Артезианская вода что это такое

Как добывают артезианскую воду?

Артезианская вода может залегать на глубине от 70 до 400 метров. Бассейн с артезианской водой находится между двух пластов влагонепроницаемой породы. Вода в таких бассейнах находиться под давлением. Так как артезианская вода находится слишком глубоко под землей, то она практически не участвует в круговороте воды в природе. Но тогда откуда взялась эта вода?

На самом деле подземные артезианские бассейны появилась в результате геологических изменений много веков назад. А глубокое их расположение защищает воду от загрязнений через воздух. Слово «Артезианская» происходит от французского «Артуа» (Artesium). Именно во Франции впервые начали добывать артезианскую воду уже в XII веке.

В результате бурения артезианских скважин, вода под давлением способна сама добираться до поверхности земли. Иногда давление может быть настолько высоким, что вода может с силой выбрасываться и бить фонтаном.

Химический состав артезианской воды

Каждый артезианский источник может иметь уникальный химический состав воды, а также вкусовые особенности. От того, каким образом происходил процесс формирования артезианского бассейна, многое зависит. Однако можно сгруппировать все артезианские источники по следующим видам:

1. Вода, залягаемся рядом с железными рудами. Имеет высокий уровень железа.
2. Вода, залягаемся рядом с известняковыми породами. Содержит много кальция, карбоната и магния.
3. Вода с повышенным содержанием калия и марганца.

Однако каким бы ни был источник, артезианская питьевая вода всегда содержит большое количество минералов и микроэлементов. То есть артезианская вода, которая не подвергается искусственному изменению состава, всегда будет жесткой. Добиться мягкости возможно лишь искусственным путем посредством фильтрации и добавления специальных смол.

Но бывают исключения. Например, артезианская вода “Шанти” по 98 параметрам из 98, которые контролируются Всемирной организацией здравоохранения, соответствует требованиям без всякой подготовки и обработки. Это уникальный случай. На 400 подземных источников приходится всего один с водой такого состава. 

Следует отметить, что защищенность артезианской воды от бактериологического заражения, не означает, что ее не нужно подвергать химическому анализу. Артезианская вода обязательно должна испытываться в лабораторных условиях, где ее проверяют по множеству показателей, таких как: минерализация, жесткость, щелочность, содержание железа, магния, калия, кальция, фтора и т.д.

С химическим составом воды можно ознакомиться на этикетке с водой или на сайте производителя (поставщика) воды. Несмотря на то, что артезианская питьевая вода не содержит белков, жиров и углеводов, она способна насыщать организм важнейшими минералами и макроэлементами. Но не следует думать, что вода с низкой минерализацией менее полезна. Это не так. В то же время вода, имеющая высокую минерализацию, должна употребляться только по назначению врача.

Полезна ли артезианская вода?

Вода из артезианских источников, которая советует всем нормативным требованиям – это один из самых полезных и безопасных продуктов, который можно купить сегодня.

Защищенность от бактериологического загрязнения достигается глубоким залеганием данной воды в отличие от воды, которую добывают из централизованных источников водоснабжения. Артезианская вода в большей степени защищена от пестицидов, ядов, нитратов, которые могут попадать в почву, реки, озера в результате выброса промышленных отходов.

Помимо безопасности артезианской воды, не следует забывать о ее пользе, а именно:

1. Кальций, содержащийся в артезианской воде, укрепляет кости, способствует развитию мышечной ткани, а также улучшению функционирование нервной системы.
2. Фтор, содержащийся практически в любой артезианской воде, укрепляет зубную эмаль, и может предотвращать развитие заболеваний слизистой рта.
3. Калий и натрий из артезианской воды очень хорошо усваивается организмом человека, позволяя поддерживать минеральный баланс.
4. Кремний значительно улучшает состояние волос, костей и ногтей человека. Помимо этого кремний повышает вкусовые качества артезианской воды.
5. Бикарбонаты, содержащиеся в воде из артезианских источников, нормализует баланс pH крови. Вода, имеющая оптимальный уровень pH не дает возможность организму человека быстро уставать.

Недостатки артезианской воды

Качественная артезианская вода практически не имеет недостатков, за исключением того, что она изначально имеет высокую минерализацию, что не нужно для организма человека.

Поэтому любую артезианскую воду всегда подвергают фильтрации. Это позволяет устранить избыточную минерализацию воды. В результате вода становиться более мягкой. К тому же умягченная вода не оставляет накипи и осадка на нагревательных элементах бытовых приборов.

В остальном же артезианская вода полезна и безопасна для ежедневного употребления человеку любого возраста.

Источник: vodabriz.ru

Почему ее так называют

Насколько жидкость окажется целительной для здоровья человека, зависит не только от глубины ее залегания, но и от времени, в течение которого пользуются источником после разработки.

Запасы этой воды располагаются на глубине, под высоким давлением, в пределах от ста до трехсот метров.

Артезианские бассейны образовываются в коленчатых тектонических структурах горных пород, которые сформировались в процессе разломов, а так же в пределах впадин и других геологических структур.

Данная субстанция обладает мощным напором по причине нахождения ее между несколькими водоупорными пластами.

Если вы хотите обнаружить залежи жидкости, которые находятся довольно глубоко, не достаточно знать и применять на практике правила поиска подземных вод, первого от поверхности, постоянного водоносного горизонта.

Их можно встретить. повсеместно, где регулярно выпадают обильные осадки.

Такое необычное название известно с начала 12 века, подобными кладезями пользовались во Французской провинции Артуа.

Если быть более точными, то с колодцами с напорной водой люди знакомы значительно раньше.

А вы знаете, как сделать расчет циркуляционного насоса для системы отопления? Какими формулами надо воспользоваться для определения точных параметров оборудования, прочитайте в полезной статье.

Как установить байпас в систему отопления, написано на этой странице.

В древнем Египте и Греции, они были известны более 4 000 лет назад, а в Китае – в 220 году до нашей эры. Уже в те далекие времена пользовались известностью целительные воды, извлеченные из недр земли.

В наше время пробурить глубоководную скважину (какую обсадную трубу лучше использовать написано здесь) не составляет особого труда. Таким манером добывают воду многие собственники частных домов.

У этих скважин есть одна особенность, которую. необходимо учитывать: жидкость из них буквально вырывается наружу, за один час выходит несколько тысяч литров.

Артезианские скважины (что это такое) весьма успешно используются для нужд народного хозяйства, для водоснабжения больших и маленьких населенных пунктов.

При проведении строительных работ, в некоторых случаях, они могут создавать определенные проблемы.

По причине глубокого межпластового залегания, эта вода имеет постоянную температуру.

Артезианские источники не подвержены загрязнению с поверхности земли, они защищены несколькими водонепроницаемыми слоями.

Поэтому данная жидкость характеризуется высокими санитарными показателями.

В одном крупном артезианском бассейне содержится вода, отличающаяся по химическому составу.

На самом дне бассейна залегает жидкость с повышенным содержанием различных минералов, а в верхних пластах – гидрокарбонатного типа.

На территории Российской Федерации, одни из крупнейших артезианских бассейнов, это – Московский и Западно-Сибирский.

Как вы думаете, от чего зависят запасы артезианских вод?

В этом случае ответ, однозначным, быть не может.

В перечень причин войдут многие природные факторы.

Ее запасы изучают посредством разведочного бурения, в результате которого, выясняют, на какой глубине залегают водоносные пласты, проводят опытную откачку жидкости и исследуют ее на качество.

Живительная влага, добытая из артезианской скважины, очень полезная и абсолютно безопасная для здоровья человека.

Некоторые люди путают артезианские воды с грунтовыми. Но, у них нет ничего общего, кроме того, что они залегают в толще земной коры, только на различной глубине.

Существующие между ними отличия.

1. Как уже было сказано выше – глубина залегания.
2. Вода из скважины – чистая и пресная, грунтовые воды – грязные и часто соленые.
3. Артезианская вода вытекает самотеком, грунтовую нужно выкачивать с помощью насоса или какое то время ждать наполнения криницы.
4. На состав грунтовых вод влияют осадки, в то время, как артезианская, не подвержена климатическим изменениям, вредному воздействию окружающей среды и работающих крупных промышленных предприятий.

А что вам известно про принцип работы гидроаккумуляторы для водоснабжения? Технические характеристики наиболее популярных баков для воды описаны в полезной статье.

Как установить батареи отопления в частном доме прочитайте здесь.

На странице: http://ru-canalizator.com/santehnika/s-oborudovanie/nasos-otopleniya.html посмотрите фото установки циркуляционного насоса в систему отопления.

Химический состав

В артезианской воде в большом количестве содержится:

• фтор,
• железо,
• магний,
• кальций.

Ее химический состав, максимально, сбалансирован, и он полностью зависит от слоев земной коры, между которыми она находится.

Условия, которые оказывают значимое влияние на формирование состава жидкости:

• насыщает воду железом – железная руда,
• примеси солей обеспечивает известняк,
• если рядом есть залежи минералов, вода будет насыщена фтором,
• в регионах, где есть запасы марганца, он может попасть в воду,
• кальций есть во всех источниках без исключения.

При ее кипячении может образовываться характерный осадок.

Содержание солей, обычно, выше норм, принятых на территории России.

Вода с низкой концентрацией примесей, скорее, исключение из правил.

Вне зависимости от времени года и климатических условий, артезианская вода не меняет свой состав.

На какой глубине может залегать

Артезианские воды не соприкасаются с другими типами жидкости, поэтому их состав остается всегда без примесей и загрязнений.

Запомните, ни один колодец, даже самый глубокий, не может считаться артезианским источником. В нем может быть только грунтовая вода (как установить щит в колодец от плывуна написано на этой странице).

Если вы хотите добраться до артезианской водицы, придется пробурить скважину, минимальной глубины – 25-50 метров.

В некоторых случаях, этот показатель может оставлять 250-300 метров, многое, зависит от рельефа местности.

В среднем, достаточно, глубины скважины 80-100 метров.

Для производства работ понадобится специальное оборудование, в состав которого входят установки, контролирующие мощный напор воды.

Плюсы и минусы

Медики уверенны в ее пользе для организма человека.

Имеет огромное значение следующий факт:

• на протяжение всего времени эксплуатации источника, он не подвержен заражению вредоносными кокками.

Стоит знать! Артезианская вода жесткая по своему составу, в нее, как правило, в больших количествах входит фтор и магний.

Поэтому пить ее прямо из источника не рекомендуется.

На данный момент эта проблема легко решается.

На выходе из скважины и на входе в систему водопровода устанавливают мощные фильтрационные установки. После этого пить воду можно без опаски.

Польза артезианской воды.

1. У нее прекрасные вкусовые свойства.
   Ее вкус не испорчен различными органическими веществами.
2. Отсутствует необходимость проверять такой вид воды на наличие примесей и бактерий.
3. После того, как жидкость пройдет через фильтры, ее состав становится на 100% сбалансированным.
4. Эта вода имеет стабильный состав на протяжение всего года, что очень полезно для здоровья.

Средний возраст скважины равняется от пятидесяти до семидесяти лет, поэтому конструкцией сможет пользоваться не одно поколение.

Недостатки

1. К главному недостатку жидкости, которую добывают из артезианских скважин, относится ее чрезмерная засоленность.

   В этом нет ничего удивительного.

   Вода находится в недрах земли сотни и даже тысячи лет и все это время в ней накапливалась соль.

   Поэтому перед тем, как употреблять ее в пищу, она подлежит фильтрации.

2. Правильно подобрать фильтр, который идеально будет подходить для очищения воды из конкретной скважины, сможет только специалист после проведенных лабораторных исследований.

   Иногда, на систему водопровода приходится устанавливать сразу несколько очистных установок, каждая из которых, будет снижать концентрацию того или иного вещества.

3. В некоторых источниках содержится много железа, поэтому вам нужно будет установить специальное приспособление, которое избавит воду от металлических примесей.
4. Скважина нуждается в периодической очистке, а это стоит немалых денег (возможно, вам понадобится гидропломба для заделки течей — прочитайте здесь).

Обустройство источника водоснабжения

Стоимость работ по бурению скважины достаточно велика, поэтому часто домовладельцы объединяются и все делают в складчину.

Организовать самостоятельно процесс целиком, вам, скорее всего, не удастся. Без специалистов – буровиков дело не сдвинется с мертвой точки.

Нужно будет соорудить специальную конструкцию, которая сможет контролировать мощный напор воды без привлечения электрических механизмов.

Первым делом, необходимо смастерить наземное устройство, затем определяют, на какую глубину нужно будет бурить скважину.

Этот показатель может быть в широких пределах:

• от 25 до 300 метров.

Строение, которое необходимо построить сверху на участке земли, имеет довольно сложное конструкторское решение. Прежде, чем приступать к его возведению, понадобится произвести расчеты.

Правила, которых нужно придерживаться при бурении скважины

Обустройство конструкции должно проводиться в несколько этапов.

• Нужно определиться с точным местом расположения водного бассейна под толщей земли.
• Провести геодезические исследования местности для того чтобы установить возможную глубину залегания воды.
• По возможности, необходимо выяснить запасы живительной влаги на перспективу.
• Просчитать реальное время пользование скважиной.
• Установить наземное сооружение.
• Последний этап – бурение скважины.

Стоит знать!

На любой территории, только на различной глубине, имеется небольшой слой артезианской воды, которая зажата между толщами земных пород.

Поэтому рекомендуется проводить разведочные буровые работы очень аккуратно.

Это допускается делать только в случае с источниками, глубина которых до 25 метров.

Что понадобится в процессе работ

1. Буровая установка, рассчитанная на предположительную глубину скважины.
2. Специальная техника, оборудованная механизмами для бурения.
3. Трубы с фильтрующей установкой. Их монтируют в первую очередь. Если этого не сделать, мощные потоки воды разрушат окружной грунт.

Затем нужно сделать разводку труб (как сделать в частном доме узнайте здесь) под землей, и на ее поверхности для подачи воды в жилое помещение. При этом, не стоит забывать о фильтрационных установках.

Запомните! Пробурить артезианскую скважину без привлечения буровой бригады и спецтехники невозможно (как сделать абиссинский колодец своими руками прочитайте тут).

Вывод

Вода из глубоких артезианских скважин, без сомнения, очень полезна, и это, неоднократно, подтверждено многими научными исследованиями.

Если после добычи жидкости произвести ее грамотную очистку, получится, практически, идеальный напиток с удивительными вкусовыми свойствами.

Что нужно для сооружения артезианской скважины на приусадебном участке, посмотрите в предлагаемом видео.

Источник: ru-canalizator.com

Для того, чтобы по достоинству оценить вкусовые качества артезианской воды , необходимо знать о том, что такое артезианская вода вообще. Как и когда такая вода появилась на нашей планете. Где она залегает, и как ее добывают.

Основные массы артезианской воды на протяжении тысячелетий накапливались в невидимых подземных кладовых и были зажаты между водоупорными слоями. Вырваться на поверхность такая вода могла лишь в двух случаях: если откроется где-либо свободный выход или её выпустит на поверхность вмешательство человека. При вскрытии буровой скважиной артезианские воды поднимаются выше кровли водоносного пласта и нередко фонтанируют.

Каждая вода, которую мы пьем, должна содержать некоторые полезные элементы. В зависимости от их содержания определяется качество воды. Название “Артезианские воды” происходит от латинского названия французской провинции Артуа, (Artesium). Человек начал использовать артезианскую воду еще с XII столетия. Там же в средневековой Франции люди впервые пробурили колодцы.

Верхняя граница подземных вод проходит на различных глубинах – от нескольких метров до нескольких сотен метров. В связи с тем, что вода находится в тесном подземном пространстве, в ней очень слабо присутствует микрофлора, что практически исключает наличие патогенных микроорганизмов. Именно поэтому она используются в первую очередь для питьевых целей, так как не требуют какой-либо специальной очистки, а в ряде случаев и обеззараживания вообще.

Артезианская вода свободна от радионуклидов, нитратов и нитритов и т.д. что делает ее особенно привлекательной для нужд человека. Основными компонентами артезианской воды являются: минеральные вещества, которые не обладают энергетической ценностью, в отличие от белков, жиров и углеводов. Минералы, растворенные в такой воде абсолютно необходимы в построении костной ткани, участвуют в важнейших обменных процессах организма: водно-солевом и кислотно-щелочном. А также в ферментативных процессах человеческого организма. Это – 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 потовых выделений. Сера необходима для образования белковых вещество и формирования процессов, связанных с переносом энергии. 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. Минеральные вещества делят на две группы:

1. состоит из макроэлементов, содержащихся в пище в больших количествах. Это, прежде всего: кальций, фосфор, магний, натрий, калий, хлор, серу.

2. состоит из микроэлементов, концентрация которых в организме невелика. В эту группу входят железо, цинк, йод, фтор, медь, марганец, кобальт, никель.

Так как артезианские скважины очень глубокие, вода залегает в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, образуя артезианские бассейны. Многие пределы распространения артезианских вод являются реликтовыми. Соответственно, эти воды не имеют внешнего загрязнения. Химический состав артезианских вод отражает условия их формирования, потому что артезианские воды являются древними.

Источник: kronvoda.ru

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.

Источник: xn—-7sbiajdngd3akr1a1d5j.xn--p1ai