Артезианские воды

        [от назв. франц. провинции Артуа (лат. Artesium), где эти воды издавна использовались], подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением. Залегают главным образом в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, образуя артезианские бассейны (См. Артезианский бассейн).

         Вскрытые искусственным путём А. в. поднимаются выше кровли водоносного пласта. При достаточном напоре они изливаются на поверхность земли, а иногда даже фонтанируют. Линия, соединяющая отметки установившегося напорного уровня в скважинах, образует пьезометрический уровень.

         В отличие от грунтовых вод, участвующих в современном водообмене с поверхностью земли, многие А. в. являются древними и их химический состав обычно отражает условия формирования.

         Первоначально А. в. связывали с мульдообразными структурами. Однако условия, при которых образуются эти воды, весьма разнообразны; часто А. в. можно встретить при флексурообразном асимметричном моноклинальном залегании пластов. Во многих районах они приурочены к сложной системе трещин и разломов.

         В пределах артезианского бассейна различают три области: питания, напора и разгрузки (рис. 1). В области питания водоносный горизонт обычно приподнят и дренирован, поэтому воды здесь имеют свободную поверхность; в области напора уровень, до которого может подняться вода, располагается выше кровли водоносного горизонта. Расстояние по вертикали от кровли водоносного горизонта до этого уровня называются напором.

         В отличие от области питания, где мощность водоносного горизонта изменяется в зависимости от метеорологических факторов, в области напора мощность артезианского горизонта постоянна во времени. На границе между областью питания и областью напора, в связи с количеством поступающей атмосферной воды, в различные сезоны может происходить временный переход воды со свободной поверхностью в воды напорные. В области разгрузки воды выходят на земную поверхность в виде восходящих источников. При наличии нескольких водоносных горизонтов каждый из них может иметь свой уровень, определяемый условиями питания и стока воды. Когда синклинальное залегание слоев соответствует понижениям рельефа, напоры в нижних горизонтах повышаются; при повышениях рельефа пьезометрические уровни нижних горизонтов располагаются на более низких отметках (рис. 2). Если, благодаря скважине или колодцу, два водоносных горизонта сообщаются, то при обращенном рельефе А. в. из верхнего горизонта перетекает в нижний.

         Различают артезианский бассейн и артезианский склон (рис. 3). В артезианском бассейне область питания располагается рядом с областью напора; далее по направлению подземного стока располагается область разгрузки напорного горизонта. В артезианском склоне последняя находится рядом с областью питания.

         Каждый крупный артезианский бассейн заключает в себе воды различного химического состава: от высокоминерализованных рассолов хлоридного типа до пресных слабоминерализованных вод гидрокарбонатного типа. Первые обычно залегают в глубоких частях бассейна, вторые — в верхних пластах (в различных артезианских бассейнах СССР на глубине от 100 до 1000 м).

         Пресные воды верхних водоносных пластов образуются в результате инфильтрации атмосферных осадков и процессов выщелачивания горных пород. Глубокие высокоминерализованные А. в. связаны с измененными водами древних морских бассейнов, находившихся в различные геологические эпохи на территории современных артезианского бассейна.

         В СССР ввиду большого разнообразия гидрогеологических условий артезианские бассейны иногда называют водонапорными системами (См. Водонапорные системы). Наиболее крупной водонапорной системой в СССР является Западно-Сибирский артезианский бассейн площадью 3 млн. км². Крупные бассейны напорных вод за рубежом имеются в Северной Африке, а также в восточной части Австралии.

         Лит.: Овчинников А. М., Общая гидрогеология, 2 изд., М., 1954; Каменский Г. Н., Толстихина М. М., Толстихин Н. И., Гидрогеология СССР, М., 1959.

         А. М. Овчинников.

        

        Рис. 1. Схема строения артезианского бассейна: А — пределы распространения артезианских вод: а — область питания, б — область напора, в — область разгрузки; Б — пределы распространения грунтовых вод; H₁ — напорный уровень выше поверхности земли; H₂ — напорный уровень ниже поверхности земли.

        Рис. 2. Типы артезианских бассейнов.

        

        Рис. 3. Схема артезианского склона.