Вода в скважине или колодце не появляется в толще земли произвольно — у неё есть определённый путь, который можно проследить от поверхности до водоносного слоя. Один и тот же дождь способен через несколько недель оказаться в колодце соседнего участка, а может двигаться к глубокому горизонту десятилетиями. От того, на каком этапе этого пути находится вода, зависит многое: глубина, на которой её можно найти, характер её движения и состав растворённых в ней веществ. В этой статье рассмотрим, как формируются грунтовые и межпластовые воды, чем водоупор отличается от водоносного горизонта и почему артезианская скважина и колодец получают воду по существенно разным маршрутам.
Содержание
Вода в скважине и колодце — это осадки, просочившиеся через почву и накопившиеся над водоупорным слоем. Если вода находится в первом от поверхности рыхлом слое, это грунтовые воды или верховодка — их получают колодцы и скважины на песок. Если вода залегает между двумя водоупорами на большей глубине, это межпластовые, часто артезианские воды, более защищённые от поверхностного загрязнения.
Инфильтрация: как осадки попадают под землю
Часть выпавших осадков стекает по поверхности в реки и водоёмы, часть испаряется, а часть впитывается в почву. Процесс проникновения воды в грунт называется инфильтрацией.
Скорость инфильтрации определяется составом пород, залегающих под конкретным участком:
- песок и супесь пропускают воду за дни или недели;
- суглинки и глины задерживают влагу, процесс может занимать месяцы;
- плотные скальные породы почти не пропускают воду и направляют её в стороны, к трещинам и понижениям рельефа.
Просочившаяся вода продолжает движение вниз под действием силы тяжести до тех пор, пока не встретит слой, который дальше её не пропускает.
Вода, поднимаемая сегодня из глубокой артезианской скважины, могла попасть в землю в виде осадков несколько сотен лет назад — настолько медленно происходит её движение через плотные породы к глубоким горизонтам.
Водоносный горизонт и водоупор
Когда вода достигает непроницаемого слоя породы, дальнейшее движение вниз прекращается, и вода начинает накапливаться над этим слоем, заполняя поры и трещины вышележащего грунта. Непроницаемый слой называется водоупором, чаще всего эту функцию выполняют глины или плотные скальные породы. Слой грунта, насыщенный водой и расположенный над водоупором, называется водоносным горизонтом.
Мощность и протяжённость водоносных горизонтов существенно различаются: одни занимают несколько квадратных километров и питают единичные колодцы, другие простираются на десятки и сотни километров и служат источником воды для целых регионов.
Наличие водоносного горизонта под участком не гарантирует одинаковый объём воды на соседних территориях. Мощность горизонта, скорость его восполнения и глубина залегания могут значительно отличаться даже в пределах одного населённого пункта.
Верховодка, грунтовые и межпластовые воды
В зависимости от глубины залегания и наличия защитного водоупора сверху, подземные воды разделяют на несколько типов.
| Тип воды | Глубина залегания | Защита сверху | Устойчивость запаса |
|---|---|---|---|
| Верховодка | 0,5–3 метра | отсутствует | непостоянна, зависит от сезона |
| Грунтовые воды | 3–15 метров | отсутствует | относительно устойчива |
| Межпластовые воды | от 15 метров и глубже | есть водоупор сверху | устойчива |
Верховодка — это временное скопление воды в самом верхнем слое почвы, образующееся после обильных осадков или таяния снега. Она не имеет постоянного водоупора снизу и может полностью исчезать в засушливый период.
Грунтовые воды залегают на первом от поверхности постоянном водоупоре. Они не защищены сверху водонепроницаемым слоем, поэтому подвержены влиянию поверхностных загрязнений и сезонным колебаниям уровня.
Межпластовые воды располагаются между двумя водоупорными слоями. Верхний водоупор защищает их от проникновения загрязнений с поверхности, поэтому по составу они, как правило, более стабильны.
Какая скважина считается артезианской
Артезианской называют скважину, которая вскрывает межпластовый водоносный горизонт, находящийся под избыточным давлением. Это давление возникает из-за того, что горизонт зажат между двумя водоупорами на значительной площади, а участок, где выполняется скважина, расположен ниже области питания горизонта.
Благодаря избыточному давлению вода в артезианской скважине способна подниматься по стволу самостоятельно, иногда до самой поверхности — это явление называют самоизливом. Точная глубина, на которой залегает артезианский горизонт, зависит от геологического строения конкретной местности и определяется не по общему правилу, а по результатам бурения и данным гидрогеологических изысканий.
Распространённое заблуждение — считать, что артезианская скважина определяется исключительно глубиной бурения. На самом деле определяющий признак — это вскрытие межпластового горизонта под избыточным давлением, а не конкретное число метров.
Почему состав воды зависит от глубины и пути движения
Путь, который вода проходит через толщу земли, определяет набор веществ, которые она успевает растворить и вынести с собой.
- Верховодка и грунтовые воды контактируют с почвенным слоем и верхними породами на коротком участке пути, поэтому в их составе чаще присутствуют примеси, характерные для поверхности: органические соединения, продукты разложения, а также вещества, попавшие в почву в результате хозяйственной деятельности.
- Межпластовые и артезианские воды двигаются через более протяжённые толщи пород в течение длительного времени, что обычно снижает риск поверхностного загрязнения, но одновременно увеличивает время контакта с минеральными породами — а значит, и вероятность повышенного содержания растворённых минеральных соединений, например железа или солей жёсткости.
Ни один из типов водоносного горизонта не гарантирует изначально безопасный или изначально проблемный состав воды. Точный состав определяется только лабораторным анализом конкретной пробы, взятой из конкретного источника.
Отдельно стоит учитывать влияние деятельности человека на состояние водоносных горизонтов. Грунтовые воды и верховодка, залегающие без защитного водоупора, подвержены воздействию сельскохозяйственных удобрений, стоков с автомобильных дорог, негерметичных септиков и накопительных ям на соседних участках — все эти вещества способны проникать в верхний горизонт вместе с инфильтрующимися осадками.
Межпластовые и артезианские горизонты защищены водоупором от такого прямого воздействия, однако полностью исключать техногенное влияние нельзя: нарушение целостности водоупора при некачественном бурении соседних скважин, а также активная откачка воды из горизонта на большой территории способны изменить как состав, так и уровень давления в пласте.
Защищённость межпластовых вод водоупором снижает риск загрязнения, но не исключает его полностью. Единственный способ убедиться в безопасности воды из любого источника — лабораторный анализ конкретной пробы.
Что это означает для владельца скважины или колодца
Понимание того, из какого горизонта поступает вода, помогает объяснить многие особенности конкретного источника: почему уровень воды в колодце меняется в течение года, почему на одном участке скважина даёт самоизлив, а на соседнем — нет, и почему состав воды из скважины на песок и из артезианской скважины может существенно различаться даже в пределах одного населённого пункта.
Это знание становится основой для дальнейших шагов: выбора типа скважины под конкретный участок, оценки устойчивости источника во времени, а также понимания того, какие показатели стоит в первую очередь проверить при анализе воды из своего источника.
Что дальше?
- Не определились с типом источника на участке? Читайте: Колодец, скважина на песок, абиссинская и артезианская скважина: в чём разница→
- Источник уже есть, а вопрос в оформлении документов? Читайте: «Паспорт, лицензия и дебит скважины: что нужно знать владельцу» →
- Беспокоит уровень грунтовых вод на участке? Читайте: «Как определить уровень грунтовых вод на участке» →
