Артезианская скважина представляет собой безнасосный источник воды, в котором используются трубы, позволяющие подземным водам, находящимся под давлением, подниматься на поверхность. Этот тип колодца, кажется, не поддается гравитации, потому что давление, которое возникает между слоями породы, уменьшается, когда вода находит путь к открытому воздуху. Кроме того, вода проходит естественную фильтрацию, поскольку она проходит через пористую породу, просачиваясь в землю и достигая водоносного горизонта, который является источником подземных вод. На протяжении веков люди бурили артезианские скважины, чтобы пить фильтрованную воду, которую не нужно вручную или механически поднимать из глубины.
Водоносный горизонт является источником воды для артезианской скважины. Это слой проницаемой породы, такой как известняк или песчаник, который поглощает воду из входного канала на большой высоте, например, на вершине горы. Источник воды может питаться за счет таяния снега или осадков.
Пористый камень зажат между верхним и нижним слоями непроницаемого вещества, такого как глинистый грунт или сланцевая порода. Это поддерживает высокое давление воды, так что в точке ниже входа потока создается достаточное давление, чтобы поднять воду, когда давление сбрасывается. Природные источники образуются таким же образом, когда щель в непроницаемой скале — возможно, вызванная землетрясением — позволяет воде подняться на поверхность. Иногда, если давление в водоносном горизонте особенно сильное, вода может выбрасываться фонтаном и образовывать гейзер.
Артезианские скважины встречаются во всем мире. Целые города полагались на гигантские подземные водоносные горизонты, чтобы обеспечить пресной холодной водой, когда нет надземных рек. Там, где современная сантехника скудна или отсутствует, людям часто приходится полагаться на артезианскую скважину для получения чистой воды. Большой артезианский бассейн, который обеспечивает пресной водой внутренние районы Австралии, является крупнейшим таким бассейном в мире. К этому водоносному горизонту подключены тысячи артезианских скважин.
Первая известная артезианская скважина была пробурена в 1126 году группой монахов, которые использовали стержень с острым концом, называемый буром, чтобы пробить слой непроницаемой породы и добраться до водоносного горизонта. Их ударное бурение — просто удары молотком по концу ствола — пробило скалу чисто человеческой силой. Вода, поднявшаяся на поверхность, просочилась через поры скалы, так что многие загрязняющие вещества были отфильтрованы, и оказалось, что пить ее безопаснее, чем стоячую воду с поверхности или речную воду.
Артезианские скважины — это естественная инновация, позволяющая сэкономить усилия и не требующая дополнительной механики или фильтрации для получения пригодной для использования воды. Слово «артезианская» происходит от французского региона Артуа, где эта техника была задокументирована в 12 веке н.э. Вода в артезианской скважине берется из водоносного горизонта, причудливого термина для куска породы или отложений, удерживающих воду.
Вода попадает в водоносные горизонты через дренаж почвы, также известный как подпитка грунтовых вод. Осадки являются основным источником пополнения запасов подземных вод. Эта подповерхностная вода заполняет пустые пространства внутри и между слоями горных пород и почвы. Для достаточного пополнения запасов подземных вод в водоносных горизонтах количество осадков должно превышать количество, которое теряется в результате испарения или используется растениями, растущими в почве. Около 10-20% осадков на Земле попадают в водоносные горизонты в виде подземных вод.
Глубоко в земле давление, создаваемое между слоями породы, может вытолкнуть грунтовые воды на поверхность. В то время как эти грунтовые воды остаются в ловушке под поверхностью, возникающее в результате давление, которое нарастает, называется артезианским давлением. Величина этого давления может варьироваться от скважины к скважине. Сам водоносный горизонт, содержащий воду, называется артезианским водоносным горизонтом.
Бурение необходимо для доступа к грунтовым водам и создания артезианской скважины. Обычно вы увидите, что эти колодцы включают в себя трубу или нагнетательный трубопровод, по которому вода может подниматься. Но их конструкция не ограничивается простым просверливанием отверстия и втыканием трубы в землю. Управление потоком может потребоваться, чтобы избежать расхода воды и эрозии, но это также может требоваться государственными или местными властями. законы. И хотя многие артезианские скважины дают чистую воду, для некоторых могут потребоваться меры дезинфекции для удаления вредных микробов и токсинов.
Контролировать поток артезианской скважины можно, установив защитный колпачок наверху трубы. Эта крышка препятствует свободному вытеканию воды из колодца, но также защищает колодец от вредителей, химикатов и других загрязняющих веществ. Наряду с этой крышкой скважина может быть оборудована регулирующей арматурой и арматурой для сброса давления. Эти элементы управления предотвращают утечку избыточной воды, что, в свою очередь, гарантирует, что скважина не пересыхает преждевременно. В зависимости от конструкции скважины и потребностей пользователя может потребоваться цементный раствор для надлежащей герметизации и обеспечения контроля потока.