Что такое водоносный горизонт

Часто только за счет подъема влаги в капиллярах глинистых пород и строительных материалов в помещениях появляется сырость.

Поэтому в капиллярной зоне обязательно должна предусматриваться гидроизоляция.

Песок может отдавать почти всю имеющуюся в его порах воду, вытекающую под действием силы тяжести.

В то же время шурфы, колодцы и котлованы, пересекающие полностью насыщенные водой глины, могут совсем не иметь воды.

Мелкозернистые породы способны отбирать влагу у крупнозернистых.

Грунтовые воды, полностью заполняющие поры грунтов и трещины в горных породах, при определенных условиях перемещаются в порах.

Водопроницаемость грунта зависит от:

  • его пористости, а также
  • от характера пустот и пор.

Но одна величина пористости еще не определяет степени его водопроницаемости.

Грунт может обладать очень значительной пористостью (например, в глине пористость часто достигает 50%), а в то же время быть практически водонепроницаемым;

песок даже при пористости в 30% хорошо проницаем для воды. В данном случае играет роль размер пустот или диаметр пор.

По степени водопроницаемости грунты можно разделить на три группы:

  1. водопроницаемые;
  2. полупроницаемые;
  3. непроницаемые.

К водопроницаемым грунтам относятся галечник, гравий, песок, а также все сильно трещиноватые породы.

К полупроницаемым грунтам можно отнести такие породы, как супеси и суглинки, лёсс, торф, реже пористые известняки и мергели.

К непроницаемым грунтам принадлежат глины, а также массивные кристаллические и нетрещиноватые осадочные породы.

Практическая водонепроницаемость глины объясняется прежде всего тем, что поры в ней имеют незначительный размер и вода при движении испытывает большое сопротивление, создаваемое силами поверхностного натяжения частиц.

Поверхность же всех глинистых частиц в единице объема очень велика. Существенным обстоятельством, делающим глину непроницаемой, является и щелевидная форма пор.

Таким образом, глинистые слои являются водоупорными для находящейся над ними грунтовой воды. Поэтому глину используют для предупреждения фильтрации воды к сооружению или через плотину, устраивая специальные глиняные замки.

Движение подземных вод в порах рыхлых и в трещинах скальных пород в случае полного заполнения их водой называется фильтрацией.

Коэффициент фильтрации является важнейшей характеристикой породы.

Ориентировочные величины этого коэффициента даны в табл. 2.

Уточнение их для каждого конкретного случая может быть произведено расчетным либо лабораторным методом или найдено в полевых условиях.
Между величинами коэффициента фильтрации и высотой капиллярного поднятия имеется определенная зависимость.

Ориентировочное значения коэффициента фильтрации рыхлых горных пород

Наименование породы Коэффициент фильтрации в м\сутки
Суглинок 0,05
Супесь 0,05-0,1
Лесс 0,05-1
Песок:
пылеватый 0,5-1
мелкозернистый 1-5
среднезернистый 5-20
крупнозернистый 20-50
Гравий 50-150
Галечник 100-500
Галечник крупный без
песчанного заполнителя 500-1000

В хорошо проницаемых для воды породах, при отсутствии водоупорной толщи над водоносным горизонтом, вода появляется при проходке шурфов и скважин на отметке, соответствующей статическому установившемуся уровню подземных вод.

В малопроницаемых породах отметка появления воды несколько меньше отметки статического уровня, которого вода достигает через несколько часов или суток.

В водонепроницаемых породах статический уровень воды обычно не устанавливается.

Подземные воды — главный источник пресной питьевой воды для человека. В земной коре воды намного больше, чем во всех реках, озёрах и болотах Земли (1,71% гидросферы). Но она не везде пресная и накапливается крайне медленно, что важно учитывать при её расходовании. Также необходимо уберечь её от загрязнения. Мы уже сделали непригодными для питья воды рек и озёр, теперь добираемся и до последнего своего источника.

Подземные воды:

  • участвуют в гидрологическом цикле Земли;
  • пополняют реки, озёра, болота;
  • растворяют различные вещества в породах и переносят их;
  • вызывают оползни, заболачивание;
  • обеспечивают растения влагой и население питьевой водой;
  • выходят на поверхность в виде разгрузок — родников, или источников, часто горячих или минеральных;
  • в виде водяного пара и горячей воды гейзеров служат для отопления зданий, теплиц и энергетических установок;
  • встречая на своём пути растворимые горные породы, вымывают в них пустоты и пещеры (карст).

Наука о подземных водах называется гидрогеологией, она появилась в 1674 году после публикации ученым П. Перро своей работы «Происхождение источников». Официальное название она получила после издания в 1802 году Ж. Ламарком книги «Гидрогеология, или Исследование влияния воды на поверхность земного шара». Как наука определяет термин «подземные воды»?

Все воды земной коры, находящиеся ниже поверхности Земли в горных породах в газообразном, жидком и твёрдом состояниях, называются подземными водами. Они включают свободную и связанную воду .

Вода есть в материковой и океанической земной коре. На материковом шельфе (материковая земная кора) совсем недавно были обнаружены большие хранилища пресных вод. Они расположены у берегов Северной и Южной Америк, Китая и Австралии. Их объём примерно равен 500 тыс. км3, а это в 100 раз больше добытой за весь XX век воды из земной коры.

Подземные воды распространены повсеместно, они есть даже под самыми крупными и сухими пустынями, например под Сахарой. Подземное море Саворнина, названное в честь его первооткрывателя француза Жюстена Саворнина, содержит около 70 млн. км3 пресной воды.

Карту подземных ресурсов мира создало ЮНЕСКО в ходе выполнения Всемирной программы гидрологического картирования и оценки (WHYMAP). На ней хорошо видно, какие районы Земли богаты подземными водами. Больше всего их в земной коре Южной Америки.

Карта подземных вод мира.

Откуда берется вода в земной коре

Вода в верхних водоносных горизонтах постоянно движется.

Пополняется она, за счет просачивания с поверхности атмосферных осадков – талых вод и дождей.

Другим источником пополнения служит инфильтрация (просачивание) воды сквозь материалы, из которых образованы ложа наземных водоемов – рек, озер и др.

Человек на свои нужды отбирает незначительную часть подземных вод.

Остальной объем стекает по подстилающим водоупорным слоям до мест выхода на поверхность, где образуются родники, питающие реки, озера, болота и моря.

Виды водоносных слоев

Прежде, чем начинать бурение собственной скважины, необходимо иметь представление о видах водоносных горизонтов и их особенностях.

На этом базируется грамотный выбор горизонта, который обеспечит скважины качественной водой в течение длительного времени.

В геологии водоносные слои делят по типу составляющих горных пород.

А вам известно, как правильно выбрать стиральную машину-автомат? По каким параметрам подобрать для себя сложную бытовую технику написано в полезной статье.

Как выбрать хороший смеситель для ванной прочитайте .

К ним относятся:

  • Аллювий — несцементированные (зернистые) осадочные породы, возникающие в результате отложений в водных потоках.

    В их состав входят песок, галька, гравий, ил.

  • Ледниковые отложения – неуплотненные пласты горных пород, образовавшиеся и перемещавшиеся при движении ледников.
  • Уплотнённые отложения – пласты осадочных пород, подвергающиеся давлению верхних слоев.
  • Метаморфические (трещиноватые) вулканические горные породы.

В рыхлых породах вода накапливается в порах между частицами материала, в уплотненных — в полостях (кавернах) и трещинах, в водорастворимых (гипс) – в карстах.

Соответственно, для каждого из этих видов характерен собственный показатель водопроницаемости (наибольший у аллювиальных отложений), насыщенность водой и скорость ее движения

Родники (ключи, источники)

Родники представляют собой естественные выходы подземных вод на дневную поверхность. У родников различают жерло, откуда изливается вода, родниковую воронку, образующую иногда небольшой водоем, изливающийся дальше ключ, дающий начало ручьям и рекам. Выступать на дневную поверхность могут грунтовые, межпластовые (напорные и ненапорные), трещинные, карстовые, надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные воды. Наибольшее количество воды дают источники, связанные с трещиноватыми и закарстованными породами. Выходы подземных вод весьма многочисленны и разнообразны.

Родники принято классифицировать по ряду признаков. По гидравлическим особенностям выделяют родники ненапорные, они питаются грунтовыми водами и напорные, выходящие на склонах. Они наблюдаются в зонах разломов и на склонах различных артезианских бассейнов и речных долин. В районах вулканической деятельности наиболее типичны родники — гейзеры, периодически выбрасывающие фонтаны горячей воды и пара с температурой до 185°С. Районов с гейзерами на Земле немного: Камчатка, Исландия, Северная Америка, Япония, Новая Зеландия.

Источники бывают холодными (с температурой воды не выше 20 ° С, теплыми (от 20 до 37 ° С) и горячими, или термальными (свыше 37 ° С). Периодически фонтанирующие горячие источники называются гейзерами. Они находятся в областях недавнего или современного вулканизма (Исландия, Камчатка, Новая Зеландия, Япония). Воды минеральных источников содержат разнообразные химические элементы и могут быть углекислыми, щелочными, соляными и т.д. Многие из них имеют лечебное значение.

Очень часто владельцы участков делают собственные скважины, которые позволяют получить воду в неограниченном количестве. Надо сказать, что скважина может быть расположена не в каждом месте. Это напрямую связано с расположением водоносного слоя, который может проходить на разной глубине. Как определить водоносный слой вопрос многих, кто хочет иметь свой источник воды.

Advertisement

Схема расположения водоносных слоев в грунте.

Чаще всего первый водоносный слой располагается на глубине до 6 метров. Такой слой называется «плывун”. Воду с такой глубины весьма редко используют как питьевую, поскольку качество ее находится на очень низком уровне. Такие скважины используются в технических целях. В процессе бурения до глубины 18 метров можно получить питьевую воду.

При бурении до третьего водоноса глубина залегания может составлять до 20-35 метров. Бывали случаи залегания водоносного слоя на глубине до 50 метров. Но делать такую скважину в домашних условиях нецелесообразно.

Для того чтобы точно определиться с глубиной залегания водоноса, необходимым диаметром обсадных труб и оборудованием, которое лучше всего использовать, стоит провести пробное бурение. Для его осуществления используется бур, диаметр которого не превышает 10 см.

Если вода была обнаружена на глубине 9-10 метров и ее качество удовлетворяет всем требованиям, можно устанавливать пластиковую обсадную трубу и насосную станцию. Если скважина будет иметь большую глубину, рекомендуется использовать бур диаметром 15-20 см. Такая скважина предполагает использование погруженного насоса.

Характеристики источников

При выборе водоносного горизонта для устройства скважины, кроме его типа требуется учитывать основные характеристики:

  • Мощность – толщина водоносного слоя;
  • Глубину залегания подошвы;
  • Характер пород;
  • Коэффициент фильтрации и насыщенность, которые определяют реальный дебет скважины.

Узнать их можно в геологоразведочных организациях района, а уточнить в процессе бурения.

Полезный совет

Перед тем, как использовать добытую воду, обязательно сделайте исследование жидкости в медико-бактериологической лаборатории. Это убережет вас от многих неприятностей.

Как по растениям определить место, где водоносная жила расположена наиболее ближе к поверхности, вы узнаете, посмотрев видеоролик .

Подписывайтесь на обновления по E-Mail:

Глиняная посуда для определения водоносного слоя

Этот метод очень старинный его использовали еще в древние времена. Для этого хорошо высушенную глиняную посуду ставили на место предполагаемых грунтовых вод, дном к верху. Если под емкостью есть вода, то внутри нее должна скапливаться влажность в достаточно большем количестве.

Сегодня этот метод используется в более совершенном варианте. Для этого необходимо взять силикагель, который очень хорошо поглощает влагу. Достаточным считается 1-2 литра материала. Перед использованием его необходимо хорошо просушить, для этого силикагель помещают в духовку на некоторое время.

Схема изготовления маятника и рамки для поиска грунтовых вод.

Высушенный материал кладут в глиняный горшок и очень плотно завязывают тканью горлышко, чтобы он не высыпался. Заполненную емкость необходимо взвесить на точных весах. После этого в предполагаемом месте она закапывается на глубину до 1,5 метров.

Через сутки откапывается и снова взвешивается. Чем больше влаги впитано, тем вероятность близкой воды увеличивается. Для того чтобы сэкономить время, стоит закопать несколько таких приспособлений. Это даст возможность выбрать место с наибольшим количеством влаги.

Вместо силикагеля может быть использован дробленый керамический кирпич, который также предварительно должен быть взвешенным.

Растения как показатель водоносного слоя

В дополнение вышеизложенного метода, стоит присмотреться к растениям, которые находятся на участке. Некоторые растения могут достаточно точно указывать на наличие водоносного слоя. Следует отметить, что если растение одно или несколько, то это может свидетельствовать только о случайном распылении семян. Для того чтобы определить местонахождение грунтовых вод, стоит обратить внимание на группы растений одного вида.

Способы удержания рамки с вертикальной осью вращения.

Самые распространенные растения, которые могут свидетельствовать о наличии водоноса, это:

  • рогоза – глубина прохождения воды очень небольшая в среднем составляет 1 м;
  • камыш песчаный свидетельствует о прохождении воды на глубине от 1 до 3 м;
  • черный тополь будет расти в месте, где вода залегает на глубине до 3 м;
  • сарсазан может расти в местности с грунтовыми водами на глубине до 5 м;
  • полынь не требовательна к воде и может свидетельствовать о глубине грунтовых вод до 7 м;
  • песчаная полынь – до 10 м;
  • люцерна может расти над грунтовыми водами, которые располагаются на глубине до 15 м.

Травянистые растения с небольшой корневой системой чаще всего располагаются в местах, где водонос находится на небольшой глубине. Растения и деревья, корневая система которых имеет стержневой корень, свидетельствуют о том, что водоток может располагаться на очень большой глубине.

Природные явления как показатель

Наблюдая за природными явлениями, достаточно просто можно определить место, в котором залегают грунтовые воды.

Ошибки лозоходца, связанные с инструментами.

Для почвы, под которой проходит источник, характерным является повышенная влажность, которая будет испаряться. Поэтому проследив раним утром за местом, где предполагается расположение скважины, можно узнать есть там водонос или нет. Над почвой, которая насыщена влагой будет клубиться туман, значительно больший, чем в других местах. Для того чтобы убедиться точно, наблюдать за участком стоит несколько дней.

Следует также обратить внимание на рельеф местности. Водоносы очень часто повторяют линию местности. Поэтому вероятность залегания воды во впадинах, естественных котлованах значительно увеличивается. Вода редко бывает на склонных поверхностях и возвышенностях.

Рамки – популярный метод поиска воды, его особенности

Не утрачивает своей популярности метод поиска воды, связанный с использованием рамок. Такие рамки чаще всего изготавливаются из проволоки алюминия длиной около 40 см. Концы проволоки стоит загнуть под прямым углом на расстоянии 10 см от края. В качестве ручек лучше всего использовать трубочки бузины, из которых предварительно удаленна сердцевина.

Очень важно, чтобы рамки металлические свободно двигались в таких ручках. В качестве рамок могут быть использованы развилки из веток вербы или калины. Таким методом могут пользоваться люди с высокой чувствительностью к сменам биолокации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *