Подземные воды ? виды, классификация по условиям залегания, свойства

Как найти воду с помощью рамки

Очень часто поиск воды для скважины проводится с помощью биолокации, старинного и очень точного метода определения водотока. Прежде, чем приступить к поискам, нужно будет приготовить рамки, которые представляют собой отрезки алюминиевой проволоки длиной около 40 см. Их концы на уровне примерно 10 см загибаются под прямым углом. Считается, что лучше всего вставить рамки в трубочки из бузины, у которых удалена сердцевина. Проволока в трубках должна абсолютно спокойно проворачиваться. Так же в качестве рамки могут быть использованы развилки веток калины, вербы или лещины.

Рамки представляют собой небольшие отрезки алюминиевой проволоки, загнутые под прямым углом

Определяем по компасу положение сторон света и отмечаем их на территории участка колышками.
В каждую руку берем по рамке. Локти прижимаем к бокам, предплечья направляем параллельно земле, так, чтобы рамка стала как бы продолжением рук.
Медленно пересекаем территорию участка с севера на юг, а затем с востока на запад. В месте, где под землей находится водоток, рамки начнут двигаться и пересекутся. Это место отмечаем колышком.
Учитывая, что обычно вода залегает в виде своеобразных жил, найдя одну точку, определяем весь водоток. Для этого предыдущую операцию проделываем несколько раз, всякий раз отмечая колышком место, где рамки пересеклись.

Определяем мощность и глубину залегания водотока. Представляем себе, что погружаемся на глубину собственного роста, затем на двух, трех или более таких расстояний. Первый раз рамка среагирует на верхнюю границу водяной жилы, второй – на нижнюю.

Скважина на участке – практичное решение для обеспечения водоснабжения дома и приусадебного участка. Методики самостоятельного поиска подземного водотока позволят определить наличие воды на участке и помогут принять решение о возможности обустройства системы. Но не стоит слишком полагаться на них, ведь все эти способы, хоть и считаются достаточно точными, дают только общие ответы на вопросы. Абсолютно точно определить наличие водоносной жилы, глубину ее залегания и мощность смогут только специалисты.

Строительство колодца – самый верный способ обеспечить дачный участок или загородный дом источником воды, которая может использоваться как для питья и бытовых нужд, так и для полива садовых насаждений. Процесс этот несложен, и при наличии нескольких рабочих рук может осуществиться своими силами. Осталось лишь понять, как найти воду для колодца в таком количестве на участке, чтобы хватило на обеспечение всех потребностей семьи.

питание рек подземными водами и расчет подземного стока

Подземные воды служат надежным источником питания рек. Они действуют круглый год и обеспечивают питание рек в зимнюю и летнюю межень (или при низких уровнях стояния горизонта воды), когда поверхностный сток отсутствует.

При сильно замедленных скоростях движения грунтовых вод, по сравнению с поверхностными, подземные воды в речном стоке выступают как регулирующий фактор.

Также, при сильно замедленных или небольших скоростях движения грунтовых вод, на реках Крайнего Севера при низких температурах воздуха, наблюдается перемерзание (полное или частичное) реки, и тогда вода заходит с подпорной части того водоема, в которую впадает река (это может быть главная река, море, озеро и т.п.). Такие явления наблюдаются, например, в п. Нижнеянск, который находится в 25 км от устья р.Яны, где в период стояния низких температур и полного перемерзания реки на перекатах, с подпора в русло реки выше по течению от места перемерзания, заходит соленая вода из Северного Ледовитого океана.

Количественной мерой питания служит значение подземного стока, который, в свою очередь, характеризуется так называемым модулем подземного стока:

М_подз. = К•М/100,

где М_подз. – модуль подземного стока, л/сек с 1 км2 водосборной площади;

М – средний многолетний модуль общего стока, л/сек с 1 км2 поверхностного водосборного бассейна;

К – модульный коэффициент, показывающий процент подземного стока в общем стоке и определяемый по формуле

К=М_min/М,

где М_min — минимальный модуль стока, л/сек с 1 км2 поверхностного водосборного бассейна, определяемый по зимнему расходу реки и равный модулю подземного стока, т.к. реки зимой питаются преимущественно подземными водами.

Модуль подземного стока является надёжным показателем для оценки водоносности горных пород, распространённых на площади водосборного бассейна какой-либо реки, т.к. он представляет собой то количество подземной воды (в л/сек), поступающее в реку с 1 кв. км того или иного водоносного горизонта, дренируемого рекой.

Кроме этих формул, величина подземного стока может быть определена гидрохимическим методом (по А.Т. Иванову):

где Q_подз – годовой объём подземного стока;

Q – годовой объём речного стока;

с — концентрация какого-либо компонента (например, хлора) в речной воде в период наблюдений;

c₁ – концентрация того же компонента в подземных водах в тот же период;

c₂ — концентрация того же компонента в поверхностных водах в тот же период.

Согласно Б.И. Куделину, для более точного расчёта подземного стока малых и средних рек предлагается различать четыре типа питания рек подземными водами:

1. Питание грунтовыми водами, гидравлически не связанными с рекой;
2. Питание грунтовыми водами, гидравлически связанными с рекой;
3. Смешанное грунтовое питание (a+b);
4. Смешанное грунтовое и артезианское питание (a+b+c).

Согласно этих данных Б.И. Куделиным были предложены формулы для определения слоя h_подз и коэффициента подземного стока α_подз. Слой подземного стока выражается в миллиметрах в год (или любой другой единице времени) с одного квадратного километра площади подземного бассейна и рассчитывается как:

где h_подз – слой подземного стока, мм/год;

Q_подз – объем подземного стока с площади бассейна, м3/год;

F – площадь бассейна, м2.

Коэффициент подземного стока α_подз представляет собой отношение подземного стока к осадкам, выпавшим на площадь данного речного водосборного бассейна, и показывает ту часть осадков, которая идёт на питание подземных зон весьма интенсивного водообмена в бассейне:

где x – слой осадков, мм/год.

Расчёты подземного стока обычно обобщаются в виде карт подземного питания, коэффициентов и модулей подземного стока, отражающих естественные ресурсы различных видов подземных вод, развитых в пределах малых и средних речных бассейнов и их отдельных районов и участков.

Недостатки и преимущества

К положительным характеристикам межпластовых относят:

длительная фильтрация, защита от загрязнений;
постоянный химический состав;
отсутствие токсичных составляющих;
высокие физиологические качества;
возможность использования без предварительной очистки;
сохранение свойств в любое время года;
обширность зоны залегания.

Недостатками межпластовых считаются:

влияние на состав техногенных факторов;
возможность просачивания загрязнений из верхних горизонтов при нарушении целостности кровли, дефекте буровой работы;
слишком низкая температура воды, ее непригодность для полива.

Достоинства грунтовых вод:

могут использоваться как источник тепла;
буровые работы и введение скважины в эксплуатацию происходит без трудоемких затрат;
могут применяться для промышленных целей.

Негативными сторонами использования грунтовых являются:

нестабильное наполнение водоносного горизонта, что чревато частыми ремонтами скважин;
богатый химический состав, насыщение солями жесткости, ухудшающими работу бытовых приборов, вкусовые качества пищи;
насыщение поверхностными стоками из-за близкого расположения к поверхности.

Виды, типы и особенности грунтовых вод

Основным признаком таких источников является залегание над водоупорным слоем. Они подразделяются на:

Пластовую. Формируется в песчаниках и других проницаемых грунтах.
Трещенную. Названа так, потому что жидкость заполняет естественные результаты разрушения твердых, не склонных к растворению слоев.
Поровую. Создаёт разветвленную сеть мелких емкостей в монолите, подверженном вымыванию (известняки, доломиты, мел).

Из этого понятно, что наиболее обильные слои могут встречаться в областях с большими массивами осадочных пород, находящихся над непроницаемыми глиняными или скальными полями. Геология обычно очень нелинейна, и под землей образуются как целые «озера», сформированные подстилающими грунтами, так и устойчивые районы с постоянным перемещением жидкости (склоны). Благодаря этому эффективность бурения колодцев может сильно отличаться на небольшом удалении друг от друга.

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:

Подошву фундамента можно расположить на 20 см ниже глубины промерзания. Такое решение применимо для тяжелых зданий, что связано с большей несущей способностью нижележащих слоев.
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.
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.
Провести утепление грунта около дома при помощи теплоизоляционных плит, а недостаточную несущую способность компенсировать шириной подошвы, вплоть до залива единой монолитной подушки.

https://youtube.com/watch?v=MoUSFFWk2to

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.

Уделяйте внимание плотности бетона. Важен не только правильный замес, но и вибрация. Уложенный бетон не должен иметь пор и трещин

Не используйте известняковый щебень, если вы обладатель кислых грунтов. Замешивайте бетон на гранитном, он хоть и дороже, но влиянию кислоты подвержен куда меньше. 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. 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

Уложенный бетон не должен иметь пор и трещин. Не используйте известняковый щебень, если вы обладатель кислых грунтов. Замешивайте бетон на гранитном, он хоть и дороже, но влиянию кислоты подвержен куда меньше. 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. 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.

Виды грунтовых вод

Повышение вод в грунте часто приводит к тому, что строение разрушается или его сооружение становится затруднительным, невозможным изначально. Именно поэтому рекомендуется сразу провести специальные исследования, которые позволяют с точностью определить все характеристики грунта.

Одно из самых неблагоприятных условий — верховодка. Почвенные воды скапливаются невысоко от поверхности, обычно они находятся в так называемой зоне аэрации. Часть породы занята полостями с воздухом, а другая — с водой. Все это делает почву крайне неустойчивой, опасной для строительства. Чаще всего верховодка появляется в неустойчивой зоне над водоупорами, в качестве которых могут выступать плотные прослойки пород, глина, суглинок. Водоносный обильный горизонт наблюдается во время таяния снега, при обильных дождях осенью и весной. Почва становится разжиженной, непригодной для строительства. Если постройки на ней уже имеются, то наблюдается растрескивание фундаментов.

Для верховодки характерно сезонное изменение. Летом или зимой грунт может быть стабилен, а вот осенью и весной ситуация совершенно другая. Проводить изыскания поэтому рекомендуется только в то время, когда могут наблюдаться такие возможны подобные явления, особенно если верховодка на данном участке наблюдалась ранее или такие изменения грунта есть у соседей.

Несколько важных советов в борьбе с грунтовой водой

Считается, что нет непригодных для застройки участков. Поэтому если бороться с водой вы не можете по ряду причин, то есть смысл изменить проект дома с тем, чтобы он был более устойчив на переувлажненном грунте. В качестве альтернативы можно использовать фундамент на сваях или фундамент-плиту.
Если все же решите проводить геодезический анализ, будьте готовы к большим затратам. Стоимость выполнения таких работ будет в пределах 500 у.е. за надел земли. Сумма может варьироваться в обе стороны в зависимости от типа грунта и сложности рельефа.
Если принято решение обустраивать открытую систему дренажа, то все работы нужно проводить весной. В это время вода залегает выше всего, и её отведение будет более эффективным. При этом стоит знать, что копать траншеи нужно с низшей точки территории по направлению к высшей.
Для большего удобства монтажа дренажной системы в продаже можно найти трубы, одна сторона которых выполнена в виде решётки. Это избавит от дополнительных работ.

Зональность

В зависимости от геологических условий и климатической зоны, количество грунтовых вод может меняться. Если в лесах, тундрах уровень очень большой и растворенных примесей здесь немного, то в степях до водоносного слоя трудно добраться. В этом случае источники часто имеют высокую степень солености.

MBFT-75 Мембрана на 75GPD

SF-mix Clack до 0,8 м3/ч

SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч

В пересеченной местности состав и обильность могут кардинально разниться на небольших участках. В горах огромное влияние оказывает сезонное таяние снега, сложный рельеф и химия опорных массивов.

В пустынных и полупустынных районах могут быть зоны с полным отсутствием водоносных источников в определенные периоды времени. Имеющиеся колодцы в большинстве случаев солоноваты на вкус.

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

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.

Характеристики и химический состав грунтовых вод

Самые нужные показатели — это обильность и непривязанность к погоде. В этом такие источники не отличаются стабильностью. Перепад может достигать двадцати метров, колебаться не только с годичным циклом, но и с периодичностью в 10 лет и больше. Возможны изменения, имеющие необратимый характер, как лучшую, так и в худшую сторону. Это происходит из-за изменений путей подземных потоков. Многие знают, что рядом с реками, озерами, на косогорах глубина залегания может быть в разы больше, чем на равнинной местности. Такие пласты пополняются в основном за счет просачивания осадков сверху. По пути происходит растворение залегающих пород. Так как состав минералов может меняться достаточно серьезно, то и растворенные примеси в таком источнике разнообразные. Они стремительно меняются от точки к точке.

Проникая через плодородные слои, вода захватывает с собой продукты биологической жизнедеятельности. В основном это нитраты и нитриты. Касаясь известняковых отложений, обогащается кальцием и магнием. Близко к поверхности встречаются подстилающие ископаемые с самой разнообразной химией, и все, что может раствориться, попадает в жидкость. Поэтому качество такого источника часто бывает невысоким и требует дополнительных действий по повышению безопасности и устранению нежелательных примесей.