Источники и причины появления грунтовых вод

Борьба с грунтовыми водами

Участок с высокими грунтовыми водами

Если так случилось, что ситуация в вашей местности резко изменилась и по каким-то причинам грунтовые воды стали подступать все ближе к поверхности, есть несколько способов, которые помогут частично облегчить ситуацию:

• Организация живой изгороди. Для этого необходимо подобрать растения, которые очень любят влагу и имеют широкую крону, что будет способствовать достаточному уровню испарения. Например, можно использовать шиповник, боярышник, спирею, иву, облепиху, бузину. Организовав небольшой садик, можно значительно сократить уровень подтоплений.
• Открытая дренажная система Открытая дренажная система. По периметру участка выкапывается траншея. Ее глубина должна быть не менее 70 см. В некоторых случаях потребуется уйти глубже. Все будет зависеть от того, на каком уровне находится верховодка. Дно трамбуется и засыпается песком, который также хорошо уплотняется. Его слой должен достигать минимум 10 см. Таким же пластом настилается мелкий щебень. Излишки влаги будут уходить в этот дренаж. Вывести его можно как можно дальше от территории. Минусом такого решения является необходимость постоянной чистки каналов, чтобы они не заболочивались.
• Закрытая дренажная система. Подготавливаются траншеи подобным образом, как описано для предыдущего случая, но углубиться потребуется до 1,5–2 м. На песчано-гравийную подушку укладывается геотекстиль. В пластиковой или другой трубе диаметром от 200 мм делаются отверстия, чтобы она получилась перфорированной. Патрубки опускаются в траншею и снова накрываются геотекстилем. Сверху все засыпается грунтом.
• Колодец поможет в определенной мере решить трудность. Для этого необходимо будет выбрать самую низкую точку на участке и выкопать колодец максимально возможной глубины. Вся вода будет собираться туда.
• Иглофильтровальная установка Иглофильтровальная установка. Представляет собой коммерческий продукт. Это труба с иглофильтром на конце. Она соединяется с вакуумным коллектором и насосом. Откачка воды осуществляется в автоматическом режиме.
• Принудительная откачка. Для этих целей бурится несколько скважин в определенных местах до водоносного слоя. В середину устанавливаются центробежные насосы, которые производят откачку жидкости на поверхность. Далее осуществляется ее сброс в канализацию или дренажную систему.
• Вакуумная установка. Применяется в тех случаях, когда проницаемость грунта низкая. На поверхности устанавливаются резервуары. В них создается разреженное давление, которое заставляет воду подниматься в них. Отвод осуществляется, как и в предыдущем случае.

Кессон

При подъеме грунтовых вод важно побеспокоиться о защите источников чистой питьевой воды. Для скважин применяется установка кессона. Проводятся земельные работы до нижнего уровня водоупорного слоя

Устанавливается конструкция, которая будет отсекать попадание нежелательной жидкости внутрь. Для колодцев применяется способ внешней и внутренней гидроизоляции. По периметру выкапывается траншея и кольца обрабатываются специальным составом

Проводятся земельные работы до нижнего уровня водоупорного слоя. Устанавливается конструкция, которая будет отсекать попадание нежелательной жидкости внутрь. Для колодцев применяется способ внешней и внутренней гидроизоляции. По периметру выкапывается траншея и кольца обрабатываются специальным составом.

Теперь вы знаете основные способы, используя которые можно примерно определить уровень грунтовых вод. Если они будут на глубине менее 2,5 метров, тогда строительство на таком участке вести нежелательно.

Как самостоятельно найти на участке?

Наблюдая за флорой и фауной можно определить, насколько глубоко от поверхности находится уровень грунтовых жил:

1. Если на изучаемом участке растут лишь сосны и акации, то вода, либо слишком глубоко, либо ее очень мало.
2. На близкое расположение воды указывает растущие на поверхности береза, черемуха, крушина, ежевика, сныть, ели.

   Так вольготно произрастающая полынь свидетельствует о залегании водоносного слоя не ниже 3-5 метров. Солодка хорошо растет над грунтовой жилой, расположенной на глубине от 1,5 до 5-ти метров.

3. Отсутствие рыжих муравьев и мышиных нор на участке говорит об очень влажной почве и близком соседстве с водой. Это значит, что в этом месте можно смело рыть колодец.
4. Зимой над близкой водой будут образовываться наледи и проталины.
5. Если деревья растут, наклонившись все в одну сторону, значит рядом грунтовая вода.

Внимание! Артезианские межпластовые воды обнаружить самостоятельно не получится. С такой задачей под силу справиться только профессионалам.

Народные способы

Народные методы могут подсказать, где именно лучше рыть колодец. Но это относится только к обнаружению грунтовых вод, так как они расположены близко от поверхности.

Реализация способов:

• Несколько сухих стеклянных банок наполняют просушенной солью или силикагелем, обматывают тканью, взвешивают и помещают в разных концах исследуемого участка. Через 24 часа банки извлекают и вновь взвешивают. Самая увесистая из них укажет на место с близкой водой.
• В вечернее время в разных углах участка закопать глиняные без глазури горшки горлышком вниз. Наутро по горшку, где большее количество конденсата, можно узнать о неглубоко расположенной воде.

Справка! Такие способы можно использовать лишь при сухой погоде, простоявшей несколько дней.

При помощи приборов и инструментов

Для более точного поиска подземных вод придумано множество инструментов и приборов, которые с успехом используются.

1. Датчик определения подводных вод. Его работа основана на сравнении электрического поля различных подземных пород и воды. Производители обещают, что этот инструмент способен работать даже в условиях сильных электрических помех, не теряя точности.
2. Георадар – принцип работы основан на исследовании импульсов электромагнитных волн. Такое обследование относят к группе радиоволновых методов. Если нужен недорогой георадар, то лучше всего приобрести георадар-моноблок, который компактен и его можно подключить непосредственно к компьютеру.
3. Барометр. Измеряется давление у близлежащего природного водоема, затем в месте предполагаемой скважины.

Важно! Показание барометра 0,1 мм ртутного столбика равно разнице в перепаде давления в 1 метр.

Пример: у водоема барометр показал 544,2, а на участке 544,7. Разница между ними составила 0,5. Значит, вода будет находиться на глубине 5 метров.

По перепаду высот

Выше описывался поиск воды при помощи барометра. Алгоритм действий аналогичный. Помимо природного водоема можно использовать для сравнения замеры возле близлежащего колодца. Давление будет падать на 1 мм каждые 13 метров изменения высот.

Пример: разница в замерах у соседского колодца и в предполагаемом месте скважины на участке составила 0,5 мм. Значит, водоносный пласт находится ниже поверхности участка на 6,5 метров.

При помощи кадастра и архивов

Данные о водных запасах на участке возможно найти в государственном водном кадастре, куда «стекаются» все сведения, как об естественных выходах подземных вод, так и обо всех скважинах и обнаружении подземных вод в процессе горных выработок и строительства.

Сейчас сведения можно получить и из государственного водного реестра.

Информация о подземных водах и глубине залегания хранится в архивах Территориальных фондов геологической информации.

Здесь можно посетить читальный зал, запросив каталог с перечнем интересующих данных. Потребуется паспорт и написание заявления.

Места скопления подземных вод и их виды

Для того, чтобы найти воду на участке, надо знать, где искать. Осадки попадают в землю и оседают в грунте. Они образуют целые подземные водоёмы.

Виды подземных водИсточник krrot.net

Классификация водяных слоёв основана на глубине их залегания.

Верховодка.

Верховодкой называют слой, который находится от 2 до 10 метров под землёй, прямо под глиной. Талая вода, дождь и снег питают эту прослойку. Из-за близкого расположения к поверхности её уровень сильно колеблется, становится то выше, то ниже. Именно по этой причине верховодку нельзя использовать для питья. Она загрязнена химикатами, так что годится только для технического применения, например, для полива.

Расположение верховодкиИсточник aqvapoisk.ru

Грунтовые воды.

Следующий слой, более глубокий. Он расположен в 10-40 метрах от поверхности, около залежей песка. Такая глубина делает его неуязвимым для загрязнений, поскольку вода уже прошла через природный фильтр из прослоек почвы.

Также в этом случае не грозит как увеличение уровня воды, так и уменьшение. Смена времён года не оказывает никакого влияния на него. Вода этой прослойки чистая, её пить можно. Но есть минус – содержание песка в воде. Нужно использовать специальный насос и систему фильтрации, чтобы избежать примесей.

Артезианские воды.

Находятся в 40 и более метрах от поверхности земли, близко к слою известняка. Они ещё чище, чем воды грунтового слоя, а также содержат полезные соли и минералы. Их достаточно просто поднять на поверхность, потому что обычно эти воды находятся под давлением. Но вот скважину пробить нелегко.

С видами подземных вод разобрались, далее выясняем, как проходит поиск воды.

Особенности и виды ГВ

Мощность их пласта относительно небольшая, а глубина обычно не более 3 метров. Пласты разделяются каменным слоем.

На данный момент существует несколько типов грунтовых вод.

• Верхние воды. Данный вид обычно обнаруживают на небольшой глубине, и он способен исчезнуть при очень холодной или же очень жаркой погоде, то есть меняется в течение всего года.
• Безнапорный слой воды. Этот водяной слой зависит от выпавших осадков. Может быть и высоким, и низким. Глубина не меняется, напор отсутствует. Они способны притормозить строительные работы, они зависят друг от друга напрямую.
• Артезианские грунтовые течения. Находятся в промежутке между водоупорными почвенными пластами.

Что представляет собой карта водоносных слоев

Гидрогеологическое исследование грунтов позволяет определить виды и характеристики почвенных слоев на небольшом участке или обширной территории, а также уровень подземных вод. На основе изучения и анализа результатов составляется ряд документов. Как правило, в местных архивах населенных пунктов уже давно имеются геологические разрезы и карты водоносных слоев. Но за городом или на вновь осваиваемых площадках требуется производить выемку образцов грунта и определять расположение подземных уровней водных зеркал.

Под землей вода ведет себя несколько иначе, чем в емкости, где сомневаться о горизонтальности ее уровня не приходится. В толще грунта линия водного зеркала может изгибаться под влиянием многих факторов:

• рельефа местности;
• формы и размещения водоупорных слоев;
• варианта подпитки и сброса;
• пропускной способности и плотности грунтовых пластов;
• близости водоемов и т.д.

При составлении карт пользуются замерами УГВ в доступных природных и искусственных источниках. Это могут быть скважины и выработки, колодцы и шурфы, водные объекты и водомерные посты. Для «чистоты» полученных данных, измерения в точках, расположенных неподалеку друг от друга, выполняют в один день по причине того, что уровень подземных вод под влиянием внешних воздействий может существенно меняться. В связи с этим, карты водоносных слоев требуется обязательно датировать.

Если при застройке участка грунтовые воды можно обнаружить при устройстве шурфа, то при выполнении шахтного колодца или артезианской скважины специалистам потребуется взглянуть на карту водоносных слоев. Ее отсутствие в большинстве случаев приводит к непредвиденным ситуациям. К примеру, в процессе опускания колодезных колец может выясниться, что вода находится намного глубже ожидаемой отметки. Смысл в дальнейшей работе отпадет сам собой, а кольца, скорее всего, останутся в земле. В этом случае выгоднее было бы сразу остановиться на устройстве скважины.

Опытные мастера рекомендуют не пренебрегать ознакомлением с картами водоносных слоев или проведением разведывательного бурения. Кстати, определить близкое расположение водоносного слоя можно народными методами, но это не всегда приводит к обнаружению именно питьевой воды.

Осмотр растительности на участке

Опытный садовод с первого взгляда на участок может определить, есть ли рядом с поверхностью земли грунтовые воды

Если участок уже засажен, то обратите внимание на наличие и состояние взрослых деревьев. Крупные яблони, например, не смогут выжить при поверхностном залегании воды, они просто “захлебнутся”. Если же земельный надел пока пустует, следующий список “поселенцев” должен вас насторожить:

Если же земельный надел пока пустует, следующий список “поселенцев” должен вас насторожить:

• рогоз (расстояние от поверхности до воды менее 1 м);
• камыш, хвощ, ива, ольха, лабазник (от 1,5 до 3 м);
• полынь, солодка (до 5 м).

Также на то, что вода близко, могут указывать и растения, наклоненные в одну сторону, но растущие не рядом друг с другом. Впрочем, это может быть еще и признаком сильных ветров, так что ориентироваться только на этот признак не стоит.

Значение уровня залегания грунтовых вод на участке

При высоком уровне грунтовых вод устанавливать самодельные септики из составных элементов не допускается

Планируя стройку, нужно знать, что верхние грунтовые воды подвержены колебаниям. Если глубина грунтовых вод менее 2-х метров, то любое строительство представляется рискованным мероприятием, так как грунтовые воды зальют котлован, сделав невозможной заливку фундамента.

Целесообразность строительства зависит и от состава грунта. Например, если над водоупорным слоем расположены мелкозернистые пески с примесью ила, то такой грунт при попадании в него грунтовых вод «поплывёт». Если же над водоупорным слоем находится илистый сланец, то от поступления грунтовых вод он размягчится и перестанет быть устойчивым.

В любом случае, чем меньше УГВ, тем слабее грунт и ниже его несущая способность. Глубина грунтовых вод существенно влияет на основные моменты проектирования и строительства. Высокий УГВ может стать источником многих проблем.

Растения

Считается, что подъём грунтовых вод весной и осенью не наносит существенного вреда деревьям и кустарникам. Но постоянно высокий УГВ пагубно сказывается на их росте и развитии.

Фундамент

При высоком УГВ откачка воды и надёжная гидроизоляция не решают проблему. Через некоторое время УГВ восстановится. Существуют строительные нормы, согласно которым расстояние между основанием фундамента и грунтовыми водами должно быть не менее 0,5 м. Иначе весной и осенью фундамент от воздействия воды будет лопаться разрушаться, менять уровень, что повлечёт за собой трещины в стенах и постепенное разрушение постройки. Ремонт же в этом случае оказывается весьма затратным мероприятием.

Подвал, гаражная яма

Обустройство подвала и гаражной ямы при высоком УГВ – пустая трата сил, времени и денег. Весной и осенью вода будет проникать туда, не только делая невозможным их использование по назначению, но и разрушая изнутри фундамент дома.

Колодец

Грунтовые воды при подъёме проникают везде, поднимая и уровень колодца. При этом уже трудно поручиться за качество колодезной воды. А если поблизости есть туалет или выгребная яма, вода в колодце становится просто опасной для употребления.

Септик, канализационные трубы, уличный туалет

Заполненный водой туалет, помимо неприятных запахов, возможности разрушения самой постройки, может стать причиной распространения инфекции.

Канализационные трубы подвергаются повышенной коррозии, в силу чего срок их эксплуатации значительно сокращается.

Септик при высоких грунтовых водах требует особого внимания при проектировании. Здесь уже не подойдут обычные конструкции с использованием бетонных колец и покрышек, по причине того, что эти конструкции являются составными и движение грунта на участке может их деформировать, в результате стоки могут попасть в грунт, а это в свою очередь может вызвать экологическое загрязнение.

• Обеспечить герметичность может только монолитная ёмкость из стеклопластика или очень прочного пластика. Также внимания заслуживает герметичность места стыковки септика и трубы. В этом случае может подойти септик из еврокубов сделанный своими руками, а также заводские решения. Самым дешевым и простым решением будет накопительный септик, но это фактически более продвинутая и экологически чистая выгребная яма. Также могут подойти энергонезависимые системы, которые лучше применять в качестве септика для дачи (например, Танк, Термит), а энергозависимые и более мощные наиболее септики подойдут для частного дома в городе (например, Тополь, Тверь, Топас, Юнилос Астра).
• В зимний период при высоком УГВ почва промерзает неравномерно, наблюдается такое явление, как «пучение». В этом случае ёмкость в грунте может смещаться и даже выталкиваться на поверхность. Чтобы этого избежать, на дно котлована нужно залить или установить «якорь» – бетонную плиту, к которой и будет крепиться вся конструкция септика.
• При высоком УГВ закопать ёмкость ниже, чем промерзает почва, затруднительно. Если вы собираетесь пользоваться канализацией на участке не только летом, но и зимой, нужно подумать о термоизоляции септика с помощью, например, вспененного полиуретана. Не помешает и прокладка греющего кабеля. Без этих мер бактерии внутри септика погибнут, и он превратится просто в накопительную ёмкость.

Только такой септик при высоких грунтовых водах будет безопасен, надёжен и удобен в эксплуатации.

Классификация подземных вод

Исходя из глубины расположения, можно выделить три типа подземных вод.

• Верховодка располагается на глубине от 2 до 5 метров и по сути является результатом инфильтрации осадков, выпавших из атмосферы. Следует отметить прямую зависимость между количеством атмосферных осадков и насыщенностью данного слоя. Не исключено, что такой колодец в продолжительный засушливый период может полностью высохнуть.
• Грунтовые воды представляют собой горизонты в осадочных породах. Обнаружить их возможно на глубине от 8 до 40 метров. В местах естественного понижения рельефа возможен выход грунтовых вод на поверхность в виде родников. Слой грунтовых вод защищен несколькими слоями осадочных пород. По этой причине погода не оказывает влияния на запасы воды под землей.
• Артезианские воды обычно залегают на глубине свыше 40 метров. Запасы воды размещаются в трещинах скального известняка и богаты минеральными солями. В такой воде нет глинистой взвеси и песчаных примесей.

От типа подземных вод в первую очередь зависят ее количественные и качественные характеристики.

Разновидности карт

Название этих документов может быть различным в зависимости от характера нанесенной на них данных:

• гидроизогипсы – линии, соединяющие точки в недрах земли, с одинаковым уровнем зеркала грунтовых вод относительно нулевой отметки. На картах отображается волнистой линией, образующейся при соединении точек разведанных при геологических исследованиях. Гидроизогипсы составляются для безнапорных водонесущих слоев и дают общее представление о перемещении подземных вод. Учитывая расположение линий на такой карте можно определить характерные направление и уклоны потоков жидкости, места запитывания пластов и точки их разгрузки, а также характер связи грунтовых вод с открытыми водоемами – являются они питающими или дренирующими;
• гидроизопьезы – линии на карте водных ресурсов, получающиеся соединением точек с одинаковым напором подземных вод;

Рис.2. Пример составление карты гидроизопьез

карты перепадов уровней грунтовых вод является наиболее информативными в отношении определения возможности бурения скважины на участке в обследуемом районе. Сплошными линиями соединены эксплуатируемые объекты с одинаковым уровнем залегания водоносных слоев;

графики колебания столба воды в скважинах.

По графику рис.4 очевидно, что водозабор интенсивно наполняется весной во время таяния снега и осенью при обильных осадках (данные за 2004 год), низкий уровень в 2005 году объясняется засушливой осенью с небольшим количеством осадков. Напомним, что уровень скважины определяется расстоянием от ее устья до устойчивого зеркала воды при отсутствии откачки.

схемы гидрогеологических разрезов – дают четкое представление о наличии и расположении водных горизонтов в исследуемой местности. Карта позволяет узнать места расположения скважин, чтобы составить четкое представление о предполагаемой глубине бурения. Совместив полученные данные с картой перепадов уровней грунтовых вод можно получить всю необходимую информацию о характере будущего ствола, способе бурения и необходимых материалах.

Вся упомянутая документация составляется на основе анализа действующих водозаборов. Показатель пьезометрической поверхности зависит от внутрипластового давления воды и высоты горизонта. Условно уровень может находиться как над поверхностью земли, так и в ней. По сути, показатель говорит о высоте подъема воды при вскрытии артезианской скважины. По нему можно предварительно понять длину обсадной колонны, зная, что она должна быть выше пьезометрического уровня.

От чего зависит количество?

Не все воды, что расположены под землей, являются грунтовыми. К ним относятся только те, что не высыхают и текут постоянным потоком.

Однако их объём и полноводность зависят от нескольких факторов:

• Осадки – чем больше дождя и снега, тем полноводнее поток. Мелкий и долгий грибной дождь запасает больше влаги, нежели мимолетный ливень.
• Местность – течение зависит от наклона поверхности, поэтому по склонам атмосферные осадки стекают в реки и озера.

  Равнины и впадины накапливают больше воды, так как она здесь задерживается и впитывается в землю.

• Растительный покров – в лесах грунтовые воды более полноводны, так как корни деревьев и кустарников задерживают влагу, способствуют её проникновению в нижние слои.

Глубина залегания водоносных слоев

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:

Межпластовые делятся на:

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.