Особенности скважин на воду в Ленинградской области.

Подземные воды – общие сведения о структуре и классификации

Еще со школьного курса географии мы знаем, что наша планета более чем на 2/3 покрыта водами океанов, морей, озер и рек. При этом именно в океанах сосредоточен основной запас воды. а второе место занимают источники, находящиеся в земной коре. Несмотря на активное развитие науки и техники, общие объемы этих запасов до сих пор еще точно не определены. Считается, что это не менее 60 млн км3. Из них только малая часть сосредоточена в верхних слоях земной коры (на глубине до 1 км.) – не более 4 млн км3, что значительно больше существующих запасов пресной воды во всех реках и озерах, вместе взятых.

Классификация
Участки коры земли и горизонты, где содержатся водные запасы, принято подразделять на следующие основные типы:
• Водоносный горизонт. Здесь вода сосредоточена в слое грунта, его порах, трещинах и расщелинах. Необходимо отметить, что по таким горизонтам вода может двигаться с достаточно высокой скоростью.
• Водоупор. Этот слой земной коры не позволяет воде просачиваться вглубь. Условно подразделяется на 2 группы: с незначительным содержанием воды (глина и т.п.) и полностью без воды (гранит, камень, скальные породы).
• Частично проницаемый слой. Здесь возможно незначительное и медленное перемещение водных масс. Если площадь такого слоя достаточно большая, здесь может постепенно просачиваться достаточно много воды.
Для облегчения восприятия процесса, водоносный горизонт рассматривается, как огромный резервуар, подземная емкость. Она наполняется: — Естественным путем (атмосферные осадки, перемещение водных горизонтов, рек и озер).- Посредством нагнетательных скважин.
Покидает такой резервуар вода также естественным (русла рек, стоки озер и т.п.) или искусственным способом (откачивающие скважины).
• Артезианский пласт (другое название – напорный горизонт). Сверху и снизу он ограничивается отложениями, через которые вода не может покидать ограниченное пространство. А после вскрытия такого водоносного слоя при помощи буровой скважины, вода, под воздействием внутреннего давления поднимается вверх. В ряде случаев она может изливаться на поверхность земли.
• Водный пласт без верхнего водоупора. Если пробурить скважину и достичь уровня безнапорного пласта, вода изливаться на почву не будет.
• Грунтовый горизонт. Такое определение дано пластам (безнапорным, либо напорно-безнапорным), залегающем на самом верхнем водоупорном слое. При исследовании определенного участка принято называть пласт региональным водоупором.
Разновидностью безнапорного грунтового горизонта является так называемая «верховодка». В эту подгруппу включена вода, залегающая на ограниченных площадях зоны аэрации, преимущественно на полупроницаемых или непроницаемых отложениях.
• Аэрационная зона. Она ограничена поверхностью земной коры с одной стороны и верхним слоем грунтового горизонта – с другой. Здесь далеко не все полости и трещины заполнены водными массами, а сама вода удерживается в таком положении под воздействием капиллярных сил. Именно здесь происходит очищение (инфильтрация атмосферных осадков.

Как происходит питание и движение, а также разгрузка подземных водных масс

Подземные воды преимущественно подпитываются, благодаря поступлению внутрь осадков атмосферного типа, а также –воды, поступающей с поверхности водоемов. Различают 2 категории (области питания):
1) Внешняя. Она находится вне пределов исследуемого водоносного участка. Скопление водных масс здесь, преимущественно, происходит благодаря поверхностному или подземному поступлению, в ряде случаев отмечается частичное (полное) проникновение в водоносный горизонт. Перемещение масс воды происходит путем поглощения, либо перетекания. В тех местах, где уровень грунтовых вод превышает уровень русла реки наблюдается поглощение. Перетекание в свою очередь, может быть открытого или закрытого тип. Различают следующие виды перетекания:
— очаговое (в местах тектонических разломов);
— линейным (в местах контакта реки и водоносного горизонта);
— площадным (там, где водоносные горизонты соприкасаются и взаимодействуют).
2) Внутренняя. Расположена в местах, где водоносные горизонты выходят на поверхность земли. На данном участке целесообразно отметить наличие областей и зон, а также – очагов поглощения. На данных участках происходит процесс инфильтрации. Преимущественно отмечается поглощение на больших площадях. Данный процесс резко активизируется там, где на поверхность земли выходят тектонические образования, на участках карстования пород. Поглощение происходит в линейном направлении, обычно связано с повышением уровня воды в водоемах. Зачастую процесс сопровождается формированием подпорной зоны, которую можно прослеживать на расстоянии от 100-200м до 1-2 км.
• Область поглощения. Занимает наивысшее положение в структуре слоев. Именно здесь формируется напор, а далее вода направляется по направлению к месту разгрузки, последовательно преодолевая повышенные и пониженные участки. Перемещение осуществляется по всему объему водных масс вплоть до кровли водоупора. Средняя глубина находится на отметке 350 м (± 50м), в ряде случаев отмечено значительно превышение данного параметра (вплоть до нескольких километров). Чем больше глубина, тем стремительнее снижается скорость течения, а при встрече с водоупорным слоем (глина, глинисто-карбонатный слой и пр.), она практически сводится к минимуму. Именно здесь наибольшее скопление грунтовых вод, при нагружении которых формируются артезианские воды. Если уровень их залегания выше чем точка горизонта земли в месте выхода, скважина фонтанирует.
Еще одним источником данного слоя является перелив, при котором подземные воды поступают из других, сопряженных областей:
— питания;
— разгрузки;
— участок гидрологического окна.
• Область разгрузки. Данная сфера характеризуется многочисленными выходами водных масс на поверхность на уровне минимальных гипсо- и пьезометрических отметок. Разгружаются данные источники преимущественно двумя методами:
— открытый (выход подземных вод на поверхность земли или водоемов);
— закрытый (сток в любые виды водоносных горизонтов).
С учетом индивидуальных особенностей участков местности, геологических условий и других субъективных параметров, разгрузка подразделяется на 2 вида: сосредоточенная и рассеянная.
На распределение водных масс, находящихся преимущественно в верхних слоях исследуемых участков регионального плана, на изменение давления внутри водоносных слоев оказывают влияние гравитационные факторы.

Характеристика и структура подземных вод на территории СПб и Ленобласти
Доказано, что недра земли в данном регионе имеют достаточно большие запасы пресной воды. Вместе с тем, назвать их неисчерпаемыми нельзя. Состав воды, ее распределение в недрах осуществлено с учетом геологических особенностей структуры. С точки зрения гидрогеологии Ленобласть расположена в границах трех структур (бассейнов):
— Балтийский. Охватывает частично Карельский перешеек (на севере) и часть Подпорожского района. Преобладает 2 вида вод: трещинные и трещинно-жильные.
— Московский. В данном бассейне имеются преимущественно пластовые и водонапорные воды. Территориально – восточные окраины Тихвинского и Бокситогорского районов.
— Ленинградский. На оставшейся части областных земель также преобладают пластовые напорные воды.
Пресные подземные воды на территории региона залегают на глубине от 100 до 200 м (реже – 300 м, на юго-западе области, в районе Карельского перешейка). Это – нижний уровень. Минимальная глубина составляет 0-50 м (долина реки Волхов, Приневская и Предглинтовая низменность). Чем глубже залегают воды, тем выше уровень минерализации подземных вод. Постепенной пресная вода сменяется на солоноватую, еще глубже – сильные соленые воды.
Соленые рассолы содержат такие микроэлементы, как бром, серебро, йод, некоторые другие элементы. Анализ составлен по результатам забора воды со скважины, пробуренной на глубину 735 метров в районе пос. Песочное.