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.

1
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.
огда 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

Фонтанирующая скважинаЗапасы подземных вод в артезианских бассейнах различны и зависят от многих природных факторов.
м 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.

география-земли.рф

Отличие артезианской воды от грунтовой:

  1. глубина залегания грунтовых вод составляет от пяти до пятидесяти метров, что во много раз меньше залегания артезианского источника (от ста до трехсот метров). Читайте подробнее о глубине артезианской скважины;
  2. грунтовые воды чаще всего соленые или загрязненные, артезианская вода всегда чистая и пресная;
  3. артезианская вода из скважин идет самотеком, прилагать усилия для ее добычи обычно не нужно, грунтовые воды нужно выкачивать насосом и, при исчерпании определенного объема, ждать нового наполнения резервуаров.
  4. артезианские воды не участвуют в водообмене с поверхностью земли;
  5. состав артезианской воды зависит только от состава пластов земной коры и времени залегания между ними, в то время как на грунтовые воды влияют атмосферные осадки, климатические изменения и загрязнения окружающей среды.

srez_voda

Химический состав артезианских вод

По химическому составу грунтовой воды можно судить об условиях ее формирования. Элементы, находящиеся, например, в слоях земной коры, ограничивающих воду с двух сторон, оказывали влияние на ее химический состав. Железная руда, приближенная к воде, насыщала ее железом, контакт со слоями известняка приводил к появлению солей. В воду так же могли попасть более опасные элементы, например, марганец и фтор.

Артезианская вода зачастую насыщена фтором, железом, магнием и кальцием. Приписываемый ей сбалансированный химический состав не имеет ничего общего с мягкостью воды. Она так же, как и обычная жесткая вода может давать осадок при кипячении.

Показатели засоленности артезианской воды обычно превышают принятые в России нормы, а именно: количество железа не должно быть более 0,3 миллиграмма на литр, показатель жесткости не должен превышать значение равное 7, количество магния ограничивается значениями в 20-50 миллиграмм на литр, фтора — 0,7-1,5 миллиграмм на литр, кальция — 30-140 миллиграмм на литр. Ситуация с низкими концентрациями примесей редка, и, скорее, является исключением из правил.

Состав артезианской воды остается стабильным в любое время года, не зависит от изменений климата, в том числе выпадения осадков, понижения или повышения температуры.

Польза артезианской воды

Медики считают артезианскую воду самой чистой и полезной. Действительно, в ней нет никаких микроорганизмов, вирусов и бактерий, и, значит, полностью отсутствует опасность заражения инфекционными заболеваниями.

Но обилие примесей часто не позволяют ее пить сразу после получения из скважин. После некоторой очистки, которая гораздо проще и быстрее той очистки, что проходит водопроводная вода, артезианская вода становится самой лучшей по всем показателям – полезной для здоровья и вкусной.

  • Вода, содержание примесей в которой после урегулирования не превышает установленных норм, может быть полезна для людей и животных, так как всем организмам нужны дополнительные соли и другие химические вещества. Их достаточное количество играет важную роль в образовании костной массы и физического развития организма.
  • При сравнении с поверхностной водой, артезианская выигрывает – количество примесей в ней меньше, и не может навредить здоровью большими концентрациями.
  • Артезианская вода обладает хорошими вкусовыми свойствами, так как на них не оказывают влияния загрязнения и органические вещества, а засоленность после получения поддерживается на допустимом уровне. Вода из тех скважин, где сильная минерализация не проявляется, изначально обладает высокими вкусовыми характеристиками и пользой для здоровья, ее не нужно очищать и проверять на наличие опасных болезнетворных бактерий.
  • Получение артезианской воды требует намного меньше усилий, чем нахождение той же грунтовой, так как артезианская вода сама изливается на поверхность.
  • Артезианская вода представляет собой запас пресной воды, не зависящий от использования химических удобрений и негативного воздействия на природу заводов и фабрик.

Недостатки

  • Почти все источники артезианской воды отличаются излишней засоленностью. Это и немудрено – соль в воде накапливалась на протяжении сотен или даже тысяч лет. Поэтому для употребления почти всегда необходимо проводить предварительную фильтрацию.
  • Подобрать нужный фильтр для используемой воды поможет только специалист, проанализировав данные о конкретной скважине, составе воды в ней и т.д. Иногда приходится пользоваться сразу несколькими фильтрами, каждый из которых будет уменьшать концентрацию определенного вещества в артезианской воде.
  • Требуется также смягчитель и обезжелезователь, установка которых помогает избавиться от металла и солей жесткости в воде, предотвращая появление накипи и осадка.
  • Использование артезианских скважин отличается немалой стоимостью, к тому же требует финансовых затрат на очистку.
  • Системы очистки, устанавливаемые скважинах, так же требуют внимания специалистов, который определит наличие тех или иных солей, концентрацию металла и уровень жесткости.

Польза артезианской воды подтверждения неоднократно, только она не подвержена антропогенным загрязнениям и развитию микроорганизмов. Но важно помнить о необходимости очищать воду перед употреблением, чтобы не возникли проблемы из-за увеличения концентрации химических веществ в организме.

Alex, 28 апреля 2016.

sistemyochistkivody.ru

Что такое артезианская вода?

Залежи артезианской воды находятся на глубине от 100 до 300 метров. Артезианский бассейн залегает между двумя пластами водонепроницаемой породы, что создает высокое давление воды. Большая глубина залегания артезианских вод исключает их участие в круговороте воды на поверхности земли.

Артезианские бассейны сформировались много веков назад как следствие геологических изменений. Такая вода защищена от загрязнения через воздух. Свое название воды глубоких горизонтов получили от названия французской провинции Артуа (Artesium), где добывать их начали еще в ХII веке.

Бурение артезианских скважин дает возможности воде самой выходить на поверхность земной кори за счет высокого давления. Иногда, она не просто выливается, а даже бьет фонтаном.

Химический состав артезианской воды

Однако из каждого источника артезианской воды можно получить разную по химическому составу и вкусовым качествам воду. На эти качества влияет процесс формирования водного бассейна:

  • Вода, которая проходит через породы железной руды, имеет высокий уровень железа;
  • Вода, которая проходит через залежи известняка, имеет высокий уровень кальция, магния и карбоната;
  • Вода также может насыщаться марганцем и калием.

Артезианская вода всегда сильно насыщенна минералами и микроэлементами. Однако сбалансированность ее химического состава абсолютно не значит, что она будет мягкой. Поэтому при ее кипячении все же может возникать осадок на стенках посуды.

Несмотря на то, что источники артезианской воды защищены и бактериологического и гидросферного загрязнения, такая вода все равно проходит химический анализ. С его помощью определяют:

  • Уровень железа в воде;
  • Уровень магния в воде;
  • Уровень фтора в воде;
  • Уровень кальция в воде;
  • Мягкость воды.

О химическом составе той или иной артезианской воды можно прочитать на этикетке или на сайте производителя. Если употреблять воду с повышенным содержанием солей, можно получить хроническое заболевание.

Артезианская вода, как и любая другая, не содержит жиров, белков или углеводов. Но, она насыщает организм полезными минерами и микроэлементами, которые принимают активное участие в жизнедеятельности человеческого организма.

Польза артезианской воды

Как уже упоминалось выше, артезианская вода относится к одной из самых безопасных для человеческого организма. Тот факт, что ее залегание проходит на больших глубинах, исключает возможность ее инфекционного загрязнения.

Также такая вода защищена от загрязнения пестицидами, нитратами и ядами от сельского хозяйства и больших промышленных фабрик.

Однако это не единственный плюс артезианской воды. В этот список следует еще добавить:

  • Она содержит бикарбонат — это электролит, который приводи в норму уровень рН крови. Снижение уровня рН приводит к повышению уровня кислотности, которое, в свою очередь, вызывает постоянное чувство усталости.
  • Она содержит кальций, который укрепляет кости, улучшает деятельность нервной системы, способствует развитию мышечной ткани.
  • Наличие фтора в воде положительно влияет на крепость зубной эмали и предотвращает развитие болезней слизистой рта.
  • Артезианская вода также содержит кремний. Его дефицит сказывается на состоянии волом, ногтей, соединительных тканей и костей. Кремний всегда есть в химическом составе артезианской воды. И кроме полезных свойств, он еще и придает ей приятных вкусовых качеств.
  • Содержащийся в воде, калий и натрий поддерживают минеральный баланс.

Недостатки артезианской воды

Очень часто артезианская вода содержит высокий уровень соли и железа. Потому перед тем как попасть в бутылки вода проходит некоторую фильтрацию. Также такую воду нужно смягчать и понижать уровень солей, чтобы избежать формирования осадка и накипи.

Можно говорить о том, что бутилированная вода из артезианских источников — идеальная питьевая вода.

www.vodainfo.com

Истоки артезианских вод

В недрах земли имеются значительные запасы артезианской воды. Основные объемы ее тысячелетиями накапливаются в подземных кладовых, зажатых между пластами, в ожидании выхода наружу. И, если их раньше называли подземными, то ныне именуют артезианскими. Да и звучит это более благопристойно. Эти источники проявляют себя и в виде тихих ключей, ручейков, родников, выбивающихся на поверхность земли. Но их, к сожалению, мало. Такие пласты или слои не могут подвергаться загрязнению атмосферными осадками и поверхностными стоками. 

Стало быть, артезианская вода считается чистой, самой, относительно, чистой, которая есть на земле.

Местонахождение артезианских вод

Источники в виде линз располагаются в водоупорных пластах. Залегает на больших глубинах (в основном от 30 метров) и, чаще, в отложениях, создавая артезианские бассейны. Дело в том, что верхняя граница зеркала линз различна сама по себе. Эта разница может колебаться в пределах ста и более метров. Межпластовые источники, находясь под давлением, при вскрытии их скважиной имеют свойство подниматься выше водоносного горизонта. Напор их может привести к самоизливу, что частенько и происходит. Несмотря на дороговизну строительства скважины, она считается оптимальным вариантом для загородных домов и объектов. Качество, производительность, возможность использования в течение нескольких десятилетий и являются визитной картой артезианской скважины.

Как добывается артезианская вода

артезианская вода, артезианская вода глубина, питьевая вода артезианская, залегание артезианских вод, глубина залегания артезианских вод, добыча артезианской воды, очистка артезианской воды, артезианские подземные воды

Добыть чистую и полезную воду можно только бурением и вскрытием той самой линзы с живительной влагой. Процесс проходки ствола не сложен и, в зависимости от глубины залегания пласта, может завершиться в считанные дни. Не затрагивая технологию бурения, завершающий этап ее, обычно, заключается в прокачке воды. Этим процессом определяется уровень и дебит скважины.

По завершении буровых работ, устье оборудуется кессоном, насосной станцией, обвязкой и прочими атрибутами снабжения. Кстати такое сооружение способно удовлетворять потребности, как отдельного участка, так и целой дачной застройки.

Использование артезианской воды

Рынок чистой питьевой артезианской воды определяется ее высокой потребностью. Она, как правило, проходит трех-четырех ступенчатую очистку по специальному технологическому циклу. Такая питьевая продукция уже имеет конкурентные преимущества, поскольку снабжена сведениями о качестве и дополнительных приемах очистки. 

Таким образом, пригодная для употребления вода является готовым сырьем, востребованным для многих отраслей промышленности и жизнедеятельности, в целом. Но влага, употребляемая человеком должна сохранять баланс необходимых микроэлементов и в ней не должны присутствовать вредные примеси. То есть качество ее зависит от содержащихся в ней микроорганизмов.

Источники влаги используется потребителями на самые разные цели:
Хозяйственно — бытовые (приготовление пищи, питья, стирки, мойки, санитарно-гигиеническое поддержание и многие прочие);
Производственные (строительство зданий и сооружений, транспорта, сельского хозяйства, пищевой, медицинской, энергетической промышленностей, коммунальные объекты) и не счесть числа отраслей хозяйствования.
Особое место занимает область пожаротушения.

Необходимость в очистке артезианской воды перед употреблением

Мнение о том, что жидкость из скважины на известняк не требует очистки, мягко говоря, ошибочно. Особенно, если она предусматривается для питья. В зависимости от условия формирования, источник может быть насыщен различными химическими элементами и солями, превышающими предельно допустимые нормы. Состав ее потребует обязательной предварительной очистки.

Несмотря на защищенность артезианских источников от поверхностных загрязнителей, он, тем не менее, не застрахован от присутствия отдельных химических соединений. Присутствие в источнике солей кальция и магния, увеличивающих жесткость воды; избыток железа, провоцирующих болезнь печени; наличие солей марганца, приводящие к костным заболеваниям; концентрация соединений фтора, негативно действующие на сохранность зубов и работоспособность мышечных суставов; извести, негативно влияющей на функцию почек. Источники изобилуют и бактериями. При многих положительных характеристиках, минеральные соли оставляют наросты на трубах, сантехнических приборах, стиральных и прочих бытовых агрегатах. Фактов и причин достаточно, чтобы пренебрегать дополнительной очисткой скважинной воды. И тем не менее.

Преимущества артезианских источников

— высокий дебит и беспрерывная подача, независимо от продолжительности работы насоса;
— качество из-за малой подверженности и влияния поверхностных стоков;
— длительный срок эксплуатации, в зависимости от конструкции скважины.

Недостатки артезианских источников

К таковым относятся:
— высокая стоимость проходки ствола;
— необходимость устранения солей жесткости и железа.

Окончательную точку о качестве скажут проведенные анализы воды.

byrim.com


Categories: Скважина

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector