Источники артезианской воды располагаются в почве между двумя слоями пород, которые вне зависимости от состава эту воду не пропускают. Название «артезианская вода» происходит от провинции Артезиум на юге Франции, где впервые начали добывать такую воду еще в XII веке.

Особенности артезианской воды

Для добычи артезианской воды не требуются мощные насосы. Находясь между двумя гидроизолирующими слоями, вода создает избыточное давление, в результате чего после бурения она под собственным напором выходит на поверхность (часто – в виде фонтанов). В отличие от грунтовой артезианская вода имеет ряд особенностей:

• глубина залегания артезианских вод составляет от 100 до 1000 метров (грунтовые воды залегают в 5-50 метрах от поверхности);
• на химический состав артезианской воды не влияют такие внешние факторы, как находящиеся поблизости предприятия, атмосферные осадки или глобальные изменения в составе почвы;
• артезианские воды всегда выталкиваются на поверхность и не требуют применения насосного оборудования;
• артезианская вода – всегда пресная и в большинстве случаев не содержит посторонних примесей.

Состав такой воды зависит только от состава окружающих их пластов пород. Считается, что это самый чистый вид природной воды, в которой не только содержится минимальное количество примесей, но и отсутствуют микроорганизмы и органические элементы. Даже несмотря на то, что перед использованием такой воды в качестве питьевой она требует очистки, такие мероприятия требуют минимальных затрат и более просты, чем очистка обычных грунтовых вод.

Процесс добычи воды

Добыче артезианской воды предшествует ряд мероприятий:

• исследование местности на предмет залегания воды;
• составление карты разведки и предварительное бурение;
• проведение геодезических тестов для определения глубины скважины;
• выполнение расчетов для определения примерных объемов залегающих вод;
• монтаж бурильной установки.

Артезианская вода всегда обнаруживается в зигзагообразной впадине из двух слоев пород. Процесс бурения может осуществляться несколькими способами:

1. Классический. Обсадная труба доводится до верхней границы пласта, под которым находится вода, после чего внутри трубы делается открытый ствол. Это самый простой способ, который актуален для работы на почвах без прослоек из глины и песка, а также при высоком давлении в слое воды.
2. Скважины с двойной обсадкой. Используются две обсадные трубы. Первая (большего диаметра) достигает верхней границы пласта, вторая (меньшего диаметра) проходит через первую и проникает до нижней границы водоносного слоя. Такой способ применяют при наличии глиняных и песчаных линз и прослоек и при недостаточном давлении в скважине, при котором вода на поверхность поступает слабо или не поступает.
3. Бурение скважины с кондуктором. «Кондуктором» называется первая из труб, которая проходит верхние слои и предотвращает смещение грунтовых и артезианских вод. Способ подходит для бурения в почве, в которой отсутствуют прослойки и линзы из песка и глины, но существует риск смещения вод.
4. Скважины с переходом. Вместо обычных обсадных труб используют телескопические, состоящие из нескольких частей, при этом каждая последующая имеет меньший диаметр, чем предыдущая. Этот метод подходит при достаточном давлении в скважине, если в слоях почвы присутствуют прослойки глины, песчаные линзы, сыпучие пески и валуны.

Какой способ выбрать, специалисты определяют на месте после проведения мероприятий геологической разведки и получения данных о составе и особенностях почвы.

Процесс очистки

Артезианские скважины могут отличаться по уровню содержания металлов, минералов и солей, а также по жесткости воды (на последний показатель влияет содержание в почве известковых пород). Несмотря на то, что в целом артезианская вода считается чистой и подходит для использования в сельском хозяйстве или на производствах без предварительной очистки, такие мероприятия необходимы, если планируется использовать воду для приготовления пищи.

Полный цикл очистки предполагает несколько последовательных операций, но некоторые из них могут не применяться, если после исследования химического состава воды специалисты не дают соответствующих рекомендаций.

Первый этап – очистка с помощью механического фильтра, который представляет собой емкость с входами и выходами и встраивается в обсадную трубу еще на этапе добычи воды. Внутри этой емкости находится фильтр, с помощью которого из воды удаляются твердые частицы песка и других примесей размером от 80 микрометров и более.

Далее вода подвергается аэрации, в ходе которой из воды удаляется растворенный сероводород. Признак его присутствия – характерный специфический запах, но даже если он отсутствует, аэрация в большинстве случаев все же применяется, так как ее вторая функция – насыщение воды кислородом.

Если анализ показывает, что в воде слишком большое количество металлов и их соединений и других примесей, а также если жесткость воды выше нормы, после аэрации проводится химическая очистка. Для этого используются адсорбционные установки с твердыми поглотителями на основе активированного угля, смеси торфа или золы, глина. Дополнительно на этом этапе могут применяться устройства для удаления солей из воды и умягчители – они способствуют выводу из воды магния и калия, за счет которых и повышается жесткость.

Если необходимо очистить большие объемы воды и впоследствии использовать ее в промышленности или для бытовых нужд – может применяться хлорирование. Хотя этот способ считается устаревшим, в силу невысокой стоимости он в некоторых случаях является экономически целесообразным.

Несмотря на то, что такой способ позволяет в целом нормализовать химический состав артезианской воды, он имеет серьезные недостатки. В частности, частицы хлора, которые остаются в воде, при ее употреблении человеком могут нанести серьезный ущерб здоровью. Альтернативой такого способа является ультрафиолетовое облучение, но оба эти способа уместны только в случаях, если в воде обнаружены вредные микроорганизмы, чего с артезианской водой практически не случается.

Последний этап окончательной, тонкой очистки – использование фильтра обратного осмоса. Используются устройства, состоящее из трех секций, через которые пропускается вода:

• механический фильтр;
• мембрана обратного осмоса;
• угольный фильтр.

Такие устройства могут быть не только промышленными (используются на очистных станциях), но и бытовыми (для домашнего использования).

Транспортировка артезианской воды

Добыча питьевой воды из артезианских скважин и очистка такие же сложные этапы, как и транспортировка воды. Такие процессы осуществляются посредством специальных сооружений, которые могут быть следующих видов:

• напорные водоводы (трубопроводы с полным сечением);
• безнапорные водоводы (трубопроводы с неполным сечением);
• открытые каналы (искусственные русла, по которым из скважин идут большие объемы воды).

Наиболее распространенным является первый вариант. Такие водоводы могут работать самостоятельно без дополнительного оборудования, если вода транспортируется из высокорасположенных природных источников.

Если давление в скважине небольшое или источник расположен в низине – дополнительно задействуются насосы. Также в этих случаях можно использовать безнапорные водоводы с неполным сечением. Стоимость отдельных секций таких водоводов ниже по сравнению с напорными, но так трасса подачи воды будет больше (это необходимо для обеспечения соответствующих уклонов), общая стоимость всего проекта увеличится.