Основные особенности артезианской воды. Вода артезианская
Артезианская вода что это такое и как образуется
А А А Размер текста
Содержание статьи:
Очень часто можно услышать мнение, что лучшим вариантом для водоснабжения является артезианская вода. Ее наделяют множеством положительных характеристик, но иногда путают с другими подземными водами.
Артезианскими называют подземные глубинные водяные запасы, которые не подпитываются вышележащими грунтовыми водами. Они располагаются между двумя водоупорными пластами в водопроницаемых породах. Это может быть пористый известняк, песчаники, сланцы и другие горные породы, которые имеют полости и трещины для прохождения влаги.
Рис. 1 Схема артезианского бассейна
Артезианские воды образуют бассейны, связанные с крупными геологическими прогибами подлежащих пород. Бассейн состоит из трех основных частей. В области питания поверхностная влага постепенно проникает в более глубокие слои и уходит в область напора. Там вода находится под давлением и при добыче образует фонтанирующие скважины. Следующей частью является область разгрузки. В этой области глубинные воды выходят на поверхность, образуя ключи, питая реки. Именно такие источники являются основой африканских оазисов.
Некоторые артезианские воды относятся к древним. Они сформировались в период образования геологических слоев, в которых и находятся. От периода формирования сильно зависит их минеральный состав.
Чем артезианские воды отличаются от грунтовых?
Несмотря на то, что оба вида воды залегают в глубине земли, отличия у них бывают весьма существенные. В первую очередь следует отметить глубину залегания. У артезианского слоя этот показатель составляет от ста до трехсот метров, а у грунтовых вод – от пяти до пятидесяти.
Рис. 2 Взаимное расположение вод
Если бурят артезианскую скважину, то есть вероятность, что вода пойдет самотеком. Из скважин других типов ее всегда требуется выкачивать насосом.
На состав глубинных вод поверхностные осадки и источники загрязнений практически не оказывают воздействия. Верхний водоупорный слой защищает от проникновения всевозможных стоков. Та же вода, которая все же просочится в области питания, проходит через слои грунта и тщательно очищается.
Вода в артезианском водоносном слое отличается максимальной чистотой. В ней отсутствуют загрязнения антропогенного характера, различные органические вещества и бактерии. Все эти компоненты могут попадать в грунтовые воды. Проходя через относительно небольшую толщу грунта, они отфильтровываются лишь частично.
Химический состав
Чистота артезианской воды вовсе не означает, что в ней полностью отсутствуют естественные включения. Напротив, в ней часто бывает слишком много железа или солей жесткости. Химический состав артезианских вод напрямую зависит от условий формирования конкретного бассейна или ее части. Наличие поблизости железной руды приводит к появлению в воде значительного количества ионов этого элемента. Жесткость придают соли, вымываемые из известняков. Также из минералов, находящихся в земной коре, в воду попадают магний и марганец, фтор и многие другие элементы.
Наличие химических элементов не делает автоматически воду опасной. Они требуются организму человека и обессоленная жидкость гораздо опасней. Но чрезмерное содержание каких-либо солей приводит к негативному воздействию на здоровье человека, на водопроводную систему и приборы, контактирующие с водой.
Все это приводит к необходимости устанавливать различного рода фильтры. Обычно люди, использующие воду из артезианского источника, удивляются необходимости ее фильтровать.
Достоинства воды из артезианского источника
Среди достоинств артезианской воды следует отметить ее наибольшую полезность. В ней отсутствуют бактерии и вирусы, поэтому нет опасности заболеть. Однако употреблять воду без обработки можно только после проведения химического анализа. Если количество микроэлементов в ней такое, какое соответствует нормам, то можно не беспокоиться. Если же нет, то состав нормализуется при помощи фильтрации.
Существенным плюсом артезианских вод являются высокие вкусовые характеристики. На них не влияют антропогенные воздействия и другие негативные факторы.
На глубинный слой не оказывают влияния внешние факторы. Запас воды не зависит ни от количества осадков, ни от других климатических факторов. Производительность артезианской скважины такова, что водой можно обеспечить коттеджный поселок.
Оценивая преимущества артезианских вод, не стоит забывать о недостатках. Чаще всего они обладают высокой минерализацией, а значит, потребуется фильтр. Поскольку растворенные вещества бывают самыми разными, сначала надо провести анализ. Фильтровальную установку должен подбирать специалист на основе этих данных.
Стоимость бурения и обустройства скважины нередко оказывается весьма значительной. Увеличиваются вложения и необходимостью очистки.
Советуем почитать: Артезианская скважина что это такое?
oburenie.ru
Артезианские воды. Бурение артезианских скважин на воду :: SYL.ru
Впервые про артезианские воды люди услышали после того, как они были обнаружены много лет назад во Франции (провинции Артуа), отчего и пошло укоренившееся в народе название воды - артезианская. В большинстве случаев для её добычи не требуется прикладывать усилий, ведь артезианские источники возникают практически повсеместно и отличаются от обычной воды не только уникальным химическим составом, но и чистотой, которую они получили в результате прохождения к поверхности через большое количество пластов почвы.
Для того чтобы можно было ответить на вопрос, какая вода артезианская, а какая нет, необходимо в первую очередь выяснить, где и каким образом производилась её добыча, а также определить, насколько велико содержание в ней полезных для организма элементов. Именно от этого будет напрямую зависеть не только количество устанавливаемых фильтров, но и стоимость самой воды.
Естественные источники на поверхности земли
Естественный напор, который образуют артезианские воды, можно наблюдать только в двух случаях.
- При формировании бассейна с артезианской водой. В таком случае водоупорный слой должен образовать котловину, в которой будут соединяться несколько водных потоков, идущих из различных мест.
- Артезианские скважины на воду. Образуются только в том случае, если глубина забора воды находится ниже участка, подпитывающего грунтовые воды. В данном случае буровая скважина должна быть расположена непосредственно в артезианском источнике.
Тогда на артезианскую воду, расположенную в пластах почвы, начинает оказываться определённое давление, и она может выйти как на поверхность почвы, так и в речное русло, образуя естественные целебные родники и ключи, напор воды в которых иногда развивается с такой силой, что они начинают фонтанировать.
Индивидуальные отличия
Основные отличия грунтовых и артезианских вод.
- Артезианская вода поступает постоянно, необязательно проводить геологические исследования для её нахождения и бурить почву. Достаточно будет просто обнаружить источник. В случае с грунтовой водой добыча может осуществляться только с помощью насоса. В том случае, если все запасы грунтовых вод будут исчерпаны, придётся ждать определённое количество времени, пока снова наполнятся резервуары.
- Глубина артезианской воды начинается в пределах от 100-300 м. Довольно часто люди путают их с грунтовыми водами, однако, кроме того что каждая из этих вод находится на определённой глубине залегания в грунте, ничего общего между ними нет.
- Грунтовые воды, в отличие от артезианских, постоянно участвуют в процессе круговорота воды в природе и проходят через земную поверхность, за счёт чего они получают существенную долю атмосферных осадков, которые несут в себе элементы загрязнения окружающей среды.
Вскрытие пластов для добычи воды
Бурение артезианских скважин на воду позволяет добывать ее непосредственно из глубокозалегающих земляных пластов. Единственным минусом подобной технологии бурения являются существенные затраты на обустройство скважины качественными очистительными приборами, оказывающими существенное влияние на снижение уровня солей и железа в составе воды, делая воду легко усваиваемой для человеческого организма.
При этом необходимо учитывать, что, производя бурение на артезианскую воду, потребуется приобрести мощное насосное оборудование, которое позволит получить:
- воду, качество которой будет оставаться неизменным десятилетиями;
- скважину, для которой не придется производить постоянных очисток, ведь она не заиливается;
- большую производительность, благодаря которой одной артезианской скважины с лихвой хватит на обеспечение водой целого посёлка;
- независимость качества воды от погодных условий.
Бурение производится при помощи специальных буровых установок, отличающихся по размеру шарошечного долота. Пробуренные породы удаляются благодаря использованию специального раствора. Его подают в скважину по буровой штанге. При этом необходимо учитывать, что для того, чтобы песок или глина не проникали в воду, которая в виде атмосферных осадков выпадает на поверхность почвы и в дальнейшем стекает по поверхности добывающей трубы прямо в скважину, всю поверхность над трубой придётся зацементировать, а саму трубу предварительно промыть для того, чтобы удалить грязь, попавшую внутрь в процессе установки.
Химическая составляющая воды
Необходимо обязательно учитывать, что каждая артезианская вода имеет свой химический состав, зависящий преимущественно от подстилающих горных пород и почвы, сквозь которую происходит процесс естественной фильтрации. Чем глубже будет находиться вода, тем чище она окажется, ведь в таком случае можно быть полностью уверенными в том, что пласты почвы, ведущие к поверхности, надёжно защитили её от грунтовых или поверхностных загрязнений. При этом чем древнее будет водное месторождение, тем насыщенней окажется химическая составляющая, различающаяся в основном по типам содержащихся в воде рассолов. Они могут быть:
- Высокоминерализованные - хлоридного типа. Чаще всего можно обнаружить в глубоких частях бассейна.
- Пресные слабоминерализованные - воды гидрокарбонатного типа. Находятся в верхних пластах.
Такая вода может использоваться для питья сразу без проведения предварительной обработки. Однако необходимо учитывать, что сегодняшняя экологическая ситуация и возможность проникновения в артезианскую воду вредных бактерий и микроэлементов, например при санитарных нарушениях в сооружении скважины, могут привести к серьёзным заболеваниям. По этой причине артезианская вода может использоваться для питья, только если вами было получено соответствующее разрешение со стороны санитарно-эпидемиологической станции, на основании проведённых ими исследований. Они должны провести анализ не только химических составляющих в самой воде, но и проверить саму скважину.
Особенности
Все артезианские воды по степени формирования можно разделить на бассейны и склоны. В первом случае область питания должна быть расположена в непосредственной близости к области, которая обеспечивает водяной напор.
При этом по направлению к подземному стоку вод будет размещаться область, отвечающая за разгрузку напорного горизонта, а во втором варианте она располагается в непосредственной близости к области питания.
Стандартные показатели
При добыче воды с помощью технологии бурения необходимо учитывать, что химический состав, которым богаты артезианские воды, не имеет ничего общего с мягкостью воды. За счёт того что они богаты на фтор, железо, магний и кальций, даже при идеальной чистоте в процессе кипячения они могут образовывать осадок. При этом необходимо учитывать, что вне зависимости от страны, где производится добыча такой воды, как артезианская, показатели засоленности обычно превышают нормативы, принятые в России.
Для 1 литра воды нормой является:
- Железо - 0,3 миллиграмма.
- Жёсткость - 7.
- Магний - до 50 миллиграмм.
- Фтор - 1,5 миллиграмма.
- Кальций - 140 миллиграмм.
В том случае если при проверке санитарной службой показатели примесей ниже данного уровня, можно считать, что вам удалось обнаружить уникальное месторождение, являющееся исключением из правил.
Вне зависимости от времени года состав артезианской воды всегда остаётся стабильным. На него не влияют изменения климата, выпадающие осадки (даже в большом количестве) и температурные изменения.
Полезные свойства
Данная вода содержит в своём составе примеси в такой концентрации, благодаря которой она является наиболее полезной для употребления как людьми, так и животными. Всё дело в том, что содержащиеся элементы оказывают решающее влияние на формирование костной массы и позволяют обеспечить организму здоровое, полноценное развитие. При употреблении в больших количествах она не наносит организму такого вреда, какой может наблюдаться у обычной хлорированной воды. Кроме того, получение качественной воды возможно в любое время, ведь её состав не изменяется даже от вредных химических выбросов с предприятий.
Недостатки
Самый главный недостаток, который можно обнаружить во всех источниках (за редкими исключениями), - это излишнее содержание солей, которые накапливаются в них на протяжении многих веков. Именно поэтому вода, не нуждающаяся в очистке от вредных микроэлементов, должна проходить обязательную фильтрацию от солевого переизбытка.
Понадобится пригласить специалиста, который тщательно проанализирует все полученные данные и сможет подобрать оптимальный фильтр для воды. Кроме того, вам понадобится приобрести смягчитель, приспособление для уменьшения содержания металлических осадков, образующих накипь.
Следовательно, использование артезианского месторождения - достаточно затратная процедура, требующая дополнительных капиталовложений на проведение регулярных очисток, которые проводятся исключительно специалистами в данной области.
www.syl.ru
Что такое Артезианская вода? Напорные подземные воды водоносных пластов горных пород
Что такое Артезианская вода?
Название артезианских вод происходит от названия небольшой французской провинции Артуа. Вода находится под землею. Она заключена между водоупорным слоем и находится под давлением. В отличие от грунтовых водоемов, которые участвуют в современном водообмене с поверхности земли, Артезианские воды являются самыми древними, поэтому их состав отражает условия формирования.
Зачастую Артезианские воды можно увидеть при флексурообразном залегании пластов. Во многих регионах они относятся к сложной системе разломов.
В артезианском бассейне существуют три области:
- Питание. В данной области водоносный горизонт чаще всего приподнят и дренирован, из-за этого вода имеет свободную поверхность.
- Напор. В данной области уровень, до которого поднимается вода, расположен выше кровли водного горизонта.
- Разгрузка. Воды располагаются на земной поверхности в виде восходящих источников.
В отличие от области питания, область напора обладает мощностью артезианского горизонта, который постоянен во времени. На границе между областью питания и напора, в различные интервалы времени может происходить переход воды со свободной поверхности в воды напорные.
Существует артезианский бассейн и артезианский склон. В таком бассейне область питания расположена рядом с областью напора. По направлению подземного стока следует область разгрузки. В артезианском склоне область разгрузки находится возле области питания.
Артезианская вода, это вода, которая протекает на глубине сто метров под давлением и заключается между водоупорными слоями. Чаще всего артезианская вода залегает достаточно далеко в доантропогеновых отложениях, при этом образуя артезианские бассейны. Такие воды не могут быть загрязнены внешними воздействиями. Например, дождевой водой.
Если вскрыть артезианскую воду искусственным путем, она поднимется выше кровли водоносного пласта. При достаточно сильном напоре на поверхность земли выливается вода, а иногда даже образуется небольшой фонтан.
Первоначально артезианская вода стала использоваться в начале двенадцатого века. Первый колодец с артезианской водой появился на территории провинции Артуа. Именно отсюда и появилось название воды.
Химический состав артезианской воды отражается в условии формирования. Например, вода, проходящая через железистую руду, будет насыщена железом. После контакта со слоем известняка в ней появится соль. Иногда в воду попадает марганец и фтор. Приобретенные элементы, чаще всего выше предельно допустимой нормы, поэтому воду необходимо предварительно очистить. Если воду не очистить, можно приобрести хроническое заболевание.
Коттеджи и загородные дома, получающие воду из артезианской скважины, являются оптимальными. Такая скважина дорого стоит, во всех смыслах этого слова. Самым лучшим плюсом артезианской воды является ее долговечность. Такая скважина будет функционировать на протяжении пятидесяти лет. Благодаря своему напору, все потребности касающиеся воды будут удовлетворены.
Минусом данного типа воды является ее дороговизна. Изначально получается разрешение на бурение такой скважины. Далее необходимо некоторое время чтобы ее пробурить. После чего устанавливается необходимое оборудование, для очистки и смягчения воды, а также удаления из нее вредных веществ.
Огромная часть воды прячется под грунтом земли. В древности артезианскую воду называли подземной. Данное название осталось и в наши дни. Хотя лучше ее называть артезианской.
На земле существует артезианская вода в виде ключей, но такой воды очень мало. Основная масса накапливается под плато. Верхняя граница воды проходит на различных уровнях. Он колеблется в пределах от нескольких метров да сотен метров. В подземной воде практически нет микроорганизмов, а значит, бактерий также практически не существует. Такую воду можно использовать в качестве питьевой воды.
Любая вода должна содержать некоторые полезные для человеческого организма вещества. От количества содержания таких организмов определяется качество воды.
Минеральные вещества не имеют энергетическую ценность в отличие от жиров, белков и углеводов. Но без них невозможно обойтись. Минералы играют важную роль в развитии костной массы. Также минералы участвуют в жизненных процессах. Минеральные вещества делятся на две группы. Первая группа состоит из макроэлементов, которые содержаться в продуктах питания. Например, фосфор, калий, хлор. Вторая группа состоит из микроэлементов, которых не так много. Например, цинк, фтор, кобальт, никель.
Артезианская вода является одной из лучшей воды, которая существует на нашей планете. Так как в ней содержатся все необходимые человеческому организму минеральные вещества.
www.watermap.ru
Артезианская вода
Вода является первоначалом всего и без нее не было бы жизни вовсе. Для любого существа на планете Земля вода является основным условием его благосостояния. Так как организм человека состоит почти на восемьдесят процентов из воды необходимо внимательно относится к воде, которую мы пьем. Вода нас омывает внешне и очищает внутренние органы, избавляет от многих заболеваний. Помним, что без еды человек прожить сможет, а без воды – никогда!
Интересные факты о воде
- Вода является липкой субстанцией. Ее молекулы любят приставать к разным вещам, а еще больше друг к другу. Так происходит благодаря большому поверхностному натяжению. Кстати именно это свойство воды поддерживает в людях жизнь — вода способна тянуть кровь вверх по узким сосудам организма – это происходит часто против силы тяжести.
- Вода — вторая наиболее распространенная молекула во всей вселенной. Первой является газообразный водород h3.
- У взрослого человека примерным весом в семьдесят килограмм, в организме находится около сорока двух литров воды.
Артезианская вода и обычная водопроводная из крана, вот чаще всего употребляемые жидкости в наших широтах. Почему люди часто делают выбор именно в сторону артезианской воды, давайте попробуем разобраться.
Что такое артезианская вода?
Артезианской называют очень глубинные водяные запасы, которые не нуждаются в подпитке от вышележащих грунтовых вод. Они находятся между двумя водоупорными пластами в водопроницаемых породах. Глубина, на которой она находится примерно от ста до трехсот метров под землей. Артезианская вода обычно выходит на поверхность земли под давлением благодаря сильному напору. Такая вода не подвергается загрязнению именно потому что находится она так глубоко. Что же касается полезного состава такой водички, то здесь все зависит от времени формирования пласта. Чем старше пласт, тем больше там накоплено веществ из таблицы Менделеева.
Почему вода называется артезианская?
Artesium означает значит название французской провинции Сиси, где впервые часто использовались источники артезианской воды. Вот именно поэтому пошло название артезианской воды, хотя конечно глубинные колодцы использовались еще издавна в других регионах мира. В Китае скважины и колодцы были обнаружены намного раньше, но почему-то название артезианской воды пошло именно из французской провинции.
Глубина залегания
Как мы уже говорили выше глубина залегания артезианской воды составляет от сто до трехсот метров. Именно благодаря такой глубине, вода имеет неизменную постоянную температуру и поэтому же не подвержены земному загрязнению – защищены несколькими водонепроницаемыми слоями.
Химический состав
Когда мы говорим о чистоте, вовсе не имеется ввиду, что в ней нет естественных включений, например, избыточного количества железа или солей жесткости. Химический состав артезианской воды может значительно отличаться от разных источников, где ее добыли. Ведь состав таких вод напрямую зависит от условий формирования конкретного бассейна.
То есть пробурив скважину, неподалеку от железной руды, не стоит удивляться что в ней будет содержание ионов этого элемента. Жесткость такой воде всегда добавляют соли, которые вымываются из известняков. Вполне можно обнаружить в составе воды такие химические элементы таблицы Менделеева, как фтор, марганец, магний и многие другие. Не стоит бояться наличия подобных веществ, ведь мы осведомлены, что организм человека имеет в основном их нехватку. Но при этом стоит осторожно относится к артезианской воде, ведь чрезмерное количество солей может навредить здоровью человека и нарушить работу систем водоснабжения.
Отличия артезианской воды?
В первую очередь отметим, что артезианскую воду можно добыть только из глубокой скважины, а водопроводная берется из открытых источников над землей. В водопроводной очень мало минералов, в отличие от артезианской воды.
Воду из скважины считают самой полезной для организма человека, потому что там отсутствуют какие-либо микроорганизмы. Это свидетельствует о том, что заразиться инфекционной болезнью от нее нельзя.
Особенности артезианской воды
Отличительной чертой артезианской воды можно считать ее колоссальную пользу. Отсутствие в ней бактерий и вирусов, делает ее употребления абсолютно безопасной. Польза артезианской воды должна быть безусловно изначально проверена исследованиями. Количество микроэлементов должна соответствовать нормам. Если это не так, то она обязательно должна быть подвержена определенной фильтрации.
Напорные преимущества воды делает источник удобный, особенно при использовании в хозяйственных целях. Есть случаи, когда артезианский источник поднимается из земли образуя фонтан.
Достоинства:
- прекрасные вкусовые качества;
- отсутствие бактерий и вирусов;
- пропуская воду через систему очистки, ее состав становится 100% сбалансированным;
- стабильность химического состава в любое время года, благоприятно воздействует на организм человека.
К преимуществам настоящей артезианской скважины можно отнести то, что она может существовать примерно до семидесяти лет.
Недостатки артезианской воды
Если Вы раздумываете о скважине артезианской воды для личного использования, то единственным существенным минусом окажется дороговизна ее бурения. При этом изначально, для бурения подобного водоснабжения необходимо получить государственное разрешение. Считается залежи воды, находящиеся на более чем 100 метрах, являются государственными запасами. И за такую скважину придется платить потом налоги.
Не забываем также, что вода должна будет изначально быть проверена химический состав. В случае неудовлетворительных показателей, нужно будет устанавливать дополнительные установки по фильтрации.
К недостаткам также можно отнести:
- наличие большого количества соли, поэтому фильтрация ее обязательна;
- определить состав может только специалист и после этого бывает необходимо сразу несколько систем очистки. Для снижения каждого превышенного вещества отдельное;
- скважина периодически будет нуждаться в очистке, а это немалые вложения.
От чего зависят запасы артезианских бассейнов?
Нельзя ответить однозначно на этот вопрос. Здесь в первую очередь играют роль природные факторы, на которые мы люди повлиять не в силах. Обычно, чтобы разобраться сколько запасов существует, проводят так называемые «проверочные бурения» и выясняют на какой глубине, находятся водоносные пласты. Далее уже по необходимости проводят профессиональную откачку живой водицы и рассматривают его качество.
Обустройство источника водоснабжения
Из-за высокой стоимости по бурению скважины, часто домовладельцы объединяются и все делают в складчину. Вряд ли получиться организовать процесс в одиночку. Без профессиональной работы буровиков вообще осуществить задуманное не удастся.
Изначально производятся расчеты, так как обязательно нужно будет возводить строение сверху на участке земли. Эта сложная конструкция будет контролировать мощный напор воды, когда бурение достигнет ее. Электрических механизмов здесь быть не должно.
После возведения этой конструкции продумывают на какую глубину будет производиться бурение.
Правила, которых нужно придерживаться при бурении скважины
Все обустройства для конструкции должно проводиться в несколько этапов.
- Обязательно точно определить место расположения артезианского бассейна.
- Должны быть проведены геодезические исследования местности, чтобы ориентироваться по возможной глубине залегания воды.
- Выяснить запасы артезианской воды на перспективу и определить примерное время пользования скважиной. Это мудрое решение, когда необходимы большие вложения.
- Установить наземную конструкцию, о которой мы говорили выше.
- Бурение скважины.
Что понадобится в процессе работ?
- Буровая установка, способная работать на необходимую глубину скважины, которая определена предварительными расчетами.
- Техника, которая оборудована механизмами для бурения.
- Трубы с фильтрующей установкой. Их монтируют в первую очередь так как напор воды может разрушить окружной грунт очень быстро.
- Специалисты в этом деле немаловажный момент!
После бурения уже определяются с разводкой труб для подачи воды в дом.
Выводы
Если у Вас появилось желание пользоваться артезианской скважиной – это вполне правильное решение. Такая скважина может прослужить очень длительное время и, возможно, не одно поколение будет ею пользоваться. Тут конечно нужны расчеты, чтобы понять насколько долго артезианский бассейн способен обеспечивать водой.
Как Вы уже поняли, процесс создания такой скважины не прост и требует обязательное вмешательство профессионалов со специальной техникой. Цена на работы будет очень высокой, поэтому лучше кооперироваться с соседями. Это будет выгодным решением для всех.
Обязательно провести исследования на состав добытой воды, чтобы определить, какие дополнительные устройства фильтрации следует поставить.
Можно дополнить, что можно добыть воду и на уровне от двадцати пяти метров под землей. Подобные скважины могут обойтись дешевле, не только потому что бурильное оборудование на такое расстояние будет заказать проще. Как помним, глубинные артезианские скважины требуют официального разрешения и уплаты налогов за пользование ресурсом.
Скважины глубиной до 100 метров оплачивать государству и оформлять не нужно, но и срок использования их может достигаться всего от пять до десяти лет. Теперь вы осведомлены о всех моментах бурения скважины с артезианской водой.
watercons.ru
Артезианские воды « География планеты Земля
Общие сведения.
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. 11. Артезианский бассейн
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.
Искусственные сооружения в районах артезианских вод.
Движение напорных вод в артезианских бассейнах обычно направлено от областей питания к областям разгрузки. При вскрытии буровыми скважинами артезианские воды под напором поднимаются выше кровли водоносного пласта и при благоприятных геоструктурных условиях дают самоизливающуюся струю воды на поверхности земли. Несмотря на это, большей частью приходится извлекать артезианские воды на поверхность с помощью насосов, но там где вода под напором поднимается выше поверхности земли, высота напора над устьем скважин превышает 30 м и даже достигает 150 м. Весьма редко вскрываются воды с более высоким напором (до 110 атм.).
При эксплуатации одного или нескольких артезианских пластов системой взаимодействующих скважин создается тех или иных размеров депрессионная воронка, в пределах которой на значительной площади пьезометрический уровень может быть снижен ниже поверхности земли. Таким образом, подразделение напорных вод на воды с положительным и с отрицательным пьезометрическим уровнем условно. Снижение пьезометрического уровня ниже поверхности земли при эксплуатации наблюдалось в Ставропольском крае, где сравнительно небольшое число первых скважин давали воду самоизливом. При увеличении числа эксплуатационных скважин расширились контуры и глубина районной депрессионной воронки, что повлекло за собой снижение уровня ниже дневной поверхности. По этой причине для дальнейшей эксплуатации пришлось скважины оборудовать насосными установками.
При бурении скважин, в случае установления пьезометрического уровня выше поверхности земли для определения его высоты над устьем скважины навинчивают трубы (при небольших напорах) или, при высоких напорах, закрывают устье скважины герметически. В последнем случае к трубам, заключающим в себе напорные воды, присоединяют манометр, по которому определяют давление воды в скважине.Каптаж – комплекс инженерно-технических мероприятий, обеспечивающий вскрытие подземных вод (также нефти и газа), вывод их на поверхность Земли и возможность эксплуатации при устойчивых во времени оптимальных показателях (дебит, химический состав, температура и др.).
Перехват подземных вод осуществляется сооружением водозабора.
Культура каптаж известна с ранних эпох цивилизации и достигала высокого уровня в Древнем Риме (термы императора Каракаллы, водопроводные сооружения), Месопотамии, Северной Африке (Акве-Флавнане), Средней Азии, на Кавказе (кяризы) и др.
Современные каптажные сооружения для подземных вод отличаются большим разнообразием типов и конструкций, учитывающих особенности гидрогеологических условий местности, состав воды, технические и санитарные требования, определяемые заданными режимами водопотребления и целевым назначением эксплуатируемых вод.
Простейшим типом каптажных сооружений является шахтный колодец, перехватывающий подземные воды неглубоко залегающих водоносных горизонтов. При вскрытии нескольких водоносных слоев горизонт, намеченный к эксплуатации, изолируется от ниже- и вышележащих слоев путём их тампонажа.
Артезианский колодец представляет буровую скважину, по которой поднимается вода из глубины земли. Земная кора образована из слоев различного состава и конфигурации; одни из них (как, например, песок) легко пропускают воду, другие же водонепроницаемы (гранит, глина и пр.). Атмосферная вода просачивается через один слой и скапливается под ним. Диаметр буровых скважин несколько сантиметров, длина же доходит до нескольких сот метров. При вскрытии буровыми скважинами в области напора уровень, до которого может подняться вода, располагается выше кровли водоносного горизонта. Линия, соединяющая отметки установившегося напорного уровня в скважинах, образует пьезометрический уровень. Расстояние по вертикали от кровли водоносного горизонта до этого уровня называются напором.
Важнейший показатель артезианского колодца дебит (от франц. debit — сбыт, расход), объём воды, поступающий в единицу времени из естественного или искусственного источника (колодца, буровой скважины и др.). Дебит жидкости выражается в литрах в секунду или кубических метрах в секунду, час или сутки. Дебит характеризует устойчивое поступление жидкости в течение длительного времени. Объём воды, протекающий в единицу времени через поперечное сечение реки или водоносного горизонта, называется расходом воды.
Этот же термин часто применяют для объёма воды, получаемого при искусственной откачке воды из колодцев и скважин, в процессе которой подаваемое количество жидкости зависит от способа и интенсивности откачки и понижения её уровня. Для характеристики производительности водозаборных скважин служит удельный дебит (дебит, отнесённый к понижению уровня воды при откачке на 1 м).Дебит скважины или колодца зависит от водопроницаемости и мощности водоносного слоя, условий его питания, распространения и взаимосвязи с другими водоносными горизонтами, наличия напора и прочего, а также от условий эксплуатации водоносного горизонта, степени его вскрытия, понижения уровня воды при откачке, типа фильтра и др. факторов.
Устраивают артезианские колодцы с целью:
- сбора подземных вод для водоснабжения и орошения – водозаборные колодцы. Водозаборные колодцы наиболее распространены, особенно для получения питьевой воды. По конструкции, способу строительства и креплению стен различают шахтные и трубчатые колодцы.
- пополнения запаса подземных вод поверхностными водами или сброса дренажных и осветлённых канализационных вод – поглощающие колодцы. Поглощающие колодцы применяют для осушения замкнутых понижений (один из видов вертикального дренажа).
- регулирования забора воды из рек, озёр, водохранилищ – береговые колодцы. Береговой колодец представляет собой камеру, разделённую решёткой, в приёмную часть которой по трубе поступает вода из реки или др. источника.
Наряду с колодцами применяются штольни – протяжённые горизонтальные или слабонаклонные горные выработки, сооружаемые в сильно пересечённых местностях. Иногда штольни сопровождаются системой наклонных, горизонтальных или восстающих скважин, пробуриваемых в боковых стенках и забойной части подземной галереи для увеличения притока воды. Каптаж штольнями осуществлен в России в Пятигорске; за рубежом – в Баньер-де-Люшоне (Франция), Бен-Харуне (Алжир) и др.
Каптаж безнапорного источника может осуществляться с помощью камеры.
Наиболее распространённым типом каптажных сооружений являются буровые скважины – одиночные или групповые. Механизированная проходка скважин обеспечивает вскрытие водоносных горизонтов и зон в весьма сложных горно-геологических условиях на глубинах до 2 км и более. При этом удаётся надёжно разобщать водоносные горизонты в скважинах (обсадка трубами, цементация затрубного пространства), предотвращать обвалы стенок и прорыв воды по затрубному пространству, а также устанавливать насосное оборудование, обеспечивающее отбор с заданными эксплуатационными дебитами. Для обсадки таких скважин обычно применяются стальные трубы. При эксплуатации агрессивных подземных вод (углекислых, сероводородных, с низким pH и др.) каптажные скважины обсаживаются трубами из антикоррозийных материалов: легированных сталей, винипласта, полиэтилена, асбоцемента и прочими.
Надкаптажные сооружения на месторождениях минеральных подземных вод выполняются в виде бюветов, павильонов, галерей.
Длительная эксплуатация водоносных пластов, сложенных тонко- и мелкозернистыми песками, с напором как выше, так и ниже поверхности земли, на некоторых участках приводит к вымыванию и выносу на поверхность песчаного материала. В результате водоносные пласты приобретают более рыхлое сложение с образованием в них пустот. Этот процесс на некоторых участках (чаще при глинистом водоупорном перекрытии и неглубоком залегании от поверхности водоносных пластов) приводит к деформациям поверхности земли, прилегающей к эксплуатируемой скважине, со всеми вытекающими отсюда неблагоприятными последствиями для близ расположенных на поверхности инженерных сооружений.
Современные технологии гидрогеологических исследований.
Подземная вода, содержащаяся в порах грунта, трещинах и полостях горных пород, способна перемещаться под действием сил тяжести, в значительной степени влияет на прочностные и деформационные характеристики грунта. Известно, что глинистые и биогенные грунты по мере увеличения влажности теряют свою прочность, а при отрицательных температурах подвержены морозному пучению. Прочность же песчаных грунтов с уменьшением влажности заметно снижается. Увеличение коэффициента фильтрации подземных вод приводит к возникновению суффозионных и карстовых процессов, а их высачивание на склонах косогоров (или на откосах насыпей) – к появлению оползневых процессов.
Существование самих подземных вод зависит от режимообразующих факторов, связанных с изменением действия ранее существовавших и возникновением новых источников питания.Расположенные вверх по подземному потоку водоемы, промышленные предприятия с большим потреблением воды, инфильтрация утечек из крупных коллекторов систем канализации приводят к повышению уровня подземных вод, а функционирование водозаборов и дренажных систем – к понижению.
Строительство зданий и сооружений с заглубленными фундаментами и освоение подземного пространства может вызвать образование барьерного эффекта и подтопление вышележащих территорий.Эксплуатация сооружений нередко приводит к загрязнению подземных вод, а также к ухудшению механических свойств грунтов, вмещающих эти воды, с негативными последствиями (например, оползень в г. Витебске весной 2004 г.).
Существенной особенностью изменений режима подземных вод является их скоротечность. Время протекания инженерно-геологических процессов, связанных с подземными водами, оказывается сопоставимым со временем эксплуатации здания или сооружения. Разумеется, что наиболее интенсивные воздействия геологическая среда испытывает в городских условиях. И поэтому здания и сооружения, запроектированные с соблюдением всех требований, через некоторое время могут оказаться в иных условиях (неизвестными становятся места и глубина залегания подземных вод), что снижает их эксплуатационную надежность.
Важным фактором обеспечения эффективного строительства является мониторинг геологической среды. Прямые его методы – зондирование и бурение скважин с отбором проб грунта.К наиболее распространенным косвенным методам относятся электрометрические, радиоволновые и сейсмические. В городских условиях при наличии плотной застройки и развитой сети подземных коммуникаций бурение скважин зачастую бывает проблематичным, а использование электрометрических и сейсмических методов невозможным. Кроме того, информация, полученная путем бурения скважин, является точечной. Она характеризует свойства только тех грунтов, которые взяты из данной скважины. А широко используемая интерполяция для оценки свойств грунтов, залегающих между двумя соседними скважинами, часто бывает некорректна. Интерполяционная ошибка в оценке геологической и гидрологической обстановки будет тем больше, чем больше расстояние между скважинами. Метод периодического контроля подповерхностной среды должен быть, во-первых, неразрушающим, а во-вторых, непрерывным в пространственных координатах. Этим двум требованиям удовлетворяет радиоволновой метод электроразведки – радиолокационное подповерхностное зондирование. Сущность его заключается в периодическом излучении в подповерхностную среду зондирующих электромагнитных сигналов, приеме сигналов, отраженных от неоднородностей подповерхностной среды, обработке этих сигналов и построении радиолокационного изображения (РЛИ). Этот метод в последние годы часто применяется для обнаружения, картирования и определения типа подземных вод.
Важную роль играет математическое моделирование техно-природной среды, с помощью которого анализируется взаимодействие сооружений и вмещающего их грунтового массива. С применением моделирования построен крупное подземное сооружение – Торгово-рекреационный комплекс (ТРК) на Манежной площади. Его глубокая часть защищена от воздействия грунтов и проникновения подземных вод ограждающей железобетонной конструкцией, возведенной способом «стена в грунте». Со стороны гостиницы «Москва» она устроена из буросекущих свай.
Сегодняшние технологии вполне могут обеспечить безопасное строительство небоскребов, но только в том случае, если в плане безопасности не будут делаться уступки инвестору, из соображений выгоды.
Для обеспечения безопасного строительства в районе артезианских вод необходимо проводить тщательные гидрогеологические исследования в соответствии со сводом строительных норм и правил (СНиП).Настоящие строительные нормы и правила РФ разработаны на основе законодательных и нормативных актов РФ и содержат общие положения и требования к организации и порядку проведения инженерных изысканий, выполняемых при хозяйственном освоении и использовании территорий, для проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидации предприятий, зданий и сооружений.
Технические требования и рекомендуемые правила в развитие и обеспечение основных положений СНиП регламентируются и детализируются сводами правил, в которых устанавливается состав и объем работ, технология и методика их выполнения для отдельных видов инженерных изысканий, в том числе для различных видов строительства, выполняемых в районах подземных артезианских вод.
СНиП устанавливают общие положения и требования к организации и порядку проведения инженерных изысканий (инженерно-геодезических, инженерно-геологических, инженерно-гидрометеорологических и инженерно-экологических, изысканий грунтовых строительных материалов и источников водоснабжения на базе подземных вод) для обоснования предпроектной документации, проектирования и строительства новых, расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих предприятий, зданий и сооружений для всех видов строительства и инженерной защиты территорий, а также к инженерным изысканиям, выполняемым в период строительства, эксплуатации и ликвидации объектов.
Изыскания источников водоснабжения на базе подземных артезианских вод должны выполняться в составе инженерных изысканий для строительства с целью получения необходимых и достаточных данных для проектирования и строительства водозаборов подземных вод.
Изыскания источников водоснабжения необходимо производить, как правило, на участках с достаточными (по региональной оценке) ресурсами подземных вод в простых и средней сложности гидрогеологических условиях без утверждения в установленном порядке эксплуатационных запасов подземных вод для данного водозабора.
При значительной потребности и в сложных гидрогеологических условиях должны выполняться, как правило, геологоразведочные работы с подсчетом и утверждением эксплуатационных запасов подземных вод в соответствии с требованиями нормативных документов Министерства природных ресурсов РФ.
При тесной взаимосвязи подземных и поверхностных вод, когда последние являются основным источником формирования эксплуатационных запасов, изыскания источников водоснабжения должны проводиться в комплексе с инженерно-гидрометеорологическими изысканиями и, как правило, с выполнением стационарных наблюдений.
Изыскания источников водоснабжения необходимо выполнять поэтапно с целью получения материалов и данных с детальностью, обеспечивающей решение следующих задач:
- инженерные изыскания для предпроектной документации – предварительное определение водоносного горизонта или комплекса, на базе которого может быть обеспечено потребное количество воды, и выделение перспективных участков для последующих инженерных изысканий;
- инженерные изыскания для проекта на перспективных участках – выбор из них оптимального для размещения проектируемого водозабора;
- инженерные изыскания для рабочей документации на выбранном участке – получение необходимых материалов для определения типа, схемы размещения, конструкции и режима эксплуатации проектируемого водозабора.
xn----7sbiajdngd3akr1a1d5j.xn--p1ai
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
Лишь относительно малая доля такой воды выходит на поверхность в виде тихих ключей, горных ручейков или бурных пароводяных фонтанов - гейзеров. Основные же массы ее тысячелетиями накапливаются в невидимых кладовых, стиснутые между водоупорными слоями, пока не откроется где-либо свободный выход или не выпустит их на простор дерзкое вмешательство человека. Верхняя граница подземных вод проходит на различных глубинах - от нескольких метров до нескольких десятков и сотен метров
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
mirznanii.com
