На рисунке 121 изображён артезианский колодец в разрезе. Почва, суглинок и песок легко пропускают воду. Глина и известняк, наоборот, водонепроницаемы. Объясните действие такого колодца.

рис. 121

Давайте разберём действие артезианского колодца, опираясь на физические и гидрологические принципы.

1. Структура почвы и водоносных слоёв:
   Земная поверхность состоит из различных слоёв почвы и пород, каждый из которых обладает индивидуальными свойствами по пропусканию воды.

   • Почва, суглинок, песок: Эти материалы обладают высокой водопроницаемостью, то есть легко пропускают воду. Дождевые осадки и поверхностная вода проникают через эти слои вниз, заполняя пространства между частицами породы. Это называется инфильтрацией.
   • Глина и известняк: Эти породы практически или полностью водонепроницаемы. Глина имеет мелкие поры, которые удерживают воду, а известняк часто не позволяет воде проходить сквозь него. Эти слои формируют водоупорные горизонты, которые ограничивают движение воды в нижние слои.

2. Водоносный слой:

   • Вода, проникая через водопроницаемые слои (например, песок), накапливается над водоупорными слоями (например, глиной или известняком). Такой слой называется водоносным.
   • Водоносный слой может находиться под влиянием давления, если он зажат между двумя водоупорными слоями. Это происходит в случае артезианских бассейнов.

3. Принцип действия артезианского колодца:

   • Артезианский колодец пробуривается в водоносный слой, который находится под давлением.
   • Давление создаётся за счёт того, что водоносный слой окутан водоупорными слоями, а вода поступает в него из более возвышенных участков, где находятся водопроницаемые слои.
   • В результате, вода в артезианском слое находится под повышенным гидростатическим давлением. Если пробурить скважину, это давление заставляет воду подниматься вверх, иногда даже без использования насосов — лишь за счёт силы давления.

4. Роль давления:

   • Давление воды в артезианском слое создаётся благодаря законам гидростатики, а именно — законам Паскаля и гидростатического давления.
   • Чем выше водоносные горизонты относительно точки бурения, тем больше давление. Это связано с массой воды, которая давит сверху вниз.

5. Экологические аспекты:

   • Артезианские воды часто оказываются чистыми, поскольку они защищены от загрязнений водоупорными слоями.
   • Однако бурение таких колодцев требует осторожности, чтобы не нарушить естественный баланс водоносных горизонтов.

Таким образом, артезианский колодец работает благодаря наличию водоносного слоя под давлением из−за водоупорных пород, который позволяет воде подниматься на поверхность.