Водоносный слой: что такое, где находится и зачем нужен, типы

Водоносный слой: что такое, где находится и зачем нужен, типы

Для добычи воды из водоносных слоёв бурят скважины (буровые), которые являются составной частью водозаборных сооружений.

Поверхностные водоносные горизонты

Водоносные горизонты могут находиться на разной глубине. Те из них, что расположены ближе к поверхности, не только чаще других используются в качестве источников воды для потребления и ирригации, но и чаще пополняются дождями. Многие пустынные регионы имеют в своём составе известняковые холмы или горы, которые могут содержать грунтовые воды. Поверхностные водоносные горизонты, в которых добывается вода, имеются в отдельных частях гор Атлас в Северной Африке, на хребтах Ливан и Антиливан в Сирии, Израиле и Ливане, в части Сьерра-Невада и других горах на юго-западе США.

Чрезмерное использование может привести к снижению уровня грунтовых вод. Вдоль побережья некоторых стран, например Ливии и Израиля, рост населения и увеличившееся потребление воды привели к снижению уровня подземных вод и последующему их загрязнению солёной морской водой.

См. также

  • Артезианские воды
  • Загрязнение подземных вод
  • Зона санитарной охраны источников водоснабжения
  • Запасы подземных вод
  • Истощение подземных вод
  • Мониторинг подземных вод
  • Подземные воды

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое “Водоносный слой” в других словарях:

ВОДОНОСНЫЙ СЛОЙ — См. Водоносный горизонт. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 … Экологический словарь

ВОДОНОСНЫЙ СЛОЙ — ВОДОНОСНЫЙ СЛОЙ, каменистая порода, часто песчаник или известняк, которые способны как накапливать, так и пропускать воду благодаря своей проницаемости и пористости. Значительная часть населения Земли зависит от поступления воды из этих слоев. Их … Научно-технический энциклопедический словарь

водоносный слой — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN water bearing bed … Справочник технического переводчика

Нубийский водоносный слой — является крупнейшим из известных в мире источников ископаемой пресной воды. Он расположен под землей, в восточной части пустыни Сахара и охватывает границы четырёх стран на северо востоке Африки. НВС занимает территорию площадью чуть более двух… … Википедия

грунтовый водоносный слой — gruntinis vandeningasis sluoksnis statusas Aprobuotas sritis geologija apibrėžtis Įvairios litologinės sudėties ir genezės nespūdinis vandeningasis sluoksnis, slūgsantis ant pirmos vandensparos ir dengiamas iš viršaus vandens neprisotintų nuogulų … Lithuanian dictionary (lietuvių žodynas)

водоносный горизонт — водоносный пласт водоносный слой — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы водоносный пластводоносный слой EN aquifer … Справочник технического переводчика

ВОДОНОСНЫЙ — ВОДОНОСНЫЙ, водоносная, водоносное; водоносен, водоносна, водоносно (спец.). Содержащий в себе воду, дающий влагу. Водоносный слой земли. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ВОДОНОСНЫЙ ГОРИЗОНТ — (пласт), слой или несколько слоев пористых грунтовых пород, содержащих водную массу. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989. ВОДОНОСНЫЙ ГОРИЗОНТ относительно… … Экологический словарь

ВОДОНОСНЫЙ ГОРИЗОНТ — слой или несколько слоев водопроницаемых горных пород, трещины, поры и другие пустоты которых заполнены подземными водами … Большой Энциклопедический словарь

Водоносный горизонт — слой или несколько слоёв водопроницаемых горных пород, поры трещины или другие пустоты которых заполнены подземной водой. Несколько В. г., гидравлически связанных между собой, образуют водоносный комплекс. См. также Водопроницаемость… … Большая советская энциклопедия

Грунтовые воды и их значение при возведении фундаментов

Ни для кого не секрет, что под землей есть вода. Об этом знали с древности, что подтверждается практикой устройства колодцев и скважин. Иногда подземная влага — единственный источник водоснабжения в отдельно взятой местности. Например, пустыня Сахара обладает огромными ее запасами, что позволяет местным кочевникам не умирать от жажды. Некоторые подземные воды используются в медицине. Но есть среди них те, с которыми человек вынужден бороться время от времени — грунтовые воды (или ГВ).

Вода под землей

Режим подземных вод — это те изменения, которые происходят с ними в зависимости от сезона, осадков, антропогенных и геологических процессов. От всего этого зависит и их количество, и состав.

Формирование подземных горизонтов

Существует несколько теорий того, откуда берется вода под землей. Все они имеют право на существование, поскольку наблюдения показывают наличие их всех. Весь вопрос в пропорции действующих факторов в разных водоносных горизонтах. Выделяют следующие пути образования подземных водоносных горизонтов:

  1. Инфильтрация. Влага просачивается вниз после осадков, стекает по трещинам и капиллярам.
  2. Конденсация в породах водяного пара из атмосферы.
  3. Седиментация, когда поверхностный водный бассейн во время геологических катаклизмов закрывается горными породами.
  4. Эндогенное образование воды. Оно происходит на больших глубинах, где под давлением осадочные породы становятся метаморфическими. При этом выделяется H2O.

Скорость этих процессов различна, как и особенности формирования в отдельно взятом регионе. Так, в горных районах, где в прошлом была бурная вулканическая деятельность, по мере продвижения вниз вода минерализуется. В других местах минерализация менее развита, однако тоже имеет место. При этом соседние водоносные слои могут иметь разный химический состав.

Водоносные слои

Аквафер, или водоносный горизонт, представляет собой слой осадочной горной породы, которая характеризуется определенной водопроницаемостью. Эти слои разграничены водоупорными слоями, чаще всего глиняными. Слой над водоносным горизонтом называется кровлей, под ним — подошвой.

Существуют различные классификации акваферов, но среди них интересны те, что имеют наибольшее хозяйственное значение; немаловажную роль играет и законодательное регулирование.

Водоносные горизонты делят на:

  1. Напорные, или межпластовые. Они находятся под давлением и расположены на глубинах, требующих бурения. Напор может быть большим, и скважина будет фонтанировать. Такие воды называют артезианскими.
  2. Безнапорные, или грунтовые. Эти воды подвержены аэрации, поскольку не имеют водоупорной кровли.

Первый тип вод является полезным ископаемым, и на их добычу требуется лицензия. Второй вы можете брать в любых количествах. Законодательством регулируется именно забор воды, служащей источником централизованного водоснабжения, а таковой является именно артезианская.

Нельзя сказать, что водоносные горизонты никак между собой не сообщаются. На практике они всегда взаимосвязаны. Любой межпластовый слой имеет область питания, область напора и область разгрузки, при этом питание осуществляется именно за счет грунтовой влаги. Область разгрузки может быть представлена несколькими вариантами:

  • источник, выходящий на поверхность;
  • инфильтрация артезианских вод в грунтовые на месте разрыва кровли;
  • подводные ключи, питающие водоемы; существуют целые озера именно с таким характером питания.

Таким образом, верхний водоносный горизонт, занимающий промежуточное положение между поверхностным и межпластовым, служат источником питания тех и других и сами от них зависят.

В одной из деревень хозяин участка решил пробурить скважину «на песок». Участок был куплен не так давно и переведен из категории земель сельхозназначения в категорию ИЖС. После бурения из скважины пошла вода, но для питья и полива огорода она не годилась: содержание солей превышало все пределы и по степени минерализации вода подходила под понятие «лечебная». Недалеко была зона разгрузки пласта минеральной воды, но хозяин этого не учел. Как оказалось, ошибся он всего на два метра.

Свойства воды в грунте

Поскольку именно с безнапорным пластом человеку чаще всего приходится сталкиваться, имеет смысл рассказать именно о нем.

Безнапорный водоносный горизонт имеет различную мощность. Она определяется по среднему расстоянию от водоупорной подошвы до верхнего уровня, который можно наблюдать в колодцах.

Уровень грунтовых вод

Это непостоянная величина. То, насколько далеко будет находиться вода от поверхности земли, зависит от нескольких факторов:

  • количество выпадающих осадков;
  • уровень воды в водоеме, к водоразделу которого относится конкретный горизонт;
  • сезон;
  • наличие мест добычи полезных ископаемых рядом;
  • мелиорация земель;
  • наличие систем водоотведения.

Так, УГВ повышается весной, когда оттаивает сезонная мерзлота и начинается половодье. При обильных дождях он также повышается, но скорость инфильтрации осадков, образующих так называемую верховодку, зависит от проницаемости грунтов. Например, песок впитывает влагу быстро, а суглинки — медленно. Грунт между поверхностью земли и верхним уровнем воды называют зоной аэрации, а все, что ниже — зоной насыщения.

На более высоком уровне влагу поддерживают леса. Причем режим грунтовой и поверхностной воды в районе речных долин тесно взаимосвязан. Если вырубаются леса вдоль реки, то река постепенно мелеет; сказывается как уменьшение водосбора, так и засорение русла прибрежными породами во время осадков.

Снижению УГВ способствуют добыча полезных ископаемых и устройство систем водоотведения, причем во втором случае это делается целенаправленно, а в первом является побочным явлением.

Химический состав

Как известно, дистиллированной вода бывает разве что в лабораториях. Подземная же имеет различное количество минералов, и по их содержанию ее делят на пять степеней минерализации:

  • пресная, с содержанием солей до 1 г/л;
  • слабосолоноватая, 1−3 г/л;
  • солоноватая, 3−10 г/л;
  • соленая, 10−15 г/л;
  • рассол, более 50 г/л.

Практическое значение имеет не только количество растворенных веществ, но и их состав. Он зависит от состава фильтрующих слоев грунта и режима ГВ. Так, различен химический состав вод, имеющих разные направления и скорость течения.

Некоторые компоненты, содержащиеся в воде, могут разрушать камень, металл и бетон. Скорость разрушения различна, но в любом случае агрессивная среда снижает срок службы подземной части здания, поэтому исследование химического состава воды следует провести перед закладкой фундамента.

Нормативный показатель кислотности среды для бетонных конструкций — pH=6. Понижение или превышение его чревато разрушением металла и бетона. К этому приводит активность следующих веществ:

  1. Углекислота. Она может вымывать из бетона как карбонат кальция CaCO3, так и гидроксид Ca (OH)2. Неравновесное содержание углекислоты в грунте приводит к тому, что деталь фундамента постепенно «худеет», лишаясь кальция.
  2. Сульфат-ионы. Соли серной кислоты сильно диссоциируют в воде, и ионы SO4 вступают в реакцию с компонентами бетона, которые увеличиваются в объеме (вспучиваются).
  3. Хлорид магния MgCl2 усиливает действие угольной кислоты, образуя водорастворимый хлорид кальция.
  4. Свободный кислород. Повышенное его количество приводит к коррозии металла.
  5. Соли натрия, калия и других металлов.

Предельные показатели пороговых значений концентрации этих веществ сильно варьируют. Все зависит от фильтрующих способностей грунта и применяемого типа бетона.

Причинами, повышающими агрессивность ГВ, чаще всего служат природные явления. Так, обилие известняка в грунтах не может не сказываться на содержании кальция и углекислоты в воде, а наличие болота делает ее кислой. Деятельность человека тоже оказывает влияние на химический состав ГВ; иногда оно прямое, особенно в районах, где расположены промышленные предприятия горнодобывающего комплекса, а иногда является следствием отсутствия знаний.

В приморских областях можно встретить такое явление, как соленая вода в колодцах. Она поступает туда в случаях, когда пресную выкачивают бесконтрольно и запасы воды пополняются инфильтрацией из моря. Чем ближе находится источник к морю, тем меньше вода успевает освободиться от солей и со временем становится непригодной для питья. В связи с этим некоторые страны, например, Израиль, контролируют уровень ГВ, что очень актуально при засушливом климате.

Фундаменты и вода

При строительстве нужно учитывать как УГВ, так и состав воды и грунта. Наиболее важными параметрами, влияющими на тип конструкции фундамента и применяемые материалы, являются соотношение УГВ и глубины промерзания, а также химические свойства воды.

Определение глубины залегания

Многим людям, проживающим в средней полосе России, знакомо такое явление, как морозное пучение грунтов. Оно вызвано замерзанием влаги в порах и капиллярах суглинков и супесей. Песок и скальные грунты к пучению не склонны. Силы морозного пучения способны разрушить неправильно заложенный фундамент.

Если есть такие грунты на участке, следует определить два параметра: глубину промерзания в вашей местности и УГВ. Если грунтовые воды располагаются ниже глубины промерзания, подошва фундамента может находиться выше ее, насколько это позволяет несущая способность грунтов по отношению к весу вашего дома. При высоком УГВ существует несколько решений:

  1. Подошву фундамента можно расположить на 20 см ниже глубины промерзания. Такое решение применимо для тяжелых зданий, что связано с большей несущей способностью нижележащих слоев.
  2. Можно понизить уровень воды, сделав дренаж участка и водоотведение в ливневую канализацию. Эта мера хорошо себя зарекомендовала там, где такая канализация есть или ее легко соорудить.
  3. Повысить уровень участка при помощи щебня и песка так, чтобы УГВ оказался ниже уровня промерзания. Вынужденная и дорогостоящая мера, но безальтернативная там, где участок находится в низине.
  4. Провести утепление грунта около дома при помощи теплоизоляционных плит, а недостаточную несущую способность компенсировать шириной подошвы, вплоть до залива единой монолитной подушки.

Бетон для агрессивных сред

Полной защиты от химической агрессии пока не придумали, иначе все железобетонные конструкции стояли бы вечно. Но некоторые мероприятия помогут продлить срок службы вашего подземного сооружения. Они призваны защитить конструкцию от проникновения влаги и снизить негативное воздействие последней, если она все-таки просочилась внутрь.

  1. Уделяйте внимание плотности бетона. Важен не только правильный замес, но и вибрация. Уложенный бетон не должен иметь пор и трещин.
  2. Не используйте известняковый щебень, если вы обладатель кислых грунтов. Замешивайте бетон на гранитном, он хоть и дороже, но влиянию кислоты подвержен куда меньше.
  3. Хорошая гидроизоляция фундамента — залог его долгой службы. Тщательно изолированные стены фундамента не намокают. Гидроизоляционные мероприятия лучше начинать с основания в виде стяжки, которое следует обработать битумной мастикой. Так вы добьетесь большей герметичности.
  4. Если вам не повезло, и ваш участок «богат» солями серной кислоты — сульфатами, для вас есть решение. Оно заключается в цементе. В настоящее время выпускается четыре разновидности сульфатостойкого цемента. В нем сведено к минимуму содержание железа и алюминия, поэтому бетоны на таких цементах не разрушаются даже в морской воде. Стоимость его от 300 рублей за мешок, что не сильно дороже обычного портландцемента.

Если же вы хотите дом с подвалом, попробуйте все-таки избавиться от излишка ГВ на участке. Как бы тщательно вы ни оберегали ваш фундамент, поверьте, вода дырку найдет.

Классификация подземных водоносных горизонтов

При отсутствии на приусадебном участке центрального водопровода владельцы загородных домов вынуждены решать вопрос с водоснабжением самостоятельно. Использование подземных источников позволяет вести автономное существование с максимальным уровнем комфорта. Перед тем, как обустроить водозабор, частному застройщику важно иметь представление о расположении водоносных слоев, их характеристиках, методах поиска. В последующем это поможет определиться с выбором водоносного горизонта и постройкой соответствующего гидротехнического сооружения.

Классификация и особенности подземных вод

К подземным источникам относятся воды, располагающиеся в разных по своей структуре и глубине слоях земной коры. Как правило, водоносные горизонты находятся в рыхлых, зернистых или пористых породах, полостях и трещинах твердых пластов, способных аккумулировать влагу. Подпитываются они за счет талых вод, атмосферных осадков, просачивания воды из лож озер, русел рек и ручьев.

Читайте также:  Установка и подключение фильтров для очистки воды: способы, порядок действий и цена за работу

В зависимости от условий залегания поземных источников выделяют следующие их виды:

Почвенные воды — верховодка

Залегают в пределах метровой глубины, разливаясь в поверхностных слоях земли. В некоторых случаях верховодка может располагаться и гораздо ниже, но, не достигая горизонта грунтовых вод. Поскольку почвенные воды формируются из осадков и проникают в неглубокие слои их нельзя назвать полноценным водоносным слоем. Единственным достоинством данного горизонта является его легкая доступность.

Из недостатков верховодки можно выделить следующие:

  • Объем почвенных вод носит сезонный характер и связан с количеством осадков.
  • Нестабильность слоя – его насыщенность зависит от количества осадков выпавших за год. В периоды засухи вода может исчезать.
  • Низкая очистка воды. Малая толщина почвы не позволяет полноценно задерживать химические и органические примеси, влияющие на качество жидкости.
  • Высокая вероятность загрязнения удобрениями, гербицидами и пестицидами, применяемыми в сельском хозяйстве, продуктами из полигонов по сбору мусора и промышленными выбросами.

ВНИМАНИЕ! Верховодку можно использовать только для полива и бытовых нужд. Без дополнительного кипячения вода совершенно непригодна для питья из-за своего микробиологического и химического состава.

Грунтовые воды

Как и верховодка, грунтовые воды относятся к первому водоносному горизонту. В отличие от первого вида такие источники располагаются на ближайшем от поверхности земли водоупорном слое, в рыхлых или трещинных породах. Сверху они не перекрываются водонепроницаемым пластом. Пополнение происходит за счет просачивания осадков, таяния снегов, вод из рек, ручьев, озер, оросительных каналов.

  • Глубина залегания данного водоносного слоя составляет от 7 до 30 метров.
  • Толщина пласта от 1 до 3 метров.

ВАЖНО! Объем ресурса грунтовых вод менее зависим от уровня осадков. Однако в период весеннего таяния и обильных дождей он растет. В период засухи происходит его истощение, степень пополнения которого очень сложно оценить. Этот факт необходимо учитывать при бурении скважин на воду или копки колодца.

Поскольку, грунтовые воды залегают глубже, то они в некоторой степени проходят частичную фильтрацию и очистку. На химический и бактериологический состав воды оказывают влияние толщина грунта и его состав. В связи с этим рекомендуется регулярно производить анализ проб воды в специализированных государственных лабораториях.

В целом для бытовых нужд вода, добытая из первого горизонта, годится во всех случаях, тогда как для питья не всегда. Все зависит от условий расположения водозабора и его глубины. Чем глубже находится водоносный слой, тем чище поднимаемая из него вода.

Межпластовые

Межпластовые водоносные слои или второй водоносный горизонт располагаются между двумя водоупорными пластами грунта и характеризуются большей стабильностью объема. Пополняется горизонт за счет инфильтрации грунтовых вод сквозь толщу слабопроницаемых пород. В зависимости от условий движения выделяют два типа подземных вод:

  1. Циркулирующие в рыхлых породах (песчаные, галечные, гравийные).
  2. Аккумулирующиеся в скальных трещиноватых пластах (гранитных, известняковых, доломитовых).

Глубина залегания такого ресурса в недрах земли составляет от 30 до 100 метров. Просачиваясь через мелкие поры, трещины и каверны влага подвергается естественной природной очистке. В большинстве случаев она соответствует нормам определенным СанПиНом.

ВАЖНО! В зависимости от пород, через которые проходит влага, может происходить ее насыщение растворенным железом, солями кальция и магния, а так же другими элементами. В результате чего их концентрация может превышать предельно допустимые показатели (ПДК), определенные санитарными правилами и нормами. При превышении ПДК потребуется дополнительное оборудование для очистки воды.

Артезианские

Артезианский водоносный горизонт находится в более глубоких подземных слоях. Встречается он в специфических геологических структурах:

  • Впадинах.
  • Мульдах (пологие тектонические прогибы в форме чаши или корыта)
  • Флексурах (коленообразные изгибы слоистых пород).

Водоносный слой заключен в пористых или щелевых породах, находящихся между двумя водоупорными слоями (известняк, гранит, песчаник). Что делает пласт более защищенным от воздействия внешних факторов. Пополняется бассейн удаленно. Расстояние до источника подпитки может исчисляться десятками, а то и сотнями километров. Преодолевая такие расстояния, вода естественным путем очищается от примесей и загрязнений.

Глубина залегания артезианского горизонта от 100 до 1000 метров.

ИНТЕРЕСНО! Вогнутые и выгнутые геологические структуры, в пластах которых находятся артезианские водоносные слои, обуславливают постоянное статическое давление на горизонт. При бурении скважины уровень воды повышается, на много превышая уровень водоупорной кровли. В результате чего можно наблюдать фонтанирование.

К преимуществам артезианского горизонта относят:

  • Большие запасы.
  • Высокое качество и чистоту.
  • Пригодность для питья без дополнительной очистки
  • Стабильный не лимитируемый объем.

Из недостатков можно выделить:

  • Чрезмерная минерализация.
  • Сложность добычи.
  • Дороговизна устройства артезианского водозабора.

ВНИМАНИЕ! Согласно Закону Российской Федерации «О недрах» воды, находящиеся в артезианских водоносных горизонтах являются государственным стратегическим запасом.

Основные сооружения для добычи воды

В зависимости от расположения на участке водоносных горизонтов, их глубины, наличия средств, потребностей в воде и целей ее использования выбирают соответствующие способ добычи.

Колодцы

Для бытовых и сельскохозяйственных нужд используют колодцы глубиной до 5 метров. Для получения питьевой воды шахты углубляют до 10…15 метров. Это наиболее бюджетный и простой вариант обустройства водозабора. Наличие такого сооружения позволит решить вопросы:

  • с поливом огорода;
  • с наличием воды для технических и бытовых нужд;

ВНИМАНИЕ! Для питьевых целей воду из колодца можно употреблять исключительно после кипячения.
При копке шахты учитывайте объем воды, который способен выдать колодец. На нужды семьи в среднем берется объем порядка 250 литров. Рекомендуется для более легкой добычи воды использовать такое вспомогательное устройство как специальный водный насос.

Скважины

Получить чистую питьевую воду позволяют только скважины. Ствол, уходящий в глубоко (до 50 метров) в подпочвенный песчаный горизонт, будет самым оптимальным вариантом обеспечения загородного дома водой. Чистота поднимаемой на поверхность влаги объясняется тем, что суглинки и песок, сквозь который она попадает в водоносный слой, служат отличным фильтром.

  • Срок эксплуатации скважин на песок ограничен из-за истощения данного водного горизонта либо заиливания скважины. Как правило, служат такие сооружения в среднем 8…10 лет.
  • Артезианские водозаборы служат до 50 и более лет, так как объем водоносных пластов неограничен. Вода в них высокого качества.

Для водоснабжения загородного дома используют в основном скважины на песок. В сравнении с артезианскими водозаборами, они менее затратны. К тому же их можно пробурить своими силами, не используя дорогостоящие машины.

Карта глубин в Московской области

Напорные слои

Под определением напорные воды имеются в виду глубоко залегающие водные жилы, как бы зажатые водоупорными слоями земной коры, что образует давление, создает напор. Это артезианские водоносные горизонты. Они присутствуют в тектонических разломах, даже образуют целые подземные бассейны, в некоторых местах имеются очаги выхода на поверхность, от этого зависит мощность напора водного потока. Когда артезианская скважина сделана, при повышенном напоре поток воды легко минует водоупорную кровлю и даже возможно фонтанирование из скважины.

Преимущества и недостатки

Преимущество в качестве воды, недостаток в том, что мероприятие требует больших затрат и поэтому пригодно только как вариант для большого поселения. Однако, для большого поселения такое сооружение будет менее затратно, поскольку в отличие от колодца, откуда придется качать воду электронасосом, здесь затраты энергии будут существенно меньше и скважина помимо удобства быстро себя окупит.

Безнапорные слои

Грунтовые воды, свободно разливающиеся по зазорам в почвенных слоях, глубже полутора метров, межпластовые воды, не имеют какого-либо напора, называются соответственно безнапорными водами, так как не сдавлены слоями горных пород. Только при залегании в виде линзообразных участков могут характеризоваться малым местным напором.

Они проходят по трещинам скальных участков земной коры, разливаются между почвами рыхло-зернистого типа. Наблюдаются в богатых водоносных участках нашей планеты, испещренных сеткой рек и ручьев.

Преимущества и недостатки

Необременительный доступ к таким водам наряду с ненадежностью этих источников в смысле санитарных норм делает оптимальным данный вид для использования как дополнительный. Также этот вариант будет уместен в случае, если речь идет о необходимости создания забора воды для нужд небольшого количества людей или же при недостатке средств дачного поселения, препятствиях в получении разрешения и регистрации артезианской скважины.

Главное же отличие напорных водоносных горизонтов от безнапорных заключается в том, что напорные воды могут образовывать точки выхода на поверхность, пробиваясь в виде ключей и родников, встречаясь чаще всего в разломах, оврагах, у подножий гор.

Способы определения глубины залегания

  1. Растения с избыточной потребностью во влаге отлично показывают местонахождение водоносных слоев. Даже в периоды сильной засухи, произрастая на таких изобильных подземными водами местах, они сохраняют пышность и насыщенный зеленый цвет.
  2. По разновидности этих влаголюбивых растений определяют заглубление водоносных жил. Например, присутствие камыша указывает на то, что вода может быть на глубине от метра до трех, заросли рогозы показывают наличие подземных вод на метровой глубине, черный тополь предполагает воду на глубинах от полуметра и до трех. Полынь растет на местах прохождения водоносных жил на три-семь метров вглубь, а люцерна до десяти метров. Березняки и ольха тоже могут быть индикаторами присутствия водоносных слоев, тогда как сосна говорит совершенно об обратной ситуации.
  3. Для определения, насколько глубоко залегают водоносные жилы, с успехом используют ручное бурение. Этот метод хорош для земель с мягкими почвами. Бур вводят в землю и последовательно на каждом этапе заглубления осматривают грунт на предмет влаги.

Там, где вода находится в ближайшем доступе, подойдет колодец, в местах же, где водоносные жилы залегают глубоко, лучшим вариантом будет скважина.

Колодец делается глубиной 10-15 м, тогда как скважина вбивается в почву на глубину существенно более чем 15 м, ее размер может доходить и до полусотни метров. Скважины сравнительно небольшой глубины можно поставить и своими силами, тогда как если речь идет о большей глубине 30-50 м, то здесь в ход идут уже буровые установки.

Скважина дает более качественную воду и является более стабильным источником акваресурса.

Колодец же более доступен, но дает менее качественную воду. К тому же, возможность добычи воды с помощью колодца есть не везде, тогда как поставить скважину будет более универсальным методом водозабора.

Колодцы и скважины: какие бывают водоносные слои

Люди — не рыбы, но вода — необходимое условие для жизни человека, как, впрочем, и любого другого живого существа. А лёгкий к ней доступ, достаточное количество и надлежащее качество — основные условия комфорта и хорошего уровня жизни.

В среднем за 75 лет жизни современный гражданин развитых стран так или иначе, в качестве питьевой или на хозяйственно-гигиенические цели (стирка, мытьё, туалет и прочее), потребляет от 3,8 до 19 млн литров воды. То есть от 138 до 694 литров в сутки. Жители не слишком цивилизованных районов на собственные нужды расходуют в разы меньше — за 75 лет всего 380 тысяч литров воды, то есть около 13 литров (одно ведро) в день.


Колодец

Большая часть территории нашей страны не страдает от недостатка воды, но в мире существует немало мест, где живительная влага в принципе — редкость, а дефицит воды, пригодной для питья, существует не только в фантастических фильмах о судном дне. По данным последнего доклада ООН, к 2030 году более половины (67%) населения нашей планеты будут испытывать нехватку питьевой воды.

Как говорится в песенке из знаменитого советского фильма: «Ни побриться, ни попить, ни помыться, ни поплыть, человеку без воды — и ни туды и ни сюды!»


Вода — наша абсолютная необходимость

В загородном доме вопрос водоснабжения владельцу часто приходится решать собственными силами, потому что магистральный водопровод есть далеко не везде, да и качество водопроводной воды может не устраивать: например, напор слабый, а вода ржавая. И если горожанин вынужден мириться с тем, что ему поставляют коммунальные службы, используя локальные методы борьбы — устанавливая напорные насосы, расширительные баки и фильтры очистки, то землевладелец может попробовать решить проблему водоснабжения в свою пользу. Один из способов получения воды для бытовых нужд человека — это использование подземных вод.

Колодцы и скважины для добычи подземной воды используются людьми с давних пор. Не утратили они своего значения и по сей день: наличие воды на участке значительно повышает стоимость недвижимости. А возможность иметь свою воду решает вопросы не только комфорта, приближенного к привычным городским условиям, но и позволяет землевладельцу стать автономным, независимым от капризов коммунальных служб.

Вода на участке: откуда она берётся

Наша Земля — планета воды: более 70% её поверхности покрыто Мировым океаном. Подземные воды — часть водных ресурсов планеты. Они составляют примерно 1,5% от всех мировых водных запасов и две трети от объёма всей воды суши. Объём воды, находящейся под землёй, в 50 тысяч раз превосходит количество воды, наполняющее все реки на Земле.


Вода — это жизнь

Водные ресурсы Земли представляют собой единый комплекс, находящийся в постоянном динамическом равновесии, называющимся круговоротом воды в природе. Их объём составляет 1 351 421 тысяч кубических километров, из которых:

  • мировой океан — 1 350 000 тыс км³;
  • испарение с поверхности океанов, рек, озёр, земли — 452 тыс км³;
  • осадки — 385 тыс км³;
  • снег и лёд — 250 тыс км³;
  • облака — 111 тыс км³;
  • подземные воды — 84 тыс км³;
  • транспирация (испарение воды растениями) — 71 тыс км³;
  • перенос влаги от океанов вглубь суши — 40 тыс км³;
  • поверхностные стоки — 38 тыс км³;
  • влага в атмосфере — 13 тыс км³;
  • поверхностные источники воды (реки, озёра, болота и пр.) — 2 тыс км³;
  • подземные стоки — 2 тыс км³.


Схема круговорота воды в природе

Подземными называют воды, находящиеся ниже уровня поверхности земли, в горных породах верхних областей земной коры в жидком, газообразном или твёрдом состоянии. Жидкую часть подземных вод, находящуюся в свободном состоянии, способную перемещаться под действием сил гравитации, гидрогеологи именуют фреатическими, то есть «наполняющими колодцы».
Фреатические воды, в зависимости от степени водопроницаемости, влагоёмкости и способности к водоотдаче горных пород, в которых они накапливаются, образуют водоносные горизонты, совокупность которых формирует водоносные комплексы.

Читайте также:  Погружной насос с автоматикой: область применения, типы, устройство и критерии выбора

Водоносный горизонт

Водоносным горизонтом (в иностранных источниках – аквифером) называют пласты осадочных горных пород, близкие по своему составу и происхождению, и имеющие определённую степень водопроницаемости. Существует четыре основных типа горных пород, составляющих аквиферы:

  • аллювиальные отложения — несцементированные отложения постоянных водных потоков (рек, ручьёв), состоящие из песка, гравия, гальки;
  • уплотнённые осадочные породы;
  • неуплотнённые ледниковые отложения;
  • трещеноватые метаморфические горные породы.

В рыхлых, несцементированных породах вода накапливается в порах, в уплотнённых — в трещинах и кавернах, в водорастворимых типа гипса, известняка или доломита — в карстах.

Водоносные горизонты подстилаются водонепроницаемыми или слабо водопроницаемыми пластами — массивами гранита, глины. Водонепроницаемые пласты называются водоупорами. Надо понимать, что полностью водонепроницаемых грунтов нет: вода дырочку найдёт. Говоря о том, что пласт водонепроницаем, имеют в виду его крайне слабую водопроницаемость.


Родник Соколовский ключ в Валдайском районе

В большинстве случаев водоносные горизонты скрыты под поверхностью почвы: для добычи воды аквиферы вскрывают с помощью колодцев или скважин. Но бывает, что они вскрываются естественным путём, обнажаясь на склонах холмов или оврагов. Такое место выхода подземной воды на поверхность называют ключом или родником.

Откуда берётся вода в водоносном горизонте

Происхождение подземных вод различно в зависимости от глубины их залегания. В нижних слоях земной коры находятся метаморфогенные, магматогенные и седиментогенные подземные воды. Они появились миллионы лет назад, во время формирования земной коры: при извержении вулканов (магматогенные), метаморфизма осадочных горных пород (метаморфогенные) или в результате выдавливания воды последующими наслоениями из иловых осадков древних морей (седиментогенные). Такие подземные источники воды представляют величайший интерес для геологов, гидрогеологов и палеонтологов, но совершенно бесполезны для дачников и владельцев загородных домов, мечтающих о водопроводе на собственном участке.

С точки зрения строительства колодцев и бурения скважин интересны верхние водоносные горизонты. Именно они и участвуют в круговороте воды в природе. Верхние водоносные горизонты пополняются в основном за счёт инфильтрации (просачивания) атмосферных осадков: дождей и талых вод. В их питании участвуют и воды, фильтрующиеся из наземных источников — рек, озёр, болот.


Верхние водоносные горизонты пополняются за счёт инфильтрации атмосферных осадков, вод рек, озёр, болот.

Другой источник пополнения — конденсация влаги из воздуха в трещинах и порах горных пород. Такой способ наиболее характерен для пустынных областей с резкими температурными колебаниями между днём и ночью. По водоупорным пластам подземные воды стекают в поверхностные водные источники (озёра, реки) или в моря и океаны. То есть то ведро воды, которое вы достали из колодца или подняли с помощью насоса из скважины, — малая часть 84 000 км³ подземных вод Земли.

Почвенные, грунтовые, межпластовые и артезианские подземные воды

Человек, планирующий копать колодец или бурить скважину, сталкивается с тем, что разновидностей подземных вод много. Они находятся на разной глубине под землёй, обладают различными свойствами. Кто-то категорически утверждает, что бурить нужно только «на известняк», другие считают, что «на песок» тоже подойдёт. Верховодкой во многих случаях презрительно именуют неглубокие грунтовые воды, и применять их для питья категорически не рекомендуют. Как разобраться, какие бывают водоносные слои, на сколько колец стоит копать колодец и на какую глубину бурить скважину?

Итак, рассмотрим классификацию подземных вод. Стоит иметь в виду, что она, как и любая классификация, условна: чёткой границы между водоносными слоями нет. А толщина или влагоёмкость того или иного слоя зависит от геологии участка.

Почвенные воды

Почвенные воды составляют самый верхний уровень подземных вод: они располагаются в корнеобитаемой зоне почвы — в плодородном пласте, где размещаются корни травянистых растений и поверхностная корневая система деревьев. Запасы почвенной влаги пополняются дождевыми и талыми водами и активно испаряются в атмосферу, то есть её объём очень сильно зависит от процессов испарения и транспирации.


Схема водоносных слоёв

Нижняя часть зоны почвенных вод называется подвешенной (вадозной). Зона подвешенной воды насыщается и вода начинает под действием сил тяготения просачиваться в нижние слои грунта. Эта вода называется гравитационной. Если осадков было много, например, в дождливый осенний сезон или по весне при активном таянии снега, движение гравитационных вод усиливается. Почвенные воды имеют большое значение в жизни растений, но для нужд водоснабжения человека не используются.

Грунтовые воды

Водопроницаемые породы, находящиеся под плодородным слоем почвы, образуют первый постоянно существующий водоносный горизонт. Как правило, первый водоносный горизонт составляют несцементированные отложения. Вода в этом слое заполняет поры между частицами породы: это и есть тот уровень, который на профессиональном сленге бурильщиков называется «на песок».

Его насыщаемость влагой довольно сильно зависит от количества атмосферных осадков и температурных колебаний — в малодождливые годы уровень грунтовых вод может сильно понижаться. Кроме того, грунтовые воды могут загрязняться. Именно поэтому в санитарных требованиях по устройству туалетов с выгребными ямами запрещено делать негерметичные ёмкости для нечистот: в яме без дна загрязнения попадают непосредственно в первый водоносный горизонт.


Выгребная яма должна быть герметичной

Грунтовые воды, благодаря своему относительно неглубокому залеганию, легко доступны и широко используются для нужд водоснабжения частных домов, посёлков и небольших предприятий. Хотя, как уже говорилось выше, на интернет-ресурсах, где обсуждаются вопросы добычи воды, часто грунтовые воды называют верховодкой, не предназначенной для использования в качестве питьевой воды.

Добыча грунтовых вод производится с помощью колодцев и небольших скважин. Эти воды безнапорные: уровень в колодце устанавливается на уровне зеркала грунтовых вод.

Межпластовые воды

Ниже грунтовых вод, отделённые от них пластами водонепроницаемых или слабо проницаемых горных пород, составляющих водоупорный слой, располагается следующий слой водопроницаемых пород, образующий второй водоносный горизонт. Он слагается из более плотных пород, в которых вода заливается в трещины, образуя заполненные полости. Питание второго водяного горизонта осуществляется просачиванием (инфильтрацией) грунтовых вод через пласты со слабой проникающей способностью. Также это происходит в местах, где водовмещающие слои межпластовых вод выходят ближе к поверхности, в разрывах водоупорного слоя верхнего водяного горизонта.

Их уровень гораздо меньше подвержен колебаниям от воздействия атмосферных осадков или температур на поверхности земли. Глубокое залегание предохраняет межпластовые воды от загрязнений. Подземные воды, расположенные на большой глубине, под водоупорами, уже могут иметь гидростатическое давление. В этом случае они называются напорными. Межпластовые воды относятся к возобновимым полезным ископаемым, а значит, к государственной собственности (Закон РФ «О недрах»).


Выброс термальной воды и пара из скважины на Мутновской ГеоТЭС. Камчатка

Кроме хозяйственно-бытовых целей и технического водоснабжения (для промышленности, орошения земель, обводнения пастбищ), подземные воды используются в лечебных целях (минеральные воды), в энергетической отрасли (геотермальные воды) и в промышленности — для извлечения растворённых в них ценных веществ.

Артезианские воды

Артезианские воды — это разновидность межпластовых подземных вод. Их отличие в том, что они полностью заполняют водоносный горизонт и находятся в нём под давлением. Напорные воды обычно залегают в пределах геологических структур, имеющих вогнутое строение — в мульдах, флексурах, образуя артезианские бассейны.


Схема артезианского бассейна

При вскрытии такого водоносного горизонта уровень воды в скважине поднимается выше уровня зеркала грунтовых вод, иногда свободно изливаясь из скважины фонтаном. Артезианские воды, как правило, расположены на большой глубине — от 100 до 1000 метров. В некоторых интернет-источниках артезианскими называют все скважины, имеющие большую глубину, что не совсем правильно. Первоначально артезианскими называли именно фонтанирующие скважины, сейчас термин «артезианские» относят ко всем напорным водам.


Артезианская фонтанирующая скважина

Для водоснабжения обычно используют два верхних водоносных горизонта. Вода, находящаяся на больших глубинах, чаще всего имеет повышенную минерализацию, да и добыча её спряжена с большими финансовыми расходами.

Верховодка

И, наконец, о верховодке. Специалисты и интересующиеся вопросом добычи подземных вод не рекомендуют использовать верховодку в качестве источника питьевой воды. И правильно делают, потому что верховодка не является постоянным водоносным горизонтом. Она появляется сезонно, во время весеннего таяния снега или в период продолжительных осенних дождей.

Верховодка характерна для глинистых и суглинистых почв. Появление её связано с накоплением воды над слабопроницаемыми для воды грунтами: глинистые почвы набухают от обильной влаги и перестают пропускать воду атмосферных осадков в лежащие ниже слои грунта.


Яма, наполненная «верховодкой»

На поверхности земли образуются скопления воды в естественных углублениях, вода появляется и ниже — в метре — полутора от поверхности. В песчаных грунтах верховодка более редка и образуется локально, на временных водоупорах — прослойках глины в основном песчаном грунте.

Использовать верхние воды для нужд водоснабжения загородного дома не стоит: они имеют ярко выраженный сезонный характер, количество их недостаточно. А самое главное — такие воды загрязнены. В силу своего неглубокого местоположения они ещё не успели очиститься, проходя через естественный фильтр — толщу земли. Верховодку можно использовать для полива, искусственно углубив природные понижения, где она скапливается по весне, как, например, на фото выше.

Верховодку можно спутать с высоко стоящим уровнем грунтовых вод. Первый водоносный горизонт может начинаться довольно неглубоко от поверхности земли: в северных регионах — от 50 см (в районе тундр). С перемещением на юг глубина расположения водоносного пласта увеличивается: от 3-5 метров в средней полосе до 15-20 в южных районах. В сельской местности, вдалеке от автострад и промзон, очень часто питьевые колодцы имеют небольшую глубину. Так, к примеру, в нашей деревне общественный колодец всего на три кольца.


Общественная водоразборная колонка

Вот и всё о том, какие бывают водоносные горизонты. А информацию, что лучше для дачного участка — колодец или скважина, на какую глубину следует копать или бурить, как определить уровень грунтовых вод, а так же о правовом аспекте добычи подземной воды читайте в других материалах.

Как найти водоносный слой: способы определения расположения и глубины залегания для бурения скважины

Осадочная горная порода, состоящая из нескольких подземных слоев с различной степенью водопроницаемости, называется водоносным горизонтом. Полости и трещины пластов заполнены грунтовыми водами. Водоносный слой чаще состоит из песчаника и известняка, т.к. данные породы обладают проницаемостью и пористостью, способны накапливать и пропускать воду.

Водоносные слои грунта.

Как определить водоносный слой

Вода циркулирует по водоносу, формируя русло, которое ограничено слоями толщиной от 5 см до нескольких метров (2 водоупорных пласта либо 1 слой и зона аэрации с другой стороны).

Водоносные горизонты находятся на различных глубинах, что учитывается при бурении скважины:

  1. Расположенные ближе к поверхности (в пределах 3 или 5 м) первые водные слои называются верховодками. Они чаще пополняются дождями и талым снегом, используются в качестве источников технической воды из-за высокой степени загрязнения. Эти слои нестабильны, т.к. вода может уходить вниз.
  2. Грунтовые воды на глубине от 10 до 20 м являются пригодными для питья, т.к. частично фильтруются при прохождении через почву. Данные водоносы более стабильны, т.к. не зависят от погодных условий.
  3. При глубине залегания от 25 до 50 м вода характеризуется высоким качеством. Здесь обустраиваются питьевые источники.

Для добычи воды используется скважина, в которую погружается насос. Перед забиванием необходимо правильно определить местонахождение пласта. Рекомендуется осмотреть скважины и колодцы, расположенные поблизости, замерить их глубину. Поможет также сбор информации о качестве и объеме добываемой воды в интересующей местности. Можно провести анализ аэрографических снимков. На наличие водоносного горизонта может указывать наличие низин, пологих понижений или резких перепадов.

Иногда для поиска воды используют шнековое бурение.

Часто используется метод электрического сопротивления: устанавливается специальное оборудование, собирающее сведения об удельном сопротивлении почвенных слоев. На основе полученной информации проводится анализ. Методика является эффективной, но близкое расположение инженерных или железнодорожных коммуникаций, трубопровода способно исказить результаты.

Достоверным способом обнаружения водоноса является шнековое бурение, проводящееся с учетом гидрогеологического справочника. Способ является дорогостоящим, однако дает возможность удостовериться в наличии или отсутствии воды. Еще одним преимуществом является возможность отправки пробы воды в лабораторию для определения качественного состава.

При самостоятельном определении близости грунтовых вод эксперты рекомендуют обращать внимание на следующее:

  1. В породах плотной кристаллической структуры часто расположены разветвленные системы водоносного пласта.
  2. Сложнее обнаружить горизонт в складчатых структурах, он может располагаться в низине или на вершине.
  3. Хорошим участком для бурения скважины станет место чуть выше родников и ключей. Можно отследить местонахождение водопоя животных.
  4. Для бурения лучше выбирать участки прямоугольной формы гидрографической сети с разломами пород.
  5. Большое количество воды отмечается в водоносах, содержащих гальку и песок.
  6. Пласты из глины, ила, кварца, известняка менее продуктивны, требуют наличия широкой скважины. Следует выбирать места с разломами, где выветрились части породы.

Новую скважину следует бурить подальше от существующих колодцев.

Глиняная посуда для определения водоносного слоя

Для обнаружения места расположения водоносного пласта используется глиняная посуда, предварительно просушенная. В сухую погоду ее оставляют на ночь на участке в перевернутом виде. Если снизу в почве расположен водонос, то к утру на внутренней поверхности глиняной емкости появится влага.

Можно использовать усовершенствованный метод:

  1. В посуду засыпать просушенный в духовке силикагель. Рекомендуется использовать глиняный горшок.
  2. Ёмкость накрывают тканым материалом и взвешивают, фиксируя показатель.
  3. Горшок закапывают на глубину 1,5 или 2 м. Выдерживают сутки.
  4. По истечении 24 часов емкость аккуратно откапывают и взвешивают.
  5. На наличие поблизости грунтовых вод будет указывать увеличение массы горшка.

Закапывая несколько емкостей в разных местах и на различной глубине, можно определить максимальную близость к водоносному пласту.

В качестве наполнителя вместо силикагеля можно использовать толченые глиняные черепки, керамический кирпич или измельченную глину (после обжига).

Растения как показатель водоносного слоя

Данный метод используется только на неосвоенных участках, где присутствуют дикорастущие растения. Особенности их расположения вблизи грунтовых вод обусловлены длиной и типом корневищ.

Черный тополь растет на местах залегания вод до 5 метров.

Глубину залегания можно определить по следующим культурам:

  1. В пределах 1 м – багульник болотный, береза пушистая и рогоза.
  2. От 1 до 3 м – пырейник, камыш песчаный и крушина.
  3. До 5 м – ежевика, сарсазан, малина, лох, ежевика, тростник, ель и тополь черный.
  4. В пределах 7 или 8 м – сосна, дуб черешчатый, полынь метельчатая, черемуха, вереск и чий блестящий.
  5. От 3 до 10 м – можжевельник, василек, орешник, солодка голая, бук, толокнянка и полынь песчаная.
  6. До 15 м – люцерна желтая.

В случае с деревьями следует обращать внимание не на массивы, а на единичные растения. Иногда в местах расположения водоносного слоя деревья растут небольшими группами. В случае с травами имеет значение наличие не единичных растений, а полян на участке.

На однолетние растения и папоротники ориентироваться не следует.

Природные явления

Помогут определить местонахождение водоносного слоя природные явления. Следует обращать внимание на следующее:

  1. При залегании грунтовых вод почва характеризуется повышенной влажностью.
  2. На участке образуется большое количество росы в утреннее время. Характерно наличие тумана по утрам.
  3. При повышении температуры воздуха под воздействием солнца на участке наблюдается обильное испарение.
  4. Над водоносным пластом трава растет гуще, имеет более яркий оттенок, отличается свежестью.
  5. Надежным показателем наличия воды является скопление муравейников.
  6. Полевые мыши не обустраивают норы во влажной почве, вблизи источников воды.
  7. Куры выбирают сухие места для откладывания яиц, гуси – участки с высокой влажностью.
  8. Мошкара – влаголюбивые насекомые. В жаркую погоду и при отсутствии осадков мошки роятся вблизи залегания водоноса.

Продуктивные водоносные слои часто расположены вблизи поверхностных вод. Удачным местом для бурения скважины станет участок в 15 или 20 м от русла реки. При этом периодичность его заполнения водой не имеет значения.

Гуси делают кладки во влажной почве.

Рамки как популярный метод поиска воды

Распространенным способом определения водоноса является использование биолокационных рамок. Метод основан на чувствительности используемого материала к биополям. Специальные рамки изготавливаются из лозы или металла. Между потенциальным источником воды и рамкой человек выступает в роли медиатора.

Металлические рамки рекомендуется изготавливать из алюминия, могут использоваться сталь и медь. Для этой цели подойдут электроды для сварки.

Алгоритм изготовления и использования алюминиевой рамы:

  1. Тонкая проволока делится на 2 равные части. Рекомендуемая длина каждой – 42 см.
  2. Каждый отрезок загибается до образования прямого угла. При этом место сгиба располагается не в центре проволоки, а таким образом, что оно делит ее в соотношении 1:3. Одна сторона отрезка проволоки при этом получается короче другой.
  3. Более короткий участок выступает в роли ручки. Его помещают в конусообразный предмет, трубку (ее диаметр должен незначительно превышать сечение проволоки).
  4. Держа в обеих руках рамки, медленно перемещаются по участку. При этом концы рамок должны быть повернуты в противоположных направлениях. Проволоки начинают вращаться и сходятся при обнаружении водоноса.

Для поиска воды часто используются рамки из ивовой лозы, этот метод называется лозоходством. Изготавливают рамки следующим образом:

  1. Вырезается ветка, имеющая вилкообразное разветвление. Угол между ветками должен составлять примерно 150°.
  2. На протяжении нескольких дней заготовка сушится.
  3. В руки берется готовая рамка, при этом общий ствол веток должен быть направлен вверх.
  4. При перемещении по участку нужно следить за стволом: чем больше он тянется вниз, тем вероятность близкой воды увеличивается.

Научного подтверждения данный способ не получил, однако при проведении экспериментов подтверждается его эффективность. Точность может достигать 80%.

Народные методы определения водоноса могут сэкономить средства, однако не позволяют получить точный результат. Самым надежным способом станет обращение к специалистам в области строения гидросооружений и гидрогеологии для проведения профессиональной разведки.

Грунтовые воды в строительстве, их разновидности и защита от них

В проектировании зданий учитывается множество расчетных величин, способных повлиять на строительство и эксплуатацию сооружения, и одной из них является уровень грунтовых вод. Именно этот показатель будет основополагающим критерием в расчете стоимости застройки, технологии строительства, долговечности конструкции и условий эксплуатации здания. Грунтовые воды зачастую осложняют строительство опорных конструкций и зданий в целом, поэтому, чтобы эффективно справиться с этой проблемой, нужно узнать о ней как можно больше информации, прежде чем начинать застройку.

Схема образования подземных вод.

Понятие в геологии

Уровень грунтовых вод — это слой почвы, ниже которого грунт насыщен водой до предела, то есть это ближайший к поверхности земли водоносный слой. Этот водяной слой отделен от низлежащего водонепроницаемыми породами глинистой или каменистой почвы. Глубина подземных вод зависит в основном от участка и от наличия водоемов поблизости. В горах грунтовые воды могут залегать на глубине более 100 метров, а в низинах и болотистых местностях этот показатель может насчитывать от нескольких сантиметров до 2 метров. В зависимости от времен года и интенсивности выпадения атмосферных осадков, уровень грунтовых вод постоянно изменяется, а колебания этой величины находятся в пределах нескольких метров.

Схема промерзания почвы.

Наименьший уровень подземных вод приходится на зимний период, когда из-за промерзания почвы грунт становится водонепроницаемым, а осадки выпадают в виде замерзших кристаллов воды, которые не растают до наступления тепла. Самый высокий уровень грунтовых вод отмечается весной, когда происходит таяние выпавших за зиму осадков. Верхний слой почвы становится пористым, из-за чего вся влага, образовавшаяся на поверхности, просачивается в нижние породы до водонепроницаемого слоя, что влечет за собой повышение уровня залегающих грунтовых вод. Именно поэтому для строительства зданий измерять показатель уровня подземных вод следует весной, чтобы избежать пучения грунта.

Типы слоев

Различают следующие виды грунтовых вод:

  • верховодка;
  • грунтовые безнапорные воды;
  • артезианские воды.

Верховодка залегает на глубине 2-3 метров. В засушливую погоду, а также зимой исчезает, просачиваясь в нижние водоносные слои. Носит временный и сезонный характер. Имеет небольшую площадь распространения. В песчаных почвах встречается крайне редко, для нее более типичны суглинистые или лесные породы. Залегая в пределах пространства подземных частей здания, верховодка представляет высокую опасность для строительства, так как может стать причиной подтопления сооружения и пучения грунта вокруг фундамента.

Таблица условий понижения грунтовых вод.

Грунтовые безнапорные воды залегают на первом водоупорном слое от поверхности земли. Этот водоносный слой не перекрывается водонепроницаемыми слоями грунта. Свой водный пласт грунтовые воды наполняют не полностью, из-за чего они и являются ненапорными. Этот вид подземных вод носит постоянный характер во времени и значителен по площади распространения.

Питание грунтовых вод происходит в основном за счет инфильтрации атмосферных осадков. Именно этот тип грунтовых вод доставляет большее количество хлопот при строительстве опорных конструкций и устройстве котлованов. Дело в том, что высокий уровень безнапорных подземных вод не позволит произвести заливку фундамента из-за постоянного затопления водой строительного котлована.

Артезианские воды — это подземный слой воды, располагающийся между двумя водоупорными слоями почвы. Если по какой-либо причине будет пробит верхний водоупорный слой, то это приведет к выбросу залегающей воды под давлением на поверхность. Артезианские воды пролегают глубоко в почве и носят постоянный характер. Из-за своего расположения никак не влияют на строительство зданий.

Влияние на строительство

Проектирование любых сооружений, предполагающих заливку фундамента, всегда должно начинаться с измерения уровня залегания грунтовых вод. Чем выше их расположение, тем меньше грунт способен выдерживать несущие опоры. Если залегание подземного водоносного слоя находится на глубине меньше 2 метров, то это считается высоким уровнем грунтовых вод. При таком их расположении от строительства, требующего обустройства котлована или траншеи, стоит отказаться.

Схема пробной скважины для определения уровня грунтовых вод.

Также избегать строительства стоит, если при высоком уровне грунтовых вод между поверхностью земли и водоносным слоем находится песчаная почва с илистой примесью. Попадание влаги в слои песчаной породы приведет к изменению грунта (он начнет «плавать»), что пагубно скажется на способности несущих конструкций выдерживать нагрузки, создаваемые самим зданием. Если же на этом уровне расположен пласт глинистого сланца, то попадание в него воды приведет к его размягчению, из-за чего потеряется устойчивость почвы, что неминуемо будет способствовать искривлению уровня фундамента.

В любом случае, при наличии подобных проблем, стоимость застройки будет неоправданно высокой. Дело в том, что подземные воды постоянно будут заливать вырытый котлован, даже при наличии качественной гидроизоляции и дренажа, что не позволит произвести заливку фундамента. Такие меры лишь на короткий срок обеспечат необходимый эффект, но сами грунтовые воды не исчезнут и, по прошествии небольшого промежутка времени, снова восстановят свой первоначальный уровень.

От уровня грунтовых вод зависит не только сметная стоимость строительства здания, но и расходы на его эксплуатацию, и сам срок эксплуатации.

Уровень подземного водоносного слоя обуславливает ограничение в виде выбора фундамента, его глубины, размера и сроков строительства. Помимо этих показателей, уровень подземного водоносного слоя накладывает ограничения на выбор материалов для застройки и их технических характеристик (плотность, прочность, водонепроницаемость и т.д.). Решение об обустройстве цоколей и подвалов тоже напрямую зависит от уровня грунтовых вод.

Схема понижения грунтовых вод.

Поэтому в строительстве принята норма расстояния от основания фундамента до залегающих грунтовых вод, равная 0,5 метра и выше. Это позволит обустроить все несущие конструкции согласно нормам и гарантирует надежность эксплуатации построенного здания. Если расчет был выполнен без учета этой нормы, то произойдет неравномерное пучение грунта, следствием чего станет перекос фундамента, который вызовет появление трещин в конструкциях, что может привести к их обрушению. Именно поэтому уровень грунтовых вод необходимо определять еще на стадии проектирования здания.

Определение уровня

Осуществить определение уровня грунтовых вод можно несколькими способами, но существует единое правило: все измерения проводятся весной, когда растает снег. Это обусловлено тем, что именно в этот период уровень залегающего водоносного слоя находится на максимальной отметке.

Самым простым и распространенным, но в то же время точным и эффективным способом является замер уровня воды в близлежащих к участку колодцах. Дело в том, что колодец наполняется только за счет грунтовых вод, именно поэтому расстояние, которое находится между верхом колодца и поверхностью воды, и является уровнем залегания подземных грунтовых вод. Для наиболее точного определения этого показателя замеры стоит выполнять в нескольких колодцах, находящихся вблизи участка для строительства.

Второй, не менее точный способ применяют, когда на близлежащих территориях к участку нет вырытых колодцев, — это бурение пробной скважины. Для этого способа с помощью садового бура нужно пробурить несколько скважин глубиной 2-2,5 метра, и, если в течение двух дней в них не появится вода, это означает, что она пролегает на достаточной глубине и при строительстве ее не стоит опасаться.

Схема изготовления маятника и рамки для поиска грунтовых вод.

Существуют еще старинные способы определения этого показателя. Например, нужно взять хорошо просушенный комок шерсти, сырое куриное яйцо (желательно более свежее) и глиняную глубокую посуду. После чего в предполагаемом месте строительства необходимо аккуратно снять слой дерна и в получившуюся ямку положить клочок шерсти, на шерсть положить куриное яйцо и все это накрыть глиняной посудой.

Затем все это аккуратно нужно накрыть слоем дерна, снятого с этого места. Результат смотрят на утро следующего дня. Нужно убрать слой дерна и аккуратно снять глиняную посуду, а затем внимательно осмотреть образовавшуюся росу. Если роса появилась на шерсти и на яйце, то вода в этом месте залегает неглубоко. Если же роса есть только на шерсти, то вода располагается достаточно глубоко. А если и клочок шерсти, и яйцо сухие, то, возможно, воды в этом месте совсем нет или же она находится на приличной глубине.

Определить уровень грунтовых вод на участке можно с помощью растений, произрастающих на нем, и их характеристик. Допустим, если в засушливое время года на участке растут ярко-зеленая трава, крапива, осока или камыш, то воды в этом месте стоят достаточно высоко, не более 2-3 метров. Или же, если по вечерам над участком постоянно образуются туманы, а вблизи нет ни рек, ни водоемов, то это символизирует о том же. А вот если в засушливую погоду на участке преобладают солодка или полынь, то влаги на глубине до 4-5 метров нет.

Таким образом, способов определения уровня грунтовых вод существует множество. Их точность разнится, но общее представление о наличии водоносного слоя и глубины его залегания они могут отразить. Для детального определения этого показателя можно заказать геологическое обследование местности участка, что даст более точную картину нахождения подводных вод на участке.

Защита конструкций

Схема дренажа участка.

Даже при точнейшем определении уровня грунтовых вод обязательно должны быть приняты меры по защите сооружения от них. Выбор степени гидроизоляции и мер по понижению подземных вод зависит от уровня залегания водоносного слоя, типа фундамента, характеристик почвы и от наличия цоколя и подвалов.

Если в проекте здания отсутствуют цоколь или подвал или глубина залегания подземных вод ниже уровня их пола, то для защиты сооружения от грунтовых вод достаточно будет произвести гидроизоляцию фундамента и стен подвальных помещений. В случае расположения пола подвала или цоколя над водоносным слоем, потребуется обустройство дренажной системы для отвода воды. Это возможно только при наличии близлежащих водоемов или коллекторов, куда будут сбрасываться воды. В противном случае необходимо обустройство специальной гидроизоляции, которая имеет сложную технологию монтажа и высокую стоимость.

Также на поверхности, вследствие атмосферных осадков или нахождения участка в низине, образуются поверхностные воды, способные оказать влияние на пучение грунта или на уровень подземного водоносного слоя. Чтобы предотвратить их скапливание, в месте строительства устраивают водоотводные канавы или обваловывание участка. Вода, таким образом, отводится с помощью искусственного уклона или через сети открытого водостока.

При высоком уровне грунтовых вод единственным способом защиты конструкций является дренаж. Дренажные системы могут быть как закрытого, так и открытого типа, в зависимости от необходимого уровня понижения водоносного слоя. Любая дренажная система должна закладываться на первых стадиях обустройства несущих конструкций.

Открытые дренажные системы просты в сооружении, но мешают обустройству участка и уменьшают площадь земли для полезного использования. Они представлены в виде вырытых каналов и траншей вниз по уклону. На дно траншеи обязательно должен быть выложен камень или глина, чтобы предотвратить их размывание.

Закрытые дренажные системы не заметны на участке, но имеют ограниченный срок службы из-за их постоянного заиливания. Дрены закрытого типа устраиваются в виде системы труб, находящейся под землей, вода из которой отводится в канализационные стоки или в близлежащие водоемы.

В любом случае защиту строящихся конструкций от грунтовых вод следует проводить с участием специалиста.

Ссылка на основную публикацию