↑ Как извлекают подземную воду из ?

Подземная вода может быть получена путем бурения скважин, либо создания колодцев. Как известно, скважина представляет в простейшем случае трубу, смонтиованную в пробуренном отверстии (стволе скважины), вскрывшем водоносный пласт. В результате - кважина заполнена подземной водой. Эта вода может быть откачана насосом и доставлена на поверхность земли, либо изливаться в случае артезианской скважины. Мелкие колодцы могут осушаться когда зеркало грунтовых вод понижается во время сухих сезонов года.

При добыче воды из скважины происходит разгрузка водоносного пласта. Подземная вода может также разгружаться через скважину самоизливом (естественная разгрузка) в виде источников, родников, либо в болота, озера, или реки.

В некоторых случаях скважины называют артезианскими скважинами. В таких скважинах не требуется установка насосов для подъема воды на земную поверхность. Эти скважины вскрывают артезианские водоносные пласты (горизонты), представляющие собой «пирог» (сэндвич), в котором водонасышенная часть (водоносный пласт) заключена сверху и снизу между двумя толщами непроницаемых для воды горных пород. Вода поступает в артезианский водоносный горизонт через проницаемую область питания (Recharge zones), которая может располагаться на расстоянии нескольких километров в стороне от пробуренных скважин.

Если скважина вскрыла артезианский пласт, то напор воды «выталкивает» ее из скважины по закону U-образного сообщающегося сосуда выше кровли самого водоносного горизонта в месте наблюдения. Если напор (давление) достаточно большой, то происходит самоизлив воды из устья скважины.

↑ Может ли иссякнуть подземная вода?

↑ Загряхнение подземных вод

Мы можем истощить запасы подземной воды, если отбирать больше воды из подземных источников, чем она может восполняться естественным путем. Например, в течение периодов сухой погоды питание водоносных горизонтов уменьшается.  Если откачивать слишком много подземной воды в течение таких периодов, то уровень грунтовых вод может понизиться, при этом скважины могут «осушиться».

Подземная вода станет непригодной для использования, если она становится загрязненной. Такая вода становится больше опасной в качестве питьевой воды. В тех районах, где породы, перекрывающие водоносный пласт легко проницаемые – тогда загрязнители могут легко проникать в подземные воды. Подземная вода может быть загрязнена проникновением в пласт вредных веществ из свалок мусора, выгребных ям, из поврежденных подземных емкостей, используемых, например, в качестве хранилищ нефтепродуктов, от избыточного употребления удобрений, либо пестицидов на полях, как показано на следующем рисунке. Кроме того, в приморских странах при чрезмерном отборе подземной воды питьевого качества может происходить подток морских соленых вод, которые будут замещать пресную воду в подземных водоносных горизонтах.

Однако, при аккуратном использовании подземной воды и предотвращении угрозы ее загрязнения подземные воды останутся важным природным источником для в ближайшем будущем.

Искусственное восполнение подземных вод

 

 

С целью не допустить истощение ресурсов подземных вод применяют искусственное восполнение ее запасов. Принципиальная схема такого восполнения приведена на рисунке. В скважину, пробуренную для закачки воды, в подземный горизонт подается пресная, либо очищенная вода, поступающая в проницаемые отложения этого водоносного горизонта.

Такая схема, например, предотвращает вторжение соленых морских вод в прибрежных районах некоторых стран. Она применяется и в Нидерландах.  Заказать транссфер в Австрию, аэропорт Мюнхена, а также различные экскурсии вы сможете на сайте taxi-ru.де 

↑ Природные резервуары подземных вод. Многопластовые водные системы

В пределах осадочных бассейнов встречаются чаще всего многопластовые водонапорные системы. Пример такой системы показан, существующей в пределах белорусской части Подлясско-Брестской впадины приведен на рисунке. Основными водоносными отложениями здесь являются толщи четвертичных, меловых, юрских, кембрийских и протерозойских отложений. Возможно минеральные воды здесь будут встречены и в верхней части кристаллического фундамента, однако фундамент здесь изучен плохо глубоким бурением.

Отдельные водоносные пласты могут быть либо гидравлически изолированными друг от друга, либо иметь гидравлическую связь. В последнем случае между такими пластами будет иметь место водообмен, т.е. переток воды из одного пласта в другой. Как правило, химический состав подземных вод в пластах, имеющих гидравлическую связь будет также одинаковым, либо близким.

Гидрогеологический подземный резервуар, т.е. подземная водоносная система, - это не только коллектор, или хранилище подземных вод. Когда такой резервуар обладает сложным строением, в нем сочетаются коллекторы и водоупоры.

В пределах платформенных и складчатых регионов выделяют два этажа в строении земной коры:

·        Фундамент – нижний этаж, сложенный кристаллическими (магматическими, метаморфическими) породами, часто смятыми в складки и интенсивно дислоцированными;

·        Платформенный чехол – верхний этаж, представленный преимущественно осадочными породами, имеющими спокойное залегание и слабо дислоцированными.

В зависимости от соотношения структурно-гидрогеологических этажей и преоюладающего типа подземных вод выделяют два типа природных резервуаров подземных вод:

·        Гидрогеологические бассейны – погружения, выполненные преимущественно осадочными породами и состоящие из чехла и подстилающего его фундамента;

·        Гидрогеологические массивы – выступы фундамента, обычно лишенные чехла; господствующее значение в них имеют трещиноватые кристаллические породы.

Гидрогеологические бассейны существуют в отрицательных геологических структурах – мульдах, впадинах, прогибах, синклиналях и прилегающих к ним склонах. Они содержат выдержанные водоносные пласты. Это огромные аккумуляторы подземных вод.

Гидрогеологические массивы относятся к положительным тектоническим формам – поднятиям складчатых сооружений, в которых слоистость существенно утратила гидрогеологическое значение, а водорпроницаемость пород определяется трешиноватостью и разрывными нарушениями. Глубина проникновения подземных вод в них ограничивается мощностью интенсивно трешиноватых пород (обычно 100 – 500 м).

Разновидности бассейнов и массивов отличаются по разным признакам: характеру распределения подземных вод, форме, происхождению и возрасту геологического тела, его положению, степени метаморфизации пород, напорам подземных вод и т.п.

По характеру распределения подземных вод выделяют бассейны порово-пластовых, трещинно-пластовых или жильно-трещинно-пластовых вод. Выделяют также массивы регионально-трещинных, трещинно-жильных, пластово-порово-трещинных или пластово-жильно-трещинных вод.

Бассейны, в которых гидрогеологическое значение слоистости и трещиноватости равноценно называют адартезианскими (латинское «ад» означает  «близко», «при»). Соответственно массивы, сложенные дислоцированными осадочными породами с жильно-трещинными и пластово-трещинными водами, называют гидрогеологическими адмассивами.

По форме геологического тела выделяют мульдо- чаше-, каньоно- грабенообразные и моноклинальные бассейны пластовых вод. Среди массивов трещинных вод выделяют куполо-, сводо-, горстообразные и блоковые разновидности.

В зависимости от генезиса геологического тела выделяют:

·        Артезианские бассейны платформ;

·        Артезианские бассейны межгорных впадин;

·        Поднятия платформенного типа;

·        Складчатые области.

Исходя из данных о происхождении геологического тела выделяют:

·        Бассейны пластовых вод: платформенные – крупные депрессии ; межгорные – малые и средние впадины в пределах геосинклинальных складчатых систем; срединные – участки осадочного чехла устойчивых срединных частей геосинклинальных областей; краевые – крупные и глубокие прогибы в зоне сочленения платформы со складчатым регионом;

·        Массивы трещинных вод: цокольные – выступы фундамента древних платформ; орогенные – горно-складчатые сооружения геосинклинальных систем; инъекционные – внедрившиеся и излившиеся магматогенные тела (дайки, покровы, лаколлиты и т.п.).

Возраст бассейнов пластовых вод оценивают по эпохе складчатости, создавшей фундамент, или по возрасту пород, слагающих чехол.

Среди бассейнов и особенно массивов различают равнинные, низкогорные, и высокогорные.

По характеру границ выделяют бассейны открытые, когда граница со смежными бассейнами условна и отчетливо не выражена и замкнутые, когда они со всех сторон изолированы массивами. Очевидно, в отношении массивов можно выделить сопряженные и изолированные массивы.

В настоящее время используют как понятия «бассейн пластовых вод», так и устаревающий термин «артезианский бассейн». Дополнительно к теминам понятия «бассейн пластовых вод» и «массив трещинных вод» используют в качестве дополнительных терминов понятия «напорный», как и «грунтовый» для раскрытия гидравлического механизма резервуара.

По признаку наличия, либо отсутствия напора подземных вод гидрогеологические резервуары делят на безнапорные (грунтовые и межпластовые), напорные (артезианские и глубинные) и напорно-безнапорные (субартезианские).

Питание и разгрузка поземных водоносных систем. В водоносных системах различают:

·        Область питания;

·        Область стока (распространения напора);

·        Область разгрузки (дренажа).

Питание подземных водоносных систем происходит в местах выхода водовмещающих пород на поверхность. Здесь атмосферные осадки просачиваются вглубь горных пород. Основное питание подземных вод для бассейнов пластовых вод происходит за счет инфильтрующихся вод с земной поверхности. Принято различать внешние и внутренние области инфильтрационного питания. В отличие от бассейна, массив имеет только внутреннюю область питания.

Природными дренами для подземных вод являются впадины, долины рек, озер, и дно морей. Внутри резервуаров дренирование осуществляется тектоническими разломами и зонами нарушений.

Область разгрузки состоит из очагов разгрузки – мест выхода воды. Места естественного излияния воды на поверхность называют источником, или родником. К искусственным очагам разгрузки относят горные выработки (карьеры, колодцы, скважины, системы водопонижения, например, при строительстве тоннелей и станций метро, мелиоративные каналы и т.п.), выводящие подземные воды.