|
Подземные воды широко используются
для хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения, орошения и
обводнения, энергетических целей и теплофикации, сырья для получения ценных
компонентов и в качестве минеральных вод. В настоящее время более 60 %
городов и поселков нашей страны полностью обеспечиваются водой из подземных источников
(пресные и слабосолоноватые воды). В зарубежных высокоразвитых странах из-за
загрязненности поверхностных источников и экономичности систем водонасбжения
на подземных источниках, их роль еще выше. Потребность в подземных водах
ежегодно возрастает.
Под подземными водами подразумеваются воды, которые
заполняют поры и трещины горных пород ниже поверхности земли. По условиям
залегания ( VII. 1) различают два основных типа подземных вод —безнапорные
(грунтовые) и напорные. Горизонты безнапорных вод не имеют сплошной
непроницаемой кровли, и во- донасыщенные породы сообщаются с атмосферой. В
таких горизонтах устанавливается свободный уровень воды, глубина которого
соответствует поверхности водоносных пород. Воды первого от поверхности
сплошного водоносного горизонта называются грунтовыми. Скопления воды на
водоупорных или слабопроницаемых слоях, имеющие локальное распространение,
образуют верховодку, расположенную над грунтовыми водами; верховодка часто
возникает в дождливые периоды года и исчезает в сухое время.
Грунтовые воды, как правило, безнапорные, но на
отдельных участках могут находиться под местным напором; залегают они на
небольшой глубине и поэтому подвергаются воздействию гидрометеорологических
факторов. Уровень грунтовых вод и их химический состав изменяются в
зависимости от сезона, количества осадков, температуры. В периоды дождей и
снеготаяния уровень воды поднимается, а минерализация уменьшается.
Питание грунтовых вод происходит в результате инфильтрации
атмосферных осадков и речных вод и в некоторых случаях в результате
поступления напорных вод из низлежащих горизонтов. Вследствие неглубокого
залегания и отсутствия водоупорных покрытий грунтовые воды легко подвергаются
загрязнению. Условия залегания грунтовых вод очень разнообразны.
Напорные воды заключены между водонепроницаемыми слоями. В
буровой скважине, вскрывшей напорный пласт, вода поднимается выше кровли
этого горизонта. Если напорный (пьезометрический) уровень выше поверхности
земли, скважина фонтанирует, поэтому для получения самоизливающейся воды
скважины стараются бурить на участках с пониженным рельефом. Проницаемый
пласт, ограниченный двумя водоупорами, может быть не заполнен водой; при этом
образуются полунапорные или безнапорные межпластовые воды. Напорные воды
зачастую называют артезианскими, независимо от того, изливаются эти воды на
поверхность или нет.
Водоносный горизонт является напорным, если его
область питания расположена на отметках более высоких, чем отметки
водоупорной кровли этого горизонта.
Напорные воды залегают на более или менее значительной
глубине, изолированы от поверхности водоупорными слоями и поэтому менее
подвержены загрязнению, чем грунтовые воды. Оценивая возможность
использования подземных вод, определяют их естественные и эксплуатационные
запасы. Естественные запасы определяются количеством подземных вод,
находящихся в водо- доносных породах, не нарушенных эксплуатацией водозаборных
сооружений. Эксплуатационные запасы воды составляют часть естественных,
которая может быть получена (без ухудшения ее качества) в течение
определенного с помощью рациональных в технико-экономическом отношении
водозаборных сооружений. При эксплуатации водоносного горизонта нарушается
естественный режим и баланс подземных вод, вследствие чего в области отбора
воды возникает зона пониженных давлений, и таким образом создаются
благоприятные условия для вовлечения в данный эксплуатируемый водоносный
горизонт дополнительных ресурсов: переток воды из смежных водоносных пластов,
разделенных слабопроницаемыми слоями; инфильтрация атмосферных осадков;
фильтрация из поверхностных водотоков и водоемов, искусственное регулирование
режима подземных вод и др. В зависимости от степени разведанности
эксплуатационных запасов, сложности природных условий, величины
водопотребления устанавливается категория подземных вод.
Выбор типа и схемы размещения водозаборных со- сооружений
производят, исходя из геологических, гидрогеологических, санитарных условий
района и технико- экономических соображений.
Водозаборные скважины и шахтные колодцы широко применяются
при эксплуатации как безнапорных, так и напорных подземных вод. Эффективное
их использование возможно при залегании водоносного горизонта на глубине не
менее 8—10 м и минимальной его мощности 1—2 м. Эффективность их использования
возрастает с глубиной залегания вод, при этажном залегании водоносных
горизонтов; когда один или несколько из них являются источниками
водоснабжения, они становятся незаменимыми.
Горизонтальные водозаборы могут применяться при неглубоком
залегании водоносного пласта небольшой мощности. Зачастую их использование
позволяет добиться более высокого эффекта в заборе воды, чем при
использовании вертикальных водозаборов.
Забор воды из неглубоко залегающих водоносных горизонтов
небольшой мощности, а также подрусловых вод возможен луговыми водозаборами,
которые широко используются за рубежом и находят все более возрастающее
применение в нашей стране.
В местах выхода водоносных горизонтов на поверхность забор
воды возможен путем устройства каптажных сооружений.
|
