8 (812) 945-12-11
с 9.00 до 20.00 ежедневно
Задать вопрос
Заказать обратный звонок
Отправить заявку

 

Бурение скважин на воду
Проектирование и монтаж систем
автономного водоснабжения

ВАЖНО ЗНАТЬ

Процесс бурения скважины

 

Показать всё видео

Наши партнеры

Крупные строительные компании

Строительная компания

 

Главная / Полезная информация / Из каких слоев берется подземная вода и еще несколько интересных фактов о ней

Из каких слоев берется подземная вода и еще несколько интересных фактов о ней


Несмотря на то, что человека всегда и всюду окружала вода (реки, озера, ручьи), время зарождения интереса к подземным водам и начало их практического использования теряются в глубине тысячелетий. Есть все основания полагать, что уже задолго до начала нашей эры в Древнем мире, применяли подземную воду. И не только в местах ее естественного выхода на поверхность в виде родников, но и получали бурением скважин. Буровые технологии, играющие сегодня экстраважную роль в развитии цивилизации (нефте- и газодобыча решающим образом определяют лицо современного мира) начиналась с бурения на воду.

 

 

Предваряя ответ на вопрос, «из каких слоев берется подземная вода?», будет небесполезным определиться с тем,

 

Что такое подземные воды, и какое место они занимают в водных ресурсах планеты Земля?

 

Подземные воды содержатся в горных породах земной коры. И не только в жидком, но в парообразном и твердом состоянии. Подземные воды ─ составная часть гидросферы ─ прерывистой водной оболочки Земли, представляющей собой совокупность всех видов природных вод: океанов, поверхностных вод суши, подземных вод, ледников. А если смотреть более широко, ─ то еще и атмосферной воды, а также воды, содержащейся внутри живых организмов.

 

Какова же доля подземных вод в гидросфере? По разным данным от 94 до 98 % ее состава ─ это Мировой океан. Но если говорить о жизненно необходимой человеку пресной воде ─ значение подземных вод огромно. Земные недра хранят влаги втрое больше, чем полярные ледники, в 200 раз больше, чем внутренние водоемы и в 50 000 (!) раз больше, чем все реки Земли вместе взятые. 

 

 

Очевидно, что слова «подземные воды» объединяют огромное число самых разных природных объектов, поэтому заслуживает внимания вопрос,

 

Подземные воды ─ какие они? 

 

Любая классификация ─ и подземных вод тоже ─ достаточно условна и во многом зависит от того под каким углом зрения и с учетом каких аспектов подойти к классифицируемому явлению.

 

В зависимости от таких факторов как гранулометрический состав (особенно его однородность), минеральный состав, пористость, температура, давление и других, воды, содержащиеся в горных породах (они же ─ подземные), принято разделять на 7 категорий.

 

В воздухе, заполняющем пустоты, поры и трещины может находиться парообразная вода, а в мерзлых горных породах в зонах вечной мерзлоты ─ замороженная вода в твердом состоянии.

 

Гигроскопичные (адсорбированные) и  пленочные подземные воды прилипают к твердым веществам под действием молекулярных сил.

 

Капиллярная вода под действием сил поверхностного натяжения заполняет капиллярные поры, стыки и тонкие трещины.

 

Химически связанная вода принимает участие в строении кристаллических решеток различных минералов.

 

Все эти воды принято считать связанными.

 

Наибольший практический интерес вызывает свободная (гравитационная) вода, подчиняющаяся главным образом действию силы тяжести, градиента напора (в верхних водоносных горизонтах) и геостатическому давлению (в глубокозалегающих горизонтах).

 

Именно гравитационная вода, легко отдаваемая горными породами, добывается для водоснабжения.

 

Все вышеперечисленные формы взаимосвязаны. Четкой границы между ними нет. Вместе они образуют подземную гидросферу.

 

Подземные воды классифицируют также в зависимости от пустот водовмещающих пород.

 

Поровые (порово-пластовые) воды залегают в обломочных породах ─ песках, галечниках  и др.

 

Трещинные (жильные, трещинно-пластовые, трещинно-жильные) циркулируют в нарушенных трещинами плотных осадочных, магматических и метаморфических горных породах; характеризуются высокими фильтрационными свойствами, низкой минерализацией, слабо- или безнапорным режимом.

 

Карстовые (трещинно-карстовые, карстово-пластовые) встречаются в растворимых породах (известняках, доломитах, гипсах и др.).

 

В Ленинградской области представлены преимущественно порово-пластовые, трещино-пластовые и карстово-пластовые воды.

 

Один из важнейших аспектов классификации –

 

Условия залегания подземных вод

 

В верхней части геологического разреза, поры и трещины в горных породах содержат не только воду, но и атмосферный воздух. Это ─ т. н. зона аэрации ─ место, где находятся почвенные воды. Они образуются как за счет поступающих атмосферных осадков, так и миграции грунтовых вод. Именно почвенные воды, словно сок земли, проступают на поверхность, стоит копнуть ее лопатой. При их избытке происходит заболачивание. Уровень почвенных вод непостоянен, и говорить об их использовании, почти не приходится.

 

Если почвенные воды находят водоупорное ложе, сложенное водонепроницаемыми породами, они переходят в новое качество, становясь, тем, что носит название «верховодка». Мощность слоя верховодки редко превышает несколько метров. Верховодка очень зависит от рельефа и климатических условий. В ней, как правило, содержится значительное количество органических веществ, а ее санитарное состояние часто вызывает много вопросов.

 

Если содержащие свободную (гравитационную) воду рыхлые отложения или верхняя трещиноватая часть коренных пород залегает на первом от поверхности выдержанном водоупоре, образуя стабильный водоносный горизонт («стабильный» в данном случае ─ ключевое слово), появляются основания употреблять термин грунтовые воды.   

 

Поверхность грунтовых вод свободна. При вскрытии скважиной их уровень не меняется. Говорят о потоках и бассейнах грунтовых вод. Потоки образуются при их движении к ближайшему понижению; бассейны – в понижениях водоупорного основания. Часто встречается сочетание потоков и бассейнов.

 

Глубина залегания грунтовых вод закономерно изменяется от полюсов к экватору, в северном полушарии увеличиваясь с севера на юг. В средней полосе она составляет несколько метров. Грунтовые воды играют заметную роль как источники, в т. ч. хозяйственно-питьевого водоснабжения.

 

Артезианские воды – это подземные межпластовые напорные воды. Межпластовые означает – находящиеся в водоносных горизонтах, перекрытых и подстилаемых водоупорными пластами. Гидростатический напор обуславливает подъем уровня воды над кровлей пласта при его вскрытии скважинами. Режим артезианских вод мало зависит от поверхностных факторов. Темп водообмена на глубинах в несколько сотен метров измеряется столетиями, а на километровой и более – десятками и сотнями тысяч лет.

 

Как правило, близкие к поверхности слои пресные, но с глубиной их минерализация возрастает, они могут становиться солеными или рассолами.

 

Артезианские водоносные горизонты и комплексы образуют артезианские бассейны. Основную часть территории Ленинградской области занимает Ленинградский артезианский бассейн. На Юго-востоке вклинивается Московский артезианский бассейн, а на крайнем Северо-Западе – Восточно-Балтийский гидрогеологический массив. 

 

 

И здесь подошло время подробнее сказать, о формах или,  употребив совсем не научную терминологию, ─ о форматах залегания подземных вод.

 

«Форматы» залегания подземных вод

 

Даже беглого взгляда на любую геологическую, в т. ч. гидрогеологическую карту достаточно, чтобы понять, насколько она сложнее и мозаичнее любой политической карты, как насыщенна непонятными для непосвященного значками и терминами ее легенда. Таким же запутанным и многообразным выглядит геологический разрез, отображающий строение верхних слоев земной коры, часть которой составляют водовмещающие породы.

Чтобы всю эту мозаику и хаос привести к какому-то общему знаменателю, используется понятие водоносный горизонт. Под этим термином объединяют толщу пород, которые есть основания рассматривать как единое целое.  

  

Как было сказано выше, выделяют напорные (расположенные между водоупорными толщами) и безнапорные (или грунтовые) водоносные горизонты. Кроме того они могут быть однослойными, двухслойными и многослойными, а по типу водоупорного ложа ─ наклонными, горизонтальными, смешанными.

 

Когда строение обводненной толщи пород особенно сложное, и вычленить выдержанные водоносные горизонты не получается, используют термин водоносный комплекс, объединяя под ним водоносные зоны, относящиеся к горным породам определенного возраста.

 

Скопления подземных вод разделяют на два основных типа:

● пластовые ─ они приурочены к слоистым осадочным толщам в пределах платформ и предгорных равнин;

● трещинные ─ тяготеют к изверженным, метаморфическим или сильно метаморфизованным породам.

 

В одном из недавних докладов «О состоянии окружающей среды в Ленинградской области», составленном областным Комитетом по природным ресурсам подземные воды региона, представленные двумя большими группами (воды в молодых четвертичных отложениях и воды в древних дочетвертичных горных породах) разделены на 23 водоносных горизонта и комплекса.

 

Подробную информацию о подземных водах российского региона под номером 47 (Ленинградской области) трудно уместить даже в толстых фолиантах, поэтому только несколько штрихов к портрету того, что называется

 

Подземные воды Ленинградской области

 

Основная часть территории Ленинградской области хорошо обеспечена пресными подземными водами.

 

Большая часть из них продолжает оставаться экологически безупречными. В той или иной степени загрязнено менее 10 % подземных вод. Имеются две региональные депрессии: в кембрийском водоносном комплексе почти на всем Юго-Западе области, а в вендском водоносном комплексе – вокруг города Сланцы.

 

Воды Ордовикского водоносного комплекса охватывающего значительную территорию, включая Волосовский, Волховский, Гатчинский, Кингисеппский, Киришский, Кировский, Ломоносовский и Лужский районы Ленинградской области, а также юго-западную часть Санкт-Петербурга, широко используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Пресная, с повышенной жесткостью, вода этого комплекса, содержащаяся в трещиноватых закарстованных известняках и доломитах, имеет выраженную связь с атмосферными осадками и поверхностными водами.

 

Преимущественно напорные и высоконапорные воды залегающего под четвертичными отложениями на глубине 1–10 м кембро-ордовикского водоносного комплекса добывают в Волховском, Гатчинском, Кингисеппском, Кировском, Лужском, Сланцевском и Тосненском районах. К югу и юго-востоку он погружается на глубину более 200 м, а его мощность существенно увеличивается – от 2-4 до 50-60 м.

 

Воды Нижнекембрийского (ломоносовского) водоносного горизонта мощностью 1-25 м в силу низкой водообильности используются для водоснабжения объектов с небольшой водопотребностью в западной части области. Водовмещающие породы – песчаники, переслаивающиеся с глинами. Глубина на побережье Финского залива 4-14 м, на западе области – свыше двухсот метров. Мощность также увеличивается в этом направлении – с 5-12 до 35–65 метров.

 

Почти повсеместно кроме северной и северо-западной части территории области представлены воды Вендского водоносного комплекса. Водовмещающие породы – преимущественно песчаники. Глубина залегания увеличивается от 100-140 м в центральной части области до 600 метров и выше – в южной. Мощность растет с северо-запада на юго-восток от 40–70 до 200–250 м.

 

В Приозерском и Выборгском районах для водоснабжения используются воды архейско-нижнепротерозойского комплекса кристаллических пород, сложенного разнообразными кристаллическими сланцами, гранито-гнейсами, гнейсами и другими породами. Комплекс отличает низкая водообильность. В юго-восточном направлении воды становятся минерализованными и малопригодными для водоснабжения.  

 

Пресные воды гдовского водоносного комплекса распространены в северной части Карельского перешейка.

 

Подземные воды верхнепротерозойского водоносного комплекса применяются для водоснабжения в восточной части области, например, в районе пос. Вознесенье.

 

У подземных вод есть несколько неоспоримых преимуществ перед пресными поверхностными. Во-первых, их запасы намного больше. Во-вторых, они есть там, где наблюдается острейший дефицит поверхностных вод ─ в зонах пустынь и полупустынь, степях и т. д. И наконец, подземные воды не так уязвимы к пагубному воздействию цивилизации. Защищенные слоями водоупорных пород они гораздо дольше, чем реки и озера, способны сохранять свою первозданную чистоту.

 

 

А ведь чем дальше, тем большее значение для развития экономики и роста (или хотя бы поддержания на достойном уровне) благосостояния населения будут иметь доступ к водным ресурсам и качество этих ресурсов. Более того,  дефицит чистой пресной воды способен поставить под вопрос само существование цивилизации.

 

Как говорится в докладе ООН «Управление водными ресурсами в условиях неопределенности и риска», вода является единственным средством, с помощью которого могут быть в совокупности решены основные глобальные проблемы человечества: кризисы ─ экономический, продовольственный, энергетический, и катастрофические изменения климата.

 

А потому есть все основания утверждать, что значение подземных вод со временем будет неуклонно возрастать, вне зависимости от того откуда (из каких слоев) они добываются.