Водоносные горизонты

 

Водоносные горизонты

Исходя из огромного опыта бурения скважин на воду, хочу поделиться знаниями о структуре водоносных горизонтов.

Верхние слои зоны насыщения содержат грунтовые воды. Под ними располагаются артезианские водоносные горизонты. В водоносных горизонтах сосредоточены громадные запасы воды.

Подземные воды являются одним из самых ценных ресурсов. Как вы, возможно, читали, большинство пористых пород ниже уровня грунтовых вод заполнены водой. Породы имеют различные характеристики пористости и проницаемости, поэтому вода перемещаться в разных породах под землей неодинаково.

Если из какого-то слоя грунта можно получить воду посредством колодца или родника, этот слой называется водоносным горизонтом. Если пробурить скважину на воду в водоносный горизонт, воду можно откачивать.

Водоносный горизонт частично пополняется благодаря осадкам. Скорость пополнения разных водоносных горизонтов неодинакова, от этого зависит динамический уровень скважины на воду.

Если пласты пористой породы имеют уклон относительно горизонта, вода в них, ограниченная нижним и верхним водоупорными пластами, стекая к нижней точке, создает давление. Если в этот водоносный горизонт пробурена скважина на воду, внутреннее давление может поднять воду даже к поверхности без помощи насоса. Этот тип колодца называется артезианская скважина. Вода из артезианской скважины может самостоятельно изливаться или бить фонтаном.

Мощность водоносного горизонта не всегда зависит от глубины его залегания. Очень плотный гранит, залегающий близко к поверхности, даст мало воды в скважине. И наоборот, пористый песчаник, залегающий на десятки или сотни метров, может дать десятки, а то и сотни литров воды в минуту.

Горные породы, которые дают пресную воду, были найдены на глубине более 1000 метров, а соленая вода поступала из нефтяных скважин даже с глубин более 2000 метров.

Однако, пористость и проницаемость пород уменьшается с увеличением глубины залегания, так как поры и трещины в породах на больших глубинах закрыты или значительно уменьшены в размерах из-за веса вышележащих пород.

Влияние скважин на воду на водоносный горизонт

Если водоносный горизонт достаточно близко к поверхности, в нем можно бурить неглубокие скважины на воду. Уровень грунтовых вод в этих горизонтах может меняться с течением времени, с изменением погодных циклов, речного стока, геологических изменений и даже антропогенных изменений, таких как увеличение непроницаемых поверхностей.

Откачка воды из скважин может иметь большое влияние на уровни воды под землей, особенно в непосредственной близости от скважины, а так же если вода отбирается из земли с большей скоростью, чем пополняется.

Чрезмерное выкачивание может понизить уровень грунтовых вод настолько, что скважины больше не будут давать воду, они становятся "сухими".

Движение воды в водоносных горизонтах

Движение воды в водоносных горизонтах в значительной степени зависит от материала водоносного горизонта. Проницаемый материал содержит взаимосвязанные трещины или пустоты, которых и достаточно много и они достаточно большие, что позволяет воде свободно двигаться. В некоторых проницаемых материалах грунтовые воды могут двигаться на несколько метров в день, в других только на несколько сантиметров в столетие. Подземные воды движутся очень медленно через относительно непроницаемые материалы, такие как глина и сланец.

После попадания в водоносный горизонт, вода медленно движется в сторону более низких мест и в конечном итоге выходит из водонапорного горизонта, просачиваясь самостоятельно, или изымается из земли через скважину на воду.

Подземные воды в водоносных горизонтах между водоупорными слоями, такими как глина или сланец, могут быть под давлением. Если скважина входит в такой водоносный горизонт, вода поднимется выше верхней границы водоносного горизонта и даже может самостоятельно вытекать из скважины на поверхность земли. Это и есть артезианская скважина, а горизонт – артезианский водоносный горизонт.

Пример артезианского давления

Вот небольшой эксперимент, чтобы показать вам, как работает артезианские скважины под давлением. Заполните пластиковый пакет водой, вставьте соломинку через отверстие, обмотайте скотчем отверстие в пакете вокруг соломы. Не направляйте соломинку на своего учителя или родителей, сожмите мешочек. Артезианская вода выталкивается через соломинку.