Что значит грунтовые воды - Дневник садовода
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что значит грунтовые воды

Что такое подземная вода: определение, характеристика и виды

Немалую часть водных запасов Земли составляют подземные бассейны, которые протекают в толще почвы и слоях горных пород. Огромные скопления подземных вод — озера, которые вымывают залежи пород и почву, образуя котлованы.

Значение грунтовой жидкости велико не только для природы, но и для человека. Поэтому исследователи проводят регулярные гидрологические наблюдения за ее состоянием и количеством, все глубже изучают, что такое подземная вода. Определение, классификация и остальные вопросы темы будут рассмотрены в статье.

Что такое подземная вода?

Подземная вода — это вода, располагающаяся в межслоевых пространствах горных пород, залегающих в верхнем слое земной коры. Такая вода может быть представлена в любом агрегатном состоянии: жидком, твердом и газообразном. Чаще всего подземные воды — это тонны текучей жидкости. Вторые по распространенности — это глыбы ледников, которые сохранились еще с периода вечной мерзлоты.

Классификация

Подразделение подземных вод на классы зависит от условий их залегания:

  • почвенные;
  • грунтовые;
  • межпластовые;
  • минеральные;
  • артезианские.

Помимо перечисленных видов, разделяются подземные воды на классы, зависящие от уровня слоя, в котором они расположены:

  • Верхний горизонт — подземные воды пресного содержания. Как правило, их глубинное нахождение невелико: от 25 до 350 м.
  • Средний горизонт — это место залегания минеральной или соленой жидкости на глубине от 50 до 600 метров.
  • Нижний горизонт — глубина от 400 до 3000 метров. Вода с повышеным содержанием минералов.

Подземная вода, располагающаяся на больших глубинах, по возрасту может быть молодой, то есть недавно появившейся, или реликтовой. Последняя могла закладываться в подземных слоях вместе с грунтовыми породами, в которых она «размещена». Или же образовалась реликтовая подземная вода от многолетней мерзлоты: ледники таяли — жидкость скапливалась и сохранялась.

Почвенные воды

Почвенная вода — это жидкость, которая залегает в верхнем слое земной коры. Преимущественно она локализуется в пространственных пустотах между частичками почв.

Если понять, что такое подземная вода почвенного вида, становится очевидным тот факт, что эта разновидность жидкости самая полезная, поскольку ее поверхностное расположение не лишает ее всех минералов и химических элементов. Такая вода является одним из главных источников «питания» для сельскохозяйственных полей, лесных массивов и других агрокультур.

Эта разновидность жидкости не всегда может залегать горизонтально, зачастую ее очертания схожи с рельефом почвы. В верхнем слое земной коры влага не имеет «твердой опоры», поэтому она находится в подвешенном состоянии.

Избыточное количество почвенных вод наблюдается по весне, когда тает снег.

Грунтовые воды

Грунтовая разновидность — это воды, которые располагаются на некоторых глубинах верхнего земного слоя. Глубины протекания жидкости могут иметь большие показатели, если это засушливая местность или пустыня. При умеренном климате с периодичным постоянством выпадения осадков, грунтовые воды залегают не так глубоко. А при избытке дождей или снега грунтовая жидкость может приводить к подтоплению местности. В некоторых местах эта разновидность вод выходит на поверхность почв и называется родником, ключом или источником.

Грунтовые воды пополняются благодаря выпавшим осадкам. Многие путают ее с артезианской, но последняя залегает глубже.

Избыточное количество жидкости может скапливаться в одном месте. В результате стоячего положения образуются из подземных вод болота, озера и пр.

Межпластовые

Что такое подземная вода межпластовой категории? Это, по сути, те же водоносные горизонты, что и грунтовые и почвенные, но только уровень их протекания глубже, чем у двух предыдущих.

Положительной особенностью межпластовых жидкостей является то, что они намного чище, поскольку залегают глубже. Кроме того, их состав и количество всегда колеблется в одном постоянном пределе, и если и происходят изменения, то незначительные.

Артезианские

Артезианские воды располагаются на глубинах, превышающих 100 метров и достигающих 1 км. Эта разновидность считается, да и является, самой пригодной для употребления в пищу. Поэтому на загородных участках часто практикуется бурение подземных скважин как источник водоснабжения жилых домов.

При бурении скважины артезианская вода фонтаном вырывается на поверхность, поскольку явлется напорной разновидностью подземных вод. Залегает в пустотах горных пород между водоупорными пластами земной коры.

Ориентиром для добычи артезианской воды являются определенные природные объекты, расположенные на поверхности: впадины, флексуры, мульды.

Минеральные

Минеральные — самые глубоководные и самые целебные и ценные для человеческого здоровья. В них повышенное содержание разнообразных минеральных элементов, концентрация которых постоянна.

Минеральные воды также имеют собственные классификации:

По преобладанию химических элементов:

По степени минерализации: начиная от пресных и заканчивая водами с самой высокой концентрацией.

Классификация по назначению

Подземные воды используются в жизни человека. Их назначение бывает разным:

  • питьевая — это вода, которая пригодна для употребления или в своем природном, нетронутом виде, или же после очистки;
  • техническая — это жидкость, которая применяется в различных технологических, хозяйственных или промышленных отраслях.

Классификация по химическому составу

На химический состав подземных вод влияют те породы, которые прилегают в непосредственной близости к влаге. Выделяются следующие категории:

  1. Пресные.
  2. Слабоминерализованные.
  3. Минерализованные.

Как правило, воды, залегающие в непосредственной близости с земной поверхностью, пресноводные. И чем глубже располагается влага, тем более минерализованный ее состав.

Как образовались подземные воды?

На образование подземных вод влияет несколько факторов.

  1. Осадки. Выпавшие осадки в виде дождей или снега поглощаются почвой в размере 20 % от общего количества. Они формируют почвенную или грунтовую жидкость. Кроме того, эти две категории влаги участвуют в круговороте воды в природе.
  2. Таяние ледников многолетней мерзлоты. Подземные воды образуют целые озера.
  3. Есть еще ювенильные жидкости, которые образовались в застывшей магме. Это разновидность первичных вод.

Мониторинг подземных вод

Мониторинг подземных вод — важная необходимость, которая позволяет отследить не только ее качество, но и количество, и вообще, ее наличие.

Если качество воды исследуют лабораторно, обозревая изъятую пробу, то разведка наличия подразумевает следующие методы, друг с другом взаимосвязанные:

  1. Первое — это проводится оценка местности на наличие предполагаемых подземных вод.
  2. Второе — это производится замерение температурных показателей обнаруженной жидкости.
  3. Далее применяется радоновый метод.
  4. После производится бурение базовых скважин, сопровождаемых изъятием керна.
  5. Выделенный керн отправляют на исследование: определяют его возраст, толщину и состав.
  6. Из скважин откачивают некоторое количество подземных вод, чтобы определить их характеристики.
  7. По базовым скважинам составляют карты залегания жидкости, оценивают ее качество и состояние.

Разведка подземных вод подразделяется на следующие типы:

  1. Предварительная.
  2. Детальная.
  3. Эксплуатационная.

Проблемы загрязнения

Проблема загрязнения подземных вод очень актуальна на сегодняшний день. Ученые выделяют следующие способы загрязнения:

  1. Химическое. Этот тип загрязнения очень распространен. Его глобальность зависит от того, что на Земле огромное количество сельскохозяйственных и промышленных предприятий, которые сбрасывают свои отходы в жидком и твердом (кристаллизованном) виде. Эти отходы очень быстро проникают в водонесущие горизонты.
  2. Биологическое. Загрязненные стоки от хозяйственно-бытового использования, неисправные канализации — все это причины заражения подземных вод болезнетворными микроорганизмами.

Классификация по типу водонасыщенных грунтов

  • поровые, то есть те, которые обосновались в песках;
  • трещенные, те, что заполняют полости глыб горных пород и скал;
  • карстовые, те, которые располагаются в известняковых породах или иных хрупких породах.

В зависимости от места расположения формируется и состав вод.

Запасы

Подземные воды расцениваются как полезное ископаемое, которое возобновимо и участвует в круговороте воды в природе. Общие запасы этой разновидности полезных ископаемых составляют 60 млн км 3 . Но, несмотря на то что показатели не маленькие, подземные воды подвержены загрязнению, а это существенно сказывается на качестве потребляемой жидкости.

Заключение

Реки, озера, подземные воды, ледники, болота, моря, океаны — все это водные запасы Земли, которые так или иначе взаимосвязаны между собой. Влага, располагающаяся в слоях почвы, не только формирует подземный бассейн, но и влияет на формирование поверхностных водоемов.

Грунтовые воды пригодны для питья людей, следовательно сбережение их от загрязнения — одна и главных задач человечества.

Грунтовые воды

Грунтовые воды – это гравитационные подземные воды первого от поверхности Земли постоянного водоносного горизонта, располагающегося на региональном водоупоре.

Образуются главным образом за счет инфильтрации (просачивания) атмосферных осадков и вод рек, озер, водохранилищ, оросительных каналов. В районах речных долин запасы грунтовых вод пополняются восходящими водами более глубоких горизонтов (например, водами артезианских бассейнов), а также за счет конденсации водяных паров.

Характеристика грунтовых вод

Поверхность грунтовых вод является свободной, т.к. грунтовые воды обычно безнапорные. На отдельных участках, где все же имеется местное водонепроницаемое перекрытие, грунтовые воды приобретают местный напор. Области питания и распространения грунтовых вод совпадают. Вследствие этого условия формирования и режим грунтовых вод отличаются от более глубоких артезианских вод: грунтовые воды чувствительны ко всем атмосферным изменениям. В зависимости от количества выпадающих атмосферных осадков и глубины залегания грунтовых вод их поверхность испытывает сезонные и многолетние колебания. Величины сезонных и многолетних амплитуд колебаний уровней грунтовых вод могут достигать 20 и более метров, что необходимо учитывать при строительстве различного рода объектов. Вблизи рек и водоемов 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 путем инфильтрации.

Зональность грунтовых вод

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) грунтовыt вод; в пределах сухих степей, полупустынь и пустынь на равнинах преобладают соленые 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).

Применение грунтовых вод

Грунтовые воды в силу относительно слабой защищенности от загрязнения имеют ограниченное применение как источники водообеспечения промышленных предприятий и городов. Однако для водоснабжения поселков и населенных пунктов в сельской местности их роль достаточно велика. По величине антропогенного воздействия на грунтовые воды различают естественный, слабонарушенный, нарушенный, сильнонарушенный и искусственный режимы грунтовых вод. Искусственный режим формируется преимущественно под влиянием техногенных факторов (интенсивная эксплуатация грунтовых вод, орошение земель в аридной зоне). Естественные многолетние изменения режима грунтовых вод во многих случаях могут быть причиной активизации оползневой деятельности, карстово-суффозионных процессов, регионального подтопления территории, угнетения наземных экосистем и др.

Для изучения закономерностей и механизмов формирования и прогноза режима грунтовых вод в России организована государственная и ведомственная службы его изучения и прогноза (гидрогеологический мониторинг). Разработана нормативно-методическая база ведения мониторинга и методы сезонных и долгосрочных прогнозов.

Источники: Общая гидрогеология. Климентов П.П. —М., 1980; Изучение, прогноз и картирование режима грунтовых вод. Семенов С. —М., 1980; Гидрогеология. Саваренский Ф.П. —М., 1935.

Что такое грунтовые воды

Словосочетание «грунтовые воды» часто вводит читателя в заблуждения. К ним ошибочно причисляют все водоносные горизонты, которые находятся ниже уровня грунта, в том числе и верховодку. Геологическая энциклопедия дает четкое определение, которое легко запомнить – это подземные воды первого постоянного водоносного горизонта расположенного на региональном водоупорном слое. Они свободно перемещаются без напора, могут находиться в трещинах и порах пород.

Основные источники пополнения:

  1. Атмосферные осадки;
  2. Инфильтрация из поверхностных водоемов.

Незначительно грунтовые воды подпитываются за счет конденсации водяных паров, еще реже водой, которая поднимается из артезианских колодцев. Их объем напрямую зависит от количества дождей и снега. В засушливые сезоны они резко постепенно мелеют. Общий объем стока за долгосрочный период практически равняется объему инфильтрации. Колебание сезонного и многолетнего уровня грунтовых вод имеет амплитуду до 20 метров.

Основные массы грунтовых вод скапливаются в глинистых породах горных долин и низинных местностях. Они постоянно движутся в толще грунта и насыщаются минеральными веществами. На территориях с повышенной влажностью грунтовые воды приводят к их вымыванию, и как следствие, образованию пресных неплодородных грунтов. Минерализация зависит от геологического состава омываемых пород. В лесах вода пресная и вкусная, а в пустынях – горьковатая, соленая и непригодная для питья.

Нынешняя экологическая ситуация такова, что грунтовые воды повсеместно загрязнены продуктами сельского хозяйства, промышленности и жизнедеятельности человека. В безвыходных ситуациях их очищают различными фильтрами, установками и подручными средствами.

Чем чреват высокий уровень грунтовых вод на участке

Глубина залегания грунтовых вод влияет на возможность и успех капитальных строительных работ и прокладки подземных инженерных коммуникаций: водопровода, канализации, телефонных и электрических кабелей.

Близость грунтовых вод – это потенциальная причина постепенного разрушения наземных сооружений. Во время снеготаяния и обильных ливней она затапливает подвалы домов, погреба и цокольные этажи. Длительный контакт с избытком влаги приводит к разрушению дорожных полотен, проседанию зданий, целых кварталов и целых городов.

Отрицательно сказывается на современных мегаполисах и откачка подземных вод, которую проводят при массовой застройке. Опасная тенденция наблюдается по всему миру. Многомиллионный Пекин тонет со скоростью 11 см в год, но Калифорния его стремительно обгоняет, доходя до рекордных 40-60 см. Огромный вес зданий и опустошение подземных запасов воды, привело к тому, что почва сминается, словно выжатая губка.

Определение уровня грунтовых вод

Грунтовку нужно брать в расчет не только при масштабной стройке, но и при рытье колодцев и закладке домашнего сада. Самый низкий уровень наблюдается морозной зимой и сухой осенью. О близкой воде свидетельствуют влаголюбивые растения и деревья, обильная роса и туманы. Такие народные приметы использовались для поиска удачного места для закладки колодца. Колодец на грунтовой воде сильно подвержен загрязнению.

В идеале – пригласить команду гидрогеологов с дорогим оборудованием, которые за большие деньги нарисуют карту пролегания подземных вод всего участка с глубинами. Такой способ используют при строительстве крупных объектов. На своем участке это можно сделать дешевле и быстрее с помощью метода пробных скважин.

По периметру будущей застройки пробиваются простые скважины с помощью обычного садового бура глубиной до 3 метров. Если повезет, и углубления останутся сухими спустя несколько дней, можно смело начинать строительство. Скопление влаги на дне свидетельствует, что вода близко, и нужно провести подготовительные работы по ее отведению, или выбрать другой участок.

Допустимый уровень грунтовых вод регламентируется строительными нормами, которые могут отличаться в зависимости от региона. Чтобы фундамент не подвергался разрушительному влиянию грунтовых вод, их уровень должен проходить ниже глубины промерзания грунта. Минимальное рекомендованное расстояние от нижней точки фундамента до грунтовых вод — 50 см.

Не рекомендуется и запрещается строить в таких случаях:

  • УГВ ближе 2 метров;
  • В толще грунта скрыт плывун;
  • Средний слой состоит из неустойчивого глинистого сланца.

Обильные атмосферные осадки превращают территории с высоким УГВ в непроходимые лужи и болота. Усугубляют ситуацию близкорасположенные в поверхности земли пласты глинистых пород. Под воздействием влаги образуется скользящий слой грунта, который легко передвигается, формируя опасные оползни.

Высокий уровень грунтовых вод – это распространенное явление, поэтому строители имеют в арсенале несколько действенных способов борьбы с ним.

Как снизить и отвести высокие грунтовые воды

Открытое водопонижение – это самый простой способ отвести воду с участка. Сначала копается котлован, и если со стенок и дна начинает поступать влага, ее накапливают в водосборных канавах, а затем откачивают. Вариант рабочий, но массовый забор грунтовых вод приводит к просадке грунта, поэтому прежде чем применять его, обязательна консультация специалиста.

На участках склонных к заболачиванию активно используются дренажные установки. Чтобы отвести воду, вокруг участка прокладывается траншея, куда будет постепенно выходить грунтовая вода. Затем ее откачивают и вывозят. Сложнее и дороже организовать трубный дренаж. Для него по всему участку в канавы закапываются специальные полимерные трубы с перфорированными стенками. Укладывать их нужно под уклоном в несколько градусов, чтобы вода самотеком уходила в подготовленные водосборники. Кроме труб придется поставить пескоуловители и смотровые колодцы, для удобного обслуживания системы.

Самый дорогой способ избавиться от грунтовой воды – это использование иглофильтровых установок. Трубы заглубляются в грунт вертикально и с помощью насосов выводятся на глубину 5-20 метров, в зависимости от типа установки. Конкретный способ понижения УГВ зависит от типа грунта и коэффициента фильтрации (скорость пропускания воды).

Признаки того, что на участке высокий УГВ

Ни один участок не застрахован от негативного влияния грунтовых вод. Чтобы вовремя предпринять меры и защитить здания, колодец и насаждения, владельцу нужно отслеживать их состояние. О близкой воде свидетельствует высокая влажность в доме, появление на стенках пятен сырости и колоний грибка. Большинство деревьев чахнет и засыхает из-за того, что корневая система постоянно находится в воде. Для растений и бетонного фундамента вредна не столько влага, как растворенные в ней соли.

Контакт с грунтовой водой приводит к появлению эттрингита, или как его еще называют «цементной бациллы». Постепенно цементное основание теряет свою прочность и разрыхляется.

  • Появление на поверхности белесого наплыва мелких кристаллов;
  • Выступание солевых пятен;
  • Отслаивание и крошение бетона.

Покупая дом нужно обязательно проверять состояние стен и пола подвальной части. Если использование мер снижения и отвода грунтовой воды на участке невозможно, строители рекомендуют возводить простые дома без подвала, а в качестве резервуара для хранения продуктов возводить не подземные погреба, а наземные хранилища в холме грунта.

Грунтовые воды и их значение при возведении фундаментов

Ни для кого не секрет, что под землей есть вода. Об этом знали с древности, что подтверждается практикой устройства колодцев и скважин. Иногда подземная влага — единственный источник водоснабжения в отдельно взятой местности. Например, пустыня Сахара обладает огромными ее запасами, что позволяет местным кочевникам не умирать от жажды. Некоторые подземные воды используются в медицине. Но есть среди них те, с которыми человек вынужден бороться время от времени — грунтовые воды (или ГВ).

Вода под землей

Режим подземных вод — это те изменения, которые происходят с ними в зависимости от сезона, осадков, антропогенных и геологических процессов. От всего этого зависит и их количество, и состав.

Формирование подземных горизонтов

Существует несколько теорий того, откуда берется вода под землей. Все они имеют право на существование, поскольку наблюдения показывают наличие их всех. Весь вопрос в пропорции действующих факторов в разных водоносных горизонтах. Выделяют следующие пути образования подземных водоносных горизонтов:

  1. Инфильтрация. Влага просачивается вниз после осадков, стекает по трещинам и капиллярам.
  2. Конденсация в породах водяного пара из атмосферы.
  3. Седиментация, когда поверхностный водный бассейн во время геологических катаклизмов закрывается горными породами.
  4. Эндогенное образование воды. Оно происходит на больших глубинах, где под давлением осадочные породы становятся метаморфическими. При этом выделяется H2O.

Скорость этих процессов различна, как и особенности формирования в отдельно взятом регионе. Так, в горных районах, где в прошлом была бурная вулканическая деятельность, по мере продвижения вниз вода минерализуется. В других местах минерализация менее развита, однако тоже имеет место. При этом соседние водоносные слои могут иметь разный химический состав.

Водоносные слои

Аквафер, или водоносный горизонт, представляет собой слой осадочной горной породы, которая характеризуется определенной водопроницаемостью. Эти слои разграничены водоупорными слоями, чаще всего глиняными. Слой над водоносным горизонтом называется кровлей, под ним — подошвой.

Существуют различные классификации акваферов, но среди них интересны те, что имеют наибольшее хозяйственное значение; немаловажную роль играет и законодательное регулирование.

Водоносные горизонты делят на:

  1. Напорные, или межпластовые. Они находятся под давлением и расположены на глубинах, требующих бурения. Напор может быть большим, и скважина будет фонтанировать. Такие воды называют артезианскими.
  2. Безнапорные, или грунтовые. Эти воды подвержены аэрации, поскольку не имеют водоупорной кровли.

Первый тип вод является полезным ископаемым, и на их добычу требуется лицензия. Второй вы можете брать в любых количествах. Законодательством регулируется именно забор воды, служащей источником централизованного водоснабжения, а таковой является именно артезианская.

Нельзя сказать, что водоносные горизонты никак между собой не сообщаются. На практике они всегда взаимосвязаны. Любой межпластовый слой имеет область питания, область напора и область разгрузки, при этом питание осуществляется именно за счет грунтовой влаги. Область разгрузки может быть представлена несколькими вариантами:

  • источник, выходящий на поверхность;
  • инфильтрация артезианских вод в грунтовые на месте разрыва кровли;
  • подводные ключи, питающие водоемы; существуют целые озера именно с таким характером питания.

Таким образом, верхний водоносный горизонт, занимающий промежуточное положение между поверхностным и межпластовым, служат источником питания тех и других и сами от них зависят.

В одной из деревень хозяин участка решил пробурить скважину «на песок». Участок был куплен не так давно и переведен из категории земель сельхозназначения в категорию ИЖС. После бурения из скважины пошла вода, но для питья и полива огорода она не годилась: содержание солей превышало все пределы и по степени минерализации вода подходила под понятие «лечебная». Недалеко была зона разгрузки пласта минеральной воды, но хозяин этого не учел. Как оказалось, ошибся он всего на два метра.

Свойства воды в грунте

Поскольку именно с безнапорным пластом человеку чаще всего приходится сталкиваться, имеет смысл рассказать именно о нем.

Безнапорный водоносный горизонт имеет различную мощность. Она определяется по среднему расстоянию от водоупорной подошвы до верхнего уровня, который можно наблюдать в колодцах.

Уровень грунтовых вод

Это непостоянная величина. То, насколько далеко будет находиться вода от поверхности земли, зависит от нескольких факторов:

  • количество выпадающих осадков;
  • уровень воды в водоеме, к водоразделу которого относится конкретный горизонт;
  • сезон;
  • наличие мест добычи полезных ископаемых рядом;
  • мелиорация земель;
  • наличие систем водоотведения.

Так, УГВ повышается весной, когда оттаивает сезонная мерзлота и начинается половодье. При обильных дождях он также повышается, но скорость инфильтрации осадков, образующих так называемую верховодку, зависит от проницаемости грунтов. Например, песок впитывает влагу быстро, а суглинки — медленно. Грунт между поверхностью земли и верхним уровнем воды называют зоной аэрации, а все, что ниже — зоной насыщения.

На более высоком уровне влагу поддерживают леса. Причем режим грунтовой и поверхностной воды в районе речных долин тесно взаимосвязан. Если вырубаются леса вдоль реки, то река постепенно мелеет; сказывается как уменьшение водосбора, так и засорение русла прибрежными породами во время осадков.

Снижению УГВ способствуют добыча полезных ископаемых и устройство систем водоотведения, причем во втором случае это делается целенаправленно, а в первом является побочным явлением.

Химический состав

Как известно, дистиллированной вода бывает разве что в лабораториях. Подземная же имеет различное количество минералов, и по их содержанию ее делят на пять степеней минерализации:

  • пресная, с содержанием солей до 1 г/л;
  • слабосолоноватая, 1−3 г/л;
  • солоноватая, 3−10 г/л;
  • соленая, 10−15 г/л;
  • рассол, более 50 г/л.

Практическое значение имеет не только количество растворенных веществ, но и их состав. Он зависит от состава фильтрующих слоев грунта и режима ГВ. Так, различен химический состав вод, имеющих разные направления и скорость течения.

Некоторые компоненты, содержащиеся в воде, могут разрушать камень, металл и бетон. Скорость разрушения различна, но в любом случае агрессивная среда снижает срок службы подземной части здания, поэтому исследование химического состава воды следует провести перед закладкой фундамента.

Нормативный показатель кислотности среды для бетонных конструкций — pH=6. Понижение или превышение его чревато разрушением металла и бетона. К этому приводит активность следующих веществ:

  1. Углекислота. Она может вымывать из бетона как карбонат кальция CaCO3, так и гидроксид Ca (OH)2. Неравновесное содержание углекислоты в грунте приводит к тому, что деталь фундамента постепенно «худеет», лишаясь кальция.
  2. Сульфат-ионы. Соли серной кислоты сильно диссоциируют в воде, и ионы SO4 вступают в реакцию с компонентами бетона, которые увеличиваются в объеме (вспучиваются).
  3. Хлорид магния MgCl2 усиливает действие угольной кислоты, образуя водорастворимый хлорид кальция.
  4. Свободный кислород. Повышенное его количество приводит к коррозии металла.
  5. Соли натрия, калия и других металлов.

Предельные показатели пороговых значений концентрации этих веществ сильно варьируют. Все зависит от фильтрующих способностей грунта и применяемого типа бетона.

Причинами, повышающими агрессивность ГВ, чаще всего служат природные явления. Так, обилие известняка в грунтах не может не сказываться на содержании кальция и углекислоты в воде, а наличие болота делает ее кислой. Деятельность человека тоже оказывает влияние на химический состав ГВ; иногда оно прямое, особенно в районах, где расположены промышленные предприятия горнодобывающего комплекса, а иногда является следствием отсутствия знаний.

В приморских областях можно встретить такое явление, как соленая вода в колодцах. Она поступает туда в случаях, когда пресную выкачивают бесконтрольно и запасы воды пополняются инфильтрацией из моря. Чем ближе находится источник к морю, тем меньше вода успевает освободиться от солей и со временем становится непригодной для питья. В связи с этим некоторые страны, например, Израиль, контролируют уровень ГВ, что очень актуально при засушливом климате.

Фундаменты и вода

При строительстве нужно учитывать как УГВ, так и состав воды и грунта. Наиболее важными параметрами, влияющими на тип конструкции фундамента и применяемые материалы, являются соотношение УГВ и глубины промерзания, а также химические свойства воды.

Определение глубины залегания

Многим людям, проживающим в средней полосе России, знакомо такое явление, как морозное пучение грунтов. Оно вызвано замерзанием влаги в порах и капиллярах суглинков и супесей. Песок и скальные грунты к пучению не склонны. Силы морозного пучения способны разрушить неправильно заложенный фундамент.

Если есть такие грунты на участке, следует определить два параметра: глубину промерзания в вашей местности и УГВ. Если грунтовые воды располагаются ниже глубины промерзания, подошва фундамента может находиться выше ее, насколько это позволяет несущая способность грунтов по отношению к весу вашего дома. При высоком УГВ существует несколько решений:

  1. Подошву фундамента можно расположить на 20 см ниже глубины промерзания. Такое решение применимо для тяжелых зданий, что связано с большей несущей способностью нижележащих слоев.
  2. Можно понизить уровень воды, сделав дренаж участка и водоотведение в ливневую канализацию. Эта мера хорошо себя зарекомендовала там, где такая канализация есть или ее легко соорудить.
  3. Повысить уровень участка при помощи щебня и песка так, чтобы УГВ оказался ниже уровня промерзания. Вынужденная и дорогостоящая мера, но безальтернативная там, где участок находится в низине.
  4. Провести утепление грунта около дома при помощи теплоизоляционных плит, а недостаточную несущую способность компенсировать шириной подошвы, вплоть до залива единой монолитной подушки.

Бетон для агрессивных сред

Полной защиты от химической агрессии пока не придумали, иначе все железобетонные конструкции стояли бы вечно. Но некоторые мероприятия помогут продлить срок службы вашего подземного сооружения. Они призваны защитить конструкцию от проникновения влаги и снизить негативное воздействие последней, если она все-таки просочилась внутрь.

  1. Уделяйте внимание плотности бетона. Важен не только правильный замес, но и вибрация. Уложенный бетон не должен иметь пор и трещин.
  2. Не используйте известняковый щебень, если вы обладатель кислых грунтов. Замешивайте бетон на гранитном, он хоть и дороже, но влиянию кислоты подвержен куда меньше.
  3. Хорошая гидроизоляция фундамента — залог его долгой службы. Тщательно изолированные стены фундамента не намокают. Гидроизоляционные мероприятия лучше начинать с основания в виде стяжки, которое следует обработать битумной мастикой. Так вы добьетесь большей герметичности.
  4. Если вам не повезло, и ваш участок «богат» солями серной кислоты — сульфатами, для вас есть решение. Оно заключается в цементе. В настоящее время выпускается четыре разновидности сульфатостойкого цемента. В нем сведено к минимуму содержание железа и алюминия, поэтому бетоны на таких цементах не разрушаются даже в морской воде. Стоимость его от 300 рублей за мешок, что не сильно дороже обычного портландцемента.

Если же вы хотите дом с подвалом, попробуйте все-таки избавиться от излишка ГВ на участке. Как бы тщательно вы ни оберегали ваш фундамент, поверьте, вода дырку найдет.

Что значит грунтовые воды

Бурим скважины с 1990 года!
Гарантия до 10 лет!

  • Главная
  • Статьи
  • Что такое грунтовые воды?

Что такое грунтовые воды?

Подземные гравитационные воды самого первого от поверхности земли водоносного горизонта, который существует постоянно и располагается на первом водоупорном слое, называют грунтовыми водами. Их формирование происходит благодаря атмосферным осадкам и просачиванию под землю воды из поверхностных водоемов (прудов, речек, водохранилищ и озер).

Воды атмосферного происхождения еще называют водозными.

Подземные воды формируются так же в результате превращения водяного пара из атмосферы, скапливающегося в грунте и его отверстиях, в жидкое состояние. Это, так называемые, конденсационные воды. Правда, особое значение они представляют лишь в высокогорных районах.

Как известно, земная кора состоит из нескольких пластов различных горных пород. Горная порода пласта, способная давать воду при открытии ее шахтой, называется водоносной. Если же порода не дает и не пропускает воду, то ее называют водоупорной (водонепроницаемой).

Но если разобраться, то водоупорных пород на самом деле вообще не бывает, так как в абсолютно любой породе есть пустоты и чем их больше, тем выше водопроницаемость горной породы. К примеру, крупные и средние пески, галечники, трещиноватые породы и гравий имеют довольно высокую водопроницаемость. А вот глина и не выветриваемые скальные породы, наоборот – водоупорные. Есть и «промежуточные» породы, которые называют полупроницаемыми. К ним относятся суглинки, лесс, глинистые пески и мергели.

Каждый пласт горной породы, лежащий выше другого пласта, является для второго крышей и совсем не важно, водопроницаем он или нет.

Все подземные воды по своим гидравлическим свойствам делятся на артезианские (напорные) и грунтовые (безнапорные).

Место расположения напорных вод – водоносный пласт, который находится посередине двух водонепроницаемых пластов, нижний пласт называют подстилающим, а верхний – кровлей. Пустоты водоносного пласта полностью заполнены водой и когда этот пласт открывают пробуренной шахтой, вода поднимается намного выше уровня вскрытия. Данный уровень воды в шахте получил свое название — пьезометрический.

Иногда из открытой шахты вода выходит под большим напором в виде фонтана. Именно такой фонтан впервые наблюдался в провинции Артуа (Artesiura) на юге Франции несколько веков тому назад. От французского названия провинции напорные воды и получили свое необычное название – артезианские.

Довольно часто при возведении колодца или скважины можно попасть на подземные воды, которые проходят на небольшой глубине. Такие воды принято называть верховодкой. Она проходит выше водоупорного пласта. Верховодку, практически, никогда не используют из-за некачественной фильтрации, которую она проходит через грунт, и из-за маленьких запасов воды, так как они напрямую зависят от количества выпавших атмосферных осадков. Верховодка пропадает в местах, где прерывается водоупорный слой. Она теряется в слоях, которые проходят ниже. Это бывает, в основном, при сильной засухе или же наоборот — холодах.

Местонахождение безнапорных вод

– это первый от поверхности земли водонепроницаемый или слабопроницаемый слой. Безнапорные воды имеют свободную поверхность с давлением, равным атмосферному. Ее граница проходит на глубине, соответствующей уровню воды в водоносном слое.

Химический состав, изменения расхода и уровня грунтовых вод вблизи поверхностных водоемов определяются характером гидравлической связи их с поверхностными водами, а так же режимом этих вод. За многие годы величина стока грунтовых вод примерно приравнивается к количеству воды, которая поступила из поверхностных вод и атмосферных осадков (то есть поступила путем инфильтрации). Усиленные процессы инфильтрации и подземного стока наблюдаются именно в условиях влажного климата. Они, как правило, сопровождаются перколяцией горных пород и почв. Легко растворимые соли – сульфаты и хлориды, содержащиеся в почвах и породах, оттуда выносятся. На протяжении долгого времени происходит водообмен, в результате которого формируются уже пресные грунтовые воды.

Они минерализованы, в основном, только малорастворимыми солями (гидрокарбонаты кальция). В пустынях, полупустынях и сухих степях сток грунтовых вод почти не развивается из-за кратковременного и очень маленького количества атмосферных осадков, а так же из-за слишком слабой дренированности такой местности. Грунтовые воды испаряются, и происходит их засоление.

В различных географических широтах грунтовые воды формируются по своему, их условия формирования тесно связаны с имеющимся климатом, и зависят от почвенного покрова и растительного мира. В лесостепях преобладают пресные грунтовые воды, в пустынях и полупустынях – соленые. Правда, в пустынях есть места, где встречается и пресная вода, но таких участков очень мало.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector