Слои грунта до воды. Классификация подземных водоносных горизонтов

Некоторые люди, у которых дома в кране постоянно есть вода, думают, что она есть везде, и на любом участке достаточно сделать скважину, и пользуйся кристально чистой водой. В реальности дело обстоит совсем иначе – одни не смогли добраться до воды, у других она не годится даже для стирки, а политый ей огород стал похож на выжженную известняковую пустыню.

Такая тема, как найти воду для колодца, актуальна как для людей, которые только собираются бурить скважину, так и для тех, у кого она уже есть, но имеется желание исправить положение.

Рассмотрим различные способы, которые могут помочь решить эту непростую задачу.

Как располагаются водоносные слои в земле

  1. Верхняя (или верховая) вода. Этот водоносный слой находится недалеко от поверхности земли. Такое расположение делает сравнительно легкую ее добычу, но, чаще всего пить из этого источника нельзя, так как эта вода плохо очищена, и насыщена различными вредными веществами, и пригодна только для технических нужд и поливки огорода. В жаркое время года, когда особенно нужен полив, вода в этом водоносном слое может иссякнуть, и появиться лишь после осенних дождей.
  2. Грунтовая вода. Этот слой находится ниже первого водоупорного слоя. В такой скважине вода может колебаться в небольших пределах, и химический ее состав достаточно стабильный. Часто вода в этом водоносном слое находится под давлением, и при вхождении бура в него, может с напором выходить наружу.
  3. Артезианская вода. Она называется так, потому что добыча ее происходит из глубинных, артезианских скважин. Чтобы добраться до этого водоносного слоя придется потрудиться, так как эти слои проходят на глубине более 40 м. Такие пласты проходят в горизонтальной плоскости, поэтому глубина вашей скважины, наиболее вероятно, будет такой же, как у соседей. В большинстве случаев из нее поступает чистая вода, но в некоторых случаях может потребоваться дополнительная очистка.

Согласно этим данным становится понятно, что для получения питьевой воды приемлемы только последние 2 метода, но, так как у людей разные потребности, то рассмотрим, как найти воду для колодца, стараясь определить как можно точнее, где она может находиться. Остановимся на некоторых методах, дающих наиболее верный результат.

Метод наблюдения

В старину люди не имели таких точных приборов, какие есть сегодня, тем не менее местонахождение воды они определяли с большой точностью, но, не из-за каких-то выдающихся способностей, а лишь благодаря наблюдательности.

Хорошо известно, что перед каким-нибудь катаклизмом животные ведут себя иначе, так как в отличие от человека, в них заложена способность к лучшему восприятию природных изменений. Это же касается и чутья на воду.

  • Полевые мыши избегают близости воды, и поэтому делают гнезда на ветках кустов и деревьев.
  • Лошадь в сильную жару, пытается добыть себе воду из земли, и будет это делать в том месте, где есть возможность до нее добраться.
  • Собаки, спасаясь от жары, выкапывают в таких местах углубления, в которые потом ложатся.
  • Куры не несутся там, где чувствуют близость воды.
  • Гуси специально выбирают места, где есть пересечение водоносных жил.
  • Полевые мыши избегают близости воды, и перебираются на ветки кустов и деревьев делать гнезда в земле.
  • Мошкара сбивается в кучки и образовывает «столбики» в тех местах, где уровень влаги выше.

Природные явления и растения как индикаторы

  • Такие деревья, как ольха и ива растут только на влажной почве. Крона дерева копирует корневую систему, и если она наклонена в сторону, значит там более влажно.
  • Яблоня и вишня болеют на влажной почве, и их плоды часто подгнивают.
  • Летом можно понаблюдать за туманом – вечером он будет самым густым, и клубящимся в том месте, где грунтовые воды наиболее близки к поверхности.
  • Там, где процветают влаголюбивые растения, означает то, что их корневая система находится во влажной почве.

Совокупность этих факторов поможет подобрать наиболее удачное место для скважины

Научный подход к поиску воды

Кроме наблюдений, для поиска воды также можно пользоваться различными приспособлениями. Посмотрим, как можно искать воду с помощью предметов.

  • Силикагель, соль, или дробленый кирпич. Этот метод приемлем только для сухой почвы. Один из вышеперечисленных материалов нужно насыпать в неглазурованный глиняный горшок, и взвесить на точных весах, а данные записать. Замотанный в марлю горшок закопайте в землю на полметра, а через сутки извлеките из грунта, и вновь взвесьте. Большой привес говорит о близости воды.
  • Стеклянные банки. Утром расставьте вниз на своем участке их горлышком в тех местах, где по санитарным нормам можно делать колодец. Через сутки проверьте, в какой из них появился конденсат. Его наличие и количество, свидетельствует о том, что вода неглубоко.

Также есть много ненаучных методов, с которыми, при желании, вы можете поэкспериментировать.

Видео

Этот видеоролик рассказывает еще об одном научном подходе к поиску воды.

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.

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:

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:

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.

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.

Колодец на даче порой является единственным источником питьевой воды и хочется, чтобы качество воды в нем было хорошим. Поэтому уже на этапе поиска воды необходимо знать, на каких глубинах располагаются самые лучшие водоносные жилы. Чтобы до них добраться, надо исследовать весь участок и выбрать самое удачное место. Рассмотрим, как найти воду для колодца различными способами.

Вода в земле удерживается благодаря водоупорным слоям, которые не пускают ее ни на поверхность, ни более глубоко. Основным компонентом слоев является глина, которая весьма устойчива к влаге. Иногда встречаются и камни. Между глиняными пластами находится песчаная прослойка, удерживающая чистую воду. Это и есть водоносный слой, до которого надо добраться в процессе выкапывания колодца.

В одних местах песчаная жила может быть тонкой, в других – огромных размеров. Самые большие объемы воды получаются в местах изломов водоупорного слоя, который расположен не строго горизонтально, а с перепадами высот, изгибами. И там, где глина делает искривление, меняет направление высоты, получаются своеобразные проломы, которые заполняются влажным песком. Эти места настолько насыщены водой, что их назвали «подземные озера».

Как зависит качество воды от глубины?

При копке колодца можно наткнуться на водоносную жилу очень быстро – уже в 2-2,5 метрах от уровня земли. Из таких водоносных слоев воду для питья брать нежелательно. Из-за близости к поверхности почвы в жилу проникают сверху воды дождей, тающего снега, канализационные стоки, загрязняющие воду и значительно ухудшающие ее качество. У специалистов такие поверхностные жилы обозначаются специальным термином – верховодки. К тому же, эти слои достаточно нестабильны. Если летом стоит жара и нет дождей, вода из верховодных озер исчезает, а значит, и в колодце она пропадет. Так что в самый «пиковый» летний сезон дачники могут остаться без воды, причем до самой осени.

Оптимальная глубина, на которой следует вести поиск воды для колодца, – 15 метров. На этой глубине проходит линия материковых песков, вмещающих очень большие объемы воды. А значительная толщина песчаного слоя способствует максимальной очистке водоносной жилы от всевозможного мусора и «химии».

Поиск водоносной жилы методами наблюдения

Чтобы найти воду, не обязательно приглашать специалистов. Много веков люди в деревнях обходились своими силами, используя наблюдения за природой и животными.

Наблюдения за туманом

В теплое время года рано утром или ближе к вечеру осмотрите участок. Там, где близко грунтовые воды, возле земли образуется туман. И по его консистенции можно определить, насколько глубоко расположена водоносная жила. Чем туман гуще – тем вода ближе. Туманы, вызванные поднимающейся из земли влагой, не стоят на месте, а выходят клубами или стелются у самой почвы.

Поведение животных в жару

Полевые мыши не будут делать гнезда на земле, если вода близко. Они перенесут свое жилье на высокие растения, ветви деревьев.

Если у хозяина есть собака или лошадь, то летом, когда стоит спека, надо понаблюдать за их поведением. От жажды лошади начинают искать воду в почве и бить копытом в месте, где самый высокий уровень влажности. Собаки пытаются хоть немного «сбить» температуру тела, поэтому роют во влажных местах ямы и укрываются в них. Влага, испаряясь, охлаждает землю, поэтому животные и стремятся улечься в этих точках.

Собаки чувствуют близкую воду и роют в этих местах ямы, чтобы укрыться от жары

Домашняя птица также хороший индикатор. Курица не несется там, где чувствует близость воды, зато гусь специально выбирает места, где пересекаются водоносные жилы.

К вечеру, когда спадет жара, можно понаблюдать и за мошкарой. Они начинают сбиваться в кучки и образовывать «столбики» над наиболее влажными местами участка.

Способ разведывательного бурения

Ассортимент растений-индикаторов на участке

Издавна о глубине залегания водоносного слоя, человека информировали растения. Влаголюбивые никогда не будут жить в местах, где грунтовые воды очень глубокие. Но если на даче вовсю буйствует мать-и-мачеха, болиголов, щавель, крапива, значит, влаги в почве достаточно.

По растущим на даче растениям можно определить, на какой глубине проходит водоносная жила

Ольхи, ивы и березы хорошо растут на влажных почвах. Если их крона наклонена в одну сторону – значит, там и следует искать водоносный слой. Никогда не будут хорошо расти в местах с близким уровнем грунтовых вод яблони, вишни. Плоды постоянно будут подгнивать, а дерево – болеть.

Практические методы поиска воды для колодца

Кроме наблюдений, для поисков можно воспользоваться и разными приспособлениями. Рассмотрим, как искать воду для колодца с помощью предметов.

Расставляем стеклянные банки

Утром расставите по всему участку одинакового объема стеклянные банки, перевернув их к земле горлышком. На следующее утро проверьте, в каких появился конденсат. Чем его больше, тем ближе водоносный слой.

Раскладываем соль или кирпич

Выжидаем, чтобы пару дней не выпадали дожди, и почва стала сухая. Берем сухую соль или раздробленный на мелкие кусочки красный кирпич, засыпаем в глиняный горшок (неглазурованный). Взвешиваем, записываем показания, заматываем все в марлю или спандекс и закапываем в землю на полметра. Спустя сутки достаем горшок, снимаем материал и повторно взвешиваем. Чем больше разница в массе, тем ближе водоносная жила. Кстати, из современных влагонакопителей подойдет и силикагель.

Индикация алюминиевыми или лозовыми рамками

1 способ:

  • Берем два куска проволоки из алюминия по 40 см и загибаем 15 см под прямым углом.
  • Вставляем их в полую трубку (желательно вырезать из бузины и удалить сердцевину).
  • Проверяем, чтобы проволока свободно крутилась в трубке.
  • Берем в обе руки по трубке и идем по участку. Концы проволоки должны быть развернуты влево и вправо. Если под ногами окажется водоносная жила – проволоки сойдутся к середине. Если вода обнаружится справа либо слева от человека – концы проволок повернутся в эту сторону. Как только водоносную жилу прошли – проволока вновь развернется в разные стороны.
  • Обнаружив место смыкания алюминия, пройдите еще раз, но перпендикулярно тому направлению, в котором двигались сначала. Если место смыкания повторилось – там и копайте колодец.

2 способ:

  • Вырезаем из лозы ветку, в которой на одном стволе две развилки, идущие под углом в 150 градусов друг к дружке.
  • Приносим домой и высушиваем.
  • Приезжаем на дачу, берем в обе руки концы веток, чтобы ствол получился посредине и был направлен вверх.
  • Ходим по участку. Как только ствол наклонился к земле – там и следует искать воду.

Поднятый вверх ствол лозы наклонится к земле, как только почувствует близкую воду

Лоза и алюминий дают сигнал, что в земле вода есть, но это может быть и верховодка, которая не годится для колодца. Поэтому после выяснения мест с повышенной влажностью проведите предварительное бурение, чтобы понять, на какой глубине располагается водоносный слой.

Качество воды сильно зависит от водоносных жил различных по глубине. Поэтому от правильного выбора места будущего источника воды зависит срок службы колодца или скважины и качество питьевой воды. Подземные воды делятся на верховодку, грунтовые и межпластовые воды.

Верховки используют в качестве дополнительного источника воды для полива огорода. Но даже такое использование не всегда оправдано, так при перенасыщенности химическими препаратами, может наблюдаться обратный эффект – огород не даст ожидаемого урожая.

Грунтовые воды

Основным источником воды, которым может воспользоваться человек, являются грунтовые воды, залегающие на глубине до 10 м. Глубина нахождения грунтовых вод зависит во многом от рельефа. Поэтому в одном и том же районе могут быть разные уровни залегания.

Отсюда ответ на вопрос: Почему в 100 м от меня у соседа 5 колец, а мне надо делать 7. Грунтовые воды считаются постоянным водоносным слоем, но сильно зависят от регулярности осадков. И в засушливую погоду вода может "уйти". Воду из такого слоя необходимо подвергать дополнительной очистке для последующего использования ее в качестве питьевой.

Чтобы понять, почему так происходит, необходимо проследить за процессом очистки воды.

Так, при выпадении осадков, влага просачивается через водопроницаемую породу, почти не встречая сопротивления на своем пути, поэтому степень ее очистки весьма незначительна. Нельзя сказать, что вода совсем неочищенная, но проходит только грубая фильтрация, во время которой в грунте остаются только крупные частицы, а всё, что растворилось в воде, остается в ней. Так образуется слой, который называется «Грунтовые воды».

Поскольку слои залегают неравномерно, и в некоторых местах их перепад весьма существенен, то могут появиться родники. Чем выше расположен родник, тем выше вероятность того, что наружу пробились грунтовые воды.

Совет эксперта: В некоторых местностях вода из этого слоя настолько загрязнена, что качественная очистка в домашних условиях просто невозможна. Поэтому, только проверка воды в лаборатории поможет выяснить загрязненность водоносного слоя, и, при необходимости, подобрать оптимальный вариант фильтрующей системы.

Межпластовые воды

Более чистая вода находится в межпластовом слое, глубина залегания которого от 10 до 100 м.

Особенность слоя в том, что отсюда мы получаем воду готовую для питья без дополнительной очистки, т.к. слой защищен с двух сторон водоупорными слоями. Межпластовые воды накапливаются медленно, так как расположены на большей глубине, и поэтому очищаются более эффективно. Этому способствует не только большой слой, но и высокая плотность грунта. Водоупорный слой не только надежно отделяет межпластовые воды от грунтовых, но и через него часть влаги все же просачивается, при этом эффективно очищаясь. Основная масса воды попадает в межпластовое пространство в тех местах, где пласт выходит на поверхность. Чем дальше от этого места выполняется забор воды, тем она чище.

Еще одним фактором, влияющим на то, что этот водоносный слой не пополняется быстро, является создаваемое в нем избыточное давление. Особенно это чувствуется, когда скважина обустроена в низине. В таком случае вода даже может фонтанировать.

Источником расположенных в низинах родников чаще всего являются межпластовые воды.Нередко межпластовые воды насыщаются минералами, которые принесут пользу человеку только при умеренном их потреблении в организм. Насыщенную минералами воду нельзя постоянно пить, и готовить из нее пищу.

Сравнительный анализ межпластовых и грунтовых вод

Благодаря сравнительной таблице можно более четко увидеть разницу между грунтовой и межпластовой водой.

Фактор

Грунтовые воды

Межпластовые воды

Глубина залегания

Менее 10 м

От 10 до 100 м

Использование

В качестве технической воды

© 2024. aasr.ru. Строим вместе.