Vrtání studní a zvodnělé vrstvy
Jaký je povrch Země? V geologickém smyslu je to horní část zemské kůry – nejvzdálenější část planety. Tato kůra se skládá z mnoha hornin, které vznikaly dlouhou dobu pod obrovským tlakem, pohybovaly se, klesaly a byly vytlačovány nahoru.
Představme si na pár minut, že jsme potápěči, kteří zkoumají oceán. Když se přiblížíme ke břehu, uvidíme, že se skládá z hrubého písku, oblázků nebo štěrku. Pokud se ale ponoříme do oceánu a začneme se pohybovat směrem do hlubin, začneme si všímat převahy jemného písku. Čím dále od pobřeží jsme, tím více se budeme setkávat s produkty rozpadu hornin, které se zde na dně hromadily řadu let. Voda je přenáší a vytváří na dně moře hromadění písku, jílu, štěrku atd.
Každé plemeno se vyznačuje určitým umístěním v přírodních podmínkách. Například u pobřeží vidíme velké částice, ale jak se pohybujeme hlouběji, drtí se. Po nějaké době se pobřeží začne posouvat a vrstvy mění svou polohu. Ve výsledku můžeme pozorovat jakýsi dort z několika vrstev, které se navzájem nahrazují. Každá vrstva má svou vlastní zónu, která se nazývá vrstva. Jedná se o stejné vrstvy sedimentárních hornin.
Někdy dochází k přírodním katastrofám, které výrazně urychlují proces přeměny hornin, což vede ke vzniku nových minerálních hornin. Mohlo to být způsobeno zemětřesením, sopečnou erupcí nebo posunem tektonických desek. V důsledku toho se pomalé procesy, které se táhnou tisíce let, náhle posouvají do radikálně jiného stavu.
Písek může být nahrazen hlínou, která naopak nahrazuje hlínu. Některá vrstva může ležet klidně v hloubce s horizontálním umístěním.
Stává se však také, že vrstvy velmi mění svůj tvar a polohu, jsou umístěny pod úhlem nebo ve svislé poloze.
Když pozorujeme vodu po dešti, můžeme si všimnout, že v místech, kde je hodně písku, se rychle vsákne do země, ale tam, kde je hodně hlíny, se objevují dlouhověké louže. Proč se zde voda nedostane do země? Faktem je, že hlína je nahromaděním velmi malých částic o velikosti až 2 mikrometry. Taková malá zrnka se k sobě dobře lepí a tvoří hutnou hmotu – jíl. Mají póry, ale jsou příliš malé na to, aby jimi voda rychle prošla. V důsledku toho je absorpce omezena na molekulární typ pohybu.
Tyto malé póry, které jíl má, vždy obsahují vodu. Navíc s ním interagují, protože jílové částice mají speciální krystalickou strukturu, která jim dává schopnost pracovat s vodou na elektrochemické úrovni.
Voda se pohybuje hlínou, ale dělá to velmi, velmi pomalu. Tento pohyb je mnohem pomalejší než pronikání pískem. Pokud budete mít štěstí, voda se může posunout o 14 milimetru za 1,5 hodin. Může trvat roky, než voda plně pronikne do hloubky více než metr. Soli, které jsou nerovnoměrně rozpuštěné ve vodě, mohou proces urychlit. Interakcí s hlínou tyto soli poněkud podpoří pohyb tekutiny. Pomoci může i nerovnoměrné zahřívání hlíny.
Pokud si představíme proces pronikání vody do země, uvidíme, jak se dešťové kapky hromadí nad zemským povrchem, pak poměrně rychle jdou dovnitř, poháněny gravitací. Jakmile však půda a písek zmizí, vrstva jílu začne zachycovat vodu. To bude první překážka v její cestě. V důsledku toho se voda hromadí nad vrstvou jílu, která tvoří první vrstvu vody, zvanou podzemní voda. Taková akumulace se může rozšířit na velkou plochu, jejíž přesné parametry budou záviset na poloze písku a jílu.
Když kopáte studnu, první věc, kterou uděláte, je dostat se do spodní vody.
Vědecky se takové akumulaci vody říká vodonosná vrstva. Pokud je nad tímto útvarem velká akumulace písku, pak může být dostat se k němu velmi obtížným úkolem. V některých oblastech je proto nutné kopat tak hluboké studny, než se na dně objeví první kapky vody. Kvalitu vody útvaru však ovlivňuje také jeho tloušťka a tloušťka. Jako voděodolný materiál, který brání dalšímu pohybu vody, lze použít nejen hliněné usazeniny, ale také horniny, čediče, břidlice, a pokud v nich nejsou žádné trhliny, zadržují vodu o nic hůř než cokoli jiného .
Pokud začnete čerpat vodu ze studny, která je takovou vodou napájena, zaznamenáte v ní pokles hladiny. Brzy se však vzpamatuje, protože okolní půdy začnou uvolňovat vodu, čímž obnoví rovnováhu.
Jak dobře vrstva písku nebo štěrku prochází vodou, přímo ovlivní rychlost jejího přítoku. Čím větší jsou póry v hornině, tím snáze si voda najde cestu. Za zvážení stojí i pohyb vody po nepropustné vrstvě. Pokud je umístěn pod úhlem, voda bude proudit do hlubších oblastí.
V důsledku toho vznikají tůně podzemní vody, které se nacházejí v prohlubních hliněné vrstvy, podobně jako zvláštní mísy.
Pod nepropustnou vrstvou se dříve nebo později objeví další vodonosná vrstva. Zjistit jeho přesnou polohu však není vždy jednoduché. Koneckonců, vodotěsné vrstvy nejsou uspořádány podél pravítka a neustále se mění jejich poloha, tloušťka a velikost. Mohou se také vyklínit. Voda je občas obejde a najde si pro sebe skulinku do hlubších oblastí země. Pokud vodotěsná vrstva šla pod úhlem a nakonec došla, voda po ní stéká na další písčité místo a pokračuje dál.
Mnozí z nás si ani neuvědomují existenci celých podzemních moří umístěných přímo pod námi. Každá taková akumulace vody má své vlastní charakteristiky a rysy, které se liší v závislosti na cestě, kterou voda na své cestě urazila, a také na horninách, které ji obklopují. Při vrtání byste měli vždy vzít v úvahu tyto vlastnosti, protože na nich závisí kvalita vody, která bude ze studny odebírána. Abyste přesně věděli, co vás v podzemí čeká, můžete provést inženýrské průzkumy.