Подземные реки

Подземные реки

Открытие артезианских вод

В начале 12 века в провинции Артуа (Франция), возникла проблема с водоснабжением. Один из местных жителей взялся найти воду и стал рыть колодец. Вначале шла глина безводная глина, но настойчивый житель копал и копал. Когда он уже хотел бросить работу, дно колодца стало раздуваться, и только он успел выбраться, из дна колодца хлынула вода. Достигнув поверхности, она стала фонтанировать. Вода продолжала фонтанировать долгое время, возникла угроза затопления города, поэтому жители стали рыть сеть отводящих канав. С тех пор проблем с водой в городе не было. Таким образом, человек обнаружил существование подземных вод, способных к самоизливу на поверхность. В честь провинции, где были обнаружены такие воды, их стали называть артезианскими.

Артезианский фонтан

Артезианский фонтан

Геологические и физические процессы

Чем вызвано появление подземных вод, стремящихся вопреки своей природы, подниматься на поверхность, а не стекать вниз под действием силы тяжести? Геологи смогли разобраться в этом вопросе. Породы в земле образуют пласты, различные по составу, которые меняют друг друга по глубине друг за другом. Глина сменяет песок – известняк или песчаник, потом идет снова глина и т.д. На каждой территории Земли свое чередование и геологические условия. Поэтому выделяются водоносные горизонты (пески), хорошо фильтрующие воду и водоупорные слои (глины, аргиллиты), фильтрация по которым затруднена. За счет тектонических движений (движений крупных блоков земной коры), пласты сминаются в складки, синклинали перемещаются, разрываются, сдвигаются, переворачиваются. Движение, вызывает наклон пластов. В горных районах, при точках взаимодействия литосферных плит, движение земной коры особенно интенсивно.
На равнинах складки пологие, с небольшими углами падения, а в горах – крутые. Во многих случаях вершины складок (замки) интенсивно разрушаются, выветриваются (за счет действия физических и химических процессов), и поэтому на таких участках на поверхность выходят как бы срезанные пласты горных пород. Особой их чертой, является то, что они под углом погружаются. Образуется емкость (артезианский бассейн), которая легко заполняется водой, поступающей с поверхности. Размер таких емкостей достигает несколько сотен и даже тысяч километров.
Атмосферных осадки, выпадающие в областях питания, инфильтруются в водоносный горизонт. Затем вода начинает фильтроваться вниз по наклону за счет гравитационных сил.

Схема фильтрации воды в артезианском бассейне

Схема фильтрации воды в артезианском бассейне

Если пробурить скважину в середине артезианского бассейна, то вода будет подниматься вверх, по принципу сообщающихся сосудов. Высота подъема воды в скважине зависит от абсолютной высоты области питания водоносного горизонта относительно абсолютной отметки устья скважины. Это определяет, будет происходить фонтанирование (самоизлив) или простой подъем уровня подземных вод после вскрытия водоносного горизонта. Чаще всего происходит подъем воды выше кровли водоносного горизонта. Артезианский бассейн может содержать несколько водоносных горизонтов, разделенных водоупорами. Однако, первый поверхности водоносный горизонт, называется горизонтом грунтовых вод и является безнапорным. Наглядное представление фильтрации воды в артезианском бассейне можно увидеть на схеме.

Артезианские бассейны мира

Самыми крупным артезианскими бассейном является Западно-Сибирский артезианский бассейн, имеющий площадь почти 3,5 млн. км2. Водосборная область бассейна — пространство от Урала до Енисея.
На территории пустыни Сахара располагаются два крупных артезианских бассейна: Алжиро-Ливийский и Ливийско-Нильский. Мощность водоносного горизонта этих бассейнов достигает 500 м. Крупный артезианский бассейн находится на территории Австралии. Его площадь 1,7 млн. км2.
На территории России располагается множество артезианских бассейнов различных размеров. Москва и Санкт-Петербург располагаются на небольшом московском артезианском бассейне площадью несколько тыс. км2. На территории Кавказа, Средней Азии, Карпат находится множество небольших водообильных артезианских бассейнов.
В Европе крупные артезианские бассейны – Парижский, Венгерский, Пиренейский.

Использование подземных вод артезианских бассейнов

Подземные воды артезианских бассейнов широко используются для водоснабжения. Жители тысяч городов употребляют воду добываемую из водоносных горизонтов.

Артезианская скважина в Сахаре

Артезианская скважина в Сахаре

Следует отметить в одной из самых суровых пустынь – Сахаре, на глубине от 30 до 900 м (в разных местах) фильтруются пресные подземные воды. В конце 20 века были организованы водозаборные скважины, дающие до 75 м3 в час чистой питьевой воды. В настоящее время пробурено несколько тысяч скважин. Около скважин образуются оазисы. Эксплуатационные ресурсы (объем воды, который можно забрать из водоносного горизонта в сутки), составляет 17 млн. м3 в сутки. Для сравнения такими объемами можно обеспечить 30 – 40 млн. человек.

Грунтовые воды наиболее подвержены техногенному загрязнению, чем подземные воды, отделенные от поверхности водоупорными слоями. Но, с глубиной возрастает минерализация подземных вод, поэтому перед организацией водозаборных сооружений, необходимо тщательно изучить состав подземных вод различных водоносных горизонтов.

Рубрики: Гидрогеологические изыскания в строительстве
Метки:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

 

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Подтвердите, что Вы не бот — выберите самый большой кружок: