспечивает сварной шов.

Пути решения проблемы:
После обследования скважины специалист выносит решение о целесообразности проведения ремонта.

Чаще всего восстановление работоспособности скважины подразумевает полную замену обсадной колонны на резьбовую.

В отдельных случаях из-за сложности и дороговизны работ по замене обсадных труб принимается решение о ликвидации старой скважины и бурению новой.

Проблема: снижение водяного дебита.

Возможные причины:

• Выход из строя водоподъемного оборудования.
• Понижение статического и динамического уровня воды в связи с климатическими особенностями: засуха, сильная жара.

Пути решения проблемы:
Нарушение функциональности скважинного насоса — частая причина снижения производительности скважины.

Проблема решается просто: насос извлекается из скважины и ремонтируется в специализированной мастерской или заменяется в случае невозможности выполнения ремонта.

Природные катаклизмы, влияющие на производительность водяного источника, как правило, случаются редко и приравниваются к форс-мажорным ситуациям.

“Артезианская скважина: неисправности, причины их возникновения и пути устранения”, БК “ПОИСК”, рассказать друзьям: Май 21st, 2017

Артезианские воды

Артезианскими называют напорные подземные воды, находящиеся в водопроницаемых (пористых, трещиноватых, закарстованных) пластах, перекрытых и подстилаемых водонепроницаемыми породами. Эти воды всюду залегают ниже грунтовых вод и образуют артезианские бассейны.

Артезианские воды имеют весьма большое значение для народного хозяйства; они широко используются для целей водоснабжения городов, сельского хозяйства, населенных пунктов и промышленных предприятий, в то же время, как и всякие подземные воды, они создают проблемы при строительных работах.

Условия залегания артезианских вод

Артезианские воды – это подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением.

Водоносными являются пласты, сложенные песками, известняками, трещиноватыми песчаниками и сланцами и многими другими разностями пород; водоупорными – глины, плотные сланцы и др. Некоторые исследователи (О. К. Ланге, М. М. Крылов, С. А. Яковлев и др.

) артезианские (напорные) подземные воды, заключенные между водонепроницаемыми породами кровли и подошвы, называют межпластовыми водами.

Артезианские воды получили свое название от провинции Артуа в южной Франции (древнее латинское название – Артезия), где в ХII в. впервые в Европе был пройден артезианский колодец, вскрывший самоизливающуюся воду.

Следует, однако, отметить, что в древнем Египте и Греции, колодцы с напорной водой были известны еще 4000 лет назад. В Китае проходились колодцы при династии Хань (206-220 гг. н. э.), когда глубина отдельных колодцев достигала 130.м.

Во Франции же впервые бурение скважин было осуществлено в провинции Артуа только в 1126 г.

В древней Руси широко применялось бурение скважин для добычи рассолов. Так, в духовной великого князя Ивана Калиты (1338 г.) упоминается о «соляных колодезях» Соль-Галицка. Другие исторические записи указывают, что «водяные колодези», дающие пресную воду, существовали, начиная с XVI в.

Первоначально артезианские воды связывали с мульдообразными структурами. Однако условия, при которых образуются эти воды, весьма разнообразны; часто артезианские воды можно встретить при флексурообразном асимметричном моноклинальном залегании пластов.

Во многих районах они приурочены к сложной системе трещин и разломов.

Артезианские воды залегают, главным образом в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, в пределах как относительно крупных геологических структур (синклиналей, моноклиналей и др.) на платформах, так и средних и малых межгорных впадин.

Геологические структуры, заключающие в себе напорные воды, обычно сложены породами дочетвертичного возраста. Имеются, однако, районы, где напорные воды встречаются в четвертичных отложениях. Нередко в зонах тектонических нарушений (сбросов, взбросов, разломов и т. п.

) наблюдаются восходящие источники, иногда имеющие повышенную температуру воды.

В природе, однако, условия залегания артезианских вод значительно сложнее.

К этим условиям относятся литологическая изменчивость водоносных пластов, гидравлическая связь вод смежных водоносных горизонтов вследствие невыдержанности изолирующих водоупорных пластов, тектоническая нарушенность пластов, непостоянство химического состава вод и др.

В отличие от грунтовых вод, участвующих в современном водообмене с поверхностью земли, многие артезианские воды являются древними, и их химический состав обычно отражает условия формирования.

Артезианские воды имеют довольно постоянную температуру, зависящую от глубины залегания водоносного пласта. Будучи изолированы от загрязнения с поверхности водонепроницаемыми слоями, артезианские воды обычно отличаются высокими санитарными показателями.

В зависимости от сложности геологического строения в артезианском бассейне или какой-либо другой геологической структуре может быть несколько водоносных пластов, изолированных один от другого водоупорными породами.

Вследствие несовершенства водоупорных перекрытий (наличия «окон», фациальных изменений) водоносные пласты во многих районах оказываются гидравлически связанными.

Каждый крупный артезианский бассейн заключает в себе воды различного химического состава: от высокоминерализованных рассолов хлоридного типа до пресных слабоминерализованных вод гидрокарбонатного типа.

Первые обычно залегают в глубоких частях бассейна, вторые – в верхних пластах (в различных артезианских бассейнах бывшего СССР на глубине от 100 до 1000 м). Вода в артезианских бассейнах по большей части прозрачна, бесцветна, но очень часто содержит много минеральных солей, является жесткой и негодной для питья.

Температура ее более или менее постоянна в различные времена года и определяется температуру глубоких слоев земли, через который проходит артезианский колодец (от 9° до 24°).

Пресные воды верхних водоносных пластов образуются в результате инфильтрации атмосферных осадков и процессов выщелачивания горных пород. Глубокие высокоминерализованные артезианские воды связаны с измененными водами древних морских бассейнов, находившихся в различные геологические эпохи на территории современных артезианского бассейна.

На территории бывшего СССР, ввиду большого разнообразия гидрогеологических условий артезианские бассейны иногда называют водонапорными системами. Наиболее крупной водонапорной системой в России является Западно-Сибирский артезианский бассейн площадью 3 млн. кв. км.

Крупные бассейны напорных вод за рубежом имеются в Северной Африке, а также в восточной части Австралии.

Структура артезианского бассейна

Артезианский бассейн – это бассейн подземных вод, приуроченный к отрицательной, геологической структуре (синеклизе, мульде, прогибу, межгорной впадине), содержащей напорные пластовые воды. Крупные артезианские бассейны в Российской Федерации – Западно-Сибирский, Московский.

В пределах артезианского бассейна различают три области (рис. 1): питания; напора; разгрузки.

Рис.1. Артезианский бассейн

А — пределы распространения артезианских вод: а — область питания (и частично стока), б —область напора, в — область разгрузки;

Б — пределы распространения грунтовых вод: Н1 — напор положительный, Н2 — напор отрицательный, М — мощность артезианского пласта; 1 — водоносный пласт, 2 — водоупорные породы, 3 — пьезометрический уровень. Стрелками в пласте показано направление движения артезианских вод

Области питания водоносных горизонтов располагаются на более высоких отметках поверхности. Здесь водоносные пласты могут заключать в себе безнапорные воды (воды, имеющие свободную поверхность), дренируемые местной гидрографической сетью. Область разгрузки – площадь выхода напорных вод на поверхность земли.

На этой площади обычно наблюдаются восходящие источники, рассеянные и линейные выходы подземных вод. В области разгрузки напорные воды выходят на поверхность в виде восходящих источников. При этом вода может появляться на поверхности или в виде концентрированных струй на речных террасах, коренных берегах речных долин и т.п.

, или в виде распыленных пластовых выходов, прослеживаемых на некотором протяжении.

В отличие от области питания, где мощность водоносного горизонта изменяется в зависимости от метеорологических факторов, в области напора мощность артезианского горизонта постоянна во времени.

На границе между областью питания и областью напора, в связи с количеством поступающей атмосферной воды, в различные сезоны может происходить временный переход воды со свободной поверхностью в воды напорные. В области разгрузки воды выходят на земную поверхность в виде восходящих источников.

При наличии нескольких водоносных горизонтов каждый из них может иметь свой уровень, определяемый условиями питания и стока воды.

Когда синклинальное залегание слоев соответствует понижениям рельефа, напоры в нижних горизонтах повышаются; при повышениях рельефа пьезометрические уровни нижних горизонтов располагаются на более низких отметках. Если, благодаря скважине или колодцу, два водоносных горизонта сообщаются, то при обращенном рельефе артезианские воды из верхнего горизонта перетекают в нижний.

Различают артезианские бассейны и артезианские склоны. В артезианском бассейне область питания располагается рядом с областью напора; далее по направлению подземного стока располагается область разгрузки напорного горизонта. В артезианском склоне, последняя находится рядом с областью питания.

Артезианские воды могут быть гидравлически связаны с грунтовыми водами на участках, где размыты кроющие водонепроницаемые пласты, или же их фациальному изменению, т. е. переходу в проницаемые разности пород. В зависимости от соотношения уровней подземных вод на таких участках будет иметь место или расход, или пополнение запасов артезианских вод.

Если пьезометрическая поверхность артезианских вод располагается на более высоких абсолютных отметках по сравнению с отметками зеркала грунтовых вод, напорные воды будут питать грунтовые, при обратном соотношении отметок горизонтов подземных вод грунтовые воды будут питать артезианские.

В последнем случае на отдельных участках вследствие невысокого санитарного состояния грунтовых вод может быть снижено качество артезианских вод.

Вода, поступающая в пористые проницаемые слои, перекрытые водонепроницаемыми породами, может под давлением фонтанировать в низко расположенных выходах, образуя артезианский источник.

Иногда артезианские водоносные горизонты занимают значительную площадь, и тогда артезианские источники имеют высокий и довольно постоянный расход воды. Часть известных оазисов северной Африки приурочена к таким артезианским источникам.

Там, где имеются разломы в земной коре, артезианские воды поднимаются из водоносных горизонтов вдоль линий разломов. В период между сезонами дождей они нередко иссякают.

Восходящие источники обязаны своим происхождением гидростатическому напору, характерному для артезианских бассейнов и склонов.

Их выходы в виде бьющих вверх струй приурочены к основным краевым областям разгрузки артезианских бассейнов и нередко связаны с зонами тектонических разрывов и других, нарушений.

Это могут быть эрозионные источники напорных вод или источники, пробивающиеся через относительно, слабо проницаемые отложения, перекрывающие водоносный горизонт, или восходящие по линии сброса, и др. Во многих акваториях Земли зафиксированы восходящие субмаринные источники подземных вод.

Такие мощные восходящие струи издавна известны на дне Средиземного моря и других внутренних морей, где они встречаются на различных глубинах в области шельфа, а местами и континентального склона, а также во многих районах Атлантического, Индийского и Тихого океанов.

Запасы артезианских вод

Запасы подземных вод в артезианских бассейнах различны и зависят от многих природных факторов.

Чем больше площадь распространения артезианского бассейна, чем значительнее мощность водоносных пластов и чем больше площадь питания и интенсивнее происходит питание, тем более крупными запасами воды обладает артезианский бассейн.

Водообильность одиночных или взаимодействующих горных выработок (шахт, скважин, шурфов и др.), помимо перечисленных факторов, зависит также от водопроводимости отдельных водоносных пластов.

Одним из основных видов изучения артезианских вод служит разведочное бурение. В процессе разведки выявляется глубина залегания пластов, содержащих напорные воды, проводятся пробные и опытные откачки, обследуются восходящие источники, определяется качество воды и т. д.

При определении запасов воды, заключенных в напорных пластах, рекомендуется учитывать размеры артезианских бассейнов.

В артезианских бассейнах с большой площадью распространения, когда потребное количество воды составляет ничтожную величину по сравнению с запасами бассейна, разведочные работы ограничиваются бурением скважин, опытной откачкой и физико-химическим исследованием подземных вод.

При малых размерах артезианских бассейнов, например в межгорных долинах, необходимое количество воды может приближаться к природным запасам бассейна. В таких бассейнах обычно проводятся детальные гидрогеологические исследования, заключающиеся в комплексной геолого-гидрогеологической съемке, бурении скважин, опытных откачках и режимных наблюдениях.

Запасы подземных вод, как и запасы твердых полезных ископаемых, в зависимости от степени разведанности подразделяются на три категории:

· к категории А относят детально разведанные и опробованные запасы;

· к категории В – менее разведанные;

· к категории С – запасы, установленные по общим геологическим и гидрогеологическим данным.

Выделяются следующие виды запасов подземных артезианских вод:

· естественные – естественный расход подземного потока;

· регулировочные – представляют собой подземные воды, пополняемые в области питания путем поглощения атмосферных и поверхностных вод;

· вековые, которые накопились в пластах в течение многих веков и могут быть извлечены при полном осушении пластов;

· эксплуатационные запасы, т. е. запасы, которые можно использовать для нужд народного хозяйства.

Дебит скважин, вскрывших напорные водоносные пласты, колеблется в зависимости от местных условий (водопроводимости пластов, высоты напора, величины понижения уровня и т. п.) от нескольких единиц до десятков и даже сотен кубических метров воды в час.

При близком расположении скважин, эксплуатирующих один и тот же водоносный горизонт, они будут оказывать взаимное влияние, которое сказывается как на уменьшении производительности взаимодействующих скважин, так и на снижении пьезометрического уровня. Такое взаимодействие скважин отмечено во многих местах, как в России, так и на территориях других государств.

Источник