1. Источники питания рек
Основной источник питания всех рек на земном шаре - атмосферные осадки. При определенных условиях часть выпадающих жидких осадков образует поверхностный сток и служит непосредственным источником питания рек в периоды паводков. Твердые осадки аккумулируются на поверхности земли в виде снежного покрова. На равнинах и невысоких горах накопившийся за зиму снег тает в теплое время и также служит источником питания рек. Снег, накопившийся в более высоких горах, в отдельные годы стаивает не весь, пополняет запасы вечных снегов и дает начало ледникам. Талые воды этих снегов и ледников являются еще одним источником, питания рек. Часть талых и дождевых вод просачивается в верхние слои земли и при некоторых условиях быстро дренируется реками, при этом несколько растягивается процесс стока этих вод в речную сеть. Некоторая часть талых и дождевых вод идет на пополнение запасов подземных вод, которые значительно медленнее попадают в русла рек. Подземные воды являются также источником питания рек; они обеспечивают устойчивость речного стока. Таким образом, существуют четыре источника питания рек - жидкие осадки, снежный покров, высокогорные снега и ледники и подземные воды (грунтовые воды ) .

Соотношения между количеством воды, поступающим в реки от того или иного источника питания, неодинаковы в различных районах. Меняются они и от сезона к сезону для одной и той же реки. Эти различия зависят главным образом от климатических условий: режима осадков и температуры воздуха в течение года.

2. Характер грунтового питания
Грунтовые воды формируются в основном из вод атмосферных осадков, выпадающих на земную поверхность и просачивающихся (инфильтрующих) в землю на некоторую глубину, и из вод из болот, рек, озер и водохранилищ, также просачивающихся в землю. Количество влаги, прогоняемой таким образом в почву, составляет по данным А.Ф.Лебедева, 15-20 % общего количества атмосферных осадков.
Проникновение вод в грунты (водопроницаемость), слагающих земную кору, зависит от физических свойств этих грунтов. В отношении водопроницаемости грунты делятся на три основные группы: водопроницаемые, полупроницаемые и водонепроницаемые или водоупорные.
К водопроницаемым породам относятся крупнообломочные породы, галечник, гравий, пески, трещиноватые породы и т.д. К водонепроницаемым породам – массивно- кристаллические породы (гранит, порфир, мрамор), имеющие минимальную впитывать в себя влагу, и глины. Последние, пропитавшись водой, в дальнейшем ее не пропускают. К породам полупроницаемым относятся глинистые пески, лесс, рыхлые песчаники, рыхловатые мергели и т.п.
Подземные воды в земной коре распределены в двух этажах. Нижний этаж, сложенный плотными магматическими и метаморфическими породами, содержит ограниченное количество воды. Основная масса воды находится в верхнем слое осадочных пород. В нем по характеру водообмена с поверхностными водами выделяют три зоны: зону свободного водообмена (верхнюю), зону замедленного водообмена (среднюю) и зону весьма замедленного водообмена (нижнюю). Воды верхней зоны обычно пресные и служат для питьевого, хозяйственного и технического водоснабжения. В средней зоне располагаются минеральные воды различного состава. Это – древние воды. В нижней зоне находятся высокоминерализованные рассолы. Из них добывают бром, иод и другие вещества .
Подземные воды образуются различными способами. Как уже отмечалось выше, один из основных способов образования подземной воды – просачивание, или инфильтрация, атмосферных осадков и поверхностных вод (озёр, рек, морей и т.д.). По этой теории, просачивающаяся вода доходит до водоупорного слоя и накапливается на нём, насыщая породы пористого и пористо-трещинноватого характера. Таким образом, возникают водоносные слои, или горизонты подземных вод. Поверхность грунтовых вод , называется зеркалом грунтовых вод . Расстояние от зеркала грунтовых вод до водоупора называют мощностью водоупорного слоя.
Количество воды, просочившийся в грунт, зависит не только от его физических свойств, но и от количества атмосферных осадков, наклона местности к горизонту, растительного покрова. Длительный моросящий дождь создает лучшие условия для просачивания, нежели обильный ливень, так как чем интенсивнее осадки, тем с большей скоростью выпавшая вода стекает по поверхности почвы.
Крутые склоны местности увеличивают поверхностный сток и уменьшают просачивание атмосферных осадков в грунт; пологие, наоборот, увеличивают их просачивание. Растительный покров (лес) увеличивает испарение выпавшей влаги и в то же время усиливает выпадение осадков. Задерживая поверхностный сток, он способствует просачиванию влаги в грунт.
Для многих территорий земного шара инфильтрация является основным способом образования подземных вод. Однако имеется и другой путь их образования – за счёт конденсации водяных паров в горных породах. В тёплое время года упругость водяного пара в воздухе больше, чем в почвенном слое и нижележащих горных породах. Поэтому водяные пары атмосферы непрерывно поступают в почву и опускаются до слоя постоянных температур, расположенного на разных глубинах – от одного до нескольких десятков метров от поверхности земли. В этом слое движение паров воздуха прекращается в связи с увеличением упругости водяных паров при повышении температуры в глубине Земли. Вследствие этого возникает встречный поток водяных паров из глубины Земли вверх – к слою постоянных температур. В поясе постоянных температур в результате столкновения двух потоков водяных паров происходит их конденсация с образованием подземной воды. Такая конденсационная вода имеет большое значение в пустынях, полупустынях и сухих степях. В знойные периоды года она является единственным источником влаги для растительности. Таким же способом возникли основные запасы подземной воды в горных районах Западной Сибири .
Оба способа образования грунтовых вод – путём инфильтрации и за счёт конденсации водяных паров атмосферы в породах – главные пути накопления подземных вод. Инфильтрационные и конденсационные воды называются вандозными водами (от лат. "vadare" – идти, двигаться). Эти воды образуются из влаги атмосферы и участвуют в общем круговороте воды в природе.
Некоторые исследователи отмечают еще один способ образования подземных вод. Многие выходы этих вод в районах современной или недавней вулканической активности характеризуются повышенной температурой и значительной концентрацией солей и летучих компонентов. Для объяснения генезиса таких вод австрийский геолог Э. Зюсс в 1902 году выдвинул теорию ювенильного образования вод (от лат. "juvenilis" – девственный). Такие воды, как считал Зюсс, образовались из газообразных продуктов, в изобилии выделяющихся при дифференциации магматического очага .
Более поздние исследования показали, что чистых ювенильных вод, как их понимал Э. Зюсс, в поверхностных частях Земли не существует. В природных условиях подземные воды , возникшие разными способами, смешиваются друг с другом, приобретая те или иные черты. Однако определение генезиса подземных вод имеет большое значение: оно облегчает подсчёт запасов, выяснение режима и их качество.
Во время весеннего половодья и паводков уровень воды в реке, поднимаясь выше уровня речного потока, направленного к реке, вызывает отток воды из нее и подъем уровня грунтовых вод . Это снижает высоту уровня весенних половодий. На спаде грунтовые воды начинают питать реку, и уровень грунтовых вод понижается. Грунтовые воды могут образовываться за счет искусственных гидротехнических сооружений, например таких, как оросительные каналы. Так, при строительстве Каракумской оросительной системы за счет переброса части стока сибирских рек, в пустынной части значительное количество воды уходило не столько на поливные нужды, сколько на испарение и в грунт. Произошло это вследствие того, что большая часть оросительной системы проходила по песчаным почвам, где коэффициент фильтрации достаточно высок, и несмотря на противофильтрационные меры, падения уровней воды за счет фильтрации воды в грунт были велики. Все это, помимо уменьшения стока рек, приводило к тому, что содержащиеся в грунте соли растворялись грунтовыми водами , и при движении подводных потоков обратно в канал происходило заиление и засоление последнего.

Подземные воды служат надежным источником питания рек. Они действуют круглый год и обеспечивают питание рек в зимнюю и летнюю межень (или при низких уровнях стояния горизонта воды), когда поверхностный сток отсутствует. При сильно замедленных скоростях движения грунтовых вод , по сравнению с поверхностными, подземные воды в речном стоке выступают как регулирующий фактор.
Также, при сильно замедленных или небольших скоростях движения грунтовых вод, на реках Крайнего Севера при низких температурах воздуха, наблюдается перемерзание (полное или частичное) реки, и тогда вода заходит с подпорной части того водоема, в которую впадает река (это может быть главная река, море, озеро и т.п.). Такие явления наблюдаются, например, в п. Нижнеянск, который находится в 25 км от устья р.Яны, где в период стояния низких температур и полного перемерзания реки на перекатах, с подпора в русло реки выше по течению от места перемерзания, заходит соленая вода из Северного Ледовитого океана.
Согласно Б.И. Куделину, различают четыре питания рек подземными водами:
1. Питание грунтовыми водами , гидравлически не связанными с рекой;
2. Питание грунтовыми водами , гидравлически связанными с рекой;
3. Смешанное грунтовое питание (1+2);
4. Смешанное грунтовое и артезианское питание (1+2+3).
Классификация подземных вод . Условия их залегания
По условиям залегания выделяют три типа подземных вод : верховодку, грунтовые и напорные, или артезианские.
Верховодкой называются подземные воды , залегающие вблизи поверхности земли и отличающиеся непостоянством распространения и дебита. Обычно верховодка приурочена к линзам водоупорных или слабо проницаемых горных пород, перекрываемых водопроницаемыми толщами. Верховодка занимает ограниченные территории, это явление – временное, и происходит оно в период достаточного увлажнения; в засушливое время гола верховодка исчезает. Верховодка приурочена к первому от поверхности земли водоупорному пласту. В тех случаях, когда водоупорный пласт залегает вблизи поверхности или выходит на поверхность, в дождливые сезоны развивается заболачивание .
К верховодке нередко относят почвенные воды, или воды почвенного слоя. Почвенные воды представлены почти связанной водой. Капельно-жидкая вода в почвах присутствует только в период избыточного увлажнения.
Грунтовые воды . Грунтовыми называются воды, залегающие на первом водоупорном горизонте ниже верховодки. Обычно они приурочены к выдержанному водонепроницаемому пласту и характеризуются более или менее постоянным дебитом. Грунтовые воды могут накапливаться как в рыхлых пористых породах, так и в твёрдых трещиноватых коллекторах. Уровень грунтовых вод представляет собой неровную поверхность, повторяющую, как правило, неровности рельефа в сглаженной форме: на возвышенностях он ниже, в пониженных местах – выше. Грунтовые воды перемещаются в сторону понижения рельефа.
Уровень грунтовых вод подвержен постоянным колебаниям. Как отмечалось выше, на него влияют различные факторы: количество и качество выпадающих осадков, климат, рельеф, наличие растительного покрова, хозяйственная деятельность человека и многое другое.
Грунтовые воды , накапливающиеся в аллювиальных отложениях – один из источников водоснабжения. Они используются как питьевая вода, для полива. Выходы подземных вод на поверхность называются родниками, или ключами.
Характер взаимосвязи между речными и подземными водами различен. В зависимости от условий залегания водоносного пласта, глубины вреза речных долин и положения мест выхода подземных вод возникают различные условия для гидравлической связи речных и подземных вод . Гидравлическая связь может быть постоянной, периодической или отсутствовать вовсе.
При гидравлической связи возможно несколько случаев соотношения речных и подземных вод: Грунтовые воды питают реку при низком уровне стояния воды в ее русле. При прохождении половодья, когда подъем воды в реке значительно превышает уровень стояния грунтовых вод происходит фильтрация речных вод в берега. В прибрежной зоне создаются большие запасы грунтовых вод .
Запасы грунтовых вод постоянно пополняются за счет фильтрации речных вод. Это происходит вследствие того, что уровни в реке всегда стоят выше зеркала грунтовых вод . Такое питание характерно для засушливых районов.
Река получает питание из напорного водоносного пласта, имеющего постоянную гидравлическую связь с рекой. Это питание осуществляется либо путем непосредственного поступления напорных вод в русло реки по тектоническим разломам и трещинам, либо путем напорной фильтрации через водоупорную кровлю, либо через пласты водопроницаемых пород, воды которых дренируются реками.
Напорные, или артезианские воды . Напорными называют такие воды, которые находятся в водоносном слое, заключенном между водоупорными слоями, и испытывают гидростатическое давление, обусловленное разностью уровней в месте питания и выхода воды на поверхность. Область питания у артезианских вод обычно лежит выше области стока воды и выше выхода напорных вод на поверхность Земли. Если в центре такой чаши, или мульды, заложить артезианскую скважину, то вода из нее будет вытекать в виде фонтана по закону сообщающихся сосудов.
Размеры артезианских бассейнов бывают весьма значительными – до сотен и даже тысячи километров. Области питания таких бассейнов зачастую значительно удалены от мест извлечения воды. Так, воду, выпавшую в виде осадков на территории Германии и Польши, получают в артезианских скважинах, пробуренных в Москве; в некоторых оазисах Сахары получают воду, выпавшую в виде осадков над Европой.
Артезианские воды характеризуются постоянством дебита и хорошим качеством, что немаловажно для её практического использования.
Основные проблемы использования и защиты подземных вод В силу своего местонахождения подземные воды лучше защищены от внешних воздействий, чем поверхностные, однако имеются серьёзные симптомы неблагоприятного изменения режима подземных вод на больших площадях и в широком диапазоне глубин. К ним относятся: истощение и понижение уровня подземных вод из-за чрезмерного отбора; внедрение на побережье морских солёных вод; образование депрессионных воронок и другие.
Большую опасность представляет загрязнение подземных вод. Можно выделить два типа загрязнений – бактериальное и химическое. В определённых условиях в водоносные горизонты могут проникать сточные и промышленные воды, загрязнённые поверхностные воды и атмосферные осадки.
При создании водохранилищ в результате подпора происходит повышение уровня грунтовых вод . Положительным следствием такого изменения режима является увеличение их ресурсов в прибрежной зоне водохранилища; отрицательными – подтопление прибрежной зоны, что вызывает заболачивание территории, а так же засоление почв и грунтовых вод вследствие повышенного их испарения при неглубоком залегании.
Ввиду небольших паводковых явлений (или вообще их отсутствия) на зарегулированных реках паводочное питание подземных вод значительно уменьшено. Скорости течения на таких реках снижаются, что способствует заилению русла; поэтому взаимосвязь речных и подземных вод затруднена.
В определённых условиях отбор подземных вод может оказать существенное влияние на качество поверхностных вод. В первую очередь это относится к промышленной эксплуатации и сбросу минерализованных вод, сбросу шахтных и попутных нефтяных вод. Отсюда следует, что должно предусматриваться комплексное использование и регулирование ресурсов поверхностных и подземных вод. Примерами такого подхода могут служить использование подземных вод для орошения в маловодные годы, а так же искусственное восполнение запасов подземных вод и сооружение подземных водохранилищ. Заключение В ходе подготовки данного реферата была проанализирована учебная и справочная литература, а также информация из Интернета по заданной тематике. Резюмируя, можно отметить следующее: главный источник питания всех рек – это атмосферные осадки, но, в зависимости от географических и климатических условий, они могут быть в разных формах. Жидкие осадки, снежный покров, высокогорные снега и ледники, и грунтовые воды . Грунтовые воды из количества всех атмосферных осадков забирают порядка 15-20%. Основной способ формирования грунтовых вод – это просачивание осадков через верхние слои почвы до водоупорного слоя. Также грунтовые воды могут формироваться искусственным путем – в следствие создания оросительных сооружений. Река и пласт грунтовых вод взаимозависимы: во время половодья высокий уровень воды в реке понижается за счет поглощения избытка воды грунтом; при спаде уровня реки грунтовые воды начинают питать реку. Все подземные воды условно делятся на три слоя: Верховодка (воды, находящиеся ближе к почвенному пласту). Напорный слой (артезианские воды , находящиеся между двумя водоупорными пластами). Грунтовые воды (воды, находящиеся на поверхности водонепроницаемого слоя). Грунтовые воды – это один из источников водоснабжения. Они используются как питьевая вода, для полива. Выходы подземных вод на поверхность называются родниками, или ключами. Имеются серьёзные симптомы неблагоприятного изменения режима подземных вод на больших площадях и в широком диапазоне глубин. Это: истощение и понижение уровня подземных вод из-за чрезмерного отбора; внедрение на побережье морских солёных вод; образование депрессионных воронок и другие. Большую опасность представляет загрязнение подземных вод . При подготовке данной работы, мною были получены и расширены знания по теме «Источники питания рек», «Грунтовые воды », «Подземные воды ».

Это подземные водные ресурсы, которые залегают на небольшой глубине первого водоупорного пласта. Их ресурс отличается большой площадью и стабильными объемами воды. Они всегда залегают на слабо или непроницаемой горной породе, которая не пропускает инфильтрацию грунтовой воды в более низкие слои. Грунтовые воды относятся к семейству подземных вод и включают в себя два основных типа: капиллярные и верховодку.

Точное определения могут дать только гидрогеологи после проведение экспертизы конкретного участка. Легче всего спутать грунтовую воду с верховодкой. Она отличается меньшей глубиной залегания и площадью водного зеркала. Ее дно лежит на случайных скоплениях водоупорных пород (глины и т. д.).

На изображении приведена общая схема водоносных слоев, точную картину может дать только гидрологическая экспертиза

Слой грунтовых вод обязательно ограничивается дном, но обычно не имеет крыши. Породы отличаются пористостью, заполняются водой без напора. Из-за водопроницаемого верхнего слоя грунтовые воды очень чувствительны к атмосферным осадкам, таянию снега или просто случайным выбросам воды. В зависимости от их количества объем грунтовых вод постоянно колеблется, понижаясь в засуху и восстанавливаясь в дождливые сезоны. Кроме объема изменяется химический состав и средняя температура. Если грунтовые вода залегают в непосредственной близости к естественным водоемам, то их уровень и состав тесно привязывается к динамике поверхностных вод. По отношению к ним, четко наблюдается точная пропорциональность - количество воды поступившей равно количеству воды стока.

В условиях больших объемов питающей инфильтрации длительный контакт грунтовых вод с минеральными породами приводит к тому, что все легкорастворимые соли вымываются, а сама воды становится условно пресной. Если грунтовые вода залегают в засушливой местности, наблюдается обратный процесс: масса воды не стекает, а испаряется, при этом остатки постепенно засоляются.

Грунтовые воды залегают в окрестностях водоемов, неглубоких подземных трещинах и карстовых образованиях и конусах выноса горной породы. Состав грунтовых вод зависит от климата и растительного мира местности

Уровень залегания грунтовой воды влияет на ее подпитывание и расход. На равнинах они сохраняют статичное положение, но если находят выход ниже линии окружающего рельефа, то образуют небольшие источники, которые называются родниками. Они очень важны для питания естественных водоемов.

Грунтовые воды бывают непредсказуемы, в особенности, если их залегание близко к поверхности

Использование грунтовых вод для питья и хозяйства

Основная подпитка грунтовых вод - это атмосферные осадки. Пока влага стечет до уровня залегания грунтовой воды, она частично очищается от примесей. Если местность экологически чистая, не бывает разлива вредных веществ и для ведения хозяйства не используются химические вещества, то ее можно считать условно пригодной для питья и полива растений.

Колодец на грунтовых водах, будет подвержен сезонному снижению и повышению уровня. Чтобы убедиться в безопасности питьевой воды из неглубокого горизонта, нужно сдать ее на анализы в лабораторию. Если состав воды находится в норме, ее можно употреблять в пищу, но желательно подвергать дополнительной фильтрации и обеззараживанию кипячением.

Рядом с грунтовым колодцем запрещено размещать мусорные ямы, скотные дворы, канализационные, и прочие сантехнические сооружения. Вода, проходя через них, растворяет, все, что только можно, а затем весь букет микробов и химикатов попадет в колодец и на стол хозяевам.

Низкий уровень залегания грунтовых вод и отсутствие верхнего водонепроницаемого «этажа» значительно облегчает загрязнение дождевыми или сточными водами. Для принятия в пищу они используются в крайнем случае, но для прочих хозяйственных нужд вполне пригодны. Поэтому иногда во дворе несколько водоносных объектов: артезианская скважина для питья и мелкий колодец для полива и т.д.

Полностью безопасны для питья только те грунтовые воды, которые глубоко залегают и выходят на поверхность в виде родников. По близости не должно размещаться автомобильных трасс, производств и прочих загрязняющих объектов

Отрицательный эффект грунтовых вод

Грунтовые воды залегают на глубине от 2 до 20 метров. Чем меньше расстояние от поверхности грунта до воды, тем больше неприятностей они доставляют владельцам участков. Часты ситуации, когда на даче не растут растения, корневая система которых уходит в землю более чем на полметра. Даже декоративные растения сохнут и загнивают.

Грунтовые воды - отличное решение для полива

Для отвода грунтовых вод используются дренажные системы, а уровень грунта повышается с помощью завоза и насыпки дополнительной почвы.

Проблемы огородников и садоводов покажутся решаемыми мелочами, если сравнить вред, который грунтовые воды могут принести жилым и хозяйственным постройкам, питьевому колодцу или скважине с хорошей водой. При строительстве колодцев предпочитают миновать уровень открытых грунтовых вод, и дойти до более глубоких и защищенных водоносных горизонтов (обычно достаточно добраться до второго водоноса). Они лежат между двумя водоупорными слоями породы, первый защищает от попадания грунтовой воды и верховодки, а второй служит дном.

Сплошная конструкция колодезной шахты защищена от попадания загрязненных и стоковых вод. Это идеальная ситуация, когда владельцы основательно заботятся о колодце, регулярно обновляют гидроизоляцию и глиняный замок вокруг колодца. Как известно: вода камень точит, а швы между кольцами и подавно. Их ослабляют не только грунтовые воды, но и плывуны, глубокое промерзание грунта, корни близкорасположенных деревьев, и в шахте появляются трещины.

Практически на 100% защищены от попадания верховодки и грунтовых вод колодцы, шахты которых сварены из пластиковых труб. Они специально укрепляются и армируются, чтобы длительное время выдерживать нагрузки и не растрескиваться.

В средней полосе России уровень грунтовых вод (УГВ) залегает очень близко к поверхности - 2-3 метра. Такой показатель встречается даже в больших городах. Эту воду нельзя пить! Она набирается из ливней и прочих стоков и растворяет в себе множество вредных веществ и химии

Как понять, что колодец затоплен грунтовкой

Если на участке построен колодец традиционным методом из железобетонных колец или каменной кладки, риск попадания грунтовой или ливневой воды очень высок.

В периоды обильных дождей, половодья или снеготаяния, через нарушенную гидроизоляцию в колодец полноводными ручьями начинает стекать грязная вода. Этот процесс можно заметить по резко увеличившемуся уровню воды и мокрым струйкам на стенках шахты. В такие периоды специалисты санэпидемстанций рекомендуют перейти на бутилированную воду.

Чтобы понять через какой участок просочилась вода, нужно будет откачать воду до нормального уровня и подождать, пока стенки не просохнут. Прохудившиеся швы останутся влажными, а если напор грунтовых вод будет сильным, то через щели вода будет бить струями.

Как защитить колодец от грунтовых вод

В сезон активного питания грунтовых вод за счет ливня или снега вкусная вода из колодца может превратиться в отраву из-за попадания грунтовых или ливневых стоков. Ликвидация последствий затопления включает несколько процедур: очистка, ревизия и тщательная заделка швов, дезинфекция колодца для уничтожения болезнетворных микроорганизмов. Здесь верно правило, что профилактика дешевле и быстрее, чем устранение последствий.

Стоки и уличные туалеты конечно же лучше располагать подальше от источника питьевой воды

Чтобы этого не случилось нужно регулярно проводить профилактический осмотр целостности самих колец и гидроизоляционных швов между ними, и обновлять их при выявлении повреждений. Нельзя использовать для заделки силиконовый герметик, через небольшой срок он отслаивается. Для защиты от поверхностных вод достаточно качественного глиняного замка вокруг колодезной шахты. Он закладывается на глубину от 70 см до 2 метров и послойно утрамбовывается.

Специалисты компании профессионально устраняют последствия и причины затопления колодцев, и восстанавливают гидроизоляцию, чтобы этого больше не случилось.

Верховодка и грунтовые воды.

Верховодкой называют временные скопления подземных вод в зонеаэрации. Эта зона располагается на небольшой глубине от поверхности, над горизонтом грунтовых вод, где часть пор пород занята связанной водой, другая часть – воздухом.

Верховодка образуется над случайными водоупорами (или полуводоупорами), в роли, которых могут быть линзы глин и суглинков в песке, прослойки более плотных пород. При инфильтрации вода временно задерживается и образует своеобразный водоносный горизонт. Чаще всего это бывает связанно с периодом обильного снеготаяния, периодом дождей. В остальное время вода верховодки испаряется и просачивается в нижележащие грунтовые воды.

Другой особенностью верховодки является вохможность ее образования даже при отсутствии в зоне аэрации каких-либо водоупорных пропластков. Например, в толщу суглинков обильно поступает вода, но вследствие низкой водопроницаемости просачивание происходит замедленно и в верхней части толщи образуется верховодка. Через некоторое время эта вода рассасывается.

В целом для верховодки характерно: временный, чаще сезонный характер, небольшая площадь распространения, малая мощность и безнапорность. В легко водопроницаемых породах, например в песках, верховодка возникает сравнительно редко. Для нее наиболее типичны различные суглинки и лессовые породы.

Верховодка представляет значительную опасность для строительства. Залегая в пределах подземных частей зданий и сооружений (подвалы котельные) она может вызвать их подтопление, если заранее не были предусмотрены меры дренирования или гидроизоляции. В последнее время в результате значительных утечек воды (водопровод, бассейны) отмечено появление горизонтов верховодок на территории промышленных объектов и новых жилых районов, расположенных в зоне расположения лессовых пород. Это представляет серьезную опасность, так как грунты оснований снижают свою устойчивость, затрудняется эксплуатация зданий и сооружений.

При инженерно-геологических изысканиях, проводимых в сухое время года, верховодка не всегда обнаруживается. Поэтому ее появление для строителей может быть неожиданным.

Грунтовые воды.

Грунтовыми называют постоянные во времени и значительные по площади распространения горизонты подземных вод, залегающие на первом от поверхности водоупоре.

Сверху грунтовые воды обычно не перекрываются водонепроницаемыми породами, а водопроницаемый пласт они заполняют не на полную мощность, поэтому поверхность грунтовых вод является свободной, ненапорной. На отдельных участках, где всё же имеется местное водоупорное перекрытие, грунтовые воды приобретают местный напор (величина последнего определяется положением уровня грунтовых вод на прилегающих участках, не имеющих водоупорного перекрытия). Когда буровая скважина или копаный колодец достигают грунтовых вод, их уровень (т. н. зеркало грунтовых вод) устанавливается на той глубине, где они были встречены. Области питания и распространения грунтовых вод совпадают. Вследствие этого условия формирования и режим грунтовых вод обладают характерными особенностями, отличающими их от более глубоких артезианских вод: грунтовые воды чувствительны ко всем атмосферным изменениям. В зависимости от количества выпадающих атмосферных осадков поверхность грунтовых вод испытывает сезонные колебания: в сухое время года она понижается, во влажное - повышается, изменяются также дебит, химический состав и температура грунтовых вод. Вблизи рек и водоёмов изменения уровня, расхода и химического состава грунтовых вод определяются характером гидравлической связи их с поверхностными водами и режимом последних. Величина стока грунтовых вод за многолетний период приблизительно равна количеству воды, поступившей путём инфильтрации. В условиях влажного климата развиваются интенсивные процессы инфильтрации и подземного стока, сопровождаемые выщелачиванием почв и горных пород. При этом легко растворимые соли - хлориды и сульфаты - выносятся из пород и почв; в результате длительного водообмена формируются пресные грунтовые воды, минерализованные лишь за счёт относительно мало растворимых солей (преимущественно гидрокарбонатов кальция). В условиях засушливого тёплого климата (в сухих степях, полупустынях и пустынях) вследствие кратковременности выпадения и малого количества атмосферных осадков, а также слабой дренированности местности подземный сток грунтовых вод не развивается; в расходной части баланса грунтовых вод преобладает испарение и происходит их засоление.

Различия условий формирования грунтовых вод обусловливают зональность их географического распределения, которая тесно связана с зональностью климата, почвенного и растительного покрова. В лесных, лесостепных и степных районах распространены пресные (или слабоминерализованные) грунтовые воды; в пределах сухих степей, полупустынь и пустынь на равнинах преобладают солёные грунтовые воды, среди которых пресные воды встречаются лишь на отдельных участках.

Наиболее значительные запасы грунтовых вод сосредоточены в аллювиальных отложениях речных долин, в конусах выноса предгорных областей, а также в неглубоко залегающих массивах трещиноватых и закарстованных известняков (реже в трещиноватых изверженных породах).

В низинах, оврагах, долинах и др. отрицательных участках рельефа ниже уровня грунтовых вод происходит их истечение на поверхность в виде родников. Они в значительной степени питают собой пруды, озёра и реки.

Артезианская вода.

Артезианская вода - подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением. Залегают главным образом в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, образуя артезианские бассейны.

Вскрытые искусственным путём поднимаются выше кровли водоносного пласта. При достаточном напоре они изливаются на поверхность земли, а иногда даже фонтанируют. Линия, соединяющая отметки установившегося напорного уровня в скважинах, образует пьезометрический уровень.

В отличие от грунтовых вод, участвующих в современном водообмене с поверхностью земли, многие являются древними, и их химический состав обычно отражает условия формирования.

Первоначально связывали с мульдообразными структурами. Однако условия, при которых образуются эти воды, весьма разнообразны; часто можно встретить при флексурообразном асимметричном моноклинальном залегании пластов. Во многих районах они приурочены к сложной системе трещин и разломов.

В пределах артезианского бассейна различают три области: питания, напора и разгрузки. В области питания водоносный горизонт обычно приподнят и дренирован, поэтому воды здесь имеют свободную поверхность; в области напора уровень, до которого может подняться вода, располагается выше кровли водоносного горизонта. Расстояние по вертикали от кровли водоносного горизонта до этого уровня называются напором.

В отличие от области питания, где мощность водоносного горизонта изменяется в зависимости от метеорологических факторов, в области напора мощность артезианского горизонта постоянна во времени. На границе между областью питания и областью напора, в связи с количеством поступающей атмосферной воды, в различные сезоны может происходить временный переход воды со свободной поверхностью в воды напорные. В области разгрузки воды выходят на земную поверхность в виде восходящих источников. При наличии нескольких водоносных горизонтов каждый из них может иметь свой уровень, определяемый условиями питания и стока воды. Когда синклинальное залегание слоев соответствует понижениям рельефа, напоры в нижних горизонтах повышаются; при повышениях рельефа пьезометрические уровни нижних горизонтов располагаются на более низких отметках. Если, благодаря скважине или колодцу, два водоносных горизонта сообщаются, то при обращенном рельефе из верхнего горизонта перетекает в нижний.

Различают артезианский бассейн и артезианский склон. В артезианском бассейне область питания располагается рядом с областью напора; далее по направлению подземного стока располагается область разгрузки напорного горизонта. В артезианском склоне последняя находится рядом с областью питания.

Каждый крупный артезианский бассейн заключает в себе воды различного химического состава: от высокоминерализованных рассолов хлоридного типа до пресных слабоминерализованных вод гидрокарбонатного типа. Первые обычно залегают в глубоких частях бассейна, вторые — в верхних пластах (в различных артезианских бассейнах России на глубине от 100 до 1000 м).

Пресные воды верхних водоносных пластов образуются в результате инфильтрации атмосферных осадков и процессов выщелачивания горных пород. Глубокие высокоминерализованные связаны с измененными водами древних морских бассейнов, находившихся в различные геологические эпохи на территории современных артезианского бассейна.

В России ввиду большого разнообразия гидрогеологических условий артезианские бассейны иногда называют водонапорными системами. Наиболее крупной водонапорной системой в России является Западно-сибирский артезианский бассейн площадью 3 млн. км2. Крупные бассейны напорных вод за рубежом имеются в Северной Африке, а также в восточной части Австралии.

Приобретая землю под строительство, нужно обязательно обратить внимание на то, на каком уровне расположилась здесь грунтовая вода. Поскольку близкое расположение таких водоносных пластов чревато массой проблем как для будущей постройки, так и для самого хозяина.

Причём определить месторасположение всех коммуникаций на участке гораздо проще, чем выяснить уровень грунтовых вод на глазок. Для этого необходимо делать геодезическую экспертизу. А поэтому не стесняйтесь просить у бывших хозяев земли подобный документ. Иначе придётся потратиться дополнительно.

Важно: высокие грунтовые воды чаще всего пролегают в грунтах, расположенных по принципу спуска или на территориях, которые уже находятся в низине относительно всего посёлка. Близкое расположение водоёма к вашей земле также может свидетельствовать о возможном нахождении пласта с живительной влагой близко к поверхности.

Грунтовые воды - водоносные пласты толщиной от 1 до 10 метров, расположившиеся в недрах грунта. Чаще всего они служат источниками влаги для оборудования колодцев, скважин на участке.

Различают такие грунтовые воды:

• Артезианские пласты . Самый низкий слой водоносной жилы. Как правило, располагается на уровне от 25 метров и ниже от поверхности земли. В основном такая вода залегаем между пластами известняка и безнапорных жил. Артезианские пласты используют для оборудования скважин в частных владениях. Такие жилы не оказывают пагубного влияния на постройки и растительность на участке.
• Безнапорные грунтовые воды . Такой пласт располагается на отметке от 5 до 20 метров от уровня земли. Такие жилы не подвержены изменениям уровня воды в результате сезонных осадков. Динамика такого пласта остается неизменной. За счет безнапорной жилы происходит наполнение близлежащих к вашей территории водоёмов. Стоит знать, что безнапорные воды оказывают очень пагубное влияние на фундамент готового здания и все проложенные под землей коммуникации.
• Верховодка . Эти грунтовые воды являются самыми сложными в плане обустройства территории. Подобный пласт с жидкостью располагается, как правило, на уровне до 3 метров от поверхности грунта. Верховодные жилы очень пагубно влияют на садово-огородные насаждения на участке, и при этом затрагивают фундамент и коммуникации. Хотя все сугубо индивидуально для каждого куска земли.

Образование «вредной» верховодки

Возможно, некоторых интересует вопрос образования верховодного пласта. Стоит сказать, что подобные жилы образуются под воздействием выпадения сезонных осадков. В комплекс образования водоносного пласта также включается уровень промерзания грунта и его последующее пучение. Итак, образование пласта воды выглядит примерно так:

• Грунт имеет свойство замерзать и размерзаться в результате перепадов температур. Там где почва мерзнет и оттаивает, она становится более рыхлой. Через неё просачиваются осадки в виде дождя и снега.
• Затем нижний слой грунта, не подверженный замерзаниям, трамбуется в течение сотен лет, превращаясь в непроницаемый пласт. Это и есть дно водоносной жилы.
• Таким образом, вода скапливается в своеобразной камере, формируя направление своего движения под воздействием своей же силы.
• Позже, в зависимости от сезона, воды сожжет стекать по жилам в сторону водоема или просачиваться вверх почвы к растениям, испаряясь таким образом, через их питание. Именно поэтому летом на переувлажненных участках даже в жару зелень более сочная и насыщенная.

Негативное влияние воды на грунт

Высокий уровень грунтовых вод - это проблема, с которой можно и нужно бороться. Иначе затраты на обслуживание участка вырастут в разы.

Чем вредят близкорасположенные водоносные пласты:

• На суглинистых, песчаных и сланцевых почвах такие жилы способны постоянно размывать грунт, что приведет к проседанию фундамента, а впоследствии и стен дома. Возможно окончательное обрушивание всей конструкции.
• Кроме того, вышеназванные типы грунта под воздействием близрасположенных пластов с водой со временем могут преобразоваться в плывун. А это более сложная проблема, с которой практически невозможно справиться.
• Вся растительность в саду и огороде на купленной территории будет просто гнить, если уровень грунтовых вод будет слишком высоким. В этом случае придется прибегать к специальным ухищрениям вроде подъема грядок путем досыпа грунта. Деревья придётся спасать методом высадки на специальных земляных насыпях.

Важно: определить близкий уровень воды к поверхности земли можно по уже имеющемуся на земле зданию. В этом случае дом будет отличаться осыпавшейся штукатуркой по углам, сложно открывающимися/закрывающимися окнами и дверями, трещинами на стеклах.

Все это свидетельство того, что фундамент и сам дом претерпевают деформацию в результате негативного воздействия влаги на фундамент.

Определяем уровень воды на участке

Первичная оценка участка на уровень грунтовых вод может быть проведена, что говорится, на глаз. Для этого сначала используют дедовские способы и примечают растительность:

• Так, если вы не знаете, как определить уровень грунтовых вод, то обращаем внимание на кустарники и траву на купленной земле. Там где грунтовые воды-верховодка расположены очень близко к поверхности, будут преобладать крапива, хвощ, мать-и-мачеха, осока, наперстянка и пр. То есть все влаголюбивые растения. При этом на первый взгляд территория может казаться не переувлажненной.
• Стоит присмотреться и к деревьям с кустарниками. Если воды расположились на грунте на глубине залегания до 5 метров, то вы увидите камыш, тополь, тростник и прочие подобные растения.
• Если вода залегла на уровне до 3 метров, то частыми растениями здесь будут полынь, солодка и пр.
• Стоит также знать, что вдоль водоносных жил всегда растут береза, верба, клен и ольха. Причём они всегда делают уклон в сторону жилы.
• Дубы всегда располагаются на пересечении жилы с водой.
• А можно определить близкорасположенные грунтовые воды и путем наблюдения за насекомыми. Так, большое скопление комаров и другой летающей «нечисти» присуще тем местам, где расположилась жила. То есть над ней всегда есть клубок насекомых в воздухе.
• Можно просто опросить соседей и полюбопытствовать об уровне воды в их колодцах и скважинах, а также о динамике изменения зеркала воды в связи с сезонами.
• Механическим способом определить уровень грунтовых вод на участке можно методом бурения. Для этого простым садовым шнеком нужно вынуть грунт на величину, равную глубине залегания воды. То есть бурить нужно в нескольких местах и до тех пор, пока не наткнетесь на воду. Исходя из полученных данных, делаем анализ глубины залегания водоносных пластов в грунте. При этом бурение нужно проводить исключительно ранней весной, когда пласт поднимается на максимально высокий уровень.

Важно: и все же лучшим решением для частного владения будет своевременное проведение геодезической экспертизы. Таким образом, удастся защитить постройку от возможных проблем.

Боремся с водой

Известно, что воды в почве требуют действий, направленных на их устранение. Иначе все труды по территории будут напрасными. Бороться с грунтовой водой нужно только способом её отведения. То есть оборудовать хорошую систему дренажа.

• Самым распространенным считается открытый дренаж. Используется в том случае, если грунтовые воды мешают насаждениям. Для этого в саду нужно выкопать специальные канавы для дренажа. Их глубина должна быть не менее 40 см, при этом они все должны смотреть в сторону уклона участка. На огороде между культурами роют канавки глубиной не более 10-15 см. Эта система отлично справится с отводом воды с огорода, но не является совершенной. Минус системы в том, что уход за садом и огородом усложнен, а конструкция дренажной системы может быть нарушена в результате ветров, домашних животных и пр.
• Можно использовать просто способ водопонижения на грунте. Для этого необходимо вырыть котлован, через дно которого будет уходить вода. То есть, уровень грунтовых вод будет снижаться за счет снижения уровня дна котлована. Но такой способ не подходит, если частицы грунта вымываются с водой. Узнать это можно также через бурение или проведение геодезического анализа почвы.
• Закрытая система дренирования. Используется в том случае, если уровень грунтовых вод мешает надежной и долговечной эксплуатации здания. Такая система отвода воды с территории скрыта от посторонних глаз, но при этом имеет существенный минус - быстрое заиливание. В такой системе главными составляющими являются траншеи по всему периметру участка, и уложенные в них гофрированные трубы с перфорацией. Вода будет попадать в рукава, и уходить по трубам в намеченное место.
• Можно использовать и более сложную установку для отведения воды с грунта. Здесь будут использоваться игло-фильтровая система и мощные насосы. Последний будет откачивать воду, и направлять её в систему отведения.

• Считается, что нет непригодных для застройки участков. Поэтому если бороться с водой вы не можете по ряду причин, то есть смысл изменить проект дома с тем, чтобы он был более устойчив на переувлажненном грунте. В качестве альтернативы можно использовать фундамент на сваях или фундамент-плиту.
• Если все же решите проводить геодезический анализ, будьте готовы к большим затратам. Стоимость выполнения таких работ будет в пределах 500 у.е. за надел земли. Сумма может варьироваться в обе стороны в зависимости от типа грунта и сложности рельефа.
• Если принято решение обустраивать открытую систему дренажа, то все работы нужно проводить весной. В это время вода залегает выше всего, и её отведение будет более эффективным. При этом стоит знать, что копать траншеи нужно с низшей точки территории по направлению к высшей.
• Для большего удобства монтажа дренажной системы в продаже можно найти трубы, одна сторона которых выполнена в виде решётки. Это избавит от дополнительных работ.

Важно: все дренажные системы даже на кажущемся идеально ровном куске земли необходимо делать с учетом уклона в сторону отвода воды. Узнать направление уклона можно простой оценкой рельефа либо с применением геологической оценки территории.

Перед строительством дома важно учесть многочисленные факторы, среди которых не последнее место занимают характеристики почвы. Именно от них зависит возможность строительства на данном участке, устройство колодца или скважины для обеспечения участка водой. Во время исследований специалистами , уточняются данные о глубине залегания грунтовых вод, характеристике почвы.

Если грунтовые воды находятся слишком близко к поверхности, от строительства на этом участке лучше отказаться.

На основании полученной информации специалисты получают данные о том, какова высота водоносного слоя, структура почвы, какие меры по осушению необходимо предпринимать при высокой воде. Влага оказывает негативное влияние на фундамент, строение, на ландшафт участка. Когда слишком высокие, их еще называют верховодкой, возможно подтопления подвала, разрушение стен фундамента, самого дома. Почва становится болотистой, а выкопать колодец в таких условиях практически невозможно.

Виды грунтовых вод

Повышение вод в грунте часто приводит к тому, что строение разрушается или его сооружение становится затруднительным, невозможным изначально. Именно поэтому рекомендуется сразу провести специальные исследования, которые позволяют с точностью определить все характеристики грунта.

Одно из самых неблагоприятных условий – верховодка. Почвенные воды скапливаются невысоко от поверхности, обычно они находятся в так называемой зоне аэрации. Часть породы занята полостями с воздухом, а другая – с водой. Все это делает почву крайне неустойчивой, опасной для строительства. Чаще всего верховодка появляется в неустойчивой зоне над водоупорами, в качестве которых могут выступать плотные прослойки пород, глина, суглинок. Водоносный обильный горизонт наблюдается во время таяния снега, при обильных дождях осенью и весной. Почва становится разжиженной, непригодной для строительства. Если постройки на ней уже имеются, то наблюдается растрескивание фундаментов.

Для верховодки характерно сезонное изменение. Летом или зимой грунт может быть стабилен, а вот осенью и весной ситуация совершенно другая . Проводить изыскания поэтому рекомендуется только в то время, когда могут наблюдаться такие возможны подобные явления, особенно если верховодка на данном участке наблюдалась ранее или такие изменения грунта есть у соседей.

Вернуться к оглавлению

Артезианский вариант

Обычные грунтовые воды являются распространенными, различается только глубина их расположения. Мощность их обычно не такая большая, они не ограничиваются водоупорными слоями. Около водоемов и рек уровень их может быть выше, вдали от естественных образований – ниже, но для точного определения требуется проведение специального изыскания. Грунтовые воды обычно усиливаются во время дождей, в сезоны таяния снега. Это обстоятельство необходимо учитывать при строительстве и организации дренажных систем.

Для определения артезианских слоев также требуется геологическая экспертиза. Все зависит от типа грунтов, прохождения на местности водоносных артезианских жил. Обнаружить такой пласт, который залегает на приемлемой для скважины и колодца глубине, можно далеко не всегда.

Условия образования таких вод разнообразные, но чаще всего они образуются в трещинах породы, изломах.

Глубина их заложения может отличаться, хотя она довольно значительная.

Обнаружить артезианские воды, которые отличаются чистотой, можно при бурении с целью проверки возможности сооружения скважин. Мощность слоя зависит от климатических условий, от рельефа, направления слоя. Направление водоносных жил может изменяться. Химический состав артезианских вод различен, как и вкусовые качества, что требуется учитывать при рытье скважин.

Вернуться к оглавлению

Геологические изыскания

Лучшее время для проведения геологических изысканий – лето или осень.

Чтобы определить, какие именно грунтовые воды и на какой глубине наблюдаются на участке, необходимо провести геологическое исследование. В результате проделанной работы можно получить следующие данные:

• наличие или отсутствие водоносных слоев;
• характер, который имеют грунтовые воды;
• химический состав воды;
• объем ожидаемых притоков влаги, скорость наполнения траншеи, котлована.

Такие исследования необходимо проводить по следующим причинам:

1. Все грунтовые воды обладают способностью изменять структуру грунта, а это отрицательно сказывается на прочности, устойчивости фундаментов дома.
2. Водонасыщенный грунт становится рыхлым, часто возникают просадки почвы, а для дома это чревато разрушениями.
3. Водонасыщенные грунты приводят к тому, что из плиты фундамента начинает вымываться бетон, образуются пустоты, прочность резко снижается.

Вернуться к оглавлению

Верховодка

Грунтовые воды и верховодка требуют принятия срочных мер для осушения влаги и ее отвода. Можно предпринять следующие действия:

1. Поверхностный водоотлив – открытый способ водопонижения.
2. Использование закрытого метода водопонижения. Это дренаж различного типа, использование иглофильтров и прочего оборудования.

На выбор того или иного метода оказывают влияние такие факторы:

• форма, размер будущего котлована;
• уровень водопроницаемости почвы в месте строительства;
• глубина водопонижения, которая определяется глубиной залегания грунтовых вод;
• характеристики движения и направления водоносного слоя;
• есть ли рядом с участком строительства различные сооружения и конструкции, на которые работы по осушению могут оказать влияние.

Вода выбранным способом отводится от участка. Для этого используют трубы, насосы, траншеи и прочее. Часто для котлованов применяются специальные приямки, которые собирают влагу, просачивающуюся через грунт. Надо быть предельно осторожным, так как вода, стекая по стенкам, оказывает размывающее воздействие, структура грунта нарушается, она может стать неустойчивой. Применяются меры по укреплению, в противном случае осушение просто не будет эффективным. Сам котлован делается со стенками не отвесными, а под наклоном, чтобы надежно укрепить их.

Вернуться к оглавлению

Дренаж

Когда на участке имеется верховодка, обычно планируются меры по отводу или осушению территории. В противном случае возможны подтапливания, заболачивание и другие неприятные и чреватые финансовыми расходами моменты. Чаще всего против верховодки используются дренажные системы. Сегодня для загородных участков довольно часто они используются. Есть несколько способов их обустройства:

1. Беструбный дренаж. Это траншея необходимой глубины, на дно которой укладывается специальный фильтрующий материал, например, камень, песок, щебень, хворост. Наполнитель укладывается слоями, чтобы предотвратить проникновение воды в траншею сверху, необходимо ее защитить, для этого устраивается специальный замок из глины чистой или смешанной с песком. Толщина такого глиняного замка составляет 50 см. Для предохранения загрязнений и забивки надо использовать фильтрующий слой из торфа, мха.
2. Трубные дренажи представляют собой систему из специальных полимерных перфорированных труб. Такие трубы могут быть самого различного типа, что сильно зависит от типа грунта, особенностей их укладки. Глубина заложения составляет 1,5-2 метра, что достаточно для обеспечения отличного отвода верховодки. Для такого типа дренажа очень важно сразу предусмотреть наличие дренажного специального колодца, который устанавливается в точках поворотов, наличие коллекторов. Все это необходимо для промывки системы, регулярного ее осмотра. Монтируются специальные смотровые колодцы, которые дают возможность проводить такой осмотр при необходимости.

Если необходимо защитить грунт от верховодки на большей глубине, например, на 4-5 м от поверхности почвы, то дренаж уже не применяется, рекомендуется использовать специальные иглофильтры. Это труба или связка труб, на конце которой находится фильтр специального типа. Для работы используется вакуумный коллектор и резиновый шланг, которые присоединяются к установленному насосу, стоящему на поверхности. Для расположения иглофильтра потребуется бурение скважины небольшого диаметра. Схема такого фильтра.