Грунтові води. Напірні (артезіанські) води

Грунтові води знаходяться в першому від поверхні землі постійно існуючому горизонті вільних гравітаційних вод, в породах четвертинного періоду і значно рідше — в дочетвертинних відкладах.

Грунтові води містяться в породах найрізноманітнішого літологічного складу: гравій, пісок, суглинок, тріщини кристалічні породи, закарстовані вапняки і т. ін. Як правило, ці породи залягають у першому від поверхні водонепроникному шарі і не мають в покрівлі водотривких пластів. Остання обставина визначає досить характерну особливість всіх категорій ґрунтових вод, яка полягає в тому, що живлення їх за рахунок інфільтраційних, а частково, можливо, і конденсаційних процесів здійснюється на всій площі їх поширення.

Таким чином, грунтові води не мають напірних властивостей, а їх рівень в колодязях, свердловинах та інших виробках, які розкривають грунтові води, встановлюється відповідно до позначок вільної поверхні ґрунтових вод. Проте на окремих ділянках останні можуть мати невеликий напір, який зумовлюється лінзами водотривких порід, що залягають поблизу вільної поверхні ґрунтових вод (рис. 7).

При вивченні ґрунтових вод виділяють водотривке ложе, що складається з водотривкого пласта, на якому лежить водоносний шар, вільну поверхню, або дзеркало ґрунтових, вод. Порода, в якій міститься вода, називається водоносним шаром. Віддаль від дзеркала ґрунтових вод до водотривкого ложа характеризує потужність горизонту ґрунтових вод.

Оскільки горизонт ґрунтових вод залягає неглибоко, то він, як правило, зв’язаний з атмосферними і поверхневими водами (рис. 8).

А — річка живиться ґрунтовими водами, вільна поверхня їх похилена до річки;
Б — річка живить грунтові води, поверхня ґрунтових вод похилена від річки;
В — річка живить правий берег і дренує лівий

Здебільшого грунтові води мають непостійний режим. В періоди дощів і весняного сніготанення їх рівні навіть при глибокому заляганні на вододілах помітно підіймаються. В посушливі літні місяці та взимку, коли інфільтраційне живлення ґрунтових вод практично припиняється, рівні ґрунтових вод знижуються. Більш помітно сезонність позначається на глибині залягання рівнів ґрунтових вод поблизу річкових долин, де висота стояння ґрунтових вод залежить від рівня річкових вод, який, як відомо, протягом року значно змінюється.

Таким чином, грунтові води знаходяться здебільшого в стані руху і створюють підземний потік ґрунтової води. Але іноді вони перебувають у відносному спокої й утворюють так званий басейн ґрунтової води (рис. 9).

1 — зона аерації;
2 — зона насичення

В природі трапляється, що грунтові потоки об’єднуються з ґрунтовим басейном, між якими стирається різка межа, швидкість руху потоків донизу постійно зменшується, і на певній глибині вода потоків стає уже відносно нерухомою.

Напірні води

– це підземні води, що залягають у водопрникному шарі, який підстелюється і перекривається водотривкими породами. Характер залягання, умови живлення і циркуляція визначають напірність артезіанських вод. Це значить, що при відкриванні артезіанського водоносного горизонту буровою свердловиною рівень води в ній піднімається вище покрівлі водоносного пласта. При достатньо високих напорах і задовільних умовах рельєфу артезіанські води в свердловині можуть фонтанувати і виливатись на поверхню.

Назву артезіанських ці води одержали від провінції. Артуа (Артезія) у Франції, де в 1126 р. вперше в Західній Європі був споруджений колодязь з самовиливаючою водою. Після цього артезіанськими стали називати не тільки підземні води, що самовиливаються, а й водоносні горизонти, включаючи водовмісну породу. Артезіанськими часто називають також свердловини, які зустрічають горизонт напірних вод. Останні, на відміну від ґрунтових, на більшій частині площі свого поширення перекриті водотривкими шарами. Тому поповнення напірних (артезіанських), вод може здійснюватись на чітко відокремлених ділянках там, де водопроникні шари виходять на денну поверхню. При цьому область живлення напірних вод повинна характеризуватись максимальними позначками порівняно з позначками інших частин поширення водоносних горизонтів.

На рис. 10 найповніше представлена схема зародження і поширення горизонту напірних вод. При розгляді цієї схеми можна побачити, що на ній виділено п’ять зон (або областей), які істотно відрізняються одна від одної:

• зародження водоносного горизонту,
• живлення,
• дренування,
• розвитку напірних вод і
• область стоку.

А — водоносний горизонт;
Б — водотривкі породи (стрілками показано напрямки руху підземних вод)

Розглянемо деякі характеристики кожної з них.

В областях зародження і живлення водоносного горизонту стратиграфічний горизонт, складений з водопроникних порід, виходить на денну поверхню або ділянку, прикриту малопотужним шаром водопроникних порід. Отже, в цій області порівняно легко проникають атмосферні опади до водоносного горизонту. Відсутність водотривкого перекриття викликає утворення в межах зазначених областей ненапірних ґрунтових вод.

Річкова і яружно-балкова мережа врізується в горизонт ґрунтових вод і тією чи іншою мірою дренує його. Для обох областей характерні інтенсивні обмінні процеси між горизонтами ненапірних вод і атмосферними водами. Тому підземні води областей зародження і живлення водоносного горизонту характеризуються незначною мінералізацією. Відсутність водотривкого перекриття іноді приводить до того, що горизонти ґрунтових вод забруднюються.

Область зародження водоносного горизонту представлена глибокими ерозійними долинами, які повністю перерізують водовмісні породи, відокремлені від ділянок поширення водоносного горизонту. Атмосферна вода, яка інфільтрується до горизонту ґрунтових вод в області зародження водоносного горизонту, повністю дренується річковими і яружно-балковими долинами.

В межах області живлення водоносного горизонту ерозійна мережа частково прорізує водоносний горизонт, але не досягає водотривких порід, які залягають у підошві водоносного горизонту. Таким чином, ґрунтова вода, яка утворилася в області живлення за рахунок інфільтрації атмосферних опадів, частково дренується найближчими долинами, а частково проникає в зону дренування і потім — в область живлення напірних вод.

В межах зони дренування водоносний горизонт прикритий досить потужним шаром практично водонепроникних порід, які виключають можливість інфільтрації атмосферних опадів з поверхні до водоносного горизонту. Характерною особливістю зазначеної зони є те, що найглибші річкові долини розкривають і тією чи іншою мірою дренують водоносний горизонт, внаслідок чого поблизу річкових долин водоносний горизонт виявляється ненапірним, слабкі напірні властивості у водоносному горизонті виявляються тільки на вододілах, де менше позначається вплив ерозійних долин.

Область розвитку напірних вод розташована за зоною дренування і є найбільшою областю артезіанських басейнів. Водовмісний шар у межах цієї зони ізольований від поверхневих вод і в усіх випадках має в крівлі надійне водотривке перекриття.

В басейнах з ускладненим водообміном підземні води в області розвитку напірних вод можуть мати підвищену мінералізацію, а іноді при відсутності області стоку — мінералізовані до розсолу.

— природна область розвантаження напірного водоносного горизонту. Для неї характерні мінімальні позначки поверхні. Тут водоносний горизонт повинен виходити на денну поверхню, хоч іноді і не має безпосереднього виходу, а виклинюється, наприклад, в товщу річкового алювію. В цьому випадку води переливаються в грунтові води річкового алювію. В області стоку утворюються численні джерела підземних вод, які виходять під напором.

Наведена схема — найхарактерніший випадок формування, поширення і розвантаження напірних вод. Подекуди горизонт напірних вод не має області зародження, а зони дренування і область живлення об’єднуються.

Артезіанська вода – найчистіша вода на планеті?

Вода, яка знаходиться глибоко під ґрунтом, між шарами породи, що не пропускають цю воду, називається артезіанською. Слово, що позначає цей тип води, походить від латинського слова Артезіум (Artesium), сучасна назва провінції Артуа, розташованої у Франції. Цей тип води використовувався у згаданій провінції з XII ст. У чому особливість артезіанської води? Річ у тому, що шари ґрунту створюють сильний тиск, який дозволяє видобувати воду без допомоги насосів. Артезіанські води – напірні, у той час, як ґрунтові води отримують лише з використанням насосів.

Варто зазначити, що при влаштуванні артезіанської свердловини з метою видобутку води потрібна попередня згода та реєстрація. Вода є національним надбанням держави. На сайті «Аквагід» можна побачити всі бренди артезіанської води, доступні до продажу в Україні. Скористайтеся однойменним фільтром, щоб замовити артезіанську воду у вашому місті.

Глибина залягання артезіанського джерела

Артезіанська вода утворюється в рамках однієї геологічної структури, це може бути западина, флексура (зигзагоподібний або коліноподібний вигин шарів ґрунту), мульда (копитоподібний вигин шарів ґрунту). При бурінні водонепроникної товщі рівень води підіймається значно вище водоносного горизонту. Іноді великий тиск утворює фонтани. Глибина залягання басейнів артезіанських вод 100-1000 м (деякі джерела вказують на глибину від 40 м під землею). Основне джерело живлення свердловини може знаходитись на відстані аж до сотень кілометрів, обмежене водонепроникними шарами ґрунту.

Склад артезіанських вод

На склад артезіанських вод впливає склад шарів ґрунту, які його стримують. Як правило, артезіанська вода містить такі хімічні речовини:

• натрій (Na);
• кальцій (Ca);
• калій (K);
• магній (Mg);
• марганець (Mn);
• залізо (Fe);
• фтор (F).

Набір хімічних елементів відповідає складу кори Землі. Вчені з хімічного складу води можуть проаналізувати геологічні процеси, що відбувалися на планеті в момент формування конкретного шару ґрунту.

Артезіанську воду не можна пити в чистому вигляді, як думає багато людей, вона вимагає додаткового очищення, щоб привести всі показники до норми питної. Часто в артезіанській воді висока концентрація мінералів, і навіть розчинених забруднювачів. Рідко, але трапляються артезіанські води, склад яких наближений до питної води, але не ідентичний йому. Процес фільтрації знижує концентрацію мінеральних речовин та видаляє всі небажані домішки. Доочищену воду розливають у тару для збуту.

Артезіанські та ґрунтові води: основні відмінності

Немає єдиної думки щодо глибинних і поверхневих вод, як про джерела водопостачання. Так, наприклад, більшість медиків, дієтологів стверджують, що артезіанська вода значно чистіша за ґрунтову, не кажучи вже про водопровідну воду. Своєю чергою артезіанська вода не містить органіки, а значить і патогенної мікрофлори, яка погіршує роботу організму. Це означає, що ризик зараження різними інфекційними захворюваннями знижується до мінімуму.

Ґрунтові води залягають на невеликій глибині. Вони схильні до негативного впливу природних і техногенних факторів. Ґрунтові води брудні та солоні. Принципова відмінність артезіанських вод – вони знаходяться набагато глибше за ґрунтові води, прісні за складом, надійно захищені від негативного впливу ззовні. Ґрунтові води очистити складніше, тоді як для очищення артезіанської води знадобиться нескладний технологічний процес на основі фільтрів тонкого та грубого очищення.

Деякі вчені ділять ґрунтові води на дві категорії: поверхневі та глибинні. Вони вважають, що поверхневі води залягають на глибині до 30 м, глибше залягають лише глибинні води. У поверхневих водах у великій кількості міститься кисень, органіка, при цьому у меншій кількості містяться такі компоненти як солі важких металів. У глибинних водах більша концентрація солей і, відповідно, менша концентрація кисню, органічних частинок. Також у глибинних ґрунтових водах є сірководень, інші хімічні домішки, типу іонів бору (В), фтору (F), а також радону (Rn) та інших.

Склад артезіанських вод більш схожий із глибинними ґрунтовими водами, оскільки вони не містять органіки, майже не містять кисню. Водні джерела артезіанського типу знаходяться на глибині 100-1000 м. Артезіанська вода може знаходитись під кількома водоносними шарами. Світу відомі свердловини, що подають воду на поверхню землі з 15 або 20 водоносного горизонту.

Що впливає на склад

Хімічний склад цього типу води залежить безпосередньо від складу пластів Землі, між якими знаходиться водоносний горизонт, і від часу залягання води, як правило, це мільйони років. Головним чином на склад ґрунтових вод впливають опади, паводки, і навіть техногенні чинники: забруднення стічних вод, використання добрив, пестицидів тощо в сільському господарстві. Глибинні ґрунтові води менш схильні до змін, своєю чергою склад поверхневих ґрунтових вод змінюється протягом короткого періоду. Артезіанські води практично не змінюють свій склад весь термін експлуатації свердловини.

Артезіанська вода часто перенасичена залізом. Цей елемент поширений у корі Землі. Якщо залізо входить до складу водостійких шарів, що зціджують водоносний горизонт, артезіанська вода насичується іонами заліза (Fe). Також у складі ґрунту присутні карбонатні породи. Вони мають осадове походження та складаються з останків організмів, які населяли Землю у конкретний період. Кальцити та арагоніти насичують воду іонами кальцію (Са), магнію (Mg). Концентрація перелічених речовин у воді артезіанського типу перевищує норму вдвічі та більше. Також у складі артезіанської води міститься велика кількість іонів марганцю (Mn), кремнію (Si), фосфору (Р), калію (K) та сірки (S).

Кора Землі неоднорідна за складом, тому й неоднорідний склад артезіанської води. Важливо перед використанням артезіанського джерела води провести глибокий аналіз її хімічного складу. Він повинен полягати лише у дослідженні найпоширеніших домішок. Глибокий аналіз дозволяє отримати точний склад артезіанської води, визначити, які методи фільтрації краще очистять воду, приведуть її до стану, який повністю відповідає санітарно-гігієнічним нормам та правилам.

Артезіанська вода в Україні

За останні роки особливої ​​популярності в Україні набула артезіанська вода. Вже відомо, що її добувають із надр землі, шляхом буріння свердловин. Ця вода чиста, оскільки басейни формувалися ще до появи на Землі людини. Кожен окремо взятий басейн з артезіанською водою відрізняється вмістом води. Вона може мати різний хімічний склад, що зумовлено обставинами формування цих басейнів. Так виділяють високомінералізовані та слабомінералізовані артезіанські води. Перші залягають у глибоких місцях басейну, другі – розташовуються у верхніх шарах.

На території України є три основні підземні басейни з артезіанською водою: Причорноморський, Дніпровсько-Донецький, Волинсько-Подільський. Усі перелічені басейни мають різний склад води та рівень забрудненості. Найбільш забрудненими вважаються артезіанські води на території Луганської, Донецької та Дніпровської областей. Забруднення водоносних горизонтів пов’язують із порушенням технічних умов під час буріння та експлуатації артезіанських свердловин. Ось чому в районах, де ведеться активне землеробство, рекомендується використовувати фільтри для води. Крім механічних домішок, вони дають змогу видалити пестициди.

Сфери застосування

Артезіанська вода використовується для пиття, господарських, побутових потреб, а також у промислових цілях. Загалом сфери застосування артезіанської води мало чим відрізняється від використання води іншого типу. На території України є безліч артезіанських свердловин, які використовуються у комерційних цілях. Вода з таких свердловин видобувається, проходить додаткове очищення, розливається в тару та транспортується для подальшої реалізації. Сьогодні українцям доступна артезіанська вода у тарі 18,9 л, яку можна замовити з доставкою додому або до офісу.

Котеджні селища, які утворюються навколо великих міст, часто облаштують свою артезіанську свердловину, щоб забезпечити населення водою. Щоб воду зі свердловини можна було вживати як питну, у будинках ставлять спеціальні фільтри. Водопідготовкою займаються мешканці в індивідуальному порядку. Також артезіанську воду із власної свердловини використовують різні підприємства, особливо ті, що знаходяться далеко від джерел центрального водопостачання. У цьому випадку відсутня необхідність використання насосних станцій, підготовка води обмежується лише видаленням важких металів.

Артезіанські свердловини є альтернативним джерелом центрального водопостачання. Це актуально у містах, де немає відкритих джерел водозабору. На території західної України безліч міст та селищ забезпечується водою з артезіанських свердловин або використовується змішаний тип водопостачання.

Громадянам України доступне облаштування власної свердловини. Оскільки артезіанська вода є цінним державним ресурсом, її видобуток та використання мають бути легальними, законними. Згідно із законодавством України, при облаштуванні водозабору з артезіанського шару потрібен паспорт на водяну свердловину. Пам’ятайте, що неправильне облаштування та експлуатація свердловини може значно знизити якість артезіанської води.

Артезіанська свердловина як джерело водопостачання приватного будинку

Користь артезіанської води

Артезіанська вода вважається чистою, а значить нешкідливою і навіть корисною для організму людини. У цьому є частка правди, адже на глибині залягання басейнів відсутні мікроорганізми, органічні домішки, які є основним джерелом живлення бактерій, вірусів. З цієї причини артезіанська вода має бактеріологічну безпеку. Однак, як було сказано раніше, наявність у складі великої кількості розчинених хімічних речовин не дозволяє використовувати її відразу після видобутку.

Попри це, артезіанську воду набагато простіше очистити та привести всі показники до норми питної води, на відміну від інших джерел водозабору: ґрунтових вод або води з відкритих джерел (річки, озера тощо). Після додаткового очищення артезіанська вода дійсно набуває корисних властивостей, стає чистою та смачною. Регулярне вживання артезіанської води бутильованої води допомагає:

• поліпшити роботу нервової системи;
• зміцнити кістки, волосся, нігті, зубну емаль;
• нормалізувати кислотно-лужний баланс;
• прискорити процес відновлення організму внаслідок стресу, фізичних навантажень.

Дотримання водного балансу дозволяє налагодити всі системи життєдіяльності людини. Поліпшується мозкова та фізична активність, вам стає легше виконувати щоденні завдання. Поліпшується не лише самопочуття, а й зовнішній вигляд, що дозволяє набути впевненості у собі та вийти на новий рівень життя. Пийте артезіанську воду завжди, коли відчуєте легку спрагу і ви отримаєте всю користь природної води.

Регулярне вживання питної артезіанської води корисне для здоров’я

Недоліки артезіанської води

Попри користь артезіанської води, вона має низку недоліків. Не всім людям підійде цей тип води. Артезіанську воду потрібно вживати з обережністю людям, які страждають на захворювання серцево-судинної та травної системи. Таким людям перед вживанням артезіанської води необхідно проконсультуватися з лікарем.

Недоліки артезіанської води зумовлені високою концентрацією солей у складі. Цей тип води може утворювати характерний білий наліт під час кип’ятіння, що виводить з ладу ряд побутових приладів. Якщо ви хочете застосовувати артезіанську воду в побутових, промислових цілях, її необхідно пом’якшувати за допомогою фільтруючого обладнання. Щоб підібрати фільтр для очищення, рекомендовано провести лабораторні дослідження якості води.

Утворення накипу на тенті пральної машини внаслідок використання артезіанської води

Як вибрати артезіанську воду

Природна вода оптимально підходить для підтримання водного балансу в організмі людини. До природних вод відносять артезіанську, мінеральну, джерельну та талу. Як вибрати артезіанську питну воду:

Крок 1. Бренд

Віддавайте перевагу перевіреним брендам, в продукції яких ви впевнені.
Сертифікація. Кожна бутильована артезіанська вода повинна мати сертифікат якості, який підтверджує відповідність нормам питної. Якщо вибрана вода не має такого сертифіката, не використовуйте подібну продукцію.

Крок 2. Сертифікація

Кожна бутильована артезіанська вода повинна мати сертифікат якості, який підтверджує відповідність нормам питної. Якщо вибрана вода не має такого сертифіката, то не вживайте подібну продукцію.

Крок 3. Глибина джерела

Є думка, що чим глибше знаходиться джерело залягання води, тим вона чистіша та унікальніша за своїм складом. Слідкуйте за тим, щоб на етикетці було вказано глибину джерела.

Крок 4. Склад

У складі артезіанської води має бути вказана не тільки H2O, але й концентрація органічних/неорганічних речовин, солей та іонів: кальцій, калій, магній, гідрокарбонати, сульфати, хлориди тощо.

Обов’язково оцініть смакові якості артезіанської води, наскільки добре вона п’ється і чи не набридає з часом. Якщо вам не сподобався смак води, скуштуйте продукцію інших брендів. Нагадування: з обережністю рекомендується вживати артезіанську воду людям з хворобами серцево-судинної та травної системи. Попри те, що більшість виробників вказують, що їхня продукція не має жодних обмежень для вживання, за наявності серйозних захворювань слід проконсультуватися з лікарем.

Висновок

Артезіанська вода, мабуть, найкраще, що доступно споживачеві сьогодні. Це смачна, природна вода, корисна для здоров’я людини. Вона має безліч корисних властивостей, а недоліки усуваються просто – установкою відповідного фільтра. Для отримання цього типу води не обов’язково самостійно бурити свердловину. Артезіанська вода доступна у вільному продажу, ви маєте можливість замовити потрібний об’єм з доставкою додому або в офіс. Десятки операторів, які займаються виробництвом та реалізацією артезіанської води в Україні, дозволяють вибрати найкращу продукцію з усіх доступних.

Питання та відповідь

Яка вода називається артезіанською?

Артезіанські води (Artesium – латинська назва французької провінції Артуа, де використовувалися ці води, починаючи з XII століття) – напірні підземні води, які укладені у водоносних пластах гірських порід між двома водостійкими шарами.

Чому не можна пити артезіанську воду?

Хімічний склад артезіанської води збалансований природою. Цим вона відрізняється від водопровідної. Однак артезіанська вода не придатна для пиття у сирому вигляді, оскільки в ній міститься висока кількість фтору, магнію та інших хімічних компонентів. Ця вода є жорсткою і для використання в якості питної потребує пом’якшення.

Чому артезіанська вода найчистіша?

Артезіанську воду називають найчистішою та найбезпечнішою для здоров’я людини, оскільки в ній відсутні бактерії та віруси. Це зумовлено глибиною залягання водяних басейнів. При цьому артезіанська вода містить хімічні компоненти, солі, що перевищують затверджені норми питної води. Користь та шкода артезіанської води залежить від її складу.

У чому полягає принципова відмінність артезіанських вод від ґрунтових?

Ґрунтові води залягають на невеликій глибині, їх можна добути, виривши яму. Артезіанські води залягають на великій глибині, для їх видобутку потрібне спеціальне обладнання. Ґрунтові води брудні та солоні. Артезіанські води чисті та прісні.

Чим краща артезіанська вода?

Артезіанська вода, видобута способом буріння на вапняк, вважається чистішою. Вона надійно захищена від опадів, техногенних факторів, не містить вірусів, бактерій. Вся бутильована артезіанська вода підлягає сертифікації та ретельному контролю за складом, жорсткістю.