Виды водоносных горизонтов. Горизонт воды


сколько метров и их виды

≡  23 Июль 2016   ·  Рубрика: Скважины   

А А А Размер текста

Содержание статьи:

Водоносный горизонт представляет собой грунт, в порах или трещинах между отдельными частицами которого находится и может передвигаться вода. Соответственно, при бурении скважины необходимо найти горизонт, который сможет обеспечивать необходимое количество воды надлежащего качества. Ограничивается этот водосодержащий слой водоупорными слоями (обычно глинистыми грунтами) только снизу (сверху тогда находится зона аэрации) или с обеих сторон. С практической точки зрения многими гидрогеологами такой горизонт определяется, как зона ниже уровня земли, дающая воду в объемах, имеющих экономическое значение. Ведь если добываемой из толщи грунта воды хватит максимум на полив пары растений, то какой смысл вообще принимать ее в расчет?

Основные характеристики

Водоносный слой характеризуется целым рядом параметров, но рядовому человеку, эксплуатирующему скважину на участке, достаточно знать только некоторые из них.

  • Дебит. Определяет, сколько жидкости источник может дать за единицу времени, измеряется в л/с, м3/ч и т.д.
  • Годовая амплитуда колебания воды показывает изменение глубины расположения воды в разное время года в метрах.
  • Глубина залегания подошвы и кровли горизонта измеряются в метрах, характеризуют границы водоносного слоя.
  • Мощность водоносного горизонта – это попросту толщина содержащего воду грунта.

Типы водоносных слоев

Как правило, в толще земной поверхности в пределах досягаемости находится несколько содержащих воду грунтовых слоев. Рассмотрим их подробнее.

Верховодка

Первый водоносный горизонт характеризуется небольшой мощностью — в среднем около метра, реже 3-4 метра, располагается он на глубине от пары до 20-25 метров, причем в южных регионах оказывается обычно ближе к поверхности, в северных – дальше от нее.

Расположение первого верховодного слоя

Расположение первого верховодного слоя

Добраться до верховодки при бурении проще всего, это можно сделать примитивным садовым буром или лопатой. Другой вопрос, что вода из этого горизонта имеет ряд недостатков.

Дебет скважины очень сильно зависит от погодных условий и времени года, и регулярных больших объемов воды из верховодки получить не удастся. В северных регионах верховодка может и вовсе находиться в зоне промерзания грунтов, делая эксплуатацию источника в зимний период невозможной.

Пополняется первый водоносный горизонт за счет атмосферных осадков и таяния снега в весенний период, поэтому вода не отличается особой чистотой. В ней могут содержаться вредные органические или минеральные примеси, туда легко попадают удобрения, инсектициды, пестициды с участков (даже соседних). А уж если рядом проходят автомобильные дороги, располагаются предприятия или производится складирование отходов, то даже страшно представить, что может оказаться в этой воде.

Конечно использовать эту воду для питья возможно, но в обязательном порядке требуется провести лабораторные исследования ее состава, регулярно их повторять и при необходимости проводит фильтрацию и очистку.

В общем, хотя при бурении и обустройстве скважины для добычи воды из верховодки затраты минимальны, но на очистку воды до пригодного к питью состояния потребуется немало средств. Помимо этого, срок службы источника, заглубленного в первый водоносный горизонт, в среднем не превышает 3-5 лет, после чего придется сооружать новый.

Использование верховодки оправдано, если воду оттуда применять для технических нужд, либо в случае, когда колодец является временным решением, например, при проведении строительных работ и бурении более мощной и долговечной скважины.

Второй водоносный горизонт

Следующий после верховодки водоносный слой (или несколько слоев) – это межпластовые напорные и ненапорные воды. Располагаются они на уровне 40-90 метров в среднем, и от загрязнений с поверхности земли их защищают водоупорные слои глинистых почв.

Фильтрация и дополнительная очистка может потребоваться и такой воде, но в любом случае она существенно чище верховодки, и может быть использована для питья и приготовления пищи.

Дебет таких источников сохраняется примерно одинаковым на всем протяжении срока эксплуатации, но количества воды не всегда может быть достаточно, если ее расход большой, а водоносный слой маломощный.

Артезианские воды

залегание вод в грунте вид в разрезе

Схема залегания вод в грунте

Артезианский водоносный горизонт располагается на глубине более 100 метров и позволяет стабильно получать большие объемы воды высочайшего качества. Эти водоносные слои никак не соединяются напрямую с поверхностью, а от возможных загрязнений с поверхности земли надежно защищены несколькими водоупорными слоями, самый нижний из которых обычно представляет собой скалистый грунт. Хотя бурение такой скважины обходится недешево, с течением времени это окупается. Во-первых, затраты на очистку воды минимальны, а во вторых, артезианские источники очень долговечны и способны обеспечивать бесперебойное водоснабжение минимум 40-50 лет. Однако артезианские воды относятся законодательством к полезным ископаемым, поэтому на устройство такой скважины и ее эксплуатацию потребуется разрешение.

Подводим итоги

схема залегания водоносных слоев

Виды водоносных слоев и схема их глубина залегания

Водоносные слои разных типов характеризуются разным качеством воды и возможным дебитом скважины. Выбор оптимального для данного участка источника может быть осуществлен только при разведывательном бурении и определении точного места залегания вод на этой территории.

Советуем почитать: Артезианская вода что это такое?

Поделиться с друзьями: Поделиться с друзьями:

oburenie.ru

Водоносный горизонт. Глубина залегания водоносного слоя

Водоносный слой или горизонт – это несколько слоев горных пород, обладающих высокой водопроницаемостью. Их поры, трещины или другие пустоты заполнены подземными водами.

Общие понятия

Несколько водоносных слоев могут образовывать водоносный комплекс, в случае если они связаны между собой гидравлически. Воды используются для водоснабжения в лесном хозяйстве, для орошения лесных питомников, в хозяйственной деятельности человека. При выходе на поверхность они могут стать источником заболачивания территории. Это может способствовать образованию низинных и переходных болот.

Водопроницаемость

Водоносный горизонт характеризуется водопроницаемостью горных пород. Водопроницаемость зависит от размеров и количества сообщающихся между собой трещин, пор, а также от отсортированности гранул горных пород. Глубина залегания водоносного слоя может быть различной: от 2-4 м ("верховодка") и до 30-50 м (артезианская вода).

К хорошо проницаемым горным породам относятся:

Движение воды

Причин передвижения воды в порах может быть несколько:

  • сила тяжести;
  • гидравлический напор;
  • капиллярные силы;
  • капиллярно-осмотические силы;
  • адсорбционные силы;
  • температурный градиент.

глубина залегания водоносного слоя

В зависимости от геологического строения породы водоносного горизонта могут быть изотропными в фильтрационном отношении, т. е. водопроницаемость в любом направлении одинакова. Породы могут быть и анизотропными, в таком случае они характеризуются равномерным изменением водопроницаемости во всех направлениях.

Глубина залегания водоносных слоев в Московской области

На всей территории Московской области глубина залегания подземных вод неодинакова, поэтому для удобства изучения ее разделили на гидрологические районы.как определить глубину залегания водоносного слоя Существует несколько водоносных районов:

  • Южный район. Уровень воды может находиться в пределах 10-70 м. Глубина колодцев на данной территории варьируется от 40 м до 120 м.
  • Юго-западный район. Горизонт воды не отличается обильностью. Средняя глубина колодцев составляет 50 м.
  • Центральный район. Это самый большой по площади район. Он, в свою очередь, делится на Большой и Малый. Средняя мощность горизонтов составляет 30 м. Воды здесь карбонатные, карбонатно-сульфатные.
  • Восточный район. Глубина залегания водоносного слоя в данном районе составляет 20-50 метров. Воды, в основном, сильно минерализованы, поэтому для водоснабжения непригодны.
  • Клинско-Дмитровский район. В его состав входят два горизонта верхнего карбоната: Гжельский и Касимовский.
  • Приволжский район. Средняя глубина залегания водоносного слоя составляет 25 метров.

Это общее описание районов. При детальном изучении водоносных горизонтов, рассматривают состав вод слоя, его мощность, удельный дебит, плотность осадка и т. д.

Стоит отметить, что гидрогеология Московской области выделяет один водоносный комплекс, который разделяется на несколько горизонтов палеозойских каменноугольных отложений:

  • подольско-мячковский слой среднего карбона;
  • серпуховской водоносный слой и окской свит нижнего карбона;
  • каширский водоносный слой среднего карбона;
  • касимовский слой верхнего карбона;
  • гжельский водоносный слой верхнего карбона.

глубина залегания водоносных слоев в московской области

Некоторые водоносные слои имеют небольшое водонасыщение и высокую минерализацию, поэтому они непригодны для хозяйственной деятельности человека.

Водоносный слой серпуховской и окской свит нижнего карбона имеет максимальную мощность относительно других водоносных горизонтов – 60-70 метров.

Московско-подольский водоносный слой может достигать максимум 45 метров в глубину, средняя его мощность равна 25 метрам.

Как определить глубину залегания водоносного слоя

Песчаный водоносный слой – название условное, т. к. состоять данный горизонт может из галечника, смеси песка с галечником. Различную мощность имеют песчаные водоносные слои, глубины залегания их также разнятся.песчаные водоносные слои глубины залегания

Если рассматривать гидрогеологию Московской области и прилегающие к ней районы, можно с уверенностью сказать, что найти подземные воды можно уже на глубине 3-5 метров, в зависимости от относительной высоты изучаемого участка. Глубина залегания водоносного слоя также зависит от находящихся поблизости гидрологических объектов: река, озеро, болото.

Самый близкий к поверхности слой называется «верховодка». Его воды использовать в пищу не рекомендуется, т. к. питание данного слоя происходит за счет выпадающих осадков, таяния снегов и т. д., поэтому сюда легко могут попасть вредные примеси. Однако часто воды «верховодки» используются в хозяйстве, и называют ее еще «техническая вода».

Хорошая отфильтрованная вода находится на глубине от 8-10 метров. На глубине от 30 метров расположены так называемые «минеральные воды», для добычи которых строятся артезианские скважины.

Определить наличие и глубину верхнего водоносного слоя относительно несложно. Существует множество народных способов: с помощью лозы или металлической рамки, при помощи глиняного горшка, методом наблюдения за произрастающими на территории растениями.

fb.ru

Водоносный горизонт - это... Что такое Водоносный горизонт?

Водоносный горизонт или аквифер (англ. aquifer) — осадочная горная порода, представленная одним или несколькими переслаивающимися подземными слоями горных пород с различной степенью водопроницаемости. Из подземной прослойки водонапорной проницаемой горной породы или неконсолидированных материалов (гравий, песок, ил, глина) могут быть извлечены подземные воды с помощью скважины.

Слои частично состоят из рыхлых материалов: гравия, доломита, ила, известняка, мергеля или песка. Трещины или пустоты между слоями заполнены подземными водами. Горизонт ограничен либо двумя водоупорными пластами (обычно глиной), либо водоупорным пластом и зоной аэрации.

Основные характеристики

  • Статический уровень или пьезометрический уровень в скважине, пробуренной на определенный водоносный горизонт. Измеряется в метрах от поверхности земли.
  • Динамический уровень, появляющийся в том случае, когда из скважины проводится водоотбор, например, погружным насосом. Измеряется в метрах от поверхности земли.
  • Забор воды из водоносного горизонта или дебит скважины измеряется в л/с, куб.м/час, куб.м/сут, тыс.куб.м/год.
  • Коэффициент водопроводимости измеряется в кв.м/сут;
  • Скорость сработки статического уровня измеряется в метрах в год, показывает скорость падения уровня воды при заданом заборе воды;
  • Годовая амплитуда колебания уровня воды измеряется в метрах.
  • Глубина залегания подошвы слоя водоносного горизонта. Измеряется в метрах от поверхности земли.
  • Глубина залегания кровли слоя водоносного горизонта. Измеряется в метрах от поверхности земли.

Добыча воды

Для добычи воды из водоносных слоёв бурят скважины (буровые), которые являются составной частью водозаборных сооружений.

Поверхностные водоносные горизонты

Водоносные горизонты могут находиться на разной глубине. Те из них, что расположены ближе к поверхности, не только чаще других используются в качестве источников воды для потребления и ирригации, но и чаще пополняются дождями. Многие пустынные регионы имеют в своём составе известняковые холмы или горы, которые могут содержать грунтовые воды. Поверхностные водоносные горизонты, в которых добывается вода, имеются в отдельных частях гор Атлас в Северной Африке, на хребтах Ливан и Антиливан в Сирии, Израиле и Ливане, в части Сьерра-Невада и других горах на юго-западе США.

Чрезмерное использование может привести к снижению уровня грунтовых вод. Вдоль побережья некоторых стран, например Ливии и Израиля, рост населения и увеличившееся потребление воды привели к снижению уровня подземных вод и последующему их загрязнению солёной морской водой.

Типы аквиферов

Геологические материалы могут быть классифицированы как сцементирванные породы или неуплотнёные (свободные) отложения. Сцементированные породы могут быть образованы песчаником, сланцеватой глиной, гранитом и базальтом. Неуплотнённые породы содержат зернистые материалы как-то: песок, галечник, ил и глину. Четырьмя главными типами аквифера являются:

  • аллювий (песок, галечник и ил, отложенные реками),
  • пласт осадочных пород (уплотнённые отложения),
  • ледниковые отложения (неуплотнённые отложения, созданные ледниками),
  • вулканические метаморфические породы.

Движение подземных вод

Подземные воды в аллювиях находятся в поровом пространстве между частицами, а в уплотнённых породах — в трещинах. Количество воды, которое может вмещать аквифер зависит от его пористости, являющейся поровым пространством между зёрнами отложений или объёмом трещин в породе. Для движения воды в породе необходимо, чтобы поровые пространства были соединены между собой. Подземные воды движутся очень медленно внутри аквифера, и скорость движения зависит от размера пространств внутри грунта или породы, соединённости между собой этих пространств и градиента давления водной поверхности.

Проницаемость

Крупнозернистые отложения как песок и гравий обладают более высокой пористостью, чем мелкозернистые отложения как глина и ил, и лучшей соединённостью пор. Крупнозернистые материалы более проницаемы в виду того, что они обладают большими связанными пространствами или трещинами, позволяющими воде протекать.

В некоторых случаях поровые пространства могут быть заполнены мелкозернистыми отложениями, что уменьшает пористость и затрудняет движение воды, характеризуя аквифер слабопроницаемым. Очень важно уметь определять такие характеристики аквифера, как проницаемость для прогнозирования поведения подземных вод в аквифере.

См. также

Ссылки

dic.academic.ru


Смотрите также