Вода под давлением относится к глубоким водным жилам, которые заперты водоносными слоями в земной коре, что создает давление. Это артезианские водоносные горизонты. Они встречаются в тектонических разломах, образуя даже целые подземные бассейны, а в некоторых местах есть выходы на поверхность, и от этого зависит напор потока воды. При бурении артезианской скважины поток воды может легко обойти водоудерживающую кровлю на больших высотах, возможен даже разлив воды из скважины.
Водоносный горизонт
Откуда берется вода в кране? Откуда ее добывают для удовлетворения постоянно растущих потребностей человечества? В 21 веке достаточное водоснабжение является необходимым условием для комфортной жизни. В среднем человек использует от 150 до 600 литров воды в день. Однако в засушливых регионах эта цифра не превышает 15 литров.
В основе каждого природного или искусственного водоема лежат подземные водоносные горизонты. Именно характеристики этих слоев нашей планеты определяют количество и качество воды, наполняющей колодец или скважину. Ученые давно изучили и подробно описали все пресноводные слои, содержащиеся в недрах нашей планеты. Стоит отметить, что эти слои распределены по планете неравномерно, в результате чего в некоторых регионах возникают проблемы с доступом к питьевой воде.
Водоносный слой – это грунт, в порах и трещинах которого скапливается вода и даже может перемещаться. При бурении скважины очень важно найти именно тот водоносный слой, который гарантирует необходимое количество высококачественной воды. Такой водоносный слой закрыт водоносными пластами, обычно глинистыми почвами.
Известно, что водоносные горизонты возникают в рыхлых, зернистых или пористых породах, впадинах и трещинах в твердых слоях, которые обладают способностью накапливать влагу. Первый водоносный горизонт также называют уровнем грунтовых вод. Глубина его залегания не превышает 0,5 м в северной тундре, но может достигать 20-25 м в южных широтах. Он состоит из несцементированных (неконсолидированных) осадочных пород. Толщина слоя составляет 3-4 м. Уровень грунтовых вод не имеет потолка. Его верхняя граница находится в зоне аэрации, что обеспечивает прямую связь между водоносным горизонтом и поверхностью. Водоносный горизонт получает почти весь свой объем за счет инфильтрации с поверхности почвы. Единственным преимуществом этого водоносного горизонта является его легкодоступность.
К недостаткам относятся:
Второй водоносный горизонт
Второй водоносный горизонт или интерстициальный водоносный горизонт находится между двумя водоносными слоями грунта. Его объем более стабилен. Заполнение горизонта происходит в результате инфильтрации подземных вод через низкопроницаемые породы. Существует две категории подземных вод в зависимости от характера движения:
- циркулирующие в рыхлых породах (песок, гравий, галька)
- накапливающиеся в трещиноватых слоях горных пород (гранит, известняк, доломит).
Глубина залегания водоносных горизонтов во втором слое может составлять от 30 до 100 метров. В процессе просачивания через неглубокие поры, трещины и каверны вода естественным образом очищается. В большинстве случаев она соответствует стандартам, установленным СанПиН.
В зависимости от типа породы, через которую просачивается жидкость, она будет насыщена растворенным железом, солями кальция или магния и другими веществами. Следовательно, их количество может превышать предельно допустимую концентрацию (ПДК), которая указана в санитарных нормах. В этом случае необходимо приобрести дополнительное оборудование для очистки воды.
Что такое водоносный горизонт
Водоносный горизонт – это слой почвы, осадочных или скальных пород, пористая структура которого позволяет воде накапливаться и течь.
Водоносные слои образуются в результате выпадения осадков, просачивания из близлежащих водоемов или насыщения грунтовых вод, а грунт, через который они проходят, служит своего рода природным фильтром.
Московская область – уникальный регион с точки зрения гидрогеологических характеристик осадочных и скальных структур.
Многолетние исследования показывают, что породы, слагающие водоносные горизонты и водоносные пласты, подвергались многократным смещениям относительно друг друга. Изменения в топографии внешней поверхности также способствуют изменениям в структуре водного баланса источников подземных вод.
Общепринятым является деление на шесть основных групп водоносных горизонтов:
- Протвинский (Окско-Протвинский);
- Касимовский;
- Гжельский (Гжельско-Ассельский);
- Подольско-Мячковский (основной);
- Каширский;
- Алексинско-Тарусский.
Эти водоносные горизонты Московской области имеют разную протяженность по площади, расположены и перекрывают территории разных районов.
Даже в условиях одного района или даже одного населенного пункта разброс глубин водоносных горизонтов одной группы может достигать значительных величин (до нескольких десятков метров).
Не только первый от поверхности водоносный горизонт, но и все геологические водоносные горизонты, известные и используемые для водоснабжения, имеют свои особенности.
Данные по исследованным участкам были собраны вместе, чтобы дать представление о распределении водных ресурсов в московском водоносном горизонте в целом.
Расположение водоносных горизонтов в зависимости от глубины залегания
Для автономных индивидуальных источников воды официальная техническая документация не всегда предоставляет исчерпывающие данные.
Основной параметр, на который смотрят в таких случаях, – достаточный суточный дебит воды в скважине, чистота и качество воды в автономном источнике.
Глубина залегания водоносных горизонтов важна с точки зрения трудоемкости работ, стоимости обустройства автономного источника водоснабжения.
Эти параметры также используются организациями, специализирующимися на оказании услуг по обустройству водоснабжения.
Более удобным является предварительное проектирование конкретного комплекса работ, необходимое для предоставления заказчику объективных технических условий проведения работ.
По этой причине была принята общая классификация подземных вод с условным делением на основе таких характеристик, как глубина залегания, влияние внешних и внутренних факторов на приток и качество воды.
Первый водоносный горизонт
Известно, что водоносные горизонты располагаются в рыхлых, зернистых или пористых породах, впадинах и трещинах в твердых слоях, которые обладают способностью накапливать влагу. Первый водоносный горизонт также называют уровнем грунтовых вод. Глубина его залегания не превышает 0,5 м в северной тундре, но может достигать 20-25 м в южных широтах. Он состоит из несцементированных (неконсолидированных) осадочных пород. Толщина слоя составляет 3-4 м. Уровень грунтовых вод не имеет потолка. Его верхняя граница находится в зоне аэрации, что обеспечивает прямую связь между водоносным горизонтом и поверхностью. Водоносный горизонт получает почти весь свой объем за счет инфильтрации с поверхности почвы. Единственным преимуществом этого горизонта является его легкодоступность. Из недостатков стоит отметить:
- сезонность заполнения этого слоя
- прямая зависимость от количества осадков
- ее нестабильный характер, т.е. во время засухи вода может полностью исчезнуть
- низкий уровень очистки воды. Небольшая толщина почвы не позволяет полностью задерживать химические и органические загрязнители, которые влияют на качество жидкости
- загрязнение удобрениями, гербицидами и пестицидами, которые интенсивно используются в сельском хозяйстве, а также продуктами со свалок и промышленными отходами.
Воду можно использовать только для орошения и бытовых нужд. Без длительного кипячения воду нельзя использовать для питья. При бурении скважины, находящейся ниже первого водоносного горизонта, необходимо позаботиться о тщательном уплотнении воды с помощью системы концентрических труб. Грунтовый водоносный горизонт расположен в первом водоносном горизонте. Он отличается тем, что расположен на водоносном горизонте ближе всего к поверхности земли, в рыхлых или трещиноватых породах. Она наполняется за счет инфильтрации осадков, таяния снега, воды из рек, ручьев, озер и ирригационных каналов. Количество подземных вод в меньшей степени зависит от количества осадков. Однако оно увеличивается во время весеннего таяния снега или сильных дождей. В сухой сезон можно наблюдать ее истощение. Это следует учитывать перед бурением скважины или рытьем колодца. Такая вода не пригодна для питья без кипячения.
Основное оборудование для добычи воды
В зависимости от расположения водоносных горизонтов, их глубины, наличия средств, потребности в воде и цели ее использования выбирается соответствующий метод добычи.
Скважины
Скважины глубиной до 5 м используются для бытовых и сельскохозяйственных нужд. Для питьевой воды шахты углубляются на глубину 10-15 метров. Это самый бюджетный и простой вариант добычи воды. Наличие такого сооружения позволит решить следующие проблемы
- с поливом огорода;
- вода для технических и бытовых нужд;
ВНИМАНИЕ! Воду из колодца можно использовать для питья только после кипячения. При рытье колодца важно учитывать количество воды, которое он способен производить. Средняя емкость колодца составляет около 250 литров для нужд семьи. Для облегчения добычи рекомендуется использовать вспомогательное устройство, например, специальный водяной насос.
Колодцы
Колодцы – единственный способ получения чистой питьевой воды. Скважина, уходящая глубоко (до 50 метров) в недра песчаного горизонта, будет наилучшим вариантом для водоснабжения сельского дома. Чистота вытекающей воды объясняется тем, что глина и песок, через которые она попадает в водоносный горизонт, служат отличным фильтром.
- Срок службы песчаных скважин ограничен из-за истощения водоносного горизонта или заиливания скважины. Как правило, срок службы таких сооружений составляет от 8 до 10 лет.
- Артезианские водозаборы служат до 50 лет и дольше, поскольку объем водоносного горизонта неограничен. Вода в них отличается высоким качеством.
Песчаные скважины в основном используются для водоснабжения сельских домов. Они менее дороги, чем артезианские скважины. Кроме того, их можно бурить собственными силами без использования дорогостоящей техники.
Карта глубин Московской области
Вода на участке: откуда она берется?
Наша Земля – водная планета: более 70% ее поверхности покрыто океаном. Подземные воды являются частью водных ресурсов нашей планеты. На их долю приходится около 1,5% мировых водных ресурсов и две трети объема всей земной воды. Объем воды под землей в 50 000 раз превышает объем воды, наполняющей все реки на Земле. 
Вода – это жизнь
Водные ресурсы Земли образуют единый комплекс, находящийся в непрерывном динамическом равновесии, называемом естественный круговорот воды. Их объем составляет 1 351 421 тыс. куб. км, из них
- мировой океан – 1 350 000 тыс. куб. км;
- испарение с поверхности океанов, рек, озер и Земли – 452 000 км³
- осадки – 385 000 км³;
- снег и лед – 250 000 км³;
- облака – 111 000 км³;
- подземные воды – 84 000 км³;
- транспирация (испарение растениями) – 71 000 км³;
- Перенос воды из океанов на сушу – 40 тыс. км³; поверхностный сток – 38 тыс. км³;
- Поверхностный сток – 38 тыс. км³;
- атмосферная влага – 13 тыс. км³;
- поверхностные источники воды (реки, озера, болота и т.д.) – 2 тыс. км³
- потоки подземных вод – 2 тыс. км³.
Диаграмма естественного круговорота воды
Подземные это вода в жидком, газообразном или твердом состоянии под поверхностью земли, в породах верхних участков земной коры. Жидкая часть подземных вод, находящаяся в свободном состоянии и способная перемещаться под действием силы тяжести, называется гидрогеологами фреатической, что означает "наполнение скважины".
Фреатические воды, в зависимости от проницаемости, объема и водоотдающей способности пород, в которых они накапливаются, образуют водоносные горизонтыкоторые вместе образуют водоносные комплексы.
Почва, грунтовые воды, прослойки и артезианские грунтовые воды
Каждый, кто планирует рыть колодец или бурить скважину, сталкивается с тем, что существует множество типов подземных вод. Они залегают на разной глубине под землей и имеют разные свойства. Некоторые категорически утверждают, что бурить можно только "на известняк".Другие считают, что "на песок" также достаточно. Высокая вода Во многих случаях неглубоко залегающие грунтовые воды называются презрительно и не рекомендуются для питья. Как понять, какие бывают водоносные горизонты, на сколько колец нужно копать колодец и на какую глубину бурить трещину?
Итак, давайте рассмотрим классификацию подземных вод. Стоит помнить, что, как и любая классификация, она условна: четкой границы между водоносными горизонтами не существует. Толщина или мощность того или иного слоя зависит от геологии участка.
Почвенные воды
Почвенные воды представляют собой самый высокий уровень подземных вод: они находятся в корневой зоне почвы – плодородном слое, где расположены корни травянистых растений и поверхностная корневая система деревьев. Почвенная влага пополняется за счет дождевой воды и таяния снега и активно испаряется в атмосферу, то есть ее объем сильно зависит от процессов испарения и транспирации.
Схема водоносных горизонтов
Нижняя часть зоны почвенных вод называется взвешенный (вадозой). Зона взвешенных вод становится насыщенной, и вода начинает просачиваться под действием силы тяжести в нижние слои грунта. Эта вода называется гравитационная вода. При обильных осадках, например, дождливой осенью или весной, когда активно тает снег, движение гравитационной воды усиливается. Почвенная вода имеет большое значение для жизни растений, но не используется для целей водоснабжения.
Типы в зависимости от их встречаемости
В практике водоснабжения частного дома или садового участка большое значение имеет залегание водоносных горизонтов.
Первый водоносный слой
Первый водоносный горизонт (часто называемый грунтовыми или дренажными водами) образован слоем проницаемой породы под верхним слоем почвы.
Его глубина варьируется от 0,5 м (в северной тундре) до 0,5 м (в северной тундре). (в северной тундре) до 20-25 м в южных широтах.
Первый горизонт состоит из в целом несцементированных (рыхлых) осадочных пор.
Толщина слоя редко превышает 3-4 м..
Крыша над слоем отсутствует; верхняя граница проходит в зоне аэрации, которая обеспечивает прямую связь водоносного горизонта с поверхностью.
Практически весь объем водоносного слоя занят инфильтрацией воды с поверхности почвы.
Это привело к дефектам в уровне грунтовых вод:
- нестабильность. Насыщение слоя водой, а следовательно, и весенняя нагрузка, имеет четкий сезонный характер и зависит от годового количества осадков. В засушливые годы в первом горизонте может вообще не быть воды. Предостережение. Из-за небольшой глубины залегания первый водоносный горизонт в северных широтах может оказаться в зоне промерзания грунта, что приведет к невозможности круглогодичного водозабора (читайте здесь как провести воду в баню).
- Низкое качество.
Анализ воды (пригодность или вредность родниковой воды), который необходимо провести перед использованием источника, показывает, что родниковая вода часто содержит вещества, вредные для здоровья человека. Это связано с небольшой толщиной фильтрующего слоя грунта, через который проходит вода, прежде чем достигнет первого горизонта. Этого недостаточно для очистки воды от химических примесей, образовавшихся в результате деятельности человека:
- промышленные выбросы,
- удобрения,
- инсектициды и гербициды, используемые в сельском хозяйстве и на приусадебных участках,
- продукты со свалок и т.д.
Полезные советы
[Прежде чем использовать добытую воду, проведите ее анализ в медицинской и бактериологической лаборатории. Это избавит от многих проблем[/note].
Узнайте, как по растениям определить, где водоносный слой находится ближе всего к поверхности, посмотрев это видео.
- ← Что хорошего и что опасного в родниковой воде – как ее хранить?
- Электрический измельчитель отходов с насосом для кухонной мойки →