Как мы пользуемся подземными водами

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

Какое значение имеют подземные воды для жизни человека и природы?

Роль подземных вод в природе и жизни человека очень велика. Недаром известный русский геолог А.П. Карпинский называл их «самым драгоценным ископаемым». Без воды ничто живое не может обходиться в течение долгого времени, а подземные воды обычно отличаются своей чистотой по сравнению с водами, находящимися на поверхности.

Какую роль играют в жизни людей?

Подземные воды имеют большое значение в различных сферах жизнедеятельности человека. Они важны как в бытовом употреблении, так и в промышленности.

Бытовая сфера

Важную роль минеральные подземные воды играют в поддержании человеческого здоровья – их нередко используют в лечебных целях.

Повышенное содержание в их составе газов, а также углекислых, радиоактивных и сероводородных (сульфидных) веществ, делает их эффективными при лечении заболеваний нервной системы и профилактики заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Пресные подземные воды активно используются человеком при водоснабжении, орошении и обводнении территорий, связанных с ведением сельскохозяйственной деятельности. Бурение глубоких скважин дает возможность заниматься земледелием даже в достаточно засушливых местах.

Высокотермальные воды, т.е. имеющие высокую температуру (от 50 до 100 градусов по Цельсию), часто применяют в качестве средства отопления жилых массивов. В первую очередь, это касается районов современного вулканизма – полуостров Камчатка, Исландия и др.

Промышленность

Производство, ни одна из его отраслей, не может существовать без воды, а львиную долю общего ее количества составляет вода из недр. Подземные воды считаются богатым источником множества химических веществ:

• йод;
• глауберова соль;
• соль (в том числе поваренная).

Какую роль имеют для живой природы?

Флора и фауна также постоянно нуждаются в воде. Она необходима для нормальной жизнедеятельности всех животных и растений.

Растения

Практически каждое живое существо на Земле является своеобразным «водным пузырем», состоящим на 70 и более процентов из воды и покрытым оболочкой.

Вода, в том числе и подземная, имеет существенное влияние на растительный мир.

Имея высокий уровень капиллярности, грунтовые воды обильно смачивают лежащую значительно выше своей поверхности толщу земли. Это объясняется тем, что в узких каналах вода способна подниматься гораздо выше уровня, допускаемого силой тяжести.

В результате происходит насыщение почвы не только капиллярами воды, но и многочисленными растворами питательных солей, содержащихся в составе подземных вод.

Животные

Живые организмы могут без ущерба для себя потерять очень малое количество воды в процентном соотношении к своей массе, поэтому они постоянно нуждаются в ее восполнении.

Но дело даже не в поддержании водного баланса – уровень грунтовых вод имеет на животный мир существенное влияние, это происходит через растения. Травоядные животные берут их за основу питания.

Кроме того, растения создают природный микроклимат, который защищает их от хищников. Таким образом, густота и разнообразие растительности, питаемой подземной влагой, напрямую влияет на численность видов на определенной территории.

Многие насекомые могут населять только те места, в которых определенный уровень подземных вод.

Например, муравей-жнец обитает в почве, где уровень расположения подземных вод не глубже 30 метров. В обратном случае он лишается источника питания – семян, которые смачиваются испарениями воды.

Сферы применения

По сути, грунтовые воды играют важнейшую роль в каждой сфере деятельности человека. Это касается и промышленности, и сельского хозяйства. Основная цель пользования подземными источниками – это обеспечение питьевого водоснабжения.

Заключение

Таким образом, роль подземных вод в жизни человека является всеобъемлющей. Пока существуют запасы этого богатства, человечество может спокойно жить и развиваться. То же самое касается и иных представителей живой природы.

Источник

Сферы использования подземных вод

Подземные воды – воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в любом агрегатном состоянии. Относятся к возобновляемым полезным ископаемым.

Их общее количество оценивается в 60 млн км3. Применяются в различных сферах деятельности человека, в быту, для питья.

Где могут применяться?

Подземные воды составляют 30% от общих запасов воды на планете.

Их преимуществами является лучшая защищенность от загрязнения, чем у источников на поверхности планеты и они мало подвержены сезонным колебаниям.

В мировом масштабе их эксплуатация покрывает приблизительно 50% потребности в питьевой воде, 20% – в орошении и 40% нужд промышленности.

Сферы использования:

• для питья;
• промышленность;
• орошение;
• строительство;
• сырье для химической и пищевой промышленности;
• отопление и в качестве альтернативного возобновляемого источника энергии;
• лакокрасочное производство;
• медицинские цели – лечение с использованием минеральных вод.

Как человек использует?

Подземные воды широко используют в хозяйственной деятельности человека. Требования к качеству, объему предварительной обработки зависят от сферы их применения.

В пищевой промышленности

По данным Европейской экономической комиссии подземные воды – основной источник хозяйственно-питьевого водоснабжения в большинстве европейских стран.

Их доля в общем непромышленном потреблении составляет 48% от их общего объема, использующегося для хозяйственной деятельности человека.

В пищевой промышленности разрешается использовать некондиционные, загрязненные воды. Но только после предварительной очистки, дезинфекции и, при необходимости, дистилляции.

В пищевой промышленности они применяется следующим образом:

• в качестве сырья – для производства столовых, очищенных питьевых вод, при приготовлении газировок, восстановлении соков;
• ликероводочная промышленность – и как источник сырья, и как моющее средство;
• для дезинфекции и очистки оборудования, зданий, сооружений;
• в качестве теплоносителя в системах отопления и хладагента.

Для питья

Человеку при соблюдении правил здорового питания требуется от 1,5 до 3 л воды в день. Это зависит от возраста, веса и его вида деятельности.

Преимуществом подземных вод в этом случае является экологичность. Они меньше подвергаются воздействию антропогенной деятельности человека, чем поверхностные источники.

В сельском хозяйстве

Подземные воды широко применяются для орошения в странах с пустынным и полупустынным климатом, в зонах рискованного земледелия.

Например, в США – до 45%, а в Ливии – 100% сельскохозяйственных угодий обрабатывается с применением ресурсов из подземных горизонтов. В ряде стран разработано строгое водоохранное законодательство.

В первую очередь высококачественные ресурсы применяются для питья, нужд пищевой промышленности. Для орошения – только после удовлетворения потребностей защищенных отраслей народного хозяйства.

Кроме этого, учитывается объем поверхностных источников и возможность их использования для орошения сельскохозяйственных угодий.

В медицине

В медицине подземные воды применяются как для обслуживания лечебных учреждений, так и для терапии различных заболеваний.

Сферы использования:

• обеспечение хозяйственной деятельности стационара, поликлиники;
• приготовление пищи и питьевые нужды;
• дезинфекция;
• изготовление лекарственных препаратов;
• получение дистиллята для обработки инструмента;
• лечебные минеральные и термальные – при санаторно-курортном лечении, для профилактики рецидивов хронических заболеваний.

В промышленности

В промышленности подземные воды используют в качестве сырья для получения полезных ископаемых и для обслуживания производства.

В первом случае количество добываемых микроэлементов должно быть экономически выгодно.

В Варне из рассолов получают хлористый кальций, углекислый и едкий натр. В Германии – рубидий и цезий, в Италии – йод.

Термальные источники, гейзеры – применяют в качестве альтернативного и возобновляемого источника энергии для отопления, производственных нужд.

Какой процент использования в России?

Процент использования подземных вод зависит от их разновидности и степени минерализации. Водоотбор из разведанных месторождений составляет 15,6% их общего запаса в России. Доля альтернативных источников в системе водоснабжения мегаполисов, крупных городов должна составлять не менее 30%.

Применение в России:

• питьевые и хозяйственные нужды – 15,97% от общего объема добычи;
• экономика, социальная сфера – 6,47%;
• потери воды – 1,2%;
• сброс воды при добыче полезных ископаемых – 4,3%.

В последние 20 лет количество подземных вод, использующихся для промышленных нужд, снижается в среднем на 0,60 млн м 3 /сутки. Но общий показатель их добычи не изменился.

То есть происходит увеличение потребления для питья и орошения, но снижение их использования в производстве. Это связано с более экономным и рациональным применением полезных ископаемых.

Заключение

Подземные воды – это собирательное название всех водоносных горизонтов.

Они различаются по минерализации, глубине залегания, наличию примесей органического и неорганического происхождения. Они применяются для питья, в лечебных и рекреационных целях.

Это стратегический вид ресурсов — единственный надежный источник питьевого водоснабжения населения на период техногенных и природных катастроф.

Источник