Без воды современный человек не может существовать. Она применяется не только в питьевой сфере, но и хозяйственной. Для тех, кто живёт вдали от города, скважина и колодец, единственные источники воды. Перед совершением работ по прокладке воды на участке, необходимо точно знать, где находится водоносная жила . А её качество, напрямую зависит от глубины залегания. Водоносные слои отличаются друг от друга.
Типы подземных жил:
- Грунтовые.
- Межпластовые.
- Верховодка.
Межпластовые делятся на:
- безнапорные
- напорные
Знание гидрогеологических особенностей участка нужно не только для проведения водопровода, но и при строительстве дома. Особое значение имеет уровень грунтовых вод. Эти данные нужно нанести на карту участка перед постройкой.
Вода запасается в земле благодаря водоупорным пластам. Которые состоят из глины, препятствующей вытеканию воды и защищающей от загрязнения. Очень редко водоупорный пласт состоит из камней. Слои песка находятся между глиняными и удерживают влагу образуя водные недра. Водоупорные слои могут находиться как с обеих сторон, так и только с одной.
Артезианские воды - самые глубокие (более 100 м), используются для водоснабжения. Залегают не в песке, а известняке. Благодаря чему имеют необычный химический состав.
Более доступный водоносный слой - верховодка. Но она не защищена водоупорным слоем и поэтому непригодна для питья . На разных участках толщина пластов варьируется. Это происходит из-за излома пластов. Самый верхний слой называется верховодкой, из-за близкого расположения к поверхности. Залегает на глубине до 4 м. Такой слой есть не везде, он образуется из-за фильтрации осадков, проходящих через почву.
Причины непригодности верховодки для питьевых нужд:
- Непостоянство и низкий дебет.
- Большая загрязнённость.
- Непригодность для обеспечения нужд населения.
Наличие верховодки напрямую зависит от количества осадков и паводков. В жаркое время года её очень сложно найти. Часто она находится на верхнем водоупорном слое, при выходе которого образуется болото. Вода из этой водоносной прослойки содержит железо. Используется как дополнительный источник для хозяйственных нужд.
Грунтовые воды чаще всего используют для водоснабжения частного сектора. Для этого строятся колодцы и каптажи. Скважины бурят до межпластовых. Первый водоносный слой образуют грунтовые воды. Сверху они не защищаются водоупорным пластом, а слой земли заполнен наполовину. В отличие от верховодки они распространены повсюду. В зависимости от осадков и времени года их уровень меняется. Летом и зимой он меньше, чем весной и осенью.
Уровень в точности повторяет рельеф, поэтому на разных территориях толщина отличается. Глубина залегания 1-10 м. Минеральный и химический состав зависит от глубины слоя. Если недалеко от слоя находится река, озеро или другой источник, то её можно использовать для питья и других бытовых нужд. Но сначала нужно провести очистку .
Вода из межпластовых слоёв чище чем из грунтовых. Глубина обнаружения - от 10 м. Различают напорные и безнапорные межпластовые воды. Вторые встречаются очень редко и находятся в геологических разрезах. По своим характеристикам они пригодны для водоснабжения.
Напорные (артезианские) больше распространены. Их химический состав постоянен и богат на минеральные добавки. Слой защищён сверху и снизу. Количество всегда постоянно. Глубина залегания от 100 м и больше. Для получения артезианской воды бурят скважины .
Глубина водоносного слоя и качество
Чем глубже расположен водоносный слой, тем выше его качество. При строительстве скважин, первая вода встречается начиная с 3 м от поверхности. Это первый водоносный слой. Вода там загрязнена органикой и химическими веществами, поступающими с поверхности. Сточные воды легко просачиваются в первый горизонт. Для строительства колодца оптимальная глубина 15–20 м. Тут залегают межпластовые и грунтовые воды. Артезианские источники находятся значительно глубже.
Строительство колодца оправдано, если по картам геологоразведки верхний край чистой воды расположен не глубже 15 м. Копание колодцев на большую глубину не рентабельно. По стоимости работ, колодец обойдётся в меньшую сумму чем скважина. Но кроме стоимости нужно учитывать свойства воды
. Чем глубже происходит забор, тем она качественнее. Определитесь для себя, что вам важнее, качество или цена. И только после этого выбирайте колодец или скважина.
Колодец
Колодец строится методом копки на глубину 15 м. Для фиксации стенок используют деревянный сруб, кирпичную кладку, железобетонные кольца необходимого размера. Применение последних, значительно ускоряет процесс стройки.
Преимущества:
- Невысокая цена.
- Возможность ручного подъёма без использования насоса. В местах с частым отключением электричества, это важно.
- Если колодец регулярно чистить, то он прослужит более 50 лет.
Недостатки:
- При попадании мусора с поверхности качество воды ухудшается.
- Запас воды ограничен. Мнение, что в колодце больше воды чем скважине, ошибочно. Это связано с визуальным восприятие большего диаметра колодца.
- Стенки колодца требуют регулярного ремонта и чистки.
Если вам необходим ограниченный запас воды, то обратите внимание на абиссинский колодец (скважина игла). Конструкция представляет собой трубу с наконечником, которая забивается в землю. Глубина скважины не превышает 8 м, поэтому используется при неглубоком расположении.
Преимущества:
- Быстрый и простой монтаж.
- Низкая цена.
- Хорошее качество воды, благодаря конструкции, предотвращающей доступ верховодке.
Недостатки:
- Из-за маленького диаметра забор возможен только с помощь насоса, с глубиной всасывания 8 м.
- Через определённые промежутки времени необходимо полностью вычерпывать скважину для воспрепятствования заиления.
- Грунт участка должен быть мягким, в горную породу трубу колодца не забить.
Преимущества скважин:
Качества скважины и срок эксплуатации напрямую зависят от бурильщиков. При любой ошибке и нарушении технологии, качество и дебет снижаются.
При выборе конструкции для водоснабжения, обратите внимание на все аспекты, а не только цену. Лучшим вариантом будет нанять профессионала , который подберёт оптимальное решения согласно вашим потребностям и возможностям. Учитывая все особенности грунта на участке.
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.
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.
В зависимости от условий залегания поземных источников выделяют следующие их виды:
- Почвенные.
- Грунтовые.
- Межпластовые.
- Артезианские.
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:
- Циркулирующие в рыхлых породах (песчаные, галечные, гравийные).
- 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
карта залегания артезианских водоносных слоев 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
- 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.
- 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.
- 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.
Водоносный слой или горизонт - это несколько слоев горных пород, обладающих высокой водопроницаемостью. Их поры, трещины или другие пустоты заполнены подземными водами.
Общие понятия
Несколько водоносных слоев могут образовывать водоносный комплекс, в случае если они связаны между собой гидравлически. Воды используются для водоснабжения в лесном хозяйстве, для орошения лесных питомников, в хозяйственной деятельности человека. При выходе на поверхность они могут стать источником заболачивания территории. Это может способствовать образованию низинных и переходных болот.
Водопроницаемость
Водоносный горизонт характеризуется водопроницаемостью горных пород. Водопроницаемость зависит от размеров и количества сообщающихся между собой трещин, пор, а также от отсортированности гранул горных пород. Глубина залегания водоносного слоя может быть различной: от 2-4 м ("верховодка") и до 30-50 м
К хорошо проницаемым горным породам относятся:
- гравий;
- галечники;
- трещиноватые и интенсивно закарстованные породы.
Движение воды
Причин передвижения воды в порах может быть несколько:
- сила тяжести;
- гидравлический напор;
- капиллярные силы;
- капиллярно-осмотические силы;
- адсорбционные силы;
- температурный градиент.
В зависимости от геологического строения породы водоносного горизонта могут быть изотропными в фильтрационном отношении, т. е. водопроницаемость в любом направлении одинакова. Породы могут быть и анизотропными, в таком случае они характеризуются равномерным изменением водопроницаемости во всех направлениях.
Глубина залегания водоносных слоев в Московской области
На всей территории Московской области неодинакова, поэтому для удобства изучения ее разделили на гидрологические районы.
Существует несколько водоносных районов:
- Южный район. может находиться в пределах 10-70 м. Глубина колодцев на данной территории варьируется от 40 м до
- Юго-западный район . Горизонт воды не отличается обильностью. Средняя глубина колодцев составляет 50 м.
- Центральный район. Это самый большой по площади район. Он, в свою очередь, делится на Большой и Малый. Средняя мощность горизонтов составляет 30 м. Воды здесь карбонатные, карбонатно-сульфатные.
- Восточный район. Глубина залегания водоносного слоя в данном районе составляет 20-50 метров. Воды, в основном, сильно минерализованы, поэтому для водоснабжения непригодны.
- Клинско-Дмитровский район. В его состав входят два горизонта верхнего карбоната: Гжельский и Касимовский.
- Приволжский район. Средняя глубина залегания водоносного слоя составляет 25 метров.
Это общее описание районов. При детальном изучении водоносных горизонтов, рассматривают состав вод слоя, его мощность, удельный дебит, плотность осадка и т. д.
Стоит отметить, что гидрогеология Московской области выделяет один водоносный комплекс, который разделяется на несколько горизонтов палеозойских каменноугольных отложений:
- подольско-мячковский слой среднего карбона;
- серпуховской водоносный слой и окской свит нижнего карбона;
- каширский водоносный слой среднего карбона;
- касимовский слой верхнего карбона;
- гжельский водоносный слой верхнего карбона.
Некоторые водоносные слои имеют небольшое водонасыщение и высокую минерализацию, поэтому они непригодны для хозяйственной деятельности человека.
Водоносный слой серпуховской и окской свит нижнего карбона имеет максимальную мощность относительно других водоносных горизонтов - 60-70 метров.
Московско-подольский водоносный слой может достигать максимум 45 метров в глубину, средняя его мощность равна 25 метрам.
Как определить глубину залегания водоносного слоя
Песчаный водоносный слой - название условное, т. к. состоять данный горизонт может из галечника, смеси песка с галечником. Различную мощность имеют песчаные водоносные слои, глубины залегания их также разнятся.
Если рассматривать гидрогеологию Московской области и прилегающие к ней районы, можно с уверенностью сказать, что найти подземные воды можно уже на глубине 3-5 метров, в зависимости от относительной высоты изучаемого участка. Глубина залегания водоносного слоя также зависит от находящихся поблизости гидрологических объектов: река, озеро, болото.
Самый близкий к поверхности слой называется «верховодка». Его воды использовать в пищу не рекомендуется, т. к. питание данного слоя происходит за счет выпадающих осадков, таяния снегов и т. д., поэтому сюда легко могут попасть вредные примеси. Однако часто воды «верховодки» используются в хозяйстве, и называют ее еще «техническая вода».
Хорошая отфильтрованная вода находится на глубине от 8-10 метров. На глубине от 30 метров расположены так называемые «минеральные воды», для добычи которых строятся артезианские скважины.
Определить наличие и глубину верхнего водоносного слоя относительно несложно. Существует множество народных способов: с помощью лозы или металлической рамки, при помощи методом наблюдения за произрастающими на территории растениями.
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:
- 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.
- 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:
- 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.
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.