Верховодка - это ненапорные подземные воды зоны аэрации, залегающие на небольшой глубине от поверхности Земли выше уровня грунтовых вод и имеющие ограниченное распространение.

Если в толще водопроницаемых пород залегает линза водонепроницаемых пород, то проникающие сверху осадки, достигая линзы, задерживаются, скапливаются, образуя самостоятельный водоносный горизонт - верховодку. Верховодка обычно насыщает различные пористые породы. Она встречается также в верхней части коры выветривания скальных пород. Кроме того, верховодка распространена в районах многолетней мерзлоты, где она в зимнее время полностью перемерзает. Мощность пород, насыщенных верховодкой, обычно невелика (в среднем 14-1,0 м), местами она достигает 2-5 м.

Заметное влияние на формирование верховодки оказывает характер рельефа. Так на склонах, особенно крутых, где благоприятны условия для поверхностного стока и неудовлетворительны для инфильтрации, верховодка не формируется. Наилучшие условия для верховодки создаются на плоских водоразделах, особенно в понижениях микрорельефа (западинах, степных блюдцах и т.п.). На территориях больших городов образованию верховодки способствуют также многочисленные понижения, ямы, старые котлованы.

Ввиду незначительной мощности и распространения водоупорных линз верховодка образует лишь временное скопление воды, которое исчезает в засушливое время года. Поэтому вода верховодки используется лишь для водоснабжения отдельных хозяйств сельской местности или снабжения мелких предприятий.

Качество вод верховодки различно. В районах избыточного увлажнения они слабо минерализованы, в засушливых районах - сильно минерализованы. На территориях городов воды верховодки, вследствие неглубокого залегания от поверхности, сильно загрязняются.

При строительных работах воды верховодки являются неблагоприятным фактором и для устранения вредного влияния верховодки применяется дренаж-осушение.

При инженерно-геологических изысканиях следует учитывать следующие особенности:

1)верховодка может образовываться даже при отсутствии в зоне аэрации каких-либо водоупорных пропластков, например, когда в толщу суглинков обильно поступает вода, но из-за их низкой водопроницаемости просачивание происходит замедленно и в верхней части толщи может образоваться верховодка, которая затем, через некоторое время, рассасывается;

2)в сухое время года верховодка не всегда обнаруживается при изысканиях, поэтому, чтобы предотвратить ее внезапное появление в период строительства, следует выполнять вероятностный инженерно-геологический прогноз ее появления, в том числе, с привлечением методов имитационного моделирования особенно на просадочных (лессовых, протаивающих многолетнемерзлых) и набухающих глинистых грунтах.

11. Грунтовая вода́ - гравитационная вода первого от поверхности Земли постоянно существующего водоносного горизонта, расположенного на первом водоупорном слое. Имеет свободную водную поверхность. Обычно над ней нет сплошной кровли из водонепроницаемых пород. Грунтовые воды оказывают разрушающее влияние на бетон и другие строительные материалы.

При возведении сооружений грунтовые воды исследуют на агрессивность. Различают следующие типы агрессивности.

· Общекислотная . Водородный показатель воды меньше 6. Повышается растворимость карбоната кальция. В зависимости от марки цемента и значений pH агрессивность воды различна: при pH < 4 наибольшая, при pH = 6,5 - наименьшая.

· Выщелачивающая . Вода содержит более 0,4-1,5 мг экв. гидрокарбоната. Проявляется в растворении карбоната кальция и выносе из бетона гидроксида кальция. Степень агрессивности воды определяется растворимостью карбоната кальция. Вынос гидроксида кальция увеличивается в присутствии хлорида магния, который вступает в обменную реакцию с гидроксидом кальция, образуя хорошо растворимый хлорид кальция.

· Магнезиальная . Вода содержит более 750 мг/л магния двухвалентного. Предел допустимой концентрации ионов магния зависит от марки цемента, условий, конструкции сооружения, содержания сульфатных ионов и изменяется в широких пределах: от 1,0 до 2,5 %.

· Сульфатная . Вода содержит свыше 250 мг/л сульфатных ионов. Присутствующие в воде в больших концентрациях сульфатные ионы, проникая в бетон, при кристаллизацииобразуют кристаллогидрат сульфата кальция, являющийся причиной вспучивания и разрушения бетона.

· Углекислотная . Вода содержит свыше 3-4 мг/л углекислоты. Растворение карбоната кальция под воздействием растворённого диоксида углерода с образованием легкорастворимого гидрокарбоната кальция провоцирует процесс разрушения бетона.

· Грунтовые воды на сегодняшний день позволяют снабжать водой самые разные по величине населенные пункты, а также объекты сельского хозяйства

· Может ли топографическая съемка каким-либо образом оповестить о наличии грунтовых вод? Специалисты, которые проводят такую съемку, выявляют самые высокие и самые низкие точки участка. Но разве можно утверждать, что, например, возвышенность - место глубокого залегания грунтовых вод? Вроде бы, это логично. Но дело в том, что грунтовые воды располагаются в земле неравномерно, на разной глубине, не в зависимости от рельефа участка. Поэтому порой бесполезно тратить деньги и делать топографическую съемку.

· Если у вас есть домашний питомец, понаблюдайте за его поведением. Именно он может подсказать вам, где близко расположена вода. Например, кошки, предпочитающие прохладу из-за неразвитости потовых желез, предпочитают выбирать места для отдыха на лужайке прямо над водными жилами, а собаки, напротив, стараются находиться подальше от таких мест. Мошкора, которая вьется столбами на закате – верный признак близости грунтовых вод, впрочем, как и комариный рой.

Различные природные явления, например, туман, тоже могут указать на близость грунтовых вод. Стелющийся вечерний туман – верная народная примета, благодаря которой можно уверенно сказать, что на этом участке грунтовые воды находятся очень близко. Об этом также говорит обилие утренней росы.

12 . Исследования показали, что при неглубоком заложении фундаментов древних церковных зданий приходится иметь дело с подземными водами типа верховодки, а также с грунтовыми и капиллярными. Межпластовые и артезианские воды в реставрационной практике обычно не рассматриваются.

Фундаменты зданий могут размещаться в зоне аэрации, которая находится между дневной поверхностью и поверхностью подземных вод. Эта зона связана с атмосферой. Через нее просачиваются поверхностные воды и атмосферные осадки. Часть пор в ней постоянно занята воздухом. На отдельных участках зоны аэрации на прослоях и линзах слабопроницаемых пород, например, моренных глин, могут скапливаться и задерживаться инфильтрующиеся атмосферные осадки, конденсационные и паводковые воды, которые образуют верховодку. Эти воды имеют небольшую мощность (обычно не более 1-3 м) и ограниченное распространение и располагаются на небольшой глубине от поверхности земли.

Нередко верховодка возникает в результате утечек воды из коммуникаций, уровень ее в таких случаях устанавливается близко к дневной поверхности. В связи с этим может происходить подтопление фундаментов, подвальных помещений или заболачиваемость территории. Уровень верховодки испытывает резкие колебания в зависимости от количества атмосферных осадков, влажности воздуха, температуры и других метеорологических факторов. В засушливое время года она может полностью исчезать. Поскольку верховодку образуют гравитационные воды, она имеет направление сверху вниз.

Фундаменты и стены подвальных помещений и зданий, попадающие в зону верховодки, подвергаются воздействию капиллярной влаги. Зона капиллярной воды располагается над горизонтом грунтовых вод. В этой зоне тонкие (капиллярные) поры заполнены водой, а более крупные - свободны. Капиллярная вода имеет направление снизу вверх.

Зона насыщения представляет собой водоносный горизонт (пласт), в котором все поры заполнены водой. Грунтовая вода под действием силы тяжести перемещается от повышенных участков (начиная от водоразделов грунтовых вод) к пониженным, причем движется по линиям наименьшего сопротивления. Подстилается эта зона слабопроницаемыми или водоупорными породами.

Грунтовые воды характеризуются следующими особенностями:

Область их питания, как правило, совпадает с областью распространения;

Уровень воды, вскрытый геологическими скважинами, устанавливается на той же глубине, на которой вскрыта вода, то есть поверхность грунтовых вод, сообщаясь с атмосферой, находится только под атмосферным давлением; она называется свободной поверхностью;

Грунтовые воды гидравлически связаны с реками, озерами, прудами;

Питание грунтовых вод происходит, в основном, за счет атмосферных осадков, конденсации водяных паров из воздуха, а также за счет поступления вод из рек, озер, каналов, прудов и т.д.

13. Межпластовыми подземными водами называются водоносные горизонты, залегающие между двумя водоупорами. Они могут быть ненапорными и напорными. Межпластовые ненапорные воды встречаются редко. По характеру движения они аналогичны грунтовым водам. Межпластовые напорные воды называются артезианскими. Залегание артезианских вод весьма разнообразно, но наиболее часто встречаются синклинальное. Артезианская вода всегда заполняет весь водоносный горизонт от подошвы до кровли и не имеет свободной водной поверхности. Область распространения одного или нескольких уровней артезианских водоносных горизонтов называют артезианским бассейном. Площади артезианских бассейнов огромны и измеряются десятками, сотнями, а иногда и тысячами квадратных километров. В каждом артезианском бассейне различают области питания, распространения и разгрузки. Область питания артезианских бассейнов обычно располагается на больших расстояниях от центра бассейна и на более высоких отметках. Она никогда не совпадает с областью их распространения, которую иногда называют областью напоров. Артезианские воды испытывают гидростатическое давление, обусловленное разностью отметок области питания и области разгрузки, по закону сообщающихся сосудов. Уровень, на котором устанавливается артезианская вода в скважине, называется пьезометрическим. Положение его определяется пьезометрической линией , или линией напоров, условной прямой линией, которая соединяет область питания с областью разгрузки. Если пьезометрическая линия проходит выше поверхности земли, то при вскрытии водоносного горизонта скважинами будет происходить фонтанирование, а напор называется положительным. Когда пьезометрический уровень расположен ниже поверхности земли, то напор называется отрицательным, а вода из скважины не выливается. Артезианские воды, как правило, более минерализованы и меньше связаны с поверхностными водотоками и водоемами, чем грунтовые воды.

14. В зоне вечной мерзлоты, которая занимает обширные пространства в России и Канаде, в верхнем слое активного водообмена часть подземных вод залегает в виде льда - отдельных ледяных вкраплений, жил и пластов. Их запасы оцениваются в 0,3 - 0,5 млн. км3. Таким образом, подземные воды находятся в разных физических состояниях. Свободные поры и трещины горных пород, не занятые жидкой водой, заполняет водяной пар, в верхней толще земной коры в районах с суровым климатом вода находится в виде льда, и, наконец, на больших глубинах и при повышенном давлении она существует в состоянии «водяной плазмы». Еще в недрах находится так называемая физически связаная вода. Она взаимодействует с частицами породы, обволакивая их и удерживаясь силами притяжения. Чем меньше частицы, тем больше они удерживают воды. Наконец, в недрах планеты встречается обычная вода, которую исследователи подземных вод называют гравитационной, так как ее движением управляют силы тяжести. Она-то и образует основные скопления подземных вод и подземные водоносные системы.

15 . Источники. Источники образуются на месте выхода подземных потоков на земную поверхность. Источники (ключи, родники) по своему характеру могут быть весьма различны. В одних случаях это едва заметные ключики, иногда только увлажняющие почву. Места выходов таких источников можно узнать по характеру растительности (осока, тростник, хвощ, мхи). В других случаях это крупные источники, вода которых выбивает и сразу же образует значительный ручей. Однако нередки случаи, когда даже крупные источники не выходят на поверхность, а продолжают течь в толще грунта очень близко от земной поверхности. Подобные скрытые источники можно обнаружить по зарослям камышей, тростников и других водных растений. Действительно, если в таком месте вырыть небольшое углубление, то оно довольно быстро заполняется водой.

Источники с древнейших времен и до наших дней широко используются человеком. Это совершенно понятно, ибо они дают наиболее чистую и наиболее здоровую воду. Чтобы предохранить источник от загрязнения его закрепляют деревянным срубом, каменной кладкой или бетонными сооружениями. В местах, где поставщиками воды являются главным образом источники, их принимают в особые крытые бассейны, откуда по трубам они направляются на места их использования. Примеры подобных сложных сооружений мы можем видеть на южном побережье Крыма. Приблизительно так же используются крупные источники, дающие воду для снабжения городов, только сооружения здесь носят еще более сложный характер. Площадь питания подобных источников огораживается изгородью, куда не может заходить скот. Такая мера гарантирует здоровую воду источников.

Подземные потоки, прежде чем выйти на земную поверхность,

нередко проделывают большие и сложные пути под землей. Здесь прежде всего различают источники нисходящие и восходящие (рис. 106).

По температуре воды источники делятся на:

1) обычные, температура которых приблизительно равна средней годовой температуре данного

2) холодные, температура которых ниже средней годовой, и

3) теплые, температура которых выше средней годовой.

Чем ближе подземный поток к земной поверхности, тем сильнее отзываются на нем колебания температуры воздуха. Так, годовые колебания достигают 5-10°, а в отдельных случаях и больше.

Холодные источники встречаются редко, и то главным образом в горах, где они питаются талыми водами снегов и ледников.

Теплые источники связаны чаще всего с местами недавнего вулканизма.

Особое место занимают так называемые артезианские колодцы. Пробитые на большую глубину буровые скважины дают выход глубоко лежащим подземным водам Эти воды, находясь под сильным гидростатическим давлением, нередко бьют фонтанами и дают много воды (самые сильные - до 10-15 м 3 в минуту).

Какая вода мешает жить (про УГВ, верховодку, дренаж, водоотведение и т. д.)

Регистрация: 09.02.09 Сообщения: 4.654 Благодарности: 3.325

Надо уменьшить риск подтопления. Но об этом в разговоре о «верховодке», там он более актуален. Удалена ссылка Надо осознать, что дренаж затратное мероприятие. Подходить к нему с мыслью «на чем бы сэкономить» (камни вместо труб; керамзит вместо щебня; изогнутая труба вместо колодца; стеклоткань вместо ГТ и т. д.) это означает поплатится в последствии. Вскрывать пазухи и рыть траншеи после 5-10 лет эксплуатации участка накладно. Благоустройство выполнено, крупномеры развили корневую систему. А дренаж имеет одно неприятное свойство – работает в течение нескольких лет даже если выполнен с ошибками. Правильно выполненный дренаж работает 50 лет и дольше.

Если про дренаж для УГВ крупными мазками – он бывает открытым (канавы) и закрытым (трубы). Открытая канава может собирать ГВ, если уровень воды в ней меньше чем уровень грунтовой воды. Но применяется открытый дренаж крайне редко. Слишком земля дорога стала. Что мы часто именуем придорожные канавы дренажем, то это только для поднятия её престижа. А закрытый дренаж, хоть и дорог и требует эксплуатационных затрат, но при ГВ эффективен. Основные типы дренажей для понижения грунтовых вод:

- кольцевой (не путать с пристенным) дренаж подземных сооружений . В настоящее время применяется редко. Что бы обеспечить необходимое понижение в центре контура кольцевого дренажа (на макушке депрессионной кривой) приходится значительно заглублять дрену. Это в свою очередь негативно влияет на технологию и объемы земляных работ и понуждает увеличивать расстояние от оси дрены до уступа фундамента.

- пластовый дренаж. Незаменим в сложных гидрогеологических условиях и при напорных грунтовых водах. Выполняется в сочетании с фундаментной плитой в виде слоев (сверху вниз): гидроизоляция, щебень, крупнозернистый песок. Возможны варианты и использование геокомпозитов. Используется в сочетании с пристенным дренажем.

- систематический дренаж. Применяется при организации водопонижения значительных площадей. Выполняется в виде параллельных дрена с расчетным шагом выполнения.

- лучевой дренаж. Широко применяется при дренировании существующих садово-парковых зон. Выполняется в виде ряда собирательных колодцев связанных между собой коллектором, направленным в сторону сброса.

В собирательные колодцы направлены лучи – дрены. Направленность и длина этих лучей должна обеспечивать безопасность существующей корневой системы.

Здесь не приведена информация по вертикальному дренажу, дренажу мелкого заложения, лучевому дренажу с выполнением горизонтального бурения и другим редко применяемым типам.

Верховодка. Наиболее противоречивый вид подземных вод. Если инфильтрационная вода, проникая под землю натыкается на линзу слабо проницаемой породы и стоит на ней – это верховодка. Если вода собирается в траншеи для прокладки коммуникаций это верховодка. Если через 2-3 года эксплуатации в подвал начинает проникать влага, а кругом только глина или плотный суглинок это верховодка накопилась в пазухе здания. В слоях фракционной подготовки под лентами фундаментов, подпорными стенками,

Отмостками, дорожными покрытиями может собираться верховодка. Верховодка в основном техногенна, т. е. мы сами её порождаем. Если участок у вас с «0» уклоном или в виде блюдца – вода может насытить верхний растительный слой и остановится на плотных покровных суглинках или глине это тоже она родимая. Источники воды для верховодки: инфильтрация паводковых и ливневых вод, неумеренный полив, утечки из коммуникаций, водные объекты: прудики, каскады, фонтанчики. Спасение от верховодки в профилактических мерах и в дренаже.

Профилактика: выполнение вертикальной планировки (организации рельефа); устройство отмостки с перекрытием всей ширины пазуха; тщательное послойное уплотнение обратных засыпок при оптимальной влажности; устройство ливневой канализации с отводом крышевых вод.

Если и после этих мероприятий водный режим вас не устроит – тогда дренаж.

Пристенный дренаж.

Дренаж при верховодке располагается в самой зоне распространения этих вод, но не под конструкциями. Для устранения верховодки от подвальных и цокольных помещений ось дрены относится от уступа фундамента на 1.6 -2.4 метра, в зависимости от угла внутреннего трения грунта и величины заглубления дна дренажной траншеи под отметку заложения фундамента.

Отметку заложения дрены (верховую) назначают на 5-10 см ниже уровня пола подвала (цоколя). А при наличии под полом большой фракционной прослойки то в её отметках. Уклон трубы – 0.005. Колодцы на каждом повороте, при смене диаметра или уклона, перепадах и через каждые 40 п. м.

Если поворотов много нормы разрешают колодцы ставить через один поворот. Но я бы рекомендовал ставить взамен этого колодца скрытую глухую камеру – допустим одно ж\б 70 –ое кольцо. Тогда не будет проблем с промывками, а то часто разбивают струёй фасонину поворотов. Трубы подбирают по кольцевой жесткости от SN-4 до SN-9 с учетом агрессивности.

Гидрогеологических и гидравлических расчетов при верховодке не выполняют, а потому диаметры устанавливают конструктивно от 100 до 150 мм. Можно не забывать про а\ц трубы (если нет сульфатной агрессивности).

Для дренирования траншей и каналов коммуникаций от верховодки применяют сопутствующий дренаж . А для дренирования детских, спортивных площадок, дорожек и отмосток – дренаж мелкого заложения. Пока всё.

Свойства грунтов в основании фундаментов в сильной степени зависят от влажности грунта. Грунт вблизи фундамента увлажняется поверхностными и подземными водами.

Откуда берутся поверхностные воды понятно — это осадки в виде дождя и снега которые просачиваются в землю возле фундамента.

Подземные воды собираются с большой территории и могут приносить влагу к фундаменту издалека.

Подземные воды формируются из вод атмосферных осадков, выпадающих на земную поверхность и просачивающихся в грунт на некоторую глубину, а также из вод болот, рек, озёр и водохранилищ, также просачивающихся в землю.

Проникновение вод в грунты 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 и трещиноватые породы.

К водонепроницаемым породам - плотные магматические и метаморфические породы, такие как гранит и мрамор, а также глины.

К полупроницаемым породам относятся глинистые пески, лёсс, рыхлые песчаники и рыхловатые мергели.

Количество воды, просочившейся в грунт, зависит не только от его физических свойств, но и от количества атмосферных осадков, уклона поверхности местности и вида растительного покрова. При этом длительный моросящий дождь создаёт лучшие условия для просачивания, нежели обильный ливень.

Крутые склоны местности увеличивают поверхностный сток и уменьшают просачивание атмосферных осадков в грунт, а пологие, наоборот, увеличивают просачивание. Растительный покров увеличивает испарение выпавшей влаги, но, в то же время задерживает поверхностный сток, что способствует просачиванию влаги в грунт.

Классификация подземных вод

Выделяется четыре типа подземных вод: верховодка, грунтовые, напорные (артезианские) и подземные воды вечной мерзлоты.

По условиям залегания: поровые, пластовые, трещинные.

Верховодка и грунтовые воды

Верховодка - подземные воды, залегающие вблизи поверхности земли и отличающиеся непостоянством распространения, временем существования и дебита.

Верховодка, как правило, образуется на первом от поверхности земли водоупорном пласте или прослойках водоупорных отложений в водоносноной толще, имеет локальное распространение и сезонный характер существования. Верховодка существует в период достаточного увлажнения, а в засушливое время исчезает.

В тех случаях, когда водоупорный пласт залегает вблизи поверхности или выходит на поверхность, развивается заболачивание. К верховодке также нередко относят почвенные воды, или воды почвенного слоя, представленные почти связанной водой, где капельно-жидкая вода присутствует только в период избыточного увлажнения.

Воды верховодки обычно пресные, слабоминерализованные, но часто бывают загрязнены органическими веществами и содержат повышенные количества железа и кремнекислоты. Как правило, верховодка не может служить хорошим источником водоснабжения.

Грунтовые воды

Грунтовыми водами называются воды, залегающие первыми от поверхности и имеющие региональное распространение. Они, как правило безнапорные, в редких случаях имеют локальный напор, характеризуются более или менее постоянным дебитом. Грунтовые воды могут залегать как в рыхлых пористых породах, так и в твердых трещиноватых коллекторах.

Уровень грунтовых вод подвержен сезонным колебаниям, на него влияют количество выпадающих осадков, климат, рельеф, наличие растительного покрова и хозяйственная деятельность человека.

Грунтовые воды являются одним из источников водоснабжения (преимущественно колодцы), выходы подземных вод на поверхность называются родниками, или ключами.

Артезианские воды

Напорные (артезианские) воды - 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. Характеризуются постоянством дебита.

Область питания у артезианских вод, размеры бассейнов которых достигают иногда тысячи километров, лежит обычно выше области стока воды и выше выхода напорных вод на поверхность Земли.

Области питания артезианских бассейнов иногда значительно удалены от мест извлечения воды - в частности, в некоторых оазисах Сахары получают воду, выпавшую в виде осадков над Европой.

Вода является источником жизни на Земле, без нее трудно представить себе деятельность современного человека. Вода используется для разных целей: питьевых и хозяйственных нужд, водопоя скота. Те, кто проживает в частном секторе вдали от города, знают, что основными источниками питьевой воды являются колодцы, скважины или каптажи. В том или ином случае проводить воду необходимо собственными силами. Большое значение имеет определение точного расположения водоносной жилы. Расположение водоносных жил различается по глубине, от этого во многом зависит качество воды.

Каждый уровень водоноса имеет свои особенности. В зависимости от этого, различают несколько типов подземных жил: верховодку, грунтовые и межпластовые воды. Последние делятся на напорные и безнапорные. Они наиболее чистые, но, в тоже время, до них труднее всего добраться. Гидрогеологические особенности важны не только при проведении водопровода, но и в строительном деле. При этом большое значение имеет уровень стояния грунтовых вод. Рассмотрим более подробно, чем отличаются между собой верховодка, грунтовые и межпластовые воды, какова их глубина залегания.

Водоносные слои земли

В толще земли имеется несколько водоносных слоев. Вода скапливается в земле благодаря наличию водоупорных пластов. Последние образованы, в большей степени, глиной. Глина практически не пропускает воду, защищая тем самым водоносные горизонты от загрязнения. Реже в водоупорном пласте можно встретить камни. Интересен тот факт, что между глиняными пластами практически всегда находятся слои, образованные песком. Известно, что песок удерживает влагу (воду), в результате чего вода скапливается и тем самым образует водоносные недра земли. Необходимо знать, что водоносные слои могут быть защищены водоупорными пластами с обеих сторон или только с одной.

Самый глубокий водоносный пласт, который используется в современное время для водопотребления, образован артезианскими водами. Он может располагаться на глубине более 100 метров. Артезианские воды залегают не в толще песка, а в пласте, образованном известняком. Благодаря этому они имеют особый химический состав. Существуют и более доступные водоносные слои. К ним относится верховодка. Большое значение имеет то, что она не защищена сверху водоупорным слоем, поэтому не пригодна для питьевых нужд. Водоносные слои в одних участках местности могут быть тонкими, а в других – очень большими. Это наблюдается в результате излома водоупорных пластов. Такие участки имеют большой дебит.

Верховодка и ее особенности

Самый первый водоносный слой называется верховодкой. Свое название такая вода получила благодаря тому, что слой расположен очень близко к поверхности. Глубина, на которой она может обнаруживаться, составляет от 1 до 4 метров. Верховодка относится к безнапорным подземным водам. Такая вода есть не везде, поэтому представляет собой непостоянный водоносный слой. Верховодка образуется в результате фильтрования поверхностных вод или осадков через почву. В силу этого она не нашла широкого применения для питьевых нужд. Причин тому несколько:

• низкий дебит и его непостоянство;
• наличие большого количества загрязняющих веществ;
• невозможность в полной степени обеспечивать нужды населения.

Верховодка образуется периодически. Это зависит от наличия осадков, паводков. В теплое время года (летом) найти данный источник воды очень сложно. Нередко она располагается на первом водоупорном слое, поэтому при выходе этого пласта может образоваться заболоченный участок. Вода этого водоносного слоя характеризуется тем, что является пресной, имеет низкую минерализацию. Кроме того, она загрязнена органическими веществами. В ряде случаев в ней содержится много железа. Она может быть пригодна для хозяйственных нужд в качестве дополнительного источника воды для полива или орошения растений.

Характеристика грунтовых вод

Определение уровня стояния грунтовых вод в частном строительстве наблюдается очень часто. Именно они чаще всего используются для водоснабжения жилого сектора. Для забора грунтовых вод строятся колодцы или каптажи. Скважины же чаще бурятся для межпластовых вод. Грунтовые воды образуют первый постоянный водоносный горизонт, который лежит на первом водоупорном слое земли. Они являются безнапорными. Это свидетельствует о том, что сверху они не защищены водоупорными породами грунта, а сам пласт земли при этом остается заполненным наполовину.

Они распространены практически повсеместно, в отличие от верховодки. Важно, что грунтовые воды во многом зависят от осадков, поэтому их дебит может меняться в зависимости от времени года. Весной и осенью он больше, нежели летом и зимой. Уровень этого слоя повторяет конфигурацию рельефа, поэтому на разных территориях толщина данного слоя разная. Вода, которая скапливается в аллювиальных недрах, широко используется для питья. Грунтовые воды залегают на уровне от нескольких метров до десятков. Химический состав и минерализация определяются расположением слоя. Если вблизи имеются поверхностные источники (реки, озера) с пресной водой, то подземные слои могут использоваться для питьевых нужд, стирки и других целей. Но при этом требуется их очистка (кипячение или фильтрование).

Межпластовые водоносные слои

При выборе водоносного слоя для будущего колодца или скважины необходимо знать, что межпластовые воды являются более качественными (чистыми) в отличие от грунтовых.

Межпластовые воды характеризуются тем, что они окружены сверху и снизу водоупорными слоями.

Глубина, на которой их можно обнаружить, составляет от 10 и более метров. Различают безнапорные и напорные межпластовые воды. Первые распространены не так широко, их очень трудно найти. Они встречаются в слоистых осадках, вверху геологического разреза. По своему химическому составу они более сбалансированные и чистые, поэтому используются для водоснабжения.

Наибольшую популярность имеют напорные воды, именуемые артезианскими. Установлено, что их химический состав постоянен. Они богаты различными минералами. Такую воду можно пить даже без предварительной обработки. Защита этого водоносного слоя осуществляется сверху и снизу. Их дебит всегда большой, и он постоянен. Глубина их расположения составляет около 100 метров и больше. Именно для получения артезианской воды производят бурение скважины. Артезианские воды относятся к полезным ископаемым, представляющим большую ценность.

Как зависит качество воды от глубины водоносного горизонта?

При расположении водоносных слоев считается, что качество воды улучшается по мере увеличения глубины. Это на самом деле так. В ходе частного строительства колодцев или скважин первая вода начинает появляться уже на глубине 2-3 метров от поверхности. Это вода первого водоносного горизонта. Она загрязнена химическими веществами, органикой, которая поступает с поверхности. Большое значение имеют сточные воды, которые легко проникают в первый водоносный горизонт. При возведении колодца оптимальная глубина копания составляет 15-20 метров.

Здесь залегают грунтовые воды и межпластовые. Для обнаружения артезианской жилы нужно копать дальше. При этом лучше использовать бурение. Таким образом, залегание водоносных горизонтов имеет огромное значение для водоснабжения населения. Многие регионы испытывают нехватку чистой воды, что служит поводом для поиска новых источников.

Таким термином обозначают близко залегающие к поверхности залегания воды, образующиеся в складках первого водоупорного слоя. Такие водоносы обычно не характерны сплошным распространением. Подпитку они получают от атмосферных осадков и талых вод, инфильтрованных грунтом, а также за счет конденсации влаги вблизи скальных оснований. Поэтому верховодка нестабильна по уровню содержания в водоносе, его серьезные колебания зачастую имеют сезонный характер.

В засушливые периоды она может исчезнуть вообще, а в периоды обильных осадков или таяния снега переполняются вплоть до выхода на поверхность. Также верховодка может повышать свой уровень при излишней подпитке болот.

Нередко причиной образования таких водоносов могут быть техногенные аварии на водопроводных, канализационных или дренажных системах. В таких случаях имеют место подтопления фундаментов и подвальных помещений домов, а также заболачивание местности.

Верховодка, обычно представлена пресными водами с небольшой степенью минерализации и высоким содержанием железа и кремниевых кислот. По этой причине, а также в связи с недостаточностью фильтрующих способностей грунта, она не может служить надежным источником водоснабжения на бытовые нужды. Чтобы уверенно ее использовать, нужно устанавливать системы очистки воды по различным факторам.

Тем не менее, часто принимаются искусственные меры для сохранения уровня воды в колодцах путем создания замкнутых водоемов, различных перемычек и даже отводов рек. Насаживаются растения, способствующие снегозадержанию, и принимаются многие другие меры по сохранению и подпитке таких водоносов.

Верховодка склонна к изменению уровня в зависимости от сезонных факторов. Поэтому, чтобы принять решение о конструкции фундамента, нужно исследовать проблему максимально внимательно. Прежде всего, нужно выяснить:

• максимальный уровень, которого верховодка достигает в различное время года, судя по уровню воды в скважинах и колодцах, находящихся поблизости;
• наблюдать явления природы, например – наличие столбов мошкары в безветренный летний вечер или клубы тумана в отдельных местах на участке тихим летним утром. Если такие явления встречаются, в этих местах вода близка к поверхности;
• об этом же свидетельствует наличие влаголюбивых растений на участке, таких как камыш, рогоз, папоротники и многие другие. Верховодка наверняка близко расположена к поверхности в местах их произрастания;

Любые способы определения близкой воды пригодны для определения места более достоверных способов исследования грунта. Таковым является разведочное бурение. Причем, решающее значение имеет время проведения этого мероприятия. Для получения точных данных его нужно проводить в период максимального накопления влаги в подпочвенном слое.

Если по результатам разведочного бурения окажется, что верховодка не поднимается на уровень выше 2,5 метров от поверхности, вполне допустимо проектировать мелко- или среднезаглубленный ленточный фундамент в зависимости от этажности и конструкции здания.

При более высоком расположении грунтовых вод понадобится устройство монолитного опорного основания типа «перевернутая чаша», которое способно удерживать большие нагрузки без повреждений. Правда, затраты на такой фундамент, как материальные, так и трудовые весьма и весьма высоки.

Влияние расположения подпочвенных вод на выбор вида водозабора

Верховодка является ближайшим объектом интереса при выборе вида источника водоснабжения. Для ее безопасной эксплуатации необходимо быть уверенным хотя бы в минимальной степени пригодности воды из подпочвенного источника для бытового применения. При этом необходимо учесть несколько факторов:

• удаленность объектов санитарного назначения в виде дачных туалетов, бань, хранилищ нефтепродуктов – такое расстояние должно быть не менее 50 метров;
• наличие близких сельскохозяйственных объектов, таких как животноводческие фермы, склады удобрений, нефтебазы и прочие.

Такое соседство не принесет удовольствия при пользовании водой, а вред может нанести немалый. Поневоле придется рассматривать вариант бурения скважины на более глубокие безнапорные водоносы, проходящие более интенсивную фильтрацию.

Верховодка пригодна для пользования как источник водоснабжения только при соблюдении перечисленных условий и применении очистки специальными фильтрами.

Способы понижения уровня подпочвенных вод

Верховодка часто требует срочного принятия мер по водопонижению в связи с угрожающей обстановкой. Для этого применяются несколько методов, основными из которых являются:

• водоотлив поверхностный – способ снижения уровня подпочвенных вод, связанный с рытьем открытых каналов для стока излишней влаги;
• закрытые способы водопонижение, связанные с устройством дренажных систем, применением игольчатых фильтров и другого специального оборудования.

Дренирующие системы могут быть различными:

1. Дренажи беструбные. Они сооружаются в виде канав необходимой глубины. На дно насыпается песок, крупный гравий, строительный камень, хворост. Назначение такого наполнения – свободно пропускать излишек воды. Сверху такие канавы заваливают глиной, чтобы исключить наполнение устройств водой сверху. Слой глины плотно утрамбовывается и, в таком состоянии она не пропускает значительного количества воды.
2. Трубные дренажи предусматривают размещение в отводящих каналах специальных перфорированных труб, изготавливаемых из полимеров. Система таких изделий прокладывается на глубине 1,5 – 2,5 метров. Верховодка очень эффективно отводится такими системами. В пересечении каналов устройства строятся смотровые колодцы для периодического обслуживания системы и ее очистке при необходимости.
3. При необходимости защитных мероприятий на глубине порядка 4 – 5 метров сливные трубные дренажи не применяются. Для данного случая используют иглофильтры. Это труба или целый их пучок снабжены по концам иглофильтрами. К трубам подключается вакуумный насос, эффективно извлекающий воду из грунта с последующим отводом в сливные системы.

Заключение

Вода на участке – большое преимущество загородного хозяйства. Но все хорошо, что в меру. Излишек ее на участке в верховодных слоях может стать причиной немалых хлопот и расходов. Но, кто предупрежден – тот защищен. Владея изложенной здесь информацией, любой владелец участка уже знает, что нужно предпринять в экстремальной ситуации. Удачи вам!