Виды грунтовых вод и их особенности

Обычно перед началом строительных работ или бурением скважины осуществляют исследование глубины залегания и основных характеристик подземных вод. Данное название объединяет все их виды, находящиеся ниже поверхности земли или дна водоема. При обильных атмосферных осадках и таянии снега образуются поверхностные воды, носящие сезонный характер. Они находятся неглубоко и имеют мощность пласта не более 3 м. Впоследствии такой водоносный пласт, называемый верховодкой, частично просачивается сквозь грунт, частично – испаряется в атмосферу. В качестве источника для питья используется нечасто, так как высока вероятность загрязнения.

Схема верховодки.

В отличие от верховодки, грунтовые воды, под которыми пролегает водонепроницаемый слой, являются достаточно стабильным источником влаги. Их особенность – отсутствие сплошного водоупора поверх пласта. Это, в свою очередь, может привести к просачиванию токсичных веществ с поверхности земли и загрязнению водоносного пласта. Поэтому, если его планируется использовать в качестве источника питьевой воды, предварительно должно быть произведено химическое и бактериологическое обследование грунта. А вот находящиеся между двух водонепроницаемых слоев безнапорные межпластовые и напорные артезианские горизонты считаются хорошо защищенными.

Основные параметры оценки водоносного горизонта

Установка дренажных колодцев на участке.

В местах понижения рельефа можно наблюдать выход водоносного пласта на поверхность. В народе место такого выхода называют родником или ключом. Образовать его могут все виды подземных вод – поверхностные, грунтовые и артезианские. Однако артезианские источники являются наиболее стабильными. Они обладают практически неизменным дебитом, температурой и химическим составом. При отсутствии естественного выхода приходится копать колодцы или бурить скважины.

Чтобы определить, насколько целесообразно обустраивать скважину в том или ином месте, производят гидрогеологические изыскания грунтовых вод. Целью изысканий является получение следующей информации:

• мощность пласта;
• глубина нахождения;
• сезонные изменения уровня;
• направление и скорость потока;
• химический состав;
• агрессивность;
• физические качества.

Оценка физических характеристик включает измерение температуры, электропроводности, проверку отсутствия радиоактивного загрязнения. Питьевая вода должна быть прозрачной и бесцветной, не иметь никакого запаха. Большое значение имеет ее вкус. Принято считать, что грунтовые воды практически никогда не замерзают, а изменение их уровня весьма незначительно. Но иногда оказывается, что первый из стабильно заполненных слоев находится слишком близко к поверхности земли. В этом случае он может быть востребован разве что на дачном участке. Для постоянного водоснабжения необходимо бурить скважину до следующего водоносного горизонта.

О чем свидетельствует химический состав?

Схема основных типов грунтовых вод.

В строительстве обязательно учитывают такую характеристику грунтовых вод, как агрессивность. В зависимости от нее принимается решение об использовании той или иной марки бетона, а также целесообразности применения дополнительной защиты строительных материалов от разрушения. Агрессивность может быть следующей:

1. Общекислотная. Негативные свойства, заключающиеся в увеличении растворимости карбоната кальция, начинают проявляться при водородном показателе pH<6.
2. Выщелачивающая. Содержит повышенное количество гидрокарбонатов и увеличивает вынос гидроксида кальция из бетона.
3. Магнезиальная. В ее состав входит свыше 750 мг/л двухвалентного магния.
4. Сульфатная. Содержит более 250 мг/л ионов сульфатов, которые при реакции с составными элементами бетона приводят к его вспучиванию.
5. Углекислотная. Концентрация углекислоты порядка 3-4 мг/л приводит к растворению карбоната кальция и в итоге к разрушению бетона.

Схема осушение участка своими руками.

Качество питьевой воды определяется такими показателями, как минерализация и жесткость, а также отсутствие токсичных примесей. В зависимости от количества минеральных веществ, в ней растворенных, определяют степень минерализации. Обычно она имеет повышенное значение в жарких засушливых регионах. Грунтовые воды, находящиеся поблизости от рек и водохранилищ, как правило, более пригодны для питья. Их пополнение происходит за счет гидравлической связи с пресными водоемами, а также за счет атмосферных осадков.

Если минерализация в большей степени характеризуется присутствием сульфатов и хлоридов, то жесткость рассчитывают по количеству ионов кальция и магния. При этом определяют как общую жесткость, так и отдельные ее виды: карбонатную и некарбонатную. Но не менее важен конкретный химический состав. Наличие незначительного количества вредных примесей в составе даже самой мягкой воды сделает ее губительной для здоровья.

Напорные и безнапорные водоносные горизонты

Схема дренажа участка.

Грунтовые воды не заполняют водоносный пласт по всей толщине. Они обладают так называемой свободной поверхностью, испытывающей только атмосферное давление. Именно поэтому их уровень в колодце находится на глубине залегания пласта. Вода, заключенная между двумя непроницаемыми слоями, заполняет всю полость и может находиться под давлением, иногда значительным. Водоносный горизонт, жидкость в котором обладает определенным напором, называется артезианским. При вскрытии горизонта происходит ее выплескивание в виде фонтанчика.

Уровень воды в скважине, опущенной в артезианский пласт, всегда находится выше уровня самого пласта. Иногда она даже может изливаться через края колодца. Напорные слои, расположенные близко к поверхности, могут создать весьма значительные помехи при проведении строительных работ. В то же время они являются наиболее надежным источником бесперебойного снабжения качественной питьевой водой.

Если при бурении скважины приходится проходить несколько водоносных горизонтов, производится ее изоляция обсадными трубами. Это делают для того, чтобы грунтовые воды более низкого качества не просачивались вглубь.

В особенности такая защита требуется там, где высока вероятность загрязнения первого водоносного слоя.