Грунтовые воды: что это такое, их уровень, определение угв, на какой глубине находятся, виды и особенности

Принцип лозоискательства

В этом разделе показан способ, который также применяется очень давно, правда, вызывает споры среди специалистов, а его эффективность вызывает сомнение. Однако чувствительный человек способен находить водные залежи таким методом.

В принципе, такая технология должна работать, но на участке много помех, которые снижают результативность (водоемы, ручьи, лужи, геологические возмущения в грунте, инженерные коммуникации, куски металла и т. д.). Необходимо отметить, что на участках, где нет случайных водных объемов, эффективность лозоискательства оценивается до 75% .

Поиск проводится следующим образом. Для проведения исследования можно использовать алюминиевую рамку или лозу. В первом случае 2 отрезка алюминиевой проволоки длиной 35-45 см загибаются под углом 90º, причем отогнутый конец составляет 12-16 см. Проволока вставляется в трубочки в виде тростника так, чтобы могла свободно поворачиваться.

Человек берет трубочки с проволокой в обе руки, направляя загнутые концы в разные стороны, и начинает движение по участку. При прохождении над подземным потоком проволочные рамки повернутся вовнутрь. Отмечается место, где произошло такое явление. Затем для проверки осуществляется движение перпендикулярно первому направлению. Если все повторится в том же месте, то это и есть нужная точка для копания колодца.

Второй метод предусматривает использование лозы. Срезается ветка, имеющая 2 ответвления, между которыми угол составляет порядка 145-155º, и хорошо просушивается. При поиске воды концы лозы берутся в разные руки так, чтобы ответвления оказались по центру и были направлены вверх. При прохождении над источником лоза повернется.

Основные классы подземных вод

Подземная вода бывает разная. перечисли основные виды подземных вод.

Почвенная вода

Почвенная вода содержится в почве, заполняя промежутки между ее частицами, или поровое пространство. Почвенная вода может быть свободной (гравитационной) и подчиняться только силе тяжести, и связанной, то есть удерживаться силами молекулярного притяжения.

Грунтовая вода

Грунтовая вода и ее подвид, называемый верховодкой – это ближайший к поверхности земли водоносный горизонт, залегающий на первом водоупоре. (Водоупор, или водоупорный слой грунта — это почвенный слой, который практически не пропускает воду. Фильтрация сквозь водоупор или очень низкая, или же слой полностью водонепроницаем – например, толщи скальных грунтов). Грунтовая вода крайне непостоянна по многим факторам, и именно грунтовая вода влияет на условия строительства, диктует выбор фундамента и технологии при проектировании сооружений. Дальнейшая эксплуатация созданных руками человека построек также находится под неустанным влиянием меняющегося поведения грунтовой воды.

Межпластовая вода

Межпластовая вода – находится ниже грунтовой воды, под первым водоупором. Эта вода ограничена двумя водоупорными слоями и может находиться между ними под значительным давлением, заполняя водоносный горизонт полностью. Отличается от грунтовой воды большим постоянством своего уровня, и конечно, большей чистотой, причем чистота межпластовой воды может быть следствием не только фильтрации.

Артезианская вода

Артезианская вода – так же, как и межпластовая, заключена между слоями водоупоров и находится там под давлением, то есть относится к напорным водам. Глубина залегания артезианских вод – примерно от ста до тысячи метров. Различные геологические подземные структуры, мульды, впадины и т.п., располагают к образованию подземных озер – артезианских бассейнов. Когда такой бассейн вскрывается при бурении шурфов или скважин, артезианская вода под давлением поднимается выше своего водоносного пласта и может дать очень мощный фонтан.

Как разбить плодовый сад на участке на берегу водоема

Часто садоводы выбирают участки у водоема. Это может быть озеро или река. Какие проблемы здесь могут возникнуть в связи с закладкой плодового сада?

Первое – опять же глубина грунтовых вод. Как правило, вблизи водоемов, если только это не высокий берег реки, почвы переувлажнены, и на них плодовые деревья подвержены вымоканию. Поэтому плодовый сад здесь нужно размещать на максимальном расстоянии от водоема, особенно если это озеро.

С другой стороны, грунтовые воды в таких местах обычно имеют окислительную обстановку и дренируются водоемом. За счет этого зеркало грунтовых вод будет выглядеть, как показано на рисунке. Такое расположение грунтовых вод объясняет, почему даже на пологом берегу водоема можно вырастить сад. Однако и здесь требуется сажать деревья на валы или холмики.

Схема расположения грунтовых
вод, при наличии вблизи участка водоема

На низких берегах рек возможно весеннее подтопление сада. Временное поднятие грунтовых вод не несет опасности, если к концу половодья вода полностью сходит.

Определение уровня

Существует несколько способов, как определить уровень грунтовых вод. Но есть общее правило: измерения нужно проводить ранней весной, сразу же после того, как растает снег, потому что в этот период залегания грунтовых вод находятся на максимуме.

Самый простой, но в то же время самый точный и эффективный способ — определить его по уровню воды в находящихся рядом с участком колодцах. Вода в глубине колодца поступает только из грунтовых вод, поэтому по расстоянию от верха колодца до зеркала воды можно с точностью определить, на каком расстоянии от поверхности они находятся. Для более точной картины лучше такие замеры выполнить не в одном, а в 2-3 колодцах.

Второй способ, который часто применяют при строительстве частных домов, особенно если поблизости нет вырытых колодцев, — бурение пробных скважин. При этом способе в качестве рабочего инструмента используют обычный садовый бур. Этим буром по периметру строительного участка бурят 3-4 пробных скважины на глубину 2-2,5 м. Если на протяжении 1-2 дней в этих скважинах не появляется вода, то это означает, что она находится достаточно глубоко, при строительстве ее можно не опасаться.

Схема основных типов грунтовых вод.

Есть и старинные способы. Например, клочок шерсти нужно хорошо промыть и высушить. Затем нужно взять этот клочок, сырое куриное яйцо (обязательно свежеснесенное, еще теплое) и глиняный горшок.

В выбранном на участке месте нужно аккуратно снять дерн, на дно образовавшейся ямки положить шерсть, на шерсть положить яйцо и накрыть их перевернутым глиняным горшком. Сверху горшок нужно аккуратно накрыть куском снятого дерна.

Результаты этот своеобразный индикатор покажет на следующее утро, как только взойдет солнце

Нужно убрать дерн, аккуратно снять горшок и обратить внимание на образовавшуюся под ним росу. Если роса есть не только на шерсти, но и на яйце, то можете быть уверены, что до воды в этом месте не очень глубоко

Если роса образовалась только на шерсти, а на яйце ее нет, то она находится на порядочной глубине. Если же в результате и шерсть, и яйцо остались сухими, то вода в этом месте находится очень глубоко, если она здесь есть.

Определить, что грунтовые воды находятся близко, можно и без проведения земляных работ на участке. Достаточно просто осмотреть его внимательно. Если в засуху на вашем участке растет густая зелено-изумрудная трава или много мха, а по вечерам над своим участком вы постоянно видите туманы, хотя вблизи участка нет реки или озера, то с большой вероятностью можно утверждать, что воды стоят высоко.

Можно также определиться и по растущим на участке растениям. Если среди них преобладают болиголов, крапива, конский щавель, наперстянка, осока, камыш, то от поверхности грунта до воды наверняка не более 3 м. А если преобладают полынь или солодка, то меньше чем через 4-5 м влагу вы не найдете.

Итак, способов определения глубины залегания грунтовых вод существует много. Не все они одинаково точны, но общее представление о водоносных слоях на своем участке вы с их помощью можете составить. Если вы хотите знать точную картину, то закажите специальное геологическое обследования вашего участка. Ведь точную карту подземных вод можно составить только с помощью выполненного профессионалами бурения скважин.

Влияние грунтовых вод на бетон

Агрессивность грунтовых вод к бетону различают по типам, рассмотрим их ниже.

По общекислотному показателю

При водородном числе рН менее 4 агрессивность к бетону считают наибольшей, при значении рН более 6,5 – наименьшей. Но малая агрессивность воды вовсе не отменяет необходимости защиты бетона устройством гидроизоляции. Кроме того, имеется сильная зависимость влияния агрессии воды от видов бетона и его вяжущего, в том числе от марки цемента.

Сульфатные воды

Сульфатные воды относят к наиболее агрессивным к бетону. Ионы сульфатов проникают в бетон и реагируют с соединениями кальция. Образующиеся кристаллогидраты вызывают вспучивание и разрушение бетона.

Проводим улучшение состава почвы

Почва с близким стоянием грунтовых вод, и тем более болотная почва, обычно бывает довольно бедной, и если вам удастся ее высушить, то придется все равно ее улучшать, прежде чем вы посадите растения на этот участок. Кроме того, почву нужно проверить на уровень pH: не исключено что почва на участке отличается повышенной кислотностью. Тогда под зиму нужно будет внести от 300 до 400 г извести на квадратный метр или столько же мела, тщательно все перекопать, а весной замерить уровень pH снова, и так делать до тех пор, пока почва не станет нейтральной.

Далее, в идеале, поверх имеющегося грунта, нужно насыпать грунт привозной. Таким образом вы поднимите участок и повысите его плодородие.

Далее, участок нужно перекопать, смешав грунт и добавив доломитовую муку в количестве 300 г на сотку земли. Перед посадкой саженцев (если посадка будет весной, то осеннее внесение удобрений — просто идеальный вариант) нужно внести в пересчете на квадратный метр по 250-300 г древесной золы, ведро перегноя и по чайной ложке с горочкой суперфосфата и сульфата калия (все это под перекопку, пусть даже еще раз придется участок перекопать).

Прокладка дренажного канала на участке с высокими грунтовыми водами

Грунтовые воды (водоносный горизонт)

Грунтовые воды, подземные воды первого от поверхности Земли постоянного водоносного горизонта. Образуются главным образом за счёт инфильтрации (просачивания) атмосферных осадков и вод рек, озёр, водохранилищ, оросительных каналов; местами запасы грунтовых вод пополняются восходящими водами более глубоких горизонтов (например, водами артезианских бассейнов), а также за счёт конденсации водяных паров.

Сверху грунтовые воды обычно не перекрываются водонепроницаемыми породами, а водопроницаемый пласт они заполняют не на полную мощность, поэтому поверхность грунтовых вод является свободной, ненапорной. На отдельных участках, где всё же имеется местное водоупорное перекрытие, грунтовые воды приобретают местный напор (величина последнего определяется положением уровня грунтовых вод на прилегающих участках, не имеющих водоупорного перекрытия). Когда буровая скважина или копаный колодец достигают грунтовых вод, их уровень (т. н. зеркало Г. в.) устанавливается на той глубине, где они были вскрыты. Области питания и распространения грунтовых вод совпадают. Вследствие этого условия формирования и режим грунтовых вод обладают характерными особенностями, отличающими их от более глубоких артезианских вод: Грунтовые воды чувствительны ко всем атмосферным изменениям. В зависимости от количества выпадающих атмосферных осадков поверхность грунтовых вод испытывает сезонные колебания: в сухое время года понижается, во влажное — повышается, изменяются также дебит, химический состав и температура грунтовых вод. Вблизи рек и водоёмов изменения уровня, расхода и химического состава грунтовых вод определяются характером гидравлической связи их с поверхностными водами и режимом последних. Величина стока грунтовых вод за многолетний период приблизительно равна количеству воды, поступившей путём инфильтрации. В условиях влажного климата развиваются интенсивные процессы инфильтрации и подземного стока, сопровождаемые выщелачиванием почв и горных пород. При этом легко растворимые соли — хлориды и сульфаты — выносятся из пород и почв; в результате длительного водообмена формируются пресные грунтовые воды, минерализованные лишь за счёт относительно мало растворимых солей (преимущественно гидрокарбонатов кальция). В условиях засушливого тёплого климата (в сухих степях, полупустынях и пустынях) вследствие кратковременности выпадения и малого количества атмосферных осадков, а также слабой дренированности местности подземный сток грунтовые воды не развивается; в расходной части баланса грунтовых вод преобладает испарение и происходит их засоление. Различия условий формирования грунтовые воды обусловливают зональность их географического распределения, которая тесно связана с зональностью климата, почвенного и растительного покрова. В лесных, лесостепных и степных районах распространены пресные (или слабоминерализованные) грунтовые воды; в пределах сухих степей, полупустынь и пустынь на равнинах преобладают солёные грунтовые воды, среди которых пресные воды встречаются лишь на отдельных участках.

Наиболее значительные запасы грунтовых вод сосредоточены в аллювиальных отложениях речных долин, в конусах выноса предгорных областей, а также в неглубоко залегающих массивах трещиноватых и закарстованных известняков (реже в трещиноватых изверженных породах).

Грунтовые воды в силу относительно лёгкой доступности имеют большое значение для народного хозяйства как источники водоснабжения промышленных предприятий, городов, посёлков, населенных пунктов в сельской местности и т. д..

Литература: Саваренский Ф. П., Гидрогеология, М., 1935; Ланге О. К., Гидрогеология, М., 1969. П.П. Климентов.

Что способствует возникновению подземных вод

Подземные воды имеют ряд отличий от поверхностных вод, но, как и поверхностные, являются составной частью непрерывного круговорота воды в природе. Большая часть подземных вод образуется в результате выпадения осадков и поверхностных стоков. Вода проникает в поверхность Земли после дождей, при таянии снегов и льда, через дно водоемов. Затем она проникает ниже поверхности в почву. При этом вода фильтруется, проходя многочисленные слои различных пород.

Через разные грунты просачивание воды происходит с разной скоростью. Чем пропускная способность породы ниже, тем больше над ней скапливается воды. Именно в таких местах происходит формирование водоносного слоя, или иначе — горизонта. Чаще всего подобных слоев образуется несколько.

После насыщения почвенной зоны, вода просачивается еще ниже. Зона насыщения располагается в месте, где все пустоты заполнены водой. Также существует зона аэрации, в которой пространство частично занято воздухом, а частично — водой.

Подземные воды продолжают свой спуск ниже, пока не достигают горной породы, происходит глубокое просачивание. Здесь вода накапливается в трещинах и порах, образуя водоносный горизонт. Процесс осаждения, увеличивающий объемы подземных вод, называется подпиткой. В тропическом климате подобная подпитка происходит во время сезона дождей, а в умеренном — в зимний период. Обычно в водоносные горизонты попадает от 10 до 20 процентов выпадающих осадков.

В природе происходит постоянное движение подземных вод. Однако, по сравнению с поверхностными водами, это очень медленный процесс. Скорость передвижения зависит от объема водоносного горизонта и пропускной способности. Естественный отток грунтовых вод осуществляется через русла рек и источники, когда вблизи земной поверхности давление грунтовых вод выше атмосферного. Вблизи уровня грунтовых вод время круговорота воды составляет обычно меньше года, тогда как в глубоких водоносных горизонтах процесс циркуляции длится тысячи лет.

Выделяют следующие классы подземных вод:

Инфильтрационные. Формируются из наземных атмосферных вод, их восполнение происходит за счет процесса инфильтрации, то есть просачивания вглубь земли дождевых и талых атмосферных осадков.
Конденсационные. Формируются в результате процесса конденсации водяных паров воздуха, наблюдающегося в трещинах горных пород.
Седиментогенные. Подземные соленые воды высокой минерализации, накапливающиеся в глубоких слоях осадочных горных пород.
Магматогенные. Формируются прямо из магмы, их накопление наблюдается в процессе извержения вулканов, а также при выделении из магматических тел, находящихся на глубине.
Метаморфогенные. Образуются путем метаморфизма минеральных масс, состоящих из кристаллизационной воды либо газо-жидких компонентов.

Отсыпка

Избавиться от влаги можно и насыпав по всей территории участка слой песка. Начать надо работу с определения наивысшей точки. Необходимо учесть, что понадобиться поднять уровень минимум на двадцать сантиметров.

Рассчитав необходимую кубатуру материала, следует приобрести строительный песок и гравий. Песок, ложась на грунт, выдавливает излишнюю влагу, а его высокая дренирующая способность не позволяет скапливаться воде на поверхности.

Заключительный этап процесса – поверх «пирога» из песка и гравия укладывается плодородный слой земли на котором можно выращивать любые культуры.

Открытый дренаж

Это – относительно простой и недорогой вариант, его функция – отводить поверхностные воды во время дождей, паводков. Хорошо работает, если правильно установлена система ливневок, вокруг дома имеется отмостка, а гидроизоляция фундаментных блоков произведена строго по правилам. Устраивается на участках с невысоким УГВ, с грунтами, хорошо впитывающими влагу. Легко проектируется, если рельеф имеет естественный наклон. Поверхностный (открытый) дренаж бывает 2 типов:

Точечный — представляет собой места сбора максимального количества воды, они закрыты решетками во избежание попадания мусора. Трубы от точек напряжения сходятся в одной магистральной трубе, которая направляет поток или в дренажный колодец, или в систему ливневой канализации

При самостоятельной укладке дренажных труб важно высчитать правильный угол, чтобы вода самотеком доходила до колодца.
Линейный — более сложный тип, отводит паводковые и ливневые стоки от стен здания, если вода находится ниже уровня земли. Линейный дренаж – это канавы со скошенными под углом 30⁰ стенками и глубиной 50-70 см

Они расположены по периметру территории, стоки направляются в котлован или ливневую канализацию.

Эстетическая сторона вопроса решается разными путями: укладываются декоративные решетки, которые, кроме придания аккуратного вида, задерживают мусор, листья. Можно выложить стенки и дно декоративными камнями, придать вид арыка.

Эффективным дополнением открытой системе является ливневка, разгружающая дренаж вокруг дома.

Засыпной тип

Если линейный дренаж наполнить щебнем, гравием, сверху положить дерн, декоративный камень или решетки, получится засыпной дренаж, выполняющий те же функции водоотведения, что и открытый канал. Он живописно вписывается в дизайн придомовой территории.

Виды грунтовых вод

Мало кому известно, что уровень грунтовых вод может в значительной степени меняться даже на протяжении одного и того же года. Обычно минимальных значений этот уровень достигает в зимний период, когда грунт полностью замерзает и для проникновения воды оказывается недоступным. В весенний период, когда начинается обильное снеготаяние, уровень грунтовых вод повышается, ведь почва в этот период буквально перенасыщена влагой, а влага в таком значительном объеме как раз и служит источником насыщения грунтовых вод.

Рассматривается зачастую пара видов грунтовых вод — верховодка, то есть так называемые местные подземные воды и безнапорные, то есть внешние грунтовые воды.

Первая залегает обычно на глубинах от полуметра до трех метров и может располагаться участками, часто в значительных впадинах либо между пластами грунта. Интересно, что в засуху, например, в разгар лета или слишком морозной зимой, верховодка может исчезнуть частично или полностью. Естественно, как только дожди пойдут вновь, или начнется таяние снега, то есть влажность почвы повысится, вернется на прежнее место и верховодка.

Если выявить состав воды верховодки, то выяснится, что там она обычно пресная с минимальным присутствием минералов и бывает даже токсичной для растений.

Второй вариант — безнапорные воды, они могут залегать на глубине от метра до пяти и зачастую это постоянное явление, от которого никуда садоводу не деться. Именно такие воды и доставляют садоводам основные неудобства, так как они пополняются за счет тающего снега, дождя, в том случае, если рядом расположено озеро, речка, речушка или даже ручеек (как упоминалось выше). Могут питать безнапорные воды и артезианские скважины, а также конденсат, о котором мы также уже писали.

Наиболее распространённое расположение водоносных горизонтов

Какой может быть глубина залегания первого водоносного горизонта

Располагаться такая вода может на расстоянии от 30 до 100 м от поверхности. Именно такая глубина залегания делает ее пригодной для питья и использования для хозяйственных нужд. Грунтовые слои, находящиеся выше первого горизонта, выступают в данном случае в роли естественного эффективного фильтра. В подавляющем большинстве случаев вода в таких подземных «озерах» изначально вполне соответствует всем санитарным требованиям. Пробуренные до таких пластов шахты называют скважинами «на песок». Дело в том, что фильтруется вода в данном случае чаще всего именно через толстые слои песка и глины.

Типы грунтовых вод по глубине залегания

Грунтовые воды — образуют первый собственный водоносный горизонт, лежащий непосредственно над первым сплошным слоем непроницаемых горных пород. Из-за глубины их отложения они медленнее, чем мелководье, реагируют на изменение погодных условий.

В них есть свободное зеркало, высота которого периодически колеблется (особенно после продолжительных дождей или засухи). Благодаря расстоянию, пройденному через зону аэрации, эти воды очищаются в процессе инфильтрации, что делает их идеальными для употребления.

Гидрологическое окно: чаще всего это небольшое полупроницаемое образование в непроницаемом слое горной породы, которое позволяет дальнейшее проникновение в подземный водный объект.

Грунтовые воды в основном состоят из двух типов вод. Первый — являясь результатом дальнейшей инфильтрации грунтовых вод через гидрологическое окно, а второй — воды с сильным гидростатическим напряжением (артезианские и субартезианские воды), которые из-за специфического расположения слоев проницаемых и непроницаемых пород поступают напрямую. у поверхности Земли, а затем впадают в глубокий бассейн (см. схему артезианских и субартезианских вод).

В некоторых местах на Земле (например, в Большом Артезианском бассейне в Австралии) скалы имеют определенное расположение. Две группы непроницаемых слоев прорезаны одним слоем проницаемой породы, которая находится в непосредственном контакте с открытым пространством.
Все слои образуют характерное расположение желобов, называемое артезианским. Дождевая вода, как и вытекающая из поверхностных источников, попадает в слой проницаемых горных пород и питает глубокую депрессию.
Таким образом, эта вода оказывается захваченной между двумя непроницаемыми слоями. Гидростатическое давление увеличивается, поскольку новая вода постоянно поступает из зоны подачи.

Дальнейшее развитие событий зависит от детального строения горных пород. Если нижний слой для меня будет твердым — вода впитается в более глубокие уровни. Однако, если это верхний скальный покров, который не может быть сформирован водой, создается насос, через который вода пытается выйти на поверхность.

Если уровень воды поднимается, но не пробивает скалы — речь идет о субартезианских водах (субартезианских колодцах), а если воды прорываются и поднимаются на поверхность — мы говорим об артезианских водах (артезианские колодцы). Истечение воды из артезианского бассейна называется артезианским источником.

Чем опасны грунтовые воды, и как с ними бороться

Принцип лозоискательства