Požeminiai vandenys

Kasmet į Žemės paviršių iš Saulės patenka apie 13,4x1020kcal šilumos, iš kurių 22% visos Saulės energijos, sunaudojama drėgmės garavimui iš hidrosferos, žemės, augalų ir kitų paviršių. Vandens garai kyla į atmosferą, kur, patekę į kitokias termodinamines sąlygas, kondensuojasi į skysto vandens lašus ir iš naujo iškrinta atmosferinių kritulių (lietaus, sniego, ledo) pavidalu ant Žemės paviršiaus. Atmosferiniai krituliai, patekę ant sausumos, skirstosi į dalis: viena dalis vėl išgaruoja į atmosferą, kita – nuteka paviršiumi į upes, jūras, vandenynus, o trečia infiltruojasi į žemę ir papildo požeminių vandenų atsargas. Pagrindinė vandens filtracija vyksta aeracijos zonoje. Tai erdvė (dažniausiai 5-10 m) tarp žemės paviršiaus ir pirmo nuo žemės paviršiaus vandeningo sluoksnio. Aeracijos zonos viršutinėje dalyje dažniausiai slūgso 1-2 m storio tinkamas augalams augti, organinių medžiagų turtingas, purus, gerai vėdinamas dirvožemio sluoksnis. Dėl šiame sluoksnyje vykstančių hidrocheminių oksidacijos ir redukcijos procesų, vanduo yra išvalomas nuo teršalų. Toliau vanduo filtruojasi žemyn pro nuotrupines uolienas (gruntą), kol pasiekia pirmą nuo žemės paviršiaus nespūdinį vandeningą sluoksnį. Šis procesas vyksta nuo kelių mėnesių iki dešimčių metų, priklausomai nuo vietovės reljefo, augmenijos pobūdžio, aeracijos zonos storio, jos litologijos (grunto struktūros) ir kitų faktorių. Dalis vandens, pasiekusio nespūdinį vandeningą sluoksnį (gruntinio vandens sluoksnį), pradeda judėti iškrovos (drenavimo) srities t.y. žemesnių reljefo elementų – upių, raguvų, ežerų, įdubų link – vyksta požeminė upių mityba (vasarą visos Lietuvos upės yra maitinamos ne tik krituliais (paviršine mityba), bet ir gruntiniu vandeniu (požeminė mityba), o žiemą daugelis upių maitinamos tik požeminiu vandeniu). Kita dalis filtruojasi gilyn per vandensparą (vandeniui mažai laidžių nuogulų – uolienų sluoknį) taip papildydamas tarpsluoksninį (artezinį) vandeningą sluoksnį. Šis sluoksnis yra slegiamas dviejų vandensparų iš viršaus ir apačios, todėl vanduo turi spaudimą. Giliau, priklausomai nuo geologinių salygų, gali būti dar 1-2 arteziniai spūdiniai vaneningieji sluoksniai, kuriuos vieną nuo kito skiria nelaidžių uolienų storymė (vandensparos). Dažnais atvejais artezinis vanduo per vandensparos plyšius sunkiasi viršun ir taip papildo gruntinio (nespūdinio) vandens atsargas, o kartais išsilieja į žemės paviršių versmių pavidalu.

Požeminių vandenų principinė schema
Požeminių vandenų principinė schema

Požeminis vanduo pagal jo slūgsojimo sąlygas skirstomas į:
·         Dirvožemio, aptinkamą dirvožemio sluoksnyje
·         Podirvio arba viršlęšinį, išsidėsčiusį ant silpnai pralaidžių ir nepralaidžių vandeniui uolienų (nuogulų) lęšių, esančių aeracijos zonoje.
·         Nespūdinį (gruntinį) , susidarantį ištisiniame vandeningame sluoksnyje virš pirmo nuo Žemės paviršiaus vandeniui nelaidaus sluoksnio (vandensparos).
·         Tarpsluoksninį spūdinį (dar vadinamą arteziniu), esantį vandeningajame sluoksnyje, padengtame iš viršaus ir apačios vandenspariniais sluoksniais ir turinį spūdį.

Dirvožemio ir podirvio vandenys nėra tinkami pastoviam vandentiekiui dėl savo sezoniškumo ir prastos vandens kokybės (mažas slūgsojimo gylis).  Gėlo vandens nepertraukiamam tiekimui yra tinkamas gruntinis vanduo ir tarpsluoksninis (artezinis) vanduo. Požeminiam vandeniu iš vandeningųjų sluoksnių išgauti naudojami specialūs kaptažo įrenginiai: gruntiniai vandens grežiniai (adatiniai, kalamieji, abisinijos, mini gręžiniai), arteziniai vandens gręžiniai,  kastiniai (šachtiniai) bei spinduliniai šuliniai, horizontalios drenos ir kt. Technologiškai paprasčiausiai ir pigiausiai išgauti vandenį galima iš gruntinio vandeningojo sluoksnio, naudojant vandens adatas. Svarbu atsižvelgti į vandeningo sluoksnio nuogulų (grunto) laidumą. Vandeningojo sluoksnio nuogulų laidumas priklauso nuo uolienos grūdelių formos, dydžio, išsidėstymo, vienarūšiškumo, cementacijos laipsnio, poringumo – porų, kavernų, plyšelių, ir plyšių bei kitokio pobūdžio tuštumų, kuriose talpinamas vanduo. Didžiausią laidumą ir vandens atidavimo koeficientą turi gargždas, žvyras, silpnai susicementavę smiltainiai, smėliai, aleurolitai, klintys, plyšinės magminės ir metamorfinės uolienos. Mažiausią laidumą – moliai, sunkūs priemoliai, tankios susiskaidžiusios durpės, moliniai skalūnai, akmens druska, gipsas, mergeliai, taip pat visos tankios ir neplyšėtos magimnės uolienos ir dalis metamorfinių uolienų.