Артезианская вода
Колодцы с напорной водой используются с глубокой древности. И за несколько тысячелетий в человеческом сознании напорные межпластовые воды, несколько веков назад получившие название «артезианские», оказались накрепко связанными с прилагательным «чистые». И это правильно, хотя, как известно, у всякого правила бывают исключения.
Когда о выходящей на поверхность в виде родников или ключей подземной воде, ─ что, впрочем, одно и то же, ─ говорят «родниковая вода» или «ключевая вода», в первую очередь возникает ассоциация с водой кристально чистой, а во вторую – с водой, сводящей зубы от холода. Хотя артезианская вода может быть теплой, даже горячей, и, к сожалению, не обязательно чистой.
Чистая ─ вопреки и благодаря
Слова «к сожалению» уместны, если речь идет об артезианской воде, загрязненной различными химическими веществами неестественного для ее геохимической эволюции происхождения. Но произносить их приходится куда как реже, чем применительно к поверхностным водам. На планете фактически не осталось чистых поверхностных вод. Из многих водоемов воду не то, что нельзя пить без глубокой очистки, ─ в них запрещено купаться.
Ситуация с подземными и особенно артезианскими водами намного лучше. Конечно, было бы лукавством утверждать, что загрязнение окружающей среды не оказывает никакого влияния на качество артезианских вод. На качестве воды не могут не сказаться близость больших городов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, автомагистралей, сельхозугодий, свалок, земляные строительные работы, радиоактивное загрязнение местности и т. д. Но если поверхностные воды зачастую полностью беззащитны перед натиском цивилизации, то подземные и, прежде всего, артезианские воды, сверху и снизу перекрытые водоупорными пластами, способны противостоять негативному воздействию антропогенных факторов гораздо эффективнее.
Когда требуется водоподготовка
В ряде случаев артезианская вода может не соответствовать нормативам, предъявляемым к питьевой воде, в силу естественных причин. Виной тому ─ ее повышенная минерализация. Она свойственна водам, находящимся на больших глубинах. Если в верхней части гидрогеологического разреза артезианские воды, как правило, пресные, то чем дальше от поверхности земли, тем слабее водообмен и тем более продолжительное время вода контактирует с вмещающими горными породами, обмениваясь с ними молекулами вещества. Такая вода может становиться солоноватой, соленой или вовсе превращаться в рассол, по химическому составу очень далеко выходя за пределы, установленные для питьевой воды. Чтобы в эти пределы ее вернуть, потребуется дополнительная водоподготовка.
На территории Ленинградской области добываются артезианские воды различного состава: гидрокарбонатные кальциевые, магниево-кальциевые и натриево-кальциевые; хлоридные магниевые; хлоридно-гидрокарбонатные кальциево-натриевые и другие
Подземная вода и артезианская вода ─ не одно и то же
Не все подземные воды являются артезианскими. Важнейшим поводом для «обособления» артезианских вод от других служат условия залегания. В классификации подземных вод по этому признаку помимо артезианских (или межпластовых, хотя артезианские и межпластовые воды ─ не совсем одно и то же, о том почему, – несколькими абзацами ниже) представлены другие воды: грунтовые, почвенные, верховодка, трещинные, карстовые. А в ряде климатических поясов еще и воды, заключенные в многолетнемерзлых горных породах.
Почвенные воды содержатся в самом верхнем почвенном слое.
Верховодка – это локальные участки полного водонасыщения над местными водоупорами.
Грунтовые воды – первый от поверхности земли постоянно существующий водоносный горизонт, залегающий на выдержанном водоупоре (т. е. пласте, сложенном водонепроницаемыми породами).
В отличие от грунтовых вод, лежащих на водоупорах, но не перекрываемых ими, межпластовые воды залегают именно между выдержанными водоупорами. Конечно, в каких-то местах кровля из водоупорных пород нарушается и у межпластовых вод различных водоносных горизонтов возникает гидравлическая связь между собой или даже с грунтовыми, поверхностными и атмосферными водами. Но все же, большинству межпластовых вод присущ затрудненный водообмен и ограниченный контакт с гидросферой и атмосферой, темпы которого измеряются десятками и сотнями тысяч лет.
Что такое артезианская вода
Артезианскими принято называть не все межпластовые подземные воды, а только обладающие выдержанным гидростатическим напором, обуславливающим подъем уровня воды над кровлей, а порой и ее фонтанирование при вскрытии пласта водопроницаемых пород скважинами. Межпластовые безнапорные воды артезианскими обычно не называют. Поэтому напор, наряду с расположением между водоупорными пластами, ─ второй обязательный атрибут артезианских вод.
Причинами напора могут быть гидростатическое давление, геостатическая нагрузка, тектонические напряжения, изменение пористости пород. В отличие от напорных артезианских вод, при вскрытии буровой скважиной стремящихся вверх, грунтовые воды ведут себя по иному – их уровень устанавливается на той самой глубине, где они и встретились с буром.
Вот как определяет артезианскую воду «ГОСТ 30813-2002. Вода и водоподготовка. Термины и определения»: «напорная подземная вода, заключенная в глубоких водоносных пластах между водонепроницаемыми слоями». Т. е. вода, содержащаяся в водопроницаемых (пористых, трещиноватых, закарстованных) пластах, перекрытых и подстилаемых водоупорными или относительно водоупорными пластами.
Особенности артезианских вод
Подземная гидросфера и, прежде всего, артезианские воды служат одним из основных источников хозяйственно-питьевых, минеральных, промышленных, оросительных и других вод во многих регионах мира (в России их доля составляет примерно 50 %). По мере истощения и загрязнения поверхностных вод роль подземных будет только возрастать.
Артезианским водам присущи особенности, определяющие их высокую ценность как природного ресурса и полезного ископаемого.
Артезианские водоносные горизонты ─ надежный источник пресной воды. Их отличает постоянство режима, в незначительной степени подверженного влиянию поверхностных факторов. Поэтому уровень артезианских вод остается неизменным в течение длительного времени.
Скважины, подающие артезианскую воду, обладают большим дебитом, достигающим десятков и даже сотен кубических метров воды в час. Мощности одной скважины может быть достаточно для полноценного водоснабжения большого числа потребителей.
Артезианские воды надежны в санитарном отношении.
Артезианские бассейны
Геологические структуры, состоящие из перемежающихся водопроницаемых и относительно водоупорных слоев, для которых свойственно преимущественное развитие напорных пластовых вод, носят название артезианских бассейнов.
На долю отличающихся значительной площадью артезианских бассейнов платформенных областей приходится до 2/3 всех разведанных участков подземных вод. Так, к Русской платформе приурочены подземные воды Московского, Ленинградского, Волго-Камского, Печорского бассейнов и целого ряда других; к Сибирской платформе – подземные воды Западно-Сибирского артезианского бассейна, площадь которого достигает 3 млн км 2 .
В гидрогеологии артезианские бассейны принято делить на бассейны первого порядка и входящие в их состав артезианские бассейны второго, третьего и более высоких порядков.
Так, например, артезианский бассейн первого порядка – Средне-Русский, включает в свой состав артезианские бассейны второго порядка, в т. ч. представленные в Ленинградской области Ленинградский и Московский артезианские бассейны.
В Средне-Русском артезианском бассейне мощность зоны пресных вод составляет 300–350 м в центральной части (в частности в бассейне реки Луга, а также на возвышенностях), уменьшаясь к периферии и во впадинах до 50–150 м (Усть-Лужская, Приневская, Приильменская впадины, долины рек Волхова и Сясь). На большей части его территории основные водоносные горизонты распространены в пределах всей мощности зоны пресных вод.
Участки, где горизонты артезианских вод не подлежат использованию для водоснабжения из-за высокой минерализации вод, составляют не более 3 % территории бассейна. В их число входит южное побережье Финского залива и Ладожского озера.
Основную часть территории Ленинградской области занимает Ленинградский артезианский бассейн. Юго-восток области относится к Московскому артезианскому бассейну. Северо-запад – к Восточно-Балтийскому гидрогеологическому массиву (ГМ). Кстати, на территории чрезвычайно богатого ресурсами подземных вод Московского артезианского бассейна – вообще, а не только в Ленинградской области его разведанные запасы составляют 23 605,5 тыс. м 3 /сут. – ведется интенсивный отбор подземных вод – более 6 млн м 3 в сутки, что составляет почти четверть всех добываемых в России подземных вод. Добыча подземных вод в Ленинградском артезианском бассейне примерно в 15 раз меньше.
О бутилированной артезианской воде
Многие потребители, не удовлетворенные качеством воды, текущей из водопроводного крана, покупают воду в бутылках, выбирая ту, где на этикетке присутствует слово «артезианская», как гарант высочайшего качества. В соответствии с Решением Комиссии Таможенного союза от 28.05.2010 № 299 «О применении санитарных мер в таможенном союзе» в зависимости от подземного источника питьевую воду подразделяют на родниковую (ключевую), грунтовую (инфильтрационную) и артезианскую. А в зависимости от качества воды, улучшенного относительно гигиенических требований к воде централизованного водоснабжения, а также дополнительных медико-биологических требований – на две категории. Вода питьевого качества из самостоятельных подземных (предпочтительно родниковых или артезианских) водоисточников, надежно защищенных водонепроницаемыми слоями от биологического и химического загрязнения и оптимальная по качеству относится к высшей категории.
Как не банально звучит, человек как минимум на 2/3 своего веса состоит из воды. Каждый день ему необходимо от полутора литров жидкости. Очень важно, чтобы это была чистая не содержащая загрязнений вода.
Вместе с водой в организм поступают необходимые для поддержания здоровья микроэлементы: укрепляющий кости и улучшающий функциональное состояние нервной системы кальций; делающий прочнее зубную эмаль фтор; необходимое для крови железо и другие. Наконец, вода должна иметь приятный вкус.
Всем этим качествам артезианская вода отвечает в полной мере.
Поэтому в регионах, где она доступна, при выборе между скважиной «на песок» или на «на известняк» (т. е. артезианской), выбор все чаще падает на вторую. И в силу ее более высоких эксплуатационных качеств: как правило, более долгого срока службы без ремонтов, надежности, значительного дебита. И из-за желания получать воду самого высокого качества. Ведь артезианская вода, – безусловно, лучший вариант для организации хозяйственного-питьевого водоснабжения.
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