Замкнутый водный цикл и природные предпосылки

Естественный круговорот движения воды протекает по строго установленным правилам, сложившимся с начала мира. Вода испаряется с поверхности почвы, из ручьев, русел рек и моря, образуя облака в верхних слоях атмосферы. Охлаждение водяного пара создает осадки, которые пропитывают землю. Затем вода просачивается через поверхностные проницаемые слои, образуя подземные озера, реки и ручьи. Двигаясь по непроницаемым слоям, через поры и трещины, вода вновь вырывается на поверхность, образуя родники, которые в конечном итоге перетекают обратно в более крупные водные массы, замыкая тем самым круговорот.

Общеизвестно, что водные ресурсы распределены неравномерно. В то время как регионы с богатыми источниками изобилуют, существуют обширные пустынные пространства, полностью лишенные растительности. Исторически крупнейшие населенные пункты образовывались исключительно там, где был постоянно обеспечен запас питьевой воды. Для удовлетворения потребностей населения в более засушливых регионах была развита гидрогеология — научная отрасль, изучающая факторы залегания и движения подземных вод. В воронки часто вставляют красители, чтобы точно определить, где та же самая вода снова поднимается на поверхность.

Геоморфологические образования и особенности рельефа

Эксперты, занимающиеся биолокацией в полевых условиях, должны иметь солидный геологический опыт, чтобы знать, какой профиль почвы следует ожидать. Анализируя типичные формы рельефа, можно наблюдать три характерные геоморфологические единицы, которые четко иллюстрируют различные условия водоснабжения:

• Равнинные территории и речные равнины: Они сложены преимущественно глинистыми, песчаными и гравийными отложениями. Из-за высокой водопроницаемости залегание воды широко распространено, а уровень подземных вод напрямую зависит от уровня воды основных рек района. Задача состоит в том, чтобы точно найти живую проточную воду вместо застойных «луж», а также в опасности торфа, который может придать образующейся воде непригодный запах гнили.
• Холмистые местности и горные склоны: Они построены из неогеновых отложений, преимущественно глинистых и известняковых мергелей, иногда с песком. Вода в этих мергелевых (непроницаемых) субстратах непостоянна и зависит исключительно от повторяемости осадков и уклона местности, поэтому такие районы считаются в геологическом отношении крайне неблагоприятными для поиска питьевых ручьев.
• Делювиальные речные террасы: Они залегают на мергелистых отложениях и сложены преимущественно глиной с кварцевой галькой и редкими прослоями песка. Гидрогеологические условия здесь гораздо более благоприятны, поскольку глинистый поверхностный слой с песком выступает естественным резервуаром воды, стекающей вниз под действием силы тяжести, в результате чего шансы найти жилу подземных вод значительно выше.

Исследования в непроницаемых горных породах (Лапорчи)

Хотя общая геология подсказывает, что мергели и подобные им породы (например, песчаник и доломит) являются неблагоприятными, практика показывает, что найти воду возможно, хотя и чрезвычайно сложно. В таких субстратах вода движется не по самим слоям, а исключительно по узким тектоническим трещинам и разломам, создаваемым последующим перемещением грунта.

Эти подземные потоки редко имеют высокий расход (обычно от 1 до 3 литров в минуту). Самой большой проблемой при проведении работ является точность самого бурения. Если на глубине 20-30 метров есть водная жила шириной всего 5-10 сантиметров, то даже малейшее отклонение бура приводит к выходу из строя. Отклонение всего лишь на один градус по вертикали означает погрешность в 24 сантиметра на глубине 10 метров и даже 48 сантиметров на глубине 20 метров, из-за чего машина легко проходит прямо у воды. Однако на практике были зафиксированы отличные результаты; на некоторых термальных курортах на таких местностях успешно закачивалась артезианская вода под давлением на глубину до 30 метров, а в некоторых сельских населенных пунктах создавалась мощная струя воды, полностью снабжаемая местным водопроводом.

Расчет мощности скважины и водоснабжения

Уровень воды в колодцах и скважинах подвержен постоянным колебаниям; он повышается из-за обильных дождей и падает в засушливые периоды. При определении места расчетный расход воды (например, 2 литра в минуту, это 120 литров в час, или 2,88 кубических метров в сутки) необходимо принимать с некоторым инженерным запасом.

Этот расчет верен только в том случае, если емкость самой скважины от забоя до линии гидростатического давления может вместить весь этот объем или если всасывающая труба расположена значительно ниже гидростатического уровня. Объем колодца рассчитывается по классической формуле объема цилиндра (площадь основания, умноженная на высоту столба воды). Внутренний диаметр трубы играет абсолютно решающую роль в формировании запаса воды.

Таблица: Объем воды на один метр высоты колодца (1,00 м)

Из приведенных данных ясно следует следующий вывод: если вода в колодце поднимется на 3 метра от дна за счет гидростатического давления, то колодец диаметром 1 метр вместит внушительные 2355 литров воды, тогда как узкая труба диаметром 0,30 метра наберет едва 213 литров, несмотря на точно такой же приток из подземной жилы. Это подробно объясняет, почему жители сельской местности роют исключительно широкие колодцы, чтобы обеспечить безопасное и достаточное количество воды для всего хозяйства и скота.

Современные установки узких труб с водяными насосами рекомендуются только для просторных ровных участков с высокой степенью урожайности, тогда как на холмистой и неровной местности такой вариант очень часто не осуществим. Общая рекомендация профессии – колодец для дачи не должен иметь диаметр менее 60 сантиметров, а для крупных агрохолдингов этот диаметр должен быть не менее одного метра. Также необходимо строго следить за тем, чтобы две скважины никогда не рылись слишком близко к одному и тому же водоему, чтобы невольно не истощать запасы друг друга.