Hidrogeologija - kas slypi po mūsų kojomis?

Ar kada nors kilo klausimas, iš kur po žeme atsiranda vanduo, kaip jį surasti ir kaip jį iš žemės išgauti? Arba gal kada susimąstėte, ar tas vanduo, kurį geriate, tiekiamas tikrai iš švaraus ir patikimo šaltinio? Į šiuos ir kitus panašius klausimus jums gali atsakyti specialistai hidrogeologai. Daugiau apie juos ir apie hidrogeologijos mokslą bei jo taikymą skaitykite šiame straipsnyje.

Hidrogeologija - kas tai?

Hidrogeologija – geologijos skyrius, tiriantis požeminio vandens kilmę, susidarymo, paplitimo ir filtracijos dėsningumus bei panaudojimo ūkyje galimybes. Požeminio vandens paplitimo aplinka yra gan sudėtinga, dėl to sudėtingas ir pats hidrogeologijos mokslas. Iš vienos pusės, didžiąją dalį šio mokslo bazinės terminologijos ir pagrindinių principų gali suprasti net neturintys hidrogeologo išsilavinimo. Tačiau norint šiuos principus pritaikyti praktikoje, daugeliu atvejų prireikia specializuotų žinių ir informacijos. Kai kurios pasaulio dalys turi didžiulius vandens resursus – dažnai lyja lietūs, daug antžeminio vandens, tačiau daugelyje šalių šių resursų nepakanka ir jų gyventojai priversti savo poreikiams naudoti požeminiuose telkiniuose susikaupusį vandenį. Tai yra viena iš praktinių hidrogeologijos mokslo pritaikymo sričių – hidrogeologai gali padėti aptikti tinkamus vandens rezervus, įvertindami, kiek daug vandens galima išgauti nepažeidžiant vandeningųjų sluoksnių struktūros bei konkretų regioną supančių ekosistemų. Tyrinėdami gruntinio vandens srautus, hidrogeologai taip pat gali nustatyti, kada šiam vandeniui keliamas užterštumo pavojus, ir rekomenduoti, kaip mes jį galime apsaugoti, kokių konkrečių apsaugos priemonių galime imtis. Be hidrogeologijos mokslo teikiamų žinių sudėtinga prognozuoti įvairios žmogaus ūkinės veiklos pasekmes vandens resursams arba vandens sunaudojimo pasekmes mūsų aplinkai.

Paslėptasis resursas

Kai mes kalbame apie gėlą vandenį, dažniausiai galvoje turime upes, ežerus, ir, galbūt, dirbtinius rezervuarus. Tačiau net jei mes įvertintume didžiulius Šiaurės Amerikos ežerus arba galingas upes, tokias kaip Amazonė ir Gangas, daugiau nei 97 % mūsų planetos gėlo vandens resursų slypi po Žemės paviršiumi gruntinio ir požeminio vandens formoje.

Daugelyje pasaulio vietų gruntinis vanduo yra pagrindinis kasdieninėje buityje naudojamo vandens šaltinis. Žemėje gręžiami gręžiniai iki pat įsotinto vandeniu sluoksnio tiekia vandenį žemės ūkio ir buities reikmėms miestuose bei kitose žmonių gyvenamose vietovėse. Mažiausiai 1500 milijonų miestų gyventojų pasaulyje savo buityje naudoja vandenį iš gruntinio vandens rezervų. Tai taip pat yra palyginti mažos savikainos vandens šaltinis kaimo vietovėse ir žemės ūkyje.     

Gruntinis vanduo turi daug privalumų. Jį pigu išgauti, jis paprastai yra geros kokybės ir gruntinio vandens sluoksniai yra dažnai pasitaikantys ir nesunkiai pasiekiami. Tai – patikimas šaltinis netgi sausros metu, kadangi po žemės paviršiumi saugomi didžiuliai jo ištekliai. Jis taip pat apsaugotas nuo katastrofų – jei dėl gamtinių nelaimių ar kokių nors kitų priežasčių (pvz. dėl uraganų, žemės drebėjimų, cunamių ar kitų priežasčių) sutrinka antžeminis vandens tiekimas, gruntinio vandens rezervus galima lengvai pasiekti, tokiu būdu greitai atstatant vandens tiekimą visai populiacijai.

Kai kurios zonos netoli žemės paviršiaus gali būti neprisotintos vandeniu ir vandens gavyba tokiose zonose galima tik protarpiais. Paprastai liaudyje žmonės tai įvardija kaip „nepavykęs šulinio iškasimas“ arba „netinkamai parinkta šuliniui vieta“. Tačiau realiai požeminį vandenį galima rasti beveik visur, skiriasi tik gylis, kuriame slūgso gėlo vandens sankaupos. Kartais šios sankaupos yra daug giliau, nei įmanoma pasiekti naudojantis paprastomis šulinių kasimo priemonėmis.

Gilieji požeminiai sluoksniai yra įsisotinę vandeniu, kuris ten kaupėsi šimtus ar net tūkstančius metų. Iš šių vietų dažnai išteka šaltiniai, o norint tokį vandenį pasiekti, tenka naudotis specializuota įranga, skirta geologiniams gręžiniams gręžti. Giluminis požeminis vanduo iš esmės yra izoliuotas nuo žemės paviršiaus, o visi jį supančių uolienų klodai veikia kaip natūralus gamtinis filtras, per ilgus metus pašalinęs iš vandens bet kokius galimus nešvarumus. Tai yra viena priežasčių, dėl ko požeminis vanduo yra toks patikimas švarumo požiūriu. Vanduo tokiuose sluoksniuose yra apsaugotas nuo taršos žemės paviršiuje – tai gali būti aukštos kokybės šaltinis tokiose vietovėse, kur tai anksčiau buvo laikoma neįmanomu reiškiniu. Tačiau bet kuriuo atveju būtina neužmiršti, jog tokio vandens resursai visiškai nesuteikia žmonijai preteksto išvengti atsakomybės už gamtos taršą.

 

Užterštumas

Pastaraisiais metais mes vis daugiau kreipiame dėmesį į įvairias aplinkai keliamas grėsmes. Daugelis šalių, ypač ekonomiškai išsivysčiusios, yra sukūrusios įstatymus ir reglamentus, padedančius saugoti aplinką. Ekonominis išsivystymas pirmiausia lemia didžiulės pramonės išsivystymą ir miestų didėjimą (urbanizaciją). Abu šie veiksniai reikalauja platesnės aptarnavimo sferos ir daugiau patogumų, o tai atitinkamai ir, deja, kaip taisyklė, lemia padidėjusį žalingų aplinkai medžiagų srautą, kuris tampa papildomu gamtos taršos šaltiniu.

Ar vis dar esate įsitikinę, jog jūsų geriamas vanduo yra nekenksmingas jūsų organizmui? Išsivysčiusiose šalyse vanduo į namus yra tiekiamas izoliuotais vamzdžiais, kurie vandenį apsaugo nuo taršos šaltinių poveikio. Netgi besivystančiose šalyse privaloma užtikrinti, kad teršalai nepatektų į gruntinius ir požeminius vandenis.

Gruntinis vanduo yra lengvai pažeidžiamas teršalų. Kai kurie veiksniai, dėl kurių gruntinis vanduo yra toks naudingas, taip pat lemia šio resurso „trapumą“. Požeminio vandens cirkuliavimo pobūdis yra toks, jog bet kuriuo momentu pavojingos medžiagos gali užteršti pakankamai didelius gėlo vandens išteklius. Pavyzdžiui, nuotėkis iš surūdijusių kuro cisternų gali bemat patekti į buitinio vandens tiekimo sistemą, net jei toks nuotėkis įvyksta už daugelio kilometrų nuo vandens gavybos vietos. Neturint tikslios hidrogeologinės informacijos apie gruntinio vandens cirkuliaciją nebus galima suplanuoti patikimo ir saugaus vandens šaltinio.

Tokią taršą sukelia ne tik miestai ir priemiesčiai. Žemės ūkyje naudojamos trąšos arba pesticidai, laikui bėgant, gali patekti į gruntinio vandens sistemas, ir tam neigiamos įtakos gali turėti netgi natūralių trąšų naudojimas bei intensyvus mechaninis žemės apdirbimas.

 

Kaip apsaugoti gruntinį vandenį?

 Norint apsaugoti gruntinį vandenį neužtenka vien tik saugoti jį nuo teršalų. Tam būtina netgi nuspręsti, kiek galima išgauti gėlo vandens nerizikuojant pažeisti natūralaus gamtos balanso. Paprastai tai reiškia, jog neleistina šių rezervų išeikvoti greičiau, nei jie pasipildo iš paviršinių vandenų bei kritulių. Taip pat būtina įvertinti galimą poveikį supančiai aplinkai. Gruntinis vanduo dažnai papildo įvairių upių srautus, ežerus ar pelkes. Per daug intensyviai vartojant šį resursą, galima sutrikdyti gamtoje esančių vandenų cirkuliaciją. Ir, savaime suprantama, būtina įvertinti galimus taršos šaltinius ir kaip jie gali paveikti gruntinio vandens kokybę.

Hidrogeologų vaidmuo

Hidrogeologai nuolat stebi gruntinio vandens srautų pobūdį. Remdamiesi šia informacija specialistai gali identifikuoti palankiausias gėlo vandens gavybai vietas, įvertinti vandens užteršimo riziką bei pateikti rekomendacijas, kuriomis remiantis galima išdėstyti potencialius taršos šaltinius taip, kad gruntinio vandens užteršimo pavojus būtų minimalus. Dauguma šiai veiklai reikalingų priemonių bei metodų, skirtų hidrogeologiniams žemėlapiams sudaryti, gruntinio vandens srautams tirti yra standartizuoti tarptautiniu mastu. Tai reiškia, jog skirtingų šalių hidrogeologai gali be jokių sunkumų dalintis reikalinga informacija ir patirtimi.

Hidrogeologai mums, vandens vartotojams, gali pateikti informaciją apie tai, kur galima rasti gėlo vandens, kaip jį išgauti, kaip jį tinkamai panaudoti ir kaip apsaugoti nuo sunaikinimo. Žinoma, nuolat kuriamos įvairios priemonės geriamojo vandens kokybei gerinti – įvairūs teršalų filtrai, mikrobus naikinančios medžiagos – tačiau pats veiksmingiausias būdas norint išsaugoti kokybišką geriamąjį vandenį yra užterštumo prevencija. Tai apsaugotų visus geriamojo vandens resursus ir nereikėtų naudoti jokių papildomų vandens valymo priemonių. Hidrogeologų ekspertų patarimai padeda įgyvendinti šią koncepciją praktiškai.


Hidrogeologija – mokslo taikymas praktikoje

Vanduo – pagrindinė gyvų organizmų egzistavimo sąlyga. Gerdamas užterštą geriamąjį vandenį, žmogus gali susirgti įvairiomis ligomis. Lietuva yra bene vienintelė šalis Europos žemyne, kur naudojamas tik požeminis geriamasis vanduo. Teršiant aplinką, teršiami ir požeminiai vandenys, todėl tenka statyti valymo įrenginius. Dėl šios priežasties geriamasis vanduo brangsta. Norint gerti tikrai kokybišką geriamąjį vandenį, reikia kreiptis į specializuotą firmą, kuri gali atlikti grunto tyrimus, parinkti vietą ir išgręžti gręžinį, atitinkantį jūsų poreikius ir Lietuvoje galiojančius reikalavimus. Kvalifikuoti specialistai, remdamiesi sukaupta informacija ir naudodami pažangias technologijas, gali pasiekti sluoksnius, kuriuose randamas švarus ir tyras vanduo.

Geriamo vandens gręžiniai įrengiami vienam iš svarbiausių maisto produktų – vandeniui tiekti. Kadangi geriamo vandens kokybei keliami itin aukšti reikalavimai, gręžinio įrengimas atlieka svarbų vaidmenį norint išvengti požeminio vandens užteršimo nuo žemės paviršiaus ar iš kitų vandeningų horizontų. Be to, nuo gręžinio įrengimo priklauso gręžinio našumas bei ilgaamžiškumas.


Parengiamieji darbai

Gręžiami tiek mažo skersmens seklūs gręžiniai, skirti privačioms reikmėms, tiek dideli gręžiniai, aprūpinantys vandeniu ištisas gyvenvietes. Norint gręžti gręžinį, pirmiausia užpildoma ir savivaldybei pateikiama paraiška. Gavus teigiamą savivaldybės atsakymą, rengiamas gręžinio projektas: užsakovas sudaro sutartį su atitinkamą kvalifikaciją turinčia įmone, kuri parengia projektą, parenka gręžinio konstrukciją, nustato sanitarinės apsaugos zoną, nuotekų tvarkymo būdus ir kt. Suderinus projektą, kuris užregistruojamas Lietuvos geologijos tarnyboje, galima gręžti gręžinį. Jei gręžinys nenaudojamas ilgiau nei pusę metų, jį reikia hermetiškai uždaryti. Nusprendus visiškai nebenaudoti gręžinio, jį būtina likviduoti. Likvidavimo darbus taip pat atlieka specializuotos hidrogeologijos įmonės.

Gręžinio gręžimas

Ieškant neužteršto vandeningo grunto sluoksnio labai dažnai daromas bandomasis gręžinys. Nustatoma, kokią gręžimo techniką tikslingiausia pasirinkti, apskaičiuojama darbų apimtis. Gręžimo būdas (sraigtinis, kalamasis, koloninis) parenkamas pagal gręžinio paskirtį. Gręžinio eksploatacijos laiko trukmė priklauso nuo grunto sudėties ir geležies kiekio vandenyje: smulkesnis smėlis greičiau užkemša filtrą, taigi aplink jį reikia užpilti žvyro sluoksnį, nenaudoti korozijai neatsparių medžiagų. Baigus darbus išvalomas vandeningasis sluoksnis, išmatuojamas statinis ir dinaminis vandens lygiai, paimamas mėginys analizei ir įvertinamas pagal geriamojo vandens standartą. Prieš gręžiant gręžinį reikėtų pasidomėti, kokius garantinius įsipareigojimus suteikia darbus atliekanti įmonė.

 

Tinkamai išgręžtas ir įrengtas gręžinys gali tarnauti daug metų, tačiau būtina periodiškai valyti jo dugne besikaupiančias nuosėdas. Remontuojant gręžinį nereikia nei leidimo, nei specialaus projekto. Dažniausiai geriamojo vandens gręžiniai įrengiami įleidžiant ištisinę filtrinę koloną, sudarytą iš apsauginio vamzdžio ir filtro, į uolieną, bei užpildant erdvę tarp gręžinio sienelės ir filtro kolonos skalda ar frakcionuotu žvyru  (žr. pav.).

Šachtiniai šuliniai

Miestų gyventojai naudoja centriniais vandentiekio tinklais tiekiamą vandenį. Šio geriamojo vandens kokybė reguliariai tikrinama. Kaimuose, besikuriančiose naujose gyvenvietėse ir individualių namų kvartaluose, kur nėra inžinerinių tinklų, vanduo gaunamas iš šachtinių šulinių arba gręžinių. Vandens kokybė priklauso nuo gręžinio gylio. Kaimuose dažniausia kasami šachtiniai šuliniai. Juos nebrangu ir nesudėtinga iškasti: požeminės vandens gyslos vietoje kasama duobė, į ją įstatomi gelžbetoniniai rentiniai ir vanduo šachtoje renkasi savaime. Daugelis žmonių galvoja, kad skaidrus, minkštas šulinio vanduo yra labai geros kokybės, tačiau užterštumo plika akimi nustatyti neįmanoma. Negiliuose šuliniuose gruntinis vanduo renkasi iš sluoksnio, į kurį patenka atmosferos krituliai ir įvairios medžiagos, liekančios žmonių veiklos zonose. Neretai taupant lėšas netinkamai įrengiami nuotekų valymo įrenginiai arba naudojamos cheminės trąšos. Urbanizuotose teritorijose užterštumas dažniausiai viršija leistinas normas. Taigi vandens kokybė priklauso nuo aplinkos: jei dirvožemis bus užterštas kokiomis nors medžiagomis, jos pasieks ir požeminius vandenis. Skaidriame gruntiniame vandenyje yra nedaug geležies junginių, todėl buityje jį galima naudoti nefiltruotą, tačiau geriamąjį vandenį gali tekti pirkti parduotuvėje. Be to, klaidinga manyti, kad verdant vandenį jame esantys nitratai sunaikinami: iš tiesų jų koncentracija vandeniui garuojant padidėja.

Arteziniai gręžiniai

Ne visur gruntinis vanduo yra paviršiuje, tačiau neverta dėl to nusiminti: tokiu atveju gręžiamas giluminis gręžinys, pragręžiant vandens nepraleidžiantį molingų uolienų sluoksnį. Šiame sluoksnyje esantis vanduo vadinamas arteziniu ir yra suslėgtas. Veikiamas gelmėse esančio slėgio jis kyla vamzdžiais. Artezinis vanduo dažniausiai būna švarus, tik didesniame nei 40 m gylyje gali būti didesnis geležies kiekis, t.y. vanduo gali būti kietesnis. Gręžiant gręžinį vamzdis izoliuojamas specialiu moliu ar cementu, kad gręžinio nepasiektų užterštas paviršinis vanduo. Giluminio gręžinio vandens kokybė panaši į vandentiekio vandens, taigi jį galima gerti.

 

Administracinis Klaipėdos rajono centras – Gargždų miestas – yra Baltijos artezinio baseino viduryje. Čia po žeme galima rasti pačius įvairiausius pagal cheminę sudėtį ir mineralizaciją vandeningus sluoksnius, kurių vandenis galima panaudoti ne tik buityje, gamyboje, bet ir gydymo reikmėms.

Vakarų Lietuva pagal savo požeminių vandenų įvairovės turtingumą užima išskirtinę vietą ne tik Europoje, bet ir visame Žemės rutulyje. Gerų hidrogeologinių sąlygų šiam pasaulio rajonui gali pavydėti dauguma valstybių, kuriose jaučiamas požeminio vandens trūkumas. Šiame Lietuvos regione dirba visos respublikoje registruotos geologinės įmonės.

Pačiame šio regiono centre artezinių gręžinių, inžinerinių geologinių tyrimų, gręžimo darbų geoterminės energijos šaltinių paieškoms, požeminio vandens monitoringo programų rengimo, nebetinkamų naudoti gręžinių remonto ir likvidavimo klausimais užsakovus konsultuoja 1977 metais baigęs Vilniaus Universiteto Gamtos mokslų fakultetą inžinierius-hidrogeologas Antanas Noreika, tel. 8 688 20808, namų tel. 8 46 470553 Gargžduose.

Straipsnyje remtasi šiais informacijos šaltiniais:

 
Tarptautinės hidrogeologų asociacijos svetainė.

UAB „Kauno hidrogeologija“ svetainė.

Vandens gręžinys. Žurnalo „Naujas namas“ straipsnis.

   

Facebook komentarai