Какую воду называют грунтовой

Грунтовая

Вода на нашей планете присутствует в атмосфере, на поверхности Земли и в ее коре. Поверхностные (наземные) и подземные воды (ПВ) тесно связаны друг с другом и составляют гидросферу Земли.

Наземные располагаются в водохранилищах, озерах, морях, океанах, реках и ледниках. ПВ скрыты под поверхностью земли, связаны с породой или находятся в свободном, гравитационном состоянии, то есть могут перемещаться под действием силы тяжести.

Их подразделяют на грунтовые и межпластовые (артезианские).

Что это такое?

Грунтовыми называются ПВ, которые находятся в первом, начиная от поверхности земли, водоносном слое.

При этом порода, покрывающая водоносный слой сверху, называется водоупорной кровлей, а лежащая под ним – водоупорным ложем. Поверхность грунтовых вод называют горизонтом, зеркалом или скатертью. Грунтовые воды – основной источник для питья и технических нужд.

Они имеют свои особенности, отличающие их от других видов подземных и верховых вод:

1. Значительны по площади и постоянны по времени. В отличие от верховодки существуют всегда, в любом сезоне.
2. Образуются за счет атмосферных осадков и водоемов (озер, рек, морей).
3. Подвержены загрязнению.
4. Их горизонт колеблется (имеет слабоволнистую поверхность) в зависимости от времени года и климатических условий. Обычно амплитуда колебаний не превышает 2,5-3,0 м. Но в исключительных условиях (в долинах горных рек, например) может достигать 10-15 м.
5. Зимой могут промерзать.
6. Заполняют водопроницаемый пласт не на полную толщину, поэтому не имеют напора. При бурении скважины или копании колодца зеркало останавливается на той глубине, на которой было при вскрытии.

Лишь в некоторых случаях при локальном расположении над ними водонепроницаемой кровли и повышенном уровне воды в соседних областях может создаваться небольшой напор, проявляющийся в виде ключей или родников.

Режим и состояние (химический состав, температура) грунтовых вод зависит от метеорологических условий (температуры, атмосферного давления, интенсивности испарения, атмосферных осадков) и состояния питающих их водоемов.

В полупустынях и пустынях – преимущественно соленые. При влажной погоде происходит растворение и вынос легкорастворимых солей (хлоридов и сульфатов) и опреснение. В сухое время, когда испарение преобладает, происходит засоление.

Отличия и сходства с подземными

Подземными называются все воды, расположенные в глубине земли. Грунтовые, как уже было сказано, располагаются в первом от поверхности грунта водоносном слое.

Подземные межпластовые воды отличаются от грунтовых следующими параметрами:

• глубиной залегания (межпластовые расположены ниже грунтовых);
• наличием избыточного давления – межпластовые находятся под давлением, грунтовые за редким исключением нет;
• физико-географическим режимом – межпластовые ПВ стабильны во времени (отсутствуют выраженные сезонные колебания глубины залегания), по температуре и составу, менее подвержены загрязнению, в связи с чем могут использоваться для питья без предварительной очистки.

В деталях разбираем отличия грунтовых и межпластовых подземных вод в этой статье.

Грунтовые воды классифицируются по местоположению (виду грунта, в котором находятся), агрессивности, минерализации и жесткости.

По местоположению

В зависимости от местоположения в земле грунтовые воды подразделяют на:

• пластового типа – располагаются в слабо сцементированных или рыхлых породах;
• трещинного – заполняют собой трещины в хорошо сцементированных породах;
• порового – находятся в порах породы.

Важной особенностью грунтовых вод является их легкодоступность, в связи с чем могут использоваться простые способы доступа к ним. В частности, копание колодцев.

По агрессивности

Агрессивность воды – это ее способность разрушать сооружения из бетона, металла и других материалов, а также отрицательно воздействовать на животный и растительный мир водоемов. Агрессивность обуславливается наличием некоторых химических элементов и соединений.

По их виду и количеству различают следующие типы:

Общекислотные. Параметром кислотности является уровень pH. Наибольшей агрессивностью обладает вода с pH меньше 4-х (кислая среда), наименьшей – с pH = 6,5.

Если pH меньше 6,5, в этом случае говорят об общекислотности.

Выщелачивающие. Характеризуются большим (более 0,4-1,5 мг экв.) содержанием гидрокарбонатов. Выносят из бетонных сооружений гидроксид кальция.

Сульфатные. Содержащиеся в них в большом количестве сульфатные ионы приводят к вспучиванию и разрушению бетона.

Углекислотные. Содержат значительное количество углекислоты, приводящей к растворению гидрокарбоната кальция и разрушению бетона.

По минерализации

Минерализация показывает общее количество растворенных в воде соединений. Определяется выпариванием 1 л воды с получением сухого остатка. По его величине и составу определяют минерализацию.

В зависимости от нее вода бывает:

• пресной,
• слабосолоноватой,
• солоноватой,
• сульфатной.

По жесткости

Жесткость обуславливается наличием ионов магния и кальция. Различают следующие виды жесткости:

По общей жесткости бывают очень мягкими, мягкими, умеренно жесткими, жесткими.

Классификация по уровню залегания

По уровню залегания различают верховодку, грунтовые и межпластовые (артезианские) воды.

Впоследствии «артезианскими» стали называть все межпластовые воды, находящиеся под избыточным давлением. Они расположены между водонепроницаемыми слоями, что и создает напор.

Как понять, что на участке – верховодка или грунтовые воды?

Верховодкой называются временные скопления атмосферных осадков в верхнем почвенном слое над грунтовыми водами.

Верховодка образуется после дождей или снеготаяния, и накапливается над плохо водопроводящим грунтом – глиной, суглинками, плотными породами. В последующие дни она частью испаряется, частью проникает в нижележащие слои.

Признаки, которые характерны для верховодки:

• малая мощность и небольшая площадь водного слоя;
• наличие на участке глины, суглинков или других пород, плохо пропускающих воду. В легко водопроницаемых породах, таких как песок, верховодка не собирается;
• сильная зависимость от сезонности (летом и зимой верховодка обычно исчезает, весной и осенью появляется);
• зависимость от влажности климата (появляется во влажный период, исчезает в сухой).

Как определить уровень на участке?

Существуют следующие способы определения:

1. Проверка горизонта в ближайших колодцах.
2. Обращение в службу землеустройства, где должны иметься карты ПВ.
3. Бурение шурфов. Бурить нужно в разных местах участка с выниманием грунта. Глубина шурфов должна быть не менее 2-х метров.

Проверять уровень нужно через сутки после бурения в течение нескольких дней. Лучшее время для проверки – весна после схода снега или поздняя осенью, когда минуют дожди. Летом и зимой уровень бывает минимальным.

Изучение растительности на участке. Маркером неглубокого залегания воды может служить ярко-зеленый цвет растительности, а также наличие некоторых растений. В частности, рогоза (его присутствие говорит, что до зеркала около 1 м), полыни (3-5 м), солодки (1,5 м). Обильная роса на растениях также сообщает о близкой к поверхности земли воде.

Наблюдение за насекомыми и животными. Наличие большого количества комаров, слизней, улиток, лягушек говорит о повышенной влажности. Отсутствие муравейников и мышиных нор – довольно красноречивое свидетельство того, что ПВ расположены близко к поверхности.

Как определить уровень можно узнать тут, а о высоком показателе грунтовых вод читайте здесь.

Как повысить или понизить уровень?

Уровень грунтовых вод колеблется в широких пределах – от 2-3 до 30 м. Его высокое положение приводит к заболачиванию почвы, ухудшению условий произрастания культурных растений, быстрому разрушению подземных конструкций строений. С этим борются понижением горизонта грунтовых ПВ.

Понижение

Есть два способа понизить уровень грунтовых вод:

• дренировать участок;
• выкопать водоем.

Классическая схема дренажа предусматривает устраивание дренажной канавы по периметру участка, с уложенными в ней пластмассовыми или асбестоцементными дренажными трубами.

Затем канава заполняется гравием, песком и грунтом. По ней избыток верховодки выводится за пределы участка.

О технологиях укладки труб читайте здесь, а о том какие еще способы понижения грунтовых вод существуют ищите информацию тут.

Повышение

К искусственному повышению грунтовых вод обычно не прибегают. Но если рассмотреть эту возможность чисто гипотетически, то самым эффективным способом поднять их уровень является сооружение водохранилищ.

Например, после строительства Цимлянского водохранилища уровень грунтовых вод на прилегающих к нему территориях поднялся на 5-7 м.

Как защитить постройки?

Наилучшим способом защиты строений при высоком уровне грунтовых вод является гидроизоляция их фундаментов.

Технология классической гидроизоляции практически не изменилась с давних пор. Наружная поверхность фундамента покрывается разогретым битумом.

На него укладываются два слоя промазанного им же рубероида. Сверху наносится еще один слой битума. Под бетонированное дно подвальных помещений также следует уложить 2-3 слоя рубероида на подложку из песка.

Эффективность гидроизоляция возрастает при сочетании ее с дренажом. А именно, по периметру постройки на расстоянии 1,5 м от фундамента устраивается дренажная канава с перфорированными трубами и гравием.

С этой канавой соединяются трубы ливневой канализации. В сторону пониженной части участка выкапывается еще одна канава, один конец которой соединяется с системой дренажа, а другой – с дренажным колодцем, натуральным или искусственным водоемом, или просто пониженным местом, подходящим для водоотвода.

Читайте в нашей статье подробно о проникающей гидроизоляции от грунтовых вод.

Все секреты гидроизоляции фундамента расскажет автор видео-ролика:

Заключение

Изучением происхождения, состава, условий движения и распространения ПВ занимается гидрология. Вода является не только природным веществом, но и полезным ископаемым, которое нуждается в изучении и бережном использовании.

Это тем более важно в наше время, тогда проблема состоит не столько в недостатке воды, сколько в ее все ухудшающемся качестве из-за антропогенного фактора.

Источник

Грунтовые воды: что такое УГВ, на какой глубине они находятся, состав и типы жидкости

От того, что мы используем каждый день для питья и приготовления пищи, зависит и наше самочувствие. Нам нужна жидкость, близкая по составу к идеальной, независимо от способа получения. Одним из вариантов является получение жидкости из подземных источников. Постараемся понять, что это такое грунтовые воды, и как проводится определение УГВ участка.

Определение

В зависимости от интенсивности осадков, геологических характеристик местности, времени года, близости природных водоемов и еще большого перечня причин влажная земля может появиться на разной глубине при копке колодца. К такому определению относится первый устойчивый водоносный слой. Он располагается над глиной в области песка. Основным источником пополнения данного ресурса являются дождь, таяние снега, стекание потоков с горных вершин. Стоит разделить две главных проблемы – способность почвы к пучению, что сильно влияет на характеристики фундаментов строения, и другой важный фактор – размер колодца и его продуктивность.

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.

Виды, типы и особенности грунтовых вод

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

1. Пластовую. Формируется в песчаниках и других проницаемых грунтах.
2. Трещенную. Названа так, потому что жидкость заполняет естественные результаты разрушения твердых, не склонных к растворению слоев.
3. 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.

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.

Где применяются

Широкое распространение такой ресурс имеет в обеспечении бытовых нужд. В каждом поселении рядом с домом копается шахта небольшой глубины для использования воды на кухне и для полива растений. Из-за сильных вкусовых отличий хозяйки предпочитают брать влагу для приготовления пищи из определенных точек. То есть химический состав может быть разным даже на одной улице.

В промышленных объемах использование ограничено из-за сезонных перепадов уровня и малой мощности. В большинстве случаев количество растворенных примесей не соответствует нормам. Кроме того, излишне активная эксплуатация способна нарушить естественный водный баланс, и этим повлиять на характер растительности на местности, так как часть флоры получает питание с большой глубины.

Как влияют ГВ на основание

Опорным фундаментом служат глины, суглинки или скальные породы. Если для вторых химический состав обычно не очень критичен, то на осадочные слои показатель воды может оказать серьезное влияние. Сухая глина прочная и не склонна к деформации. Насыщение жидкостью приводит к увеличению пластичности и резкому снижению несущих свойств. Как пример, сезонное раскисание дорог в центральной полосе России.

Достаточно распространенным феноменом является карстовые полости, образованные при проникновении атмосферных осадков в зону залегания известняка. Такие пещеры (потерявшие со временем прочность) способны «поглотить» целые многоэтажки.

Агрессивность

От того, где находятся грунтовые воды, зависит и их химический состав. Если у чистой жидкости довольно предсказуемые свойства и ее воздействию просто противостоять, то растворенные соли, кислоты и другие микроэлементы серьезно меняют активность раствора. Из-за этого отличаются коррозионные свойства, растворяющие способности. Это приходится учитывать при строительстве зданий и коммуникаций.

В зонах с умеренным климатом серьезное внимание уделяется свойствам грунтов, пропитанных водой, к пучению при замерзании. Так как усилия, возникающие при этом, очень велики и способны разрушить бетонный фундамент или деформировать стальную трубу в районе промерзания.

Кальциевые и магниевые примеси имеют склонность оседать на металлических и других поверхностях при нагреве. Это грозит быстрому выведению из строя дорогостоящего оборудования. Поэтому необходимо применять систему для очистки. Качество жидкости бывает очень отличным и склонным к изменениям от сезона. Фильтрующий комплект вы можете подобрать в специализированной компании, как пример, «Вода Отечества». После переработки все характеристики встанут в норму.

Как происходит добыча ГВ

SF-mix ручной до 0,8 м3/ч

АМЕТИСТ — 02 М до 2 куб.м./сут.

Аэрационная установка AS-1054 VO-90

В зависимости от глубины залегания и целей использования применяются разные методы. Самым распространенным является копка и постройка обычного колодца. Такой объект становится атрибутом любого деревенского пейзажа. Преимущества такого способа – относительная простота и достаточный ресурс источника.

В последнее время широкую популярность приобрели скважины. Это дешевле, не требует создания обсадных конструкций, но при этом, здесь имеется пониженный объем выдаваемой жидкости.

На склонах, в низинах этот ресурс часто выходит на поверхность. Среднерусская равнина изобилует мелкими ключами, которые являются естественными выходами ГВ. В таких случаях нет необходимости делать какие-либо сооружения.

Чистота

В последнее время о качестве воды верхнего слоя стали задумываться на государственном уровне. Из-за высокой интенсивности хозяйственной деятельности в источники проникают самые экзотические загрязнители. В результате работы сельхозпредприятий в неё попадают удобрения, пестициды и продукты разложения от ферм. Более опасными считаются промышленные загрязнители, так как они с трудом подлежат естественной переработке и содержат соли тяжелых металлов. Одной из проблем является наличие простейших микроорганизмов и вирусов. Благодаря органике и кислороду вода из колодцев и ключей имеет большое количество бактерий.

Залегание

На глубину сильно влияют:

• Географическая зона. Чем севернее, тем ближе к поверхности. Как частный случай можно рассматривать болото, где концентрируются все водные потоки с округи.
• Наличие внешних пополнений (горы, близость ручьев и рек).
• Климатические особенности, то есть интенсивность осадков, толщина снежного покрова, солнечная активность, ветреность.
• Наличие или отсутствие растительности.

Определение уровня грунтовых вод

Этот показатель оказывает достаточно серьезное влияние на характеристики источников и параметры фундаментов при строительстве. Рассмотрим, из чего складывается, и как оценивается. Если нижняя граница определяется глубиной подстилающей непроницаемой поверхности (глина, суглинки, скала), то верхняя подвержена колебаниям и зависит от многих факторов.

Максимальный прогнозный УГВ

Это значение очень важно при проведении проектных работ перед возведением сооружений. Производится геологическая разведка в период максимального подъема (весна, начало лета для средней полосы России; сезонное таяние снега в предгорьях и т.д.). За контрольный уровень берется минимальная глубина появления воды. Самыми сложными являются районы солончаков. Это обусловлено тем, что в эту местность происходит стекание всех источников с окрестностей. Здесь большую часть года жидкость находится близко от поверхности.

При проектировании необходимо учитывать изменения параметра год от года. Потому как он сильно привязан к количеству выпадаемых осадков. Также на него влияют особенности ландшафта и структура горных пород.

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 929CH/RO (охлаждение/нагрев)

Диспенсер напольный AquaPro 311 (пустой, без охлаждения)

Из опыта следует, что показатель может отличаться на 0,5 или 1,5 и более метра. Поэтому, как проектное значение, принято считать величину на 1 м выше измеренного. Это позволяет сократить до минимума риски разрушения при возведении сооружений.

Капиллярное поднятие

При определении что это такое — уровень залегания грунтовых вод, не стоит путать эту величину с глубиной появления влажной почвы. За счет смачивания жидкость склонна подниматься по порам и микротрещинам. Поэтому уже на первом/втором штыке лопаты можно заметить увлажнение грунта. Способность к такому поведению у разных структур абсолютно отличная. Например, чистый речной песок не склонен к капиллярному проведению влаги, а мелкодисперсный суглинок может промокнуть на несколько метров. Эти параметры также необходимо учитывать при строительстве зданий, так как за счет пропитки грунты приобретают способность к расширению при замерзании.

Ирригационные работы

На проблемных участках часто практикуется искусственное снижение УГВ. Для этого сооружаются конструкции, позволяющие ускорить отток жидкости. Это могут быть отводные каналы, дренажные системы. Грамотно созданная сеть осушения поможет кардинально решить проблему слишком высокой влажности в верхнем слое почвы. Такие устройства используются не одно тысячелетие и доказали свою эффективность.

Простейшим методом является рытье траншеи, в которую будут собираться излишки. Далее производится сток в естественную среду (озера, реки, пруды, лога) или в специальный накопитель для использования в хозяйственных нуждах. Такая технология бюджетна, но требует постоянного ухода (чистка, восстановление, углубление). К тому же сооружения опасны и не украшают ландшафт.

Другой распространенный способ – устройство дренажа. На необходимой глубине прокладывается искусственный водоток. При этом излишки собираются из почвы и под поверхностью направляются в точки сброса. Конструкция бывает разнообразной и часто объединена с городскими системами сбора сточных вод. Под крупными мегаполисами существуют целые лабиринты, оберегающие инфраструктуру от неконтролируемых перемещений масс.

В сельской местности, в пределах садового участка такие мероприятия не требуют масштабных сооружений и больших финансовых вложений. Решение проблемы достигается укладкой дренажных труб или формированием водопроницаемых протоков из щебня, песка, керамзита.

Недостатки источника

Условия залегание грунтовых вод на участке вносят свои особенности как в эффективность добычи, так и на качество получаемой жидкости. Колодцы и скважины, использующий первый слой, не отличаются стабильностью уровня, а значит и возможным количеством получения ресурса. При этом колебания могут быть не только сезонными, но и годовыми. При обилии атмосферных осадков случается переполнение, что также является нежелательным. Близость к поверхности не позволяет влаге пройти должную фильтрацию и в источник попадает много примесей как биологического, так и химического состава.

Продукты разложения флоры и фауны обогащают нитратами и микроорганизмами. Растворяя породы, через которое происходит просачивание, жидкость засоряется магниевыми и кальциевыми солями. Также высок риск загрязнения продуктами промышленного производства, удобрениями, ядохимикатами. Поэтому перед применением необходимо использовать очистные сооружения или бытовые фильтры.

Заключение

Немаловажный фактор, как на какой глубине находятся грунтовые воды, стал причиной повсеместного использования такого ресурса. Это намного дешевле, чем артезианская скважина, и не требует специального разрешения. Но следует с осторожностью подходить к применению этого источника, ведь в большинстве случаев качество требует дополнительной обработки.

Источник