Артезианские воды

Условия залегания артезианских вод

Артезианские воды — межпластовые подземные воды, заключенные в более или менее глубоких водоносных горизонтах, залегающих между водонепроницаемыми пластами и находящихся под гидростатическим давлением. При их вскрытии скважинами артезианские воды поднимаются выше кровли водоносного пласта и, если отметка напорного уровня превышает отметку поверхности земли в данном пункте, вода будет изливаться выше поверхности земли. Геологическими структурами, способствующими образованию артезианских вод, являются синеклизы, мульды, моноклинали и т. п. Гидростатическое давление тем более высокое, чем ниже располагается область стока относительно области питания.

Среди напорных вод различают поровые пластовые, приуроченные к водоносным пластам, сло­женным раздельнозернистыми порода­ми (песками, гравием и т. п.); пла­стовые трещинные, приуро­ченные к трещинам в осадочных скальных породах (известняках, песча­никах, доломитах и т. п.), подстилаемых и перекрываемых водоупорными поро­дами. Напорные воды могут быть также приурочены к тектоническим трещинам.

При вскрытии скважиной водоносного пласта с напорной водой уровень воды в ней поднимается выше водо­упорной кровли водоносного горизонта; плоскость , определяющая поло­жение напорного уровня в водоносном пласте, называется пьезометрическим уровнем. Высота подъема воды выше водоупорной кровли называется напором. Для характеристики артезианских водоносных горизонтов составляют следующие карты: гидроизопьез или пьезоизогипс (показывает в изолиниях абсолютные, реже относительные отметки пьезометрического уровня); изогипс водоупорной кровли.

Строят подобные карты но методике, принятой в геодезии. Обычно карты поверхности земли в горизонталях, гидроизопьез и изогипс водоупорной кровли водоносного горизонта совмещают ,что дает возможность легко решать ряд практических задач: опре­делять глубину залегания артезианского водоносного горизонта в каждом пункте, величину напора, возможность фонтанирования в данном пункте, направление движения напорных вод, гидравли­ческий уклон и др.

Режим артезианских вод в естественных условиях характери­зуется большим постоянством по сравнению с режимом безнапорных вод. Большое влияние на режим напорных вод оказывает деятель­ность человека; из недр земли ежегодно извлекаются огромные массы подземных вод для нужд питьевого, хозяйственного и технического водоснабжения, лечебных целей, ирригации, добычи химического сырья, а также при искусственном водопонижении в связи с произ­водством строительных, горных и других работ. Длительные и мощ­ные откачки подземных вод существенным образом влияют на их режим. Во многих крупных городах мира с помощью буровых скважин в течение десятков лет эксплуатируются артезианские воды, в результате чего их уровни значительно снизились: в Москве— на 40—90 м, в Питере — на 50 м, в Киеве — на 63 м, в Лон­доне — более чем на 100 м, в Париже — более чем на 120 м; пониже­ние уровней наблюдается на площади многих сотен квадратных километров. В отдельных угольных бассейнах глубина обезвожива­ния достигает 1000 м и более, а площади обезвоживания достигают многих тысяч квадратных километров. Снижение уровней обычно приводит к изменению физических свойств, химического, газового и бактериального состава подземных вод, к исчезновению родников, обезвоживанию рек и озер, изменению состояния и свойств по­род и т. п.

Артезианским водам обычно присуща вертикальная зональность, заключающаяся в постепенном увеличении минерализации и измене­нии химического типа воды с глубиной. В верхней части водоносных пластов до глубины 100—600 м (примерно) залегают слабоминерали­зованные пресные воды. На больших глубинах залегают высоко­минерализованные напорные воды (рассолы), которые, по-видимому, образовались в основном путем захоронения морских соленых вод, претерпевших в ходе диагенеза существенные изменения.