АРТЕЗИАНСКИЕ ВОДЫ


АРТЕЗИАНСКИЕ ВОДЫ
АРТЕЗИАНСКИЕ ВОДЫ. А. в., в отличие от грунтовых, называются такие глубокие подземные воды, к-рые, скопляясь между двумя водонепроницаемыми пластами, находятся под постоянным напором всей массы воды, наполняющей данный водный горизонт. При вскрытии А. горизонта буровыми трубами вода, находящ. под напором, быстро поднимается по трубе скважины на определенную высоту. При определенных геологических условиях А. в. бьют из трубы фонтаном на значительную высоту.—А. в. встречаются далеко не везде, они образуются только при определенных геологических условиях, а именно: 1) когда водоносный горизонт (пески, трещиноватые и пористые известняки, песчаники), заключенный между двумя водонепроницаемыми пластами, напр., глинами, образует вместе с ними пологую котловину, или мульду, и 2) когда та же система образует часть мульды (одностороннее падение). При определенных геологических условиях встречаются А. в. и в массивных породах, пересеченных трещинами.—Движение А. в. в водоносных породах совершается по закону открытых сообщающихся сосудов, в к-рых вода стремится всегда занять одинаковый уровень. Высота, до которой доходит в трубах уровень А. в., называется предельной высотой или гидростатическим и пьезометрическим уровнем. Если вода в скважине поднимается выше уровня земли, то пьезометрический уровень называется положительным, в противном случае—отрицательным. Каждый артезианский горизонт имеет область питания и область накопления или стока. Область питания лежит по краям мульды, в местах, где водонепроницаемые породы, содержащие А. горизонты, выходят на поверхность. За счет грунтовых вод, питающихся атмосферными осадками, в областях питания происходит образование и постоянное пополнение А. водных горизонтов .Область накопления находится в недрах земли между областями питания. Схематич. расположение артезианских горизонтов с областями питания и накопления можно иллюстрировать рисунком, приведенным на ст. 249. Если устье скважины JvS 3, как это указано на рисунке, находится глубже линии давления CD, то вода из скважины будет фонтанировать. В скважинах № 1 и № 2, устье которых расположено выше линий давления, вода будет стоять ниже уровня земли. При наличии нескольких горизонтов имеется возможность для водоснабжения остановиться на горизонте, к-рый дает в достаточном количестве и лучшую по качеству воду. Движение, распределение и получение А. в. многими геологами (С. Н. Никитин, И. В. Мушкетов, В. Г. Хименков и др.) сравнивается с движением воды в водопроводах. Водопроводные напорные сооружения с запасным резервуаром для воды сравниваются с природными областями питания, на к-рых собираются атмосферные воды, питающие грунтовые и А. в. Водопроводная сеть, расположенная всегда ниже областей питания (резервуары), сравнивается со слоями и жилами водоносных пород. Водопроводные фонтаны и краны соответствуют А. скважинам. Чем устье истечения (скважины, краны, фонтаны) находится ниже области питания, тем выше поднимается по трубе вода. Практически высота подъема воды никогда точно не достигает высоты поверхности водного резервуара (области питания),

Е— скважина Jft 1; F—скважина Л* 2 г Я—скважина № 3; Ли В—артезианские горизонты; CD—линия давления для артезианского горизонта В; С]!»!—линия давления для горизонта A; Ai-B,—области питания; а, Ъ, с—водонепроницаемые слои.

т. к. механические препятствия в виде трений, пережима струй и пр. ослабляют в большей или меньшей степени силу напора.— Количество воды в скважине того или иного А. горизонта зависит от размеров областей питания, от степени пористости водоносного слоя, от количества атмосферных осадков, выпадающих и инфильтрующихся в данной местности, от степени дренированное™ местности в отношении данного горизонта, от количества скважин, экспло-атирующих водоносный горизонт, от расстояния между А. скважинами и ряда др. причин. Производительность скважин зависит также и от величины диаметра их, но увеличение дебита непропорционально увеличению диаметра.—В зависимости от геологических условий находится и глубина залегания А. в. Самой глубокой скважиной в СССР является не доведенная до воды Айбарская скважина в Крыму, глубиной в 783 jk; в Харькове А. в. получаются из глубины в 630 м; в Москве А. горизонты находятся в среднем на глубинах 70,140 и 240 м. При усиленной эксплоатации А. горизонтов, не соответствующей их мощности, наблюдается резкое истощение А. горизонтов с соответствующим падением горизонта воды. Как пример можно привести Ставропольскую губ., где имеется много самоизли- вающихся скважин, вода к-рых совершенно бесполезно изливается на поверхность земли в колоссальных размерах. Это хищническое отношение к артезианским водам наблюдается и в других местах. Но и при более правильной эксплоатации повсюду, где расход воды превышает естественное пополнение, наблюдается в большей или меньшей степени истощение А. горизонтов. На огромнейшей площади европейской части СССР во многих местах имеются благоприятные условия для образования А. в., к-рые и эксплоатируются многочисленными А. скважинами. Геологами С. Н. Никитиным, А. А. Краснопольским и др. собран богатейший материал по характеристике А. скважин. На основании проработанных данных С. Н. Никитин пришел к след. выводам: «1) Нет никаких оснований искать и получить А. в., не только самоистекающую, но и возможную для выгодной эксплоатации, откачкой на главных водоразделах, разделяющих крупные речные бассейны. 2) Наиболее удачные скважины приурочены к речным долинам; на ровных же междуречных площадях степи можно при благоприятных местных условиях иметь А. в. только не самоистекающую. 3) Вообще говоря, мы не имеем в громадном большинстве местностей никаких оснований рассчитывать в средней России получить самоистекающую воду на ровных площадях, превышающих 149,3 м абсолютной высоты. Значение этого вывода выступает особенно рельефно, если мы будем помнить, что абсолютная высота большей части среднерусских площадей (внеречных долин) колеблется в пределах между 128 и 256 м. Только в нек-ром, очень ограниченном, числе долин (но не водораздельных площадей) подъем А. в. превышает означенный предел. Наибольшей высоты (192 м) достигает вода в А. скважинах- глубокой долины Десны у г. Брянска вследствие исключительной близости водораздельных площадей питания, достигающих 256 м высоты. Точно так же, А. в. некоторых глубоких долин Ульяновской губ., окаймленных высокими холмами третичных водопоглощающих песков, достигают высоты 175 м (Гурьевка). 4) Громадное большинство скважин, в том числе все скважины средней, юго-восточной и южной России, поднимает воду значительно ниже 21,3 м над уровнем главной реки данной местности. Только стоящие в исключительно благоприятных условиях скважины Брянска поднимают воду на высоту 32 м над рекою, а буровые скважины котловины озера Ильменя—до 27,7 м. 5) Наивысший предел возможности выгодного пользования А. в. вне речных долин, при условии употребления всасывающих паровых и ветряных двигателей, почти нигде не превышает абсолютной высоты 192 м; во многих же случаях высота эта значительно ниже». Обширный буровой материал дал основание для русских геологов выделить на площади европ. части СССР районы фактического и возможного использования А. в. На прилагаемой карте, взятой из работы— «Артезианские и глубокие грунтовые воды европейской части СССР>—А. М. Семиха-това, выделены районы использования А. в. Всего на карте выделено 15 следующих больших районов: 1) Кембро-силурийский (Прибалтийский), 2) Западный девонский (Главного девонского поля), 3) Средне-русский девонский, 4) Московский каменноугольный, 5) Пермский, 6) Тамбовско-Улья-ново-Саратовский,7) Волжско-Камский район послетретичных отложений, 8) Сырто-вых глин, 9) Общего сырта, 10) Каспийских отложений, 11) Ергинский, 12) Южнорусской мульды, 13) Южно-русской кристаллической полосы, 14) Причерноморский, 15) Предкавказский. Хим. состав А. в. весьма разнообразен, что зависит, гл. обр., от состава почвы и подпочвы, через к-рые проходят атмосферные воды в областях питания А. горизонтов. Попав в почву, вода обогащается углекислотой и главными компонентами солевого состава, которые представляют собой продукты биохимических-процессов, совершающихся в почве за счет выветривания, выщелачивания и распада накопляемых почвой органич. веществ. Напряженность био-хим. процессов и состав почвы предопределяют в главных чертах и солевой состав воды. Т. к. сам по себе состав горных пород, по которым протекает вода, оказывает сравнительно слабое влияние на хим. состав воды, то дальнейшее подземное блуждание воды вносит лишь коррективы в зависимости от состава и строения омываемых пород. По этой причине хим. состав воды не отражает полностью состава горных пород, из к-рых непосредственно получаются артезианские и грунтовые воды. В зависимости от своего состава вода приобретает в различной степени способность растворять минеральные и органические вещества, встречающиеся по пути ее движения в почве и горных породах. Хим.состав воды, насыщение ее углекислотой, t°, время, в течение к-рого она находится в связи с почвой и горными породами, состав, строение и растворимость их,-^все это, влияя на растворяющую способность воды, в значительной степени определяет ее минеральный и органический состав. Проникая в землю, вода быстро лишается запаса растворенного кислорода, потребляемого на разнообразные биохимич. реакции в почвенных слоях, т. ч. подземные воды, как правило, не содержат свободного растворенного кислорода, вместо которого вода получает из почвы свободную и бикарбонатную углекислоту и соли др. кислородных кислот (нитраты, сульфаты и пр.). При длительном подземном существовании вода постепенно может утрачивать и этот связанный кислород своих солей, при чем первыми восстанавливаются нитраты, заменяясь солевым аммиаком, как это установлено для московских А. в. каменноугольных известняков. Нередко встречаются А. воды с признаками восстановления сульфатов, при чем наличие сероводорода, при отсутствии гипсоносных пород, может быть объяснено восстановлением сульфатов воды. Вода, выходящая из кварцевых пород, гранита, порфира, базальта, гнейса, слюдянного сланца, а также из глинистых сланцев,—обычно отличается незначительным солевым составом. Известь и доломит, легче растворяясь, дают воду, более богатую солевым составом. «Вообще, кислые изверженные породы дают более мягкую воду, чем основные» (Семихатов).—Разнообразие хим. состава А. в., зависящее от природных условий, меняющихся даже для одного и того же горизонта на сравнительно небольших расстояниях, характеризуется протоколами хим. анализов А. в., полученных из различных районов СССР (см. табл. на ст. 253—254). Правильная сан. оценка А. в. требует особенно тщательного и всестороннего изучения режима данного водного горизонта. Данные гидро-геологического, гидрологического, общесанитарного характера и результаты периодических хим.-бакте-риол. исследований проб воды, правильно полученных, дают возможность произвести исчерпывающую гигиен, оценку водоисточника. Однако, до наст, времени не только среди широких слоев населения, но и среди специалистов по водоснабжению (инженеров, врачей) нередко царит ложное представление об А. в. как о достаточно защищенных от поверхностных и грунтовых загрязнений благодаря своей глубине. Между тем, целый ряд научных наблюдений давно показал, что и глубокие А. в., недостаточно защищенные водонепроницаемыми породами, могут, в зависимости от геологического строения и сан. состояния местности б. или м. интенсивно загрязняться и быть опасными в эпид. отношении. Загрязнение А. в. возможно при недостаточной фильтрации через вышележащий слой почвы поверхностных загрязненных вод и сточных жидкостей или путем подтока уже загрязненных вышележащих грунтовых вод. В зависимости от строения и мощности тех пород, через к-рые будет проникать поверхностная загрязненная жидкость, создается больше или меньше препятствий для занесения загрязнений в глубокие водоносные слои. Мощность фильтрующего слоя при этом имеет колоссальное значение, усиливая эффект естественной фильтрации. Помимо мощности, строения и расположения горных пород той или иной местности, в сан. отношении имеет очень большое значение расстояние скважин от области питания данного _водного горизонта. Чем ближе скважина от области питания, тем больше может быть условий, создающих возможность загрязнения водного горизонта. Наиболее легко может происходить загрязнение горизонта в местах естественных выходов на поверхность или искусственного обнажения водоносных пород, особенно трещиноватых. В таких условиях всякое загрязнение поверхности почвы и особенно грунта (ямы для нечистот, кладбища, свалочные места и проч.) являются большой угрозой в смысле загрязнения водного горизонта. В других случаях, когда область питания находится на большом расстоянии от скважин и подземное прохождение воды происходит в значительный период времени (месяцы, годы), сам по себе один этот фактор может иметь благоприятное влияние на самоочищение воды. Но и при таких условиях нельзя ограничиваться результатами только единичных хим.-бактериол. исследований, а необходимо путем периодических (по временам года) исследований доказать полную гигиен, доброкачественность воды. При этом строение водоносного слоя имеет исключительное значение, усиливая или ослабляя процессы самоочищения. Вышеуказанными обстоятельствами определяется значение сан. состояния местности, находящейся в пределах области питания. Точное знание геологических условий и границ области питания, облегчая сан. оценку водного горизонта, дает основания и для установления границ санитарной охранной зоны источника и др. сан. мероприятий.—Фактором, облегчающим оценку А. в., является их свойство сохранять постоянство своего состава в нормальных условиях, независимо от атмосферных осадков. Изучение А. скважин в Москве и других местах показало, что целый ряд скважин одного и того же горизонта дает резкие изменения состава воды. При постоянстве состава А. в. всякое резкое изменение хим. состава А. в. прямо Химический состав артезианских вод.* ■ ■ Время исследования пробы Сухой остаток при НО6 Жесткость Окись кальция Окись магния Железо Аммиак Азотная кислота Азотистая кислота Хло-ристо-водо-родная кислота Серная кислота Оки-еляе-мость j Местонахождение скважины Общая в немецких градусах Кар- | По- бонат- стоян- ная j ная Солевой Альбу-мино-идпый 1 Горизонты Москва, завод «Утилизатор» 6/II 1926 г. 173,2 8,2 8,1 61,5 ! 14,5 ; 3,36 0,73 0,3 0,17 0,007 1,3 3,1 2,1 Надгюрский горизонт j Москва, санаторий «Сокольники» 14/IX 1925 г. 166,7 8,4 8,2 49,1 25,1 0,57 0,58 ! 0,32 ! 0,05 | ! 0,001 1,7 I 6,6 1,6 i Верхне - каменноугольный (Гжельский) горизонт Москва, Марьинские бани 3/III 1926 г. 304,4 14,4 12,9 55,2 63,6 56,6 0,12 0,46 0,08 i 0 0,005 4,0 28,9 1,0 Средне - каменноугольный (Московский) горизонт Москва, ф-ка «Богатырь» 3/II 1926 г. 484,0 16,9 1 8,6 1 j 90,4 0,70 0,71 ! 1 ! i 0,23 ; 0 j 0 5,8 ; ' | | ; 156,7 0,9 Нижне - каменноугольный (Серпуховский) горизонт Самара, винный склад 1903 г. 612,5 23,8 11,5 169,3 49,7 — 0 0,4 0 | 71 126,0 0,4 Пермские отложения Псков 1900 г. 396,8 16,3 6,9 116,0 34,0 0,1 - ] 20,0 | 30,16 5,4 Девонские из нижней песчаниковой толщи Харьков 516,4 17,58 3,6 26,9 94,1 2,1 Сеномамский горизонт, меловые отложения * Знак — обозначает отсутствие сведений. 25S указывает на подток каких-то других вод. В зависимости от происхождения и качества подтока решается вопрос о сани-тарн. значении изменения состава. Выклинивание перекрывающих и защищающих А. в. от загрязнений водонепроницаемых пород является чрезвычайно важным фактором са-нитарн. значения, облегчающим загрязнение А. вод. Места выклинивания водоупорных слоев в Москве установлены путем геологического анализа данных многочисленных буровых журналов, собранных при изучении А. в. Москвы. Это обстоятельство также убеждает в том, что геологическая характеристика, сделанная на основании единичных буровых журналов, очень часто недостаточна, т. к. защищающие водонепроницаемые слои (даже мощные) могут неожиданно выклиниваться и резко изменять естеств. условия защиты водных горизонтов от загрязнений. Помимо естественных создающихся самой природой путей для проникновения загрязнения, очень часто при неправильном устройстве скважин могут искусственно создаваться пути, дающие возможность верхним грунтовым водам проникать в глубокие А. горизонты—или благодаря просачиванию и постепенному расширению своих ходов по внешней стенке трубы скважины, или благодаря попаданию непосредственно в полость скважины через повреждение (про-ржавление) стенки железных труб и через щели в местах расхождения труб. При устройстве А. скважин можно специальными технич. мероприятиями в значительной степени предупредить образование таких путей для подтока вышележащих вод. В целом ряде случаев непосредственный подток загрязненных грунтовых вод в трубу скважины был установлен и путем специального осмотра. Во многих местах было отмечено, что скважины, дававшие первые годы совершенно безукоризненную воду, соответствующую нормальному составу данного горизонта, позднее давали воду, резко измененную в своем составе. При этом надо отметить, что обычно такое изменение происходило за счет резкого увеличения плотного остатка, жесткости, хлора, окисляе-мости и азотистых веществ. Далеко не всегда это сопровождалось и бактериологическими показателями загрязнений. Другими словами, были налицо только хим. показатели несомненного загрязнения. Но в ряде случаев изменение происходит лишь за счет плотного остатка с соответствующим увеличением карбонатной жесткости и хлора при отсутствии всех других хим. и бактериол. показателей загрязнений. Повидимому, это объясняется тем, что в данных случаях в водный горизонт попадают грунтовые воды, уже очищенные почвой в значительной степени. Для иллюстрации резкого изменения за 10-летний период состава А. скважины, можно привести результаты исследования воды одной скважины в 1915 году С. А. Озеровым в Рублевской лаборатории и в 1926 г. в Московском санитарном ин-те. Исследования воды артезианской скважины Центральных бань. л я В О 6н Н О ев о о к н о а о в X те о В ч со ш S О К о те V 03 я к л В о со а н 2 og в я <! 4) и К о о а 0,6 С. Озеров в1915 г. 466,0 18,0 6,6 130,6 0,002 0,102 Санитарный инсти- тут в 1926 г. . . 1000,0 31,7 225,0 190,0 10,6 0,048 3,8 6,6 Таких скважин с водой, не отвечающей нормальному составу того или иного горизонта, в Москве имеется немало. Т. о., резкое изменение солевого состава А. в. является весьма важным фактором для оценки их. Каждая А. скважина, устроенная с нарушением сан .-технич. требований, создавая благоприятные условия для подтока вод верхних горизонтов (часто загрязненных), может превратиться в хороший проводник для загрязнений А. в. Особенную сан. опасность представляют поглощающие нечистоты старые и заброшенные А. скважины с проржавевшими трубами, через дефекты которых верхние воды попадают в скважину и могут загрязнить А. горизонты. В Москве и др. местах имеется немало А. скважин, к-рые по вышеуказанным причинам превратились в проводники для загрязнения А. горизонтов. Пример Москвы ярко иллюстрирует, как не принятые своевременно меры по охране А. в. лишают население ценных источников водоснабжения и как необходимо бережное отношение к водным запасам в каждой местности. Правильная охрана водных запасов возможна при условии организованного сан.-техн. надзора как за используемыми А. скважинами, так и за имеющимися А. водными запасами.—Правила по охране А. в. изложены в специальном приказе ВСНХ СССР за № 687 от 17 мая 1926 г., в дополнение к которому могут издаваться правила, учитывающие местные особенности. Лит.: Кр аснопо ль ский А. А., Грунтовые и артезианские колодцы, СПБ, 1912; Никитине. Н., О грунтовых, артезианских водах и источниках в условиях русской равнины, СПБ, 1905; Хименков В. Г., Водоснабжение и гидрогеология, М.; Стопне-в ич А. Д., Что сделано в России по вопросу об охране артезианских вод, «Труды Терского отд. имп. рус. технич. об-ва», 1913; Хецров И. Р. и Михайловская Л. А., Артезианские воды г. Москвы и Моск. губ., «Труды Моск. сан. ин-та», вып. 1, 1926, и вып. 2, 1927; Мушкетов И. В., Физическая геология, т. II; Кейльгак, Подземные воды и источники (перев. с нем. под ред. В. П. Отоцкого), изд. журн. «Почвоведение», 1914; Гефер Г., Подземные воды и источники, М., 1925; Семихатов А. Н., Артезианские и глубокие грунтовые воды европейской части СССР, М., 1925.                                И. Хецров.

Большая медицинская энциклопедия. 1970.

Смотреть что такое "АРТЕЗИАНСКИЕ ВОДЫ" в других словарях:

  • АРТЕЗИАНСКИЕ ВОДЫ — (от Artesium лат. название французской провинции Артуа где эти воды издавна использовались), напорные подземные воды, заключенные в водоносных пластах горных пород между водоупорными слоями. Обычно встречаются в пределах определенных… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Артезианские воды —         (от назв. франц. провинции Артуа, лат. Artesium * a. artesian water; н. artesisches Wasser; ф. eau artesienne; и. agua artesiana) напорные пластовые воды, залегающие между водоупорными слоями. Oбразуют крупные водонапорные системы… …   Геологическая энциклопедия

  • Артезианские воды — (от Artesium латинское название французской провинции Артуа, где эти воды издавна использовались), напорные подземные воды, заключенные в водоносных пластах горных пород между водоупорными слоями. При вскрытии буровыми скважинами артезианские… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • АРТЕЗИАНСКИЕ ВОДЫ — подземные воды, заключенные между двумя водонепроницаемыми пластами и находящиеся под давлением (напорные воды). А. в. являются наилучшим источником питьевого водоснабжения, т. к. вследствие их глубокого залегания обычно весьма чисты.… …   Технический железнодорожный словарь

  • артезианские воды — Подземные воды, залегающие между водоупорными пластами и имеющие напор, вследствие чего, будучи вскрытыми, они изливаются на поверхность …   Словарь по географии

  • артезианские воды — (от Artesium  латинское название французской провинции Артуа, где эти воды издавна использовались), напорные подземные воды, заключённые в водоносных пластах горных пород между водоупорными слоями. Обычно встречаются в пределах определенных… …   Энциклопедический словарь

  • Артезианские воды — saturation level уровень грунтовых вод; Artesian well артезианская скважина; Pervious strata водоносный слой; Impervious strata водоупорный слой породы Артезианские воды (от Artesium, латинского названия французской провинции Артуа, где эт …   Википедия

  • артезианские воды — напорные подземные воды, заключённые в водоносных пластах Земли (между водоупорными слоями). Получили название от имени французской провинции Артуа, где издавна использовались для полива. Обычно артезианские воды встречаются в виде бассейнов в… …   Энциклопедия техники

  • артезианские воды — artezinis vanduo statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Spūdinis požeminis vanduo, hidrauliškai suspaustas tarp dviejų nelaidžių sluoksnių – vandensparų. atitikmenys: angl. artesian water vok. artesisches Wasser, n rus.… …   Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Артезианские воды —         [от назв. франц. провинции Артуа (лат. Artesium), где эти воды издавна использовались], подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением. Залегают главным образом в доантропогеновых… …   Большая советская энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «АРТЕЗИАНСКИЕ ВОДЫ» >>