Підземні джерела - студопедія

Підземні води утворюються шляхом фільтрації атмосферних опадів через грунтовий покрив або води річок і озер через їх русло.

Подальший рух води і накопичення у вигляді підземних басейнів залежать від будови гірських порід, через які вона протікає. По відношенню до води всі породи діляться на відпр-ка і водотривкі. До перших відносяться пісок, супісок, гра-вий, галечник, тріщинуваті крейда і вапняк. Вода заповнює пори між частинками породи або тріщини і пересувається в силу законів тяжкості і капілярності, поступово заповнюючи водоносний шар. Водотривкі породи представлені суцільними залягання граніту, щільного пісковика і вапняку або гли-нами. Пласти водопроникних і водотривких порід залягають, чергуючись з більшою або меншою точністю.

Підземні води залягають до глибини 12-16 км. За умовами залягання розрізняють верховодку, грунтові і артезіанські води (від назви французької провінції Артуа, лат. Artesium, де вони були здобуті в XII столітті), значно відрізняються по гігієнічних характеристик. Підземні прісні води, придатні для цілей пити-евого водопостачання, залягають на глибині 250-300 м і більше.

Верховодка. Підземні води, що залягають наибо-леї близько до земної поверхні, називаються верховод-кою. Причиною появи верховодки служить наявність під грунтом відкладень у вигляді лінз, що створюють місцевий водоупорами. Скупчуються на цьому водоупоре атмосфер-ні води і утворюють верховодку вище рівня власне грунто-вих вод. Режим харчування вер-ховодкі нестійкий, так як повністю залежить від атмосферних опадів, що випадають на обмеженому просторі. У теплому і жаркому районах завдяки випаровуванню минерализованность вер-ховодкі іноді настільки підвищується, що робить її непридатної ної для питного використання. Внаслідок поверхно-стного залягання, відсутності водоупорной покрівлі і мало-го обсягу верховодка легко забруднюється і як правило в санітарному відношенні вона ненадійна і не може вважати-ся хорошим джерелом водопостачання

Грунтові води. Вода, яка накопичується в процесі фільтрації на першому від поверхні землі водотривкому пласті, називається грунтової, в колодязі вона встанов-ється на тому ж рівні, що і в підземному шарі. Вона не має захисту з водотривких шарів; область харчування вод збігається з областю їх поширенням странения. Глибина залягання грунтових вод коливає-ся в межах від 2-3 м до декількох десятків метрів.

Даний вид вододжерела характеризується досить непо-стояти режимом, який повністю залежить від гідроми-теорологіческіх чинників - частоти випадання і достатку опадів. Внаслідок цього є значні сезон-ні коливання рівня стояння, дебіту, хімічного і бактеріального складу грунтових вод. Крім того, склад грунтових вод залежить від місцевих умов (характеру забруднення навколишніх об'єктів) та складу ґрунту. Запас їх поповнити-ється за рахунок інфільтрації атмосферних опадів, або води річок в періоди високого рівня; не виключена можливість надходження підземних ненапорние вод з більш глибоких горизонтів. В процесі інфільтрації вода в значній мірі звільняється від органічного і бактеріального забруднення; при цьому поліпшуються і її органолептичні властивості. Проходячи через грунту, вода збагачується вуглекислотою і про-дуктами розпаду органічних та інших речовин, що і визначає в основ-ному її сольовий склад. У природних умовах грунтові води не забруднені і впол-не придатні для питного водопостачання, якщо їх Мінераліз-ція не перевищує смакового порога. Однак, якщо ґрунтовий шар тонкий і, крім того, забруднений, можливо забруднення-ня грунтових вод в період їх формування, що представ-ляет небезпеку в епідемічному відношенні. Чим масивніше забруднення грунту населений-ного місця і чим ближче до поверхні лежить вода, тим реальніше стає небезпека її забруднення і зараження.

Дебіт грун-тових вод зазвичай невеликий, що поряд з непостійним складом обмежує їх застосування для централізований-ного водопостачання. Використовуються грунтові води глав-ним чином в сільській місцевості при організації колодязного водопостачання.

Міжпластові підземні води. Міжпластові води залягають між двома водотривких-ми шарами, ізольовані від атмосферних опадів та поверхневих ґрунтових вод водонепроникною покрівлею, в силу чого мають найбільшу санітарної надійністю. Залежно від умов залягання вони можуть бути напірними (артезіанськими) або безнапірними. Їх відмінна особ-ність - залягання нижче одного, двох або кількох шарів водо-наполегливих порід і відсутність харчування з поверхні безпосередньо над ними. У кожному міжпластові водоносному горизонті розрізняють область харчування, де горизонт виходить на поверхню, область напору і область розвантаження, де вода виливається на поверхню землі або дно річки, озера у вигляді висхідних ключів. Видобуток міжпластовому вод проводиться через свердловини. Якість води свердловини багато в чому визначається її відстанню від кордону області харчування.

Санітарні гідності глибоких підземних вод дуже вели-ки: вони рідко вимагають додаткового поліпшення якості, мають порівняно стійким хімічним складом і при-рідний чистотою в бактеріальному відношенні, характеризуються високою прозорістю, безбарвністю, відсутністю зважених речовин і приємні на смак.

Характерною особливістю міжпластовому вод являє-ся відсутність в них розчиненого кисню. Проте мікробіологічні процеси надають суще-ного вплив на їх склад. Серобактерии окислюють сірководень і сірку до сірчаної кислоти, железобактерии утворюють конкреції заліза і марганцю, які чистячі-но розчиняються у воді; деякі види бактерій спосіб-ни відновлювати нітрати з утворенням азоту та аміаку. Хімічний сольовий склад різних горизонтів підземних вод коливається, їх мінералізація досягає іноді високих пре-делов, і тоді вони непридатні для водопостачання населених місць.

Чим далі відстоїть місце водозабору (бурова сква-жина) від кордону зони харчування або розвантаження і чим краще захист від проникнення верхніх вод, тим більш характерна і постояннее хімічний склад межпласто-вих вод. Сталість сольового складу води - найважливіша ознака санітарної надійності водоносного горизонту. На формування складу підземних вод дуже впливають природні та штучної вен-ні фактори. Зміни в сольовому складі води глибоководної артезіанської свердловини повинні розглядатися як ознака санітарного неблагополуччя. Причиною таких змін може бути:

а) надходження води з розташованого вище горизонту, зокрема ґрунтових вод, при недостатній щільності ізолюючого шару, затікання уздовж стінок свердловини, через занедбані колодязі, при розробці кар'єрів, при нераціональної експлуатації горизонту, відборі води, що перевищує його водообильность, що супроводжується зміною міні- ралізаціі;

б) фільтрація річкової води через промоїни в водотривкому ложе русла;

в) забруднення через гирло свердловини.

У деяких випадках можливе і бактеріаль-ве забруднення води. Однією з причин забруднення підземних вод є промислові стічні води, які інфільтруються з накопичувачів, хвосто- і шламосховищ, золовідвалів тощо в разі незадовільної їх гідроізоляції. Інфільтрація промислових забруднень спостерігається і Сполом фільтрації, які до недавнього часу використовувалися для знешкодження промислових сточ-них вод. Проникненню стічних вод через водотривкі горизонти сприяють поверхнево-активні віщо-ства, присутні в більшості промислових стічних вод.

При експлуатації свердловини в певній частині водоносного горизонту в результаті присмоктуються дей-наслідком водопідйомних пристроїв розвивається зона поні-женного тиску води. Ступінь зниження залежить від потужності водопод'емніка, висоти тиску в горизонті до його експлуатації і водообильности горизонту. Най-більшого значення зниження тиску досягає навколо свердловини, поступово знижуючись у міру віддалення від неї. Обсяг водоносної породи, на якому позначається при-сасивающее вплив водопод'емніка при його роботі, отримав внаслідок характерної форми назву «ворон-ка депресії». Наявність і розміри воронки депресії змінюють гідрогеологічні умови в водоносному гори-парасолі, знижуючи його санітарну надійність, так як появ-ляется можливість припливу води з вище-і ніжележа-чих водоносних горизонтів через тріщини і гідравлічні-ські вікна в які поділяють їх водотривких пластах.

Територія на поверхні землі, відповідна кордоні воронки депресії, в найбільшій мірі може служити джерелом забруднення підземних вод, що враховується при організації зон санітарної охорони вододжерела.

Міжпластові води внаслідок захищеності від по-поверхневого забруднення, сталості складу і доста-точно великого дебіту високо оцінюються з санітарної точки зору і при виборі джерела господарсько-питного водопостачання мають перевагу перед дру-шими вододжерел. Вельми часто міжпластові води можуть використовуватися для питних цілей без попереднього котельної обробки. Єдиним принциповим огра-ніченний вибору їх як джерело господарсько-питного водопостачання являетсянедостаточная водообильность горизонту в порівнянні з запланованій потужно-стю водопроводу.