Ранее движение артезианских вод уподобляли потоку в трубе с источником питания, расположенным выше точки истечения воды. В большинстве учебников гидрогеологии артезианский бассейн представлен в виде синклинальной структуры с областями питания, расположенными выше уровня разгрузки воды. Первоначальный уровень артезианских вод постепенно понижается от областей питания в сторону очага разгрузки. Артезианский водоносный горизонт залегает между пористыми, но почти непроницаемыми слоями, называемыми водоупорами и слабоводопроницаемыми слоями. Такое строение типично для многих больших артезианских бассейнов. Однако в природных условиях их разнообразие бесконечно. Ниже описано несколько типичных артезианских бассейнов.

На рис. 2.11, а показан артезианский бассейн с низким напором, формирующимся в области распространения закрепленных дюнных песков. Здесь заболоченные низины служат слабоводопроницаемыми слоями. На рис. 2.11,б изображен водоносный горизонт, представляющий собой зону трещиноватости, образованную разрывным смещением консолидированных водонепроницаемых пород. Такие водоносные горизонты обладают большим напором, но низкой производительностью. На рис. 2.11, в видно, что артезианский водоносный горизонт может представлять собой не только синклиналь, но и антиклиналь. Горизонтально залегающие породы часто образуют артезианские водоносные горизонты. Напорные водоносные горизонты также распространены в ледниковых отложениях. На рис. 2.11, д показана артезианская скважина, вскрывающая напорные воды на контакте флювиогляциальных и моренных отложений.

Балтийско-Польский артезианский бассейн

Сложные гидрогеологические условия в пределах рассматриваемого бассейна, связанные с различным геологическим строением его частей, обусловили и особенности распределения эксплуатационных ресурсов пресных подземных вод.

В строении водосодержащей толщи зоны интенсивного водообмена, к которой приурочены основные ресурсы пресных подземных вод, принимают участие отложения от четвертичного до докембрийского возраста. Наибольшее площадное распространение имеют основные водоносные горизонты четвертичных, швентойско-тартусских и сеном-туронских отложений.

Общая величина естественных ресурсов подземных вод по Балтийско-Польскому бассейну равна примерно 700 мз/с. Основная часть 50% естественных ресурсов сосредоточена в, аллювиальных, флювиогляциальных и других генетических типах четвертичных отложений, около 20% ресурсов приурочено к сенонтуронским отложениям (табл. 2).

Среднемноголетний модуль подземного стока изменяется в широких пределах (от 1 до 5 — 6 л/с на 1 км), в среднем для всей площади бассейна модуль равен 2 — 3 л/с на 1 км. Наиболее высокие значения модуля подземного стока наблюдаются на севере Эстонии, в районе распространения известняков ордовика и силура, и в центральной части бассейна на площади развития, мощной толщи четвертичных отложений. В целом по бассейну наблюдается тенденция уменьшения модуля в южном направлении по мере уменьшения влажности климата.

Эксплуатационные ресурсы подземных вод Балтийско-Польского бассейна оцениваются примерно в 430 м/с, из них около половины приходится на долю восполняемых. Восполняемые ресурсы принимаются равными около 30% от естественных. Распределение эксплуатационных ресурсов по основным водоносным горизонтам приведено в табл.2. Как видно из таблицы, около 45% ресурсов приурочено к четвертичному и 25% — к сеном-туронскому водоносным комплексам. Очень незначительными ресурсами, измеряемыми несколькими кубическими метрами в секунду, характеризуются сеноманский, верхнепермский, кемброордовикский и кембро-вендский горизонты и комплексы.

Модули эксплуатационных ресурсов по Балтийско-Польскому бассейну колеблются от 0,1 до 3 — 5 л/с на 1 км, в среднем по бассейну модуль составляет 1,5 л/с на 1 км. Наиболее водообильные участки, где модули достигают 2 — 5 л/с на 1 км, расположены на севере бассейна, на площади развития ордовикских, силурийских и среднедевонских отложений, в центральной части бассейна, где основные водоносные горизонты приурочены к четвертичным отложениям и неогеновым, палеогеновым и меловым породам. Участки с высоким значением модуля эксплуатационных ресурсов выделяются также на юге бассейна, где развиты мергельно-меловые породы. Участки, наименее обеспеченные подземными водами, расположены по берегам Финского и Рижского заливов, а также в западных частях Литвы и Латвии и на юге Украины (южная окраина бассейна).

Современный водоотбор на территории бассейна равен 25 — 30 м/с, что составляет около 6% от эксплуатационных. ресурсов. Наиболее интенсивно эксплуатируются водоносные горизонты четвертичных, меловых, швентойско-тартусских и ордовикских отложений.

Подземные воды широко используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения городского и сельского населения. Водоснабжение мелких и средних городов почти повсеместно базируется на подземных водах, в балансе водопотребления таких крупных городов, как Рига, Калининград, Талин, подземные воды составляют около 40 — 50.%.

Перспективная потребность большей части городов, расположенных на территории бассейна, может быть удовлетворена за счет подземных вод, за исключением нескольких городов, расположенных в северной части бассейна (Таллин, Клайпеда, Шауляй, Калининград и др.), где подземные воды могут обеспечить только 30 — 60% потребности.

По Балтийско-Польскому бассейну ГКЗ и ТКЗ утверждено около 35 мз/с подземных вод, что составляет около 8% от эксплуатационных ресурсов. Более половины утвержденных запасов относится к четвертичному водоносному горизонту (см. табл. 2).

Ниже дается краткая характеристика основных водоносных горизонтов и комплексов Балтийско-Польского бассейна, для которых проведена оценка эксплуатационных ресурсов подземных вод.

Четвертичный водоocный комплекс выделяется в качестве основного в центральной части Балтийско-Польского бассейна. На юге Белоруссии эксплуатационные ресурсы четвертичного комплекса оцениваются вместе с ресурсами неогеновых, палеогеновых и меловых отложений. На большей площади четвертичные отложения представлены водно-ледниковыми образованиями. В северной части бассейна практическое значение для водоснабжения имеют ресурсы подземных вод аллювиальных и водно-ледниковых отложений, выполняющих переуглубленные участки речных долин (Даугава, Лиелупе, Гауя, Нярис и др).

Водовмещающие породы четвертичного комплекса представлены песчано-гравийно-галечниковыми отложениями. В ледниковых отложениях, как правило, содержится несколько водоносных горизонтов, мощность которых изменяется в широких пределах — от нескольких метров до 10 — 20, реже 30 — 40 м. В переуглубленных долинах мощность водовмещающих пород колеблется также от нескольких метров до 50- 100 м, а в наиболее крупных переуглубленных долинах до 150 м, и более.