Підземні води: горизонти, специфіка, очищення

Підземні води є одним з найчистіших джерел води. Якість цих вод визначається глибиною залягання: чим глибша вода, тим вона чистіша. У цьому матеріалі ми розглянемо види підземних вод по глибині залягання, а також їх якість.

Водоносні горизонти або аквіфери

Мільйони років земна поверхня вкривалася мінералами. Вода відігравала важливу роль не тільки в формуванні життя на планеті, а й в перенесенні цих мінералів. Підземна вода - дуже широке поняття, і ми спробуємо трохи розповісти про неї.

Підземні води являють собою своєрідний торт з коржами та кремом. Шари водопроникних порід (пісок, гравій і ін.) чергуються з майже герметичними шарами. Герметичність шару залежить від щільності породи.

Класифікуються підземні води за глибиною їх залягання

1. Верховодка — це вода, яка збирається з осадів на поверхні, вона живить рослини та переважно тече у поверхневі водойми. Глибина її залягання — до п'яти метрів. Відповідно в складі цих вод можна знайти все, що вода змиває з поверхні землі: нітрати, фосфати та пестициди з полів, важкі метали з вихлопних газів ТЕС і машин, фекальні стоки з зон випасу худоби тощо.
2. Грунтові води поширені на глибині 5 - 30 метрів від поверхні. Вони залягають зазвичай в пористих чи пухких шарах, але можуть проникати й у тріщини в щільних породах. Рівень грунтових вод залежить від сезону, клімату, наявності або відсутності рослинності. Вони схильні іноді виходити на поверхню, їх називають джерелами.
3. Що стосується всіх інших підземних вод, вони укладені в басейни між водотривкими глинистими або іншими шарами. Наприклад, в Київській області, крім грунтових вод існує ще чотири горизонти водозабору, в яких зустрічаються міжпластові води:

• Полтавський (30 - 60 м);
• Харківський (45 - 90 м);
• Бучакський (50 - 110);
• Сеноманський ярус (100 - 170 м);
• Юрський горизонт (220 - 280 м).

Колодязі

Це найпростіше споруда для збору ґрунтових вод. Їх глибина сягає 30-ти метрів. Ми вже писали про колодязі і якість води в них окрему статтю, тому тут зупинятися не будемо.

Абіссинський колодязь

Це, по суті, неглибока свердловина. Конструкційно являє собою металеву трубу, закінчення якої має перфоровану структуру і замкнуте конусом. Отвір в землі проробляється власне цією трубою, яка виконує роль свердла при бурінні або "забиванні" труби в землю (це два методи створення абіссинського колодця).

Вода відкачується насосом встановленим на поверхні. Глибина такої водозабірної споруди сягає зазвичай 15 - 30 метрів. Перевагами даної споруди є те, що глибина його може бути більша, ніж у колодязя, але при цьому "викопати" абіссинський колодязь можна швидше, дешевше і навіть всередині будівлі, наприклад, в підвалі будинку.

Продуктивність такого джерела може досягати 3 м³/год при правильній експлуатації.

Водозабірна свердловина піщаного горизонту

Це, мабуть, найпоширеніший тип свердловин. Їх перевагою є те, що при досить високій продуктивності та задовільній якості води при експлуатації в приватному будинку не потрібне оформлення дозвільних документів.

Спочатку бурова машина створює в грунті отвір, в який опускається пластикова або сталева труба для зміцнення стінок шпари. На її кінці фіксується сітчастий фільтр або робиться перфорація для уловлювання великих домішок (піску, глини та ін.)

У трубу, або на поверхню землі встановлюється насос, який відкачує воду на поверхню або подає її кінцевому споживачеві (так відбувається в маленьких свердловинах для будинків), або - в накопичувальний бак для осадження і подачі на очищення (ця схема використовується в системах Централізованого водопостачання підземними водами.

Водоносний шар називають ще алювіальним - він може бути піщаним, гравійним, доломітним тощо. Якість води в ньому буде залежати від пористості, спричиненої розміром зерен матеріалу, через який фільтрується вода.

Глибина таких свердловин від 20 м. Наприклад, в гірських районах, такі води можуть перебувати на глибині 10 метрів, а ось в рівнинних місцевостях їх глибина досягає  —  30 - 50 м. Розташування водоносних шарів у вашому регіоні можна дізнатися, як з літературних джерел, так і у сусідів, які вже бурили свердловини.

Що стосується якості води в цьому горизонті, вона часто перенасичена солями жорсткості, залізом, марганцем і сірководнем. Ці специфічні забруднювачі привносять в побутове і промислове використання води певні проблеми: накип, металічний присмак і жовтий відтінок води, руді пластівці тощо. Але при цьому, перевага такої води в тому, що її легко очистити, оскільки вона зазвичай не містить того широкого ряду токсикантів, в тому числі мікробіологічних, які характерні для ґрунтових вод. Винятком є регіони, де проводиться шахтний видобуток корисних копалин — там підземні води забруднені.

Артезіанські свердловини

Це найчистіші підземні води, але при цьому і глибина їх залягання найбільша. Вони залягають в горизонті, водотривким шаром якого є вапняк. Шар був сформований понад 66 млн. років тому. Варто зазначити, що води цього горизонту можна знайти не скрізь, вони поширені у вигляді водних лінз. Іноді вони пробиваються на поверхню під тиском, так формуються природні артезіанські джерела.

Принцип роботи артезіанської свердловини від звичайної не відрізняється.

Зазвичай глибина артезіанської свердловини 100 - 1000 метрів. Іноді горизонт знаходиться дуже близько — на 20-30 метрах, це характерно для гірської місцевості.

Використовувати таку воду доцільно для питних потреб, оскільки це, мабуть, найдоступніше джерело дійсно чистої води.

Дозволи на буріння таких свердловин видаються дуже строго, а контролюючі органи суворо перевіряють якість води. Що стосується мінерального складу, артезіанська вода зазвичай оптимально відповідає вимогам людського організму — концентрації іонів кальцію, магнію, натрію, хлоридів, карбонатів створюють природно збалансований склад води.

Очищення води зі свердловин в побуті

Питання очищення свердловинної води полягає переважно у видаленні заліза, марганцю та сірководню, котрі є сполуками, що переходять в нерозчинну форму при окисненні. А оскільки підземні води бідні киснем, то при подачі води зі свердловин, необхідно швидко окиснити їх і відфільтрувати тверді частинки, що утворилися.

Раціонально застосовувати до свердловинної води каталітичні матеріали. Наприклад, унікальна суміш Ecomix відмінно розв'яже проблеми заліза, марганцю і кольоровості води, а ось каталітичний матеріал на основі бітумінозного вугілля Centaur відмінно видалить сірководень та, відповідно, неприємний запах тухлих яєць.

Ще однією проблемою є жорсткість води, цю проблему вирішують іонообмінні смоли.

У цьому тексті ми спробували розповісти все, що знали про воду зі свердловин, а також про нагальність фільтрів для свердловин.