Artesian jak to taki, który jest połączony z gromadzeniem wody, której poziom jest piezometrycznych nad powierzchnią otworu. Oznacza to, że górna granica warstwy wodonośnej jest wyższa niż otwór, przez który ciecz opuszcza studnię artezyjską.
Z tego powodu główną cechą charakterystyczną studni artezyjskiej jest to, że woda wypływa sama, bez potrzeby pompowania. Obszar, na którym znajduje się zbiornik wodny, nazywany jest poziomem wód gruntowych. Samo gromadzenie się wody następuje między dwiema wodoodpornymi warstwami.
Studnia artezyjska, Cella (Teruel)
Fakt, że ciecz znajduje się między nieprzepuszczalnymi warstwami powoduje, że jest ona ściśnięta, więc ciśnienie jest zwykle wysokie. Wspomniane ciśnienie jest również spowodowane wpływem wysokości w stosunku do otworu studni. Systemy artezyjskie mogą również zawierać wodę o wysokich (termicznych) temperaturach.
cechy
Studnie artezyjskie mają kilka cech szczególnych. Po pierwsze, wnęka, do której płynie woda, ma duże nachylenie, a ściany tej wnęki są wodoodporne.
Woda wpływa w wyniku opadów przez górny spadzisty koniec. W takim przypadku musi istnieć pewna przepuszczalność, aby masa wody deszczowej wpływała i aglutynowała w kierunku dna. W ten sposób na skutek ciężaru samej cieczy powstaje wysokie ciśnienie.
Otwór, przez który wypłynie woda, powinien znajdować się w dolnej części pochyłej. Następnie należy go wywiercić w kierunku górnej ściany wspomnianego dolnego ukośnego końca.
Wodoszczelność skał tworzących krawędzie wklęsłości wynika z ich zwartości. Ponadto, aby studnia działała prawidłowo, o jakiejś porze roku wymagana jest obecność ulewnych deszczy przenikających w kierunku górnego końca nachylonej wklęsłości.
Większość tych warunków występuje zwykle w dolinach. Podobnie podczas wiercenia krawężnika studni ciecz zwykle wypływa pod bardzo wysokim ciśnieniem, a woda podnosi się nawet kilka metrów nad ziemią.
Istnieją również tak zwane źródła artezyjskie. W nich zasada akumulacji masy wody jest podobna; jednakże ciecz wypływa na powierzchnię przez otwory, które utworzyły się w warstwach nieprzepuszczalnej skały.
Podsumowując, studnia artezyjska ma następujące cechy:
- Składa się z nachylonej wklęsłości pod ziemią.
- Ściany wklęsłości zbudowane są ze zwartych skał o charakterze nieprzepuszczalnym.
- Woda, która dostaje się do środka, jest produktem deszczu.
- Perforacja odprowadzająca wodę przebiega w dolnej części, a ciężar cieczy wywołuje jej wysokie ciśnienie.
Korzyść
Często dobrym rozwiązaniem jest zbudowanie studni artezyjskiej. Zapewniają one korzyści, takie jak fakt, że głębokość poziomu wody jest zwykle znana z góry.
Ponadto studnie te mogą dostarczać duże ilości wody i nie wymagają sprzętu do pompowania. Woda artezyjska nie wymaga sprzętu do czyszczenia cieczy ze względu na jej czystość oraz fakt, że nie jest narażona na zanieczyszczenia.
Jak to jest zbudowane?
Często wymagane są wcześniejsze badania, aby określić obecność warstwy wodonośnej lub wyszukać dokumenty ekologiczne. Mapy topograficzne również dostarczają dobrych informacji w tym zakresie.
Na poszukiwania często wymagana jest koncesja, a koszty są wysokie, ponieważ musi to zrobić firma. Z drugiej strony, jeśli głębokość odwiertu przekracza 7 metrów, wykop należałoby wykonać wiertłem.
Głębokość
Odwierty o głębokości większej niż 30 wymagają pewnych zezwoleń na wydobycie. Dodatkowo należy wziąć pod uwagę kwestie dotyczące rur; zaleca się, aby były wykonane z polimerów i plastiku, gdy głębokość jest niewielka.
Stalowe są doskonałą opcją na większe głębokości, ale należy unikać spawania ze względu na skutki korozji.
Studnie artezyjskie są zwykle wiercone wiertłami; średnica początkowego otworu musi być większa niż średnica rury. Wykop należy wykonać z dala od możliwych zanieczyszczeń.
Rury można popychać ręcznie, gdy jest płytko, jeśli nie jest wymagane odpowiednie wyposażenie mechaniczne. Głębokie wiercenie można wykonać za pomocą obrotnic lub młotów.
Można również użyć kabli obrotowych i udarowych, a także dysz wodnych.
Ostatecznie, po wykopaniu otworu i połączeniu poziomu wody z powierzchnią za pomocą rury, należałoby zamontować dodatkowe elementy ochronne. W tym przypadku mówimy o osłonach, aby zapobiec przedostawaniu się zanieczyszczeń i chronić samą instalację.
Różnice między studnią artezyjską a normalną
Zasadnicza różnica między studnią artezyjską a studnią zwykłą polega na tym, że w tej pierwszej woda tryska sama, nawet pod ciśnieniem. Z drugiej strony w normalnej studni do wydobycia wody wymagany jest jakiś rodzaj mechanizmu, ręcznego lub pompowego.
Studnie artezyjskie zazwyczaj zapewniają znacznie czystszą wodę, która na ogół nie wymaga uzdatniania. Ponadto mają one zwykle dłuższą żywotność i dostarczają większe ilości wody niż normalna studnia.
W większości przypadków istnieje wcześniejsza wiedza o istnieniu warstw wodonośnych ze studni artezyjskich; są one zwykle udokumentowane w dziedzinie geologicznej.
Wszystko, co wiąże się ze studniami wodnymi, jest ekscytującym i ważnym tematem dla człowieka. Wynika to z tego, jak istotny jest ten płyn dla przetrwania gatunku.
Bibliografia
- Batu, V. (1998). Aquifer Hydraulics: kompleksowy przewodnik po analizie danych hydrogeologicznych. New Jersey: John Wiley & Sons.
- Batu, V. (2005). Applied Flow and Solute Transport Modeling in Aquifers: Fundamental Principles and Analytical and Numerical Methods. Boca Raton: CRC Press.
- Cheng, AH (2000). Wielowarstwowe systemy nawilżaczy: podstawy i zastosowania. Newark: CRC Press.
- Gordon, N., McMahon, T., Finlayson, B. i Gippel, C. (2004). Hydrologia strumieniowa: wprowadzenie dla ekologów. New Jersey: John Wiley and Sons.
- Istok, J. i Dawson, K. (1992). Testowanie warstwy wodonośnej, projektowanie i analiza pompowania i testów ślimakowych. Boca Raton: CRC Press.