Что такое артезианская подземная вода

Что такое подземные артезианские воды, чем они отличаются и какой у них состав?

Одной из разновидностей подземных вод являются артезианские источники. Они значительно отличаются от грунтовых. Основное отличие кроется в химическом составе и глубине залегания.

Данный вид полезных ископаемых представляет особую ценность для человека. Они образуются при определенных условиях и добываются специальным способом.

Все, что вы хотели бы знать о подземных артезианских водах — в статье.

Что это такое?

Под артезианскими понимаются подземные напорные воды, залегающие между водонепроницаемыми слоями. Эти источники располагаются внутри пластов, состоящих из горных пород.

Они образуют скважины. Глубина их залегания варьируется в диапазоне 100-1000 м. Они не питаются грунтовыми водами, поскольку залегают гораздо глубже и находятся между водоупорными слоями.

От чего зависит их состав?

Структура зависит от состава слоев, между которыми они залегают. Поскольку данные источники находятся внутри земной коры, то в их составе присутствуют такие же химические элементы, что и в земле.

На составе артезианских вод сказывается время их залегания внутри земной коры. Такие источники могут находиться в водонепроницаемых слоях на протяжении не одной тысячи лет. Это влияет на их химический состав.

Из-за глубинного залегания источники не испытывают на себе последствия человеческой деятельности в виде загрязнения отходами. Не сказываются на их составе и осадки с паводками.

Артезианские воды насыщены солями различных металлов, входящих в состав земли. Обычно это соли кальция, железа и магния, а также марганца.

Чем отличаются от грунтовых?

Артезианские воды отличаются от грунтовых следующими характеристиками:

• глубина залегания (у артезианских она 100-1000 м, у грунтовых – до 50 м);
• способ выхода наружу (артезианские выталкиваются под сильным давлением);
• меньшая загрязненность (грунтовые испытывают сильное воздействие от промышленных отходов, стоков);
• участие в круговороте воды на поверхности (артезианские не участвуют в нем в отличие от грунтовых);
• состав (у артезианских он ограничен только компонентами, из которых состоят окружающие их земные слои).

Грунтовые воды содержат в себе множество примесей и загрязнений с заводов, ферм. Артезианские всегда чистые. В них не проникают стоки.

Ценность

Артезианская вода представляет ценность в качестве источника питья. Она нуждается в меньшей фильтрации по сравнению с грунтовой. В ней меньше бактерий и вирусов. В ней низкая концентрация примесей.

При каких условиях образуются?

Основным условием образования источников является местность. Они возникают только на конкретных участках. Чаще это оказываются впадины и корытообразные прогибы в горных породах. Также они образуются в тектонических изгибах.

Подземные воды возникают между водонепроницаемыми слоями. Часто эти слои находятся в межгорных впадинах. Артезианские бассейны пополняются атмосферными осадками, которые выпадают высоко в горах. Затем они просачиваются в водоносные слои.

От чего зависят запасы?

Запасы источников зависят от таких факторов, как:

• интенсивность их питания (чем больше воды в них поступает, тем обширнее запасы);
• площадь питания (чем обширнее бассейн, тем больше он способен вместить);
• мощность водоносных слоев.

Влияние оказывает водопроводимость некоторых земных пластов. Если часть из них хорошо пропускают воду, то тем больше ее запасов формируется в артезианском бассейне. Его площадь способна достигать несколько сотен и даже тысяч км2.

Добыча

Артезианская вода добывается бурением. Процесс проходит следующие этапы:

1. Проводится разведки местности на предмет залегания на ее территории подземных вод.
2. Составляется карта разведки.
3. Проводится разведывательное бурение на основании данных карт.
4. Определение глубины скважины на основании геодезических тестов.
5. Высчитывание запаса воды и времени, в течение которого будущую скважину можно будет использовать.
6. Фиксация труб с фильтрами и последующая монтировка специальной бурильной установки.

Использование в деятельности человека

Применение широко. Используется в качестве питья, но из-за высокой минерализации требуется фильтрация.

Некоторые источники изначально содержат небольшое количество солей и уже после добычи пригодны для применения в качестве питья.

Также используется в хозяйственных целях. Часто добывается в коттеджных поселках. Подземные источники позволяют обеспечивать их питьем в течение нескольких десятков лет.

Артезианская вода используется в деятельности промышленных предприятий. Некоторым из них требуется вода определенного состава и качества. Для их деятельности подходит только из артезианских скважин. Для других предприятий использование подземных скважин является необходимостью, поскольку они находятся вдали от городских систем водоснабжения.

Подземные воды также используются для обеспечения питьем некоторых небольших населенных пунктов, которые располагаются далеко от городских водоснабжающих магистралей.

Заключение

Артезианские воды являются разновидностью подземных вод. Для них характерно глубокое залегание между водонепроницаемыми слоями. Они гораздо чище грунтовых. Не содержат в себе примесей и загрязнений. Такие источники содержат в себе высокую концентрацию солей целого ряда металлов.

Они добываются бурением при помощи специальных установок с предварительной установкой труб с фильтрами. Используются как в качестве питья, так и в деятельности промышленных предприятий.

Источник

Артезианская скважина

В статье рассмотрим, что такое артезианская скважина, откуда такое название, принцип её работы на простом примере из учебника по физике за 7 класс. Кроме того обсудим качество воды, а в заключении основные достоинства и недостатки.

Определение

Артезианская вода — это напорная подземная вода, заключенная в глубоких водоносных пластах между водонепроницаемыми слоями. Такое определение содержится в ГОСТ 30813-2002 «Вода и водоподготовка».

Опираясь на это можем определить понятие артезианской скважины.

Артезианская скважина — это скважина, пробуренная для эксплуатации напорных подземных вод, заключенных в глубоких водоносных пластах между водонепроницаемыми слоями.

Первые артезианские скважины

Артезианские скважины давно существуют в самых разных странах, однако получили свое название в честь провинции Артуа (лат. Artesium) на севере Франции. Там, в 1126 году, впервые в западной Европе, был построен артезианский колодец, в котором вода сама поднималась на поверхность.

В начале 19 века — это явление было описано во французской специальной литературе, в дальнейшем название закрепилось и напорные воды называют артезианскими.

В некоторых источниках утверждается, что это первое зарегистрированное упоминание самоизливающейся скважины, однако, скорее всего это не так, артезианские скважины существовали ещё в древнем Китае и Египте.

Принцип действия артезианского колодца

Принцип действия артезианского колодца или скважины легко объяснить на примере задачи из учебника по физике за 7 класс.

Задача: На рисунке 121 изображён артезианский колодец в разрезе. Почва, суглинок и песок легко пропускают воду. Глина и известняк, наоборот, водонепроницаемы. Объясните действие такого колодца.

Задача из главы о сообщающихся сосудах. На рисунке скважина изливается. Такой эффект происходит потому что вода заперта между двумя водонепроницаемыми пластами и находится под давлением. Поверхность воды в сообщающихся сосудах устанавливается на одном уровне.

Рисунок можно продолжить для большей наглядности:

Далее рассмотрим более подробно как образуются артезианские источники.

Артезианский бассейн

Артезианские воды обычно встречаются в пределах относительно крупных геологических структур, к ним относятся: мульды, впадины, моноклинали, синклинали и т.д. Условия в которых образуются артезианские воды весьма разнообразны и приурочены к сложной схеме разломов и трещин. Они могут быть значительными по площади и иметь один, два и больше напорных водоносных горизонтов, такие структуры называют артезианскими бассейнами.

У каждого артезианского бассейна выделяют три области:

Иллюстрации на рисунке ниже, а далее определение терминов.

Область питания — это место выхода на поверхность водопроницаемых пластов, которые участвуют в строении артезианского бассейна, на поверхность земли.

Питание происходит за счет атмосферных осадков, инфильтрации из рек и озер, других источников, питание может осуществляться в том числе и из другого водоносного слоя или бассейна.

Область напора — это площадь развития артезианского бассейна, где проявляется напорность подземных вод.

Напор может быть измерен в атмосферах или как расстояние от кровли водоносного горизонта до пьезометрического уровня.

Пьезометрический уровень — условно это тот уровень, в котором установится равновесие поверхности воды в сообщающихся сосудах.

Напор может быть положительным или отрицательным, в зависимости от отношения пьезометрического уровня к поверхности земли.

Область разгрузки – это территория выхода напорных вод, область на которой происходит разгрузка может быть открытой или закрытой, артезианские воды на поверхности земли выходят в долины рек, морей и т.п.

На какой глубине артезианская вода

Глубина артезианской скважины от 30-100 метров. В зависимости от местности артезианские воды могут находиться на глубине 100-1000 метров. Обычно скважины хозяйственно-бытового назначения имеют глубину не более 150-300 метров.

Обратите внимание, артезианские воды в определенной местности могут отсутствовать вообще, например, в складчатых областях.

Особенности эксплуатации

Правильно выполненная артезианская скважина первые 20 лет не требует обслуживания, срок эксплуатации может достигать 40-50 и более лет. В отличии от скважины «на песок», артезианская не заиливается, а производительность её стабильна.

Артезианские скважины высокопроизводительны. Для оценки производительности скважин используют термин — дебит.

Дебит — это объем воды стабильно поступающей из скважины за единицу времени (обычно м3/час или м3/мин).

Названные ниже цифры условны, дебит зависит от особенностей местности и конструкции скважины.

Дебит артезианской скважины, обычно от 2-3 м3/час, это 33,3- 50 литров воды в минуту. Столько добываемой воды достаточно для водоснабжения частного дома.

Коллективные скважины на воду позволяют получать 20 и более м3/час, этого достаточно для водоснабжения даже дачного поселка.

Если скважина самоизливается дебит может достигать 70 м3/час и больше.

Самоизлив скважины – это естественный подъем воды из скважины выше поверхности земли без использования водоподъемного оборудования. Этот эффект еще называют фонтанирование или проточная скважина.

Самоизлив скважины может происходить непрерывно или время от времени. Условия для самоизлива могут быть геологическими или топографическими.

Самоизлив важно контролировать, бесконтрольное поступление воды может приводить к затоплениям, обрушениям грунта и к другим серьёзным неприятностям. Про самоизливные скважины готовится отдельная статья.

Качество артезианской воды

Как правило в верхней части разреза примерно 100-600 метров залегают слабоминерализованные пресные воды, а с глубиной их минерализация возрастает, на большей глубине могут находиться высокоминерализованные воды (рассолы).

Артезианская вода в отличии от поверхностных вод как правило не содержит вредных бактерий и вирусов, в замкнутой среде им холодно и нечем питаться. Однако не всегда артезианские воды соответствуют нормативным требованиям и безопасны по параметрам микробиологических и токсикологических показателей.

Артезианская вода может нуждаться в очистке от тяжелых металлов, солей жесткости, которые обуславливают свойства химического состава подземных вод. При этом в ней могут присутствовать ионы недоокисленных металлов, т.к. вода находится в замкнутом контуре, где отсутствует связь с атмосферой.

Наиболее характерными загрязнениями для артезианской воды являются соединения марганца, растворенное железо и сероводород, повышенное содержание солей кальция и магния, а также высокий уровень солей жесткости. Так, большое содержание растворенного железа придает воде «металлический» привкус и запах, возможно и неприятный ржавый цвет.

Еще одна особенность артезианской воды — низкое содержание кислорода.

На качество воды и ее свойства влияют скважины промышленных и химических предприятий предприятия, химчисток, автодороги, автозаправочные станции, предприятия сельскохозяйственной и животноводческой деятельности, а также свалки, уличные туалеты и т.п.

Важно время от времени проводить лабораторный анализ качества воды из любой скважины, в том числе артезианской, на соответствие нормативам СанПин. После анализа можно подходить к выбору системы фильтрации и очистки, конечно если это необходимо.

Источник

Артезианская вода: что это такое, откуда она берется и чем полезна — химический состав, польза и вред

Наше тело состоит почти из 80 процентов жидкости, ее огромная ценность заключается в налаживании эффективной работы жизненно важных органов. Если без пищи мы можем прожить порядка 50 дней, то без влаги не протянем и пяти суток. Для нас практически неважно, с какого источника к нам поступает напиток (из родника, близлежащих рек и озер, с гор, с большой глубины), но все-таки мы очень критично относимся к качеству, хотим получить на выходе кристально прозрачный продукт без примесей и посторонних запахов. В нашей статье мы рассмотрим, что это такое артезианские воды, дадим определение и узнаем, чем они полезны или вредны для человеческого организма.

Термин и его значение

Мы говорим про водный ресурс, который находится глубже, чем верхняя грунтовая влага, поэтому отличается максимальной чистотой, ведь сюда практически не попадают продукты жизнедеятельности человека и другие загрязнения извне. Водоносный слой находится под непроницаемыми породами, при сверлении выхода происходит вытекание естественным путем и даже с фонтаном. Это обусловлено давлением горных пластов на подземное озеро. В большинстве случаев качество выгодно отличается от поверхностных источников. Поступление – стабильное, не зависит от внешних атмосферных осадков. Теперь мы знаем, что значит артезианская вода. Остановимся на том, откуда и когда она появилась.

История открытия скважины, происхождение

В Средние века население Европы испытывало недостаток чистой питьевой влаги, в то время не было оборудования для полной ее очистки от патогенных микроэлементов. Из-за загрязнений в странах происходили вспышки различных заболеваний, уносившие сотни тысяч жизней. Виной этому была недостаточно чистая вода, добытая из близлежащих водоемов, в которых в той или иной степени зарождались и размножались различные вирусы, бактерии. Вследствие потребления ресурсов были зафиксированы эпидемии: брюшной тиф, чума и т.д. Если на сегодняшний день диарея является неопасным для нас эпизодом, то в прошлом врачи не знали, как с этим бороться, и кишечные недуги преследовали как крестьян, так и дворян.

Название пошло от французской провинции «Артуа», где в 12 веке была добыта первая жидкость с пластов под давлением. Конечно, это стало революционным прорывом, ведь технологии не позволяли глубокое бурение. Качество и бесперебойность потока впечатлили жителей, с тех пор такой способ добычи продукта вышел за пределы государства и распространился со временем по всему миру.

Как образуются

Единого мнения у научного сообщества не существует по сей день. Это обусловлено тем, что месторождения имеют разную структуру и характеристики. Одной из общепринятых версий является теория заполнения естественных пустот просачиванием с дальнейшим образованием непроницаемого свода. Процесс происходит в течение не одного тысячелетия и после многолетней изоляции источник приобретает свои уникальные свойства. Часть пустот вода делает самостоятельно, размывая склонные к этому породы (известняки, некоторые сланцы и т.д.). Косвенно эту версию подтверждает наличие и образование новых пещер, которые открываются геологами по сей день. В некоторых районах такие места являются серьезной проблемой для строителей, даже многоэтажные дома через некоторое время могут провалиться во вновь образовавшуюся пустоту.

Есть гипотеза о формировании больших объемов жидкости в результате геологических процессов в нижних слоях мантии. Но подтвердить или опровергнуть данную мысль никто пока не может, так как у нас нет возможности заглянуть настолько глубоко, и выводы приходится делать по косвенным признакам.

Артезианские воды характеризуются глубиной и местом залегания

Ресурс может находиться близко к поверхности земли, всего в 25-45 метрах, и также до одного километра вглубь недра. Однако для определения горизонта не существует специального оборудования, геодезисты зачастую не могут произвести точные расчеты, и пользуются пробными бурениями, «дедовским» методом. Своеобразным индикатором вги являются некоторые растения, по которым судят, насколько глубоко находятся залежи.

Мы предоставляем вам примерную таблицу, по которой вы сможете ориентироваться при копке скважины.

Источник