Подземные воды: их типы и возможность использования для водоснабжения
Природные подземные воды многообразны. Условия залегания, питание и миграция подземных вод могут быть различными и позволяют подразделить находящиеся под дневной поверхностью воды на несколько типов.
Чаще всего в качестве основного признака при классифицировании подземных вод используют принадлежность их к одной из основных зон:
- ✔ зоне аэрации;
- ✔ зоне насыщения.
В первой от дневной поверхности зоне аэрации располагаются почвенные подземные воды и верховодка. Предположим, что верхние слои, близкие к поверхности Земли, сложены толщей рыхлых горных пород, водопроницаемых или полупроницаемых.
Это могут быть пески различной зернистости, супеси и суглинки. Снизу эта толща может подстилаться слоем водонепроницаемой (водоупорной) глинистой породы.
Инфильтрация атмосферных осадков и воды тающих снегов и льда, конденсация содержащейся в атмосфере влаги способствует тому, что в зоне аэрации формируются почвенные воды.
Эти воды не подстилаются водоупорными породами, поэтому к ним применяют иногда термин "висячие" или "подвешенные".
Толщина слоя почвенных вод, заполняющих межзерновые пространства осадочных пород, может быть различной в зависимости от состава пород и климатических условий: в песках она исчисляется сантиметрами, а в суглинках и супесях – десятками сантиметров.
Питание растений зависит от количества почвенной воды в зоне аэрации, но добыть ее с помощью колодцев не удастся, поэтому если у Вас есть дача скважина будет оптимальным вариантом.
Мысленно передвигаясь вниз по разрезу, можно увидеть толщу практически лишенных воды пород.
В случае если в этой толще встречается небольшой слой или линза водонепроницаемой породы (например, глины или суглинка), на них во влажные периоды образуется и задерживается на длительный период вода. Этот временный водоносный слой – так называемая "верховодка".
Актуальные цены 2024 года от поставщиков
Толщина слоя пород, наполненных верховодкой, обычно не более 1 метра, редко – до 2-5 метров. Срок существования верховодки зависит от интенсивности питания, а также от размеров и мощности водоупорной линзы.
В засушливые годы количество воды верховодки уменьшается вплоть до полного его иссякания. В случае очень глубокого залегания постоянных подземных вод люди используют иногда верховодку для водоснабжения, добывая ее с помощью колодцев.
Однако этот источник воды нельзя считать надежным ввиду его непостоянства и опасности загрязнения сточными водами, особенно в населенных пунктах.
Рассмотрим зону насыщения, в которой выделяют три различных типа подземных вод
- 1. грунтовые;
- 2. безнапорные межпластовые;
- 3. напорные (артезианские) межпластовые.
Над первым от поверхности Земли сплошным водоупорным слоем, в нижней части проницаемой для воды толщи залегает постоянный водоносный горизонт. Этот горизонт насыщен грунтовыми водами.
Верхняя граница насыщенной водой зоны является зеркалом (или уровнем) грунтовых вод.
"Питаются" грунтовые воды просачивающимися атмосферными осадками (по всей площади распространения водопроницаемых пород); местами питание происходит за счет инфильтрации вод поверхностных водоемов.
Обильность грунтовых вод напрямую зависит
- ✔ от климатических условий, бытующих в данной местности;
- ✔ от колебаний уровня поверхностных водоемов, с которыми они связаны.
Горизонт грунтовых вод по сравнению с верховодкой отличается большим постоянством, но и в нем количество воды в засушливые периоды может значительно уменьшаться.
Колодцами обычно добываются именно воды грунтовые, однако и они подвержены загрязнению подобно верховодке, так как располагаются достаточно близко от поверхности.
Представим, что под горизонтом грунтовых вод расположена толща, сложенная чередующимися слоями водоупорных (водонепроницаемых) и водопроницаемых пород. Над каждым слоем водонепроницаемых пород может находиться водоносный горизонт, называемый межпластовым.
Сверху межпластовый водоносный горизонт также перекрыт слоем водоупорной породы, который не дает возможности проникать в него водам с поверхности.
Водоносный межпластовый горизонт может выходить на поверхность далеко от данной местности и подпитываться водами, поступающими по лежащему с уклоном водоупору.
Поскольку область питания может располагаться довольно далеко, межпластовые воды не подвержены влиянию сезонных изменений количества осадков или испарению, то есть количество межпластовых вод и их состав более постоянны, чем у грунтовых вод.
И от загрязнения эти подземные воды защищены сверху водоупорами, поэтому более предпочтительны для использования в целях водоснабжения.
В случае неполной насыщенности водопроницаемого слоя водой межпластовый водоносный горизонт может иметь зеркало, то есть свободную верхнюю поверхность (как грунтовые воды).
Если колодцем вскрыт такой водоносный слой, то вода в колодце будет иметь тот же уровень, что и в самом водоносном горизонте.
В случае если водоносный пласт не имеет зеркала и весь он насыщен водой, при вскрытии его колодцем вода в результате гидростатического напора поднимется до уровня, располагающегося выше кровли содержащего воду пласта.
В зависимости от геологического строения местности насыщенность межпластового водоносного горизонта и величина напора воды может меняться. В некоторых местах водоносный горизонт может дренироваться (разгружаться), выходя на поверхность и образуя родники.
Напор воды в прилегающей к этим участкам области водоносного горизонта становится меньше. Чем глубже находится межпластовый водоносный горизонт относительно области его питания и чем меньше интенсивность его дренажа, тем большим гидростатическим напором обладает содержащаяся в нем вода.
Межпластовые воды, которые обладают значительным напором, называются артезианскими. Залегают артезианские водоносные горизонты в пределах артезианских бассейнов на глубине от ста до нескольких сотен метров.
На территории европейской части России расположен целый ряд артезианских бассейнов, активно и успешно использующихся с целью водоснабжения.
Читайте также:
Строительство в сейсмологической зоне
Средства очистки воды для частных домов
