Что такое высокий уровень грунтовых вод и как с этим бороться?

Эффективные способы поиска воды

Способов определения близости воды к поверхности существует более десятка. Поиск воды под скважину можно осуществить, используя один из приведенных ниже действенных способов.

Барометрический способ

Показания 0,1 мм ртутного столба барометра соответствуют разнице в перепаде высоты давления в 1 метр. Для работы с прибором необходимо сначала измерить его показания давления на берегу существующего поблизости водоема, а после вместе прибором переместиться в место предполагаемого обустройства источника добычи воды. На месте бурения скважины замеры давления воздуха делаются вновь, и высчитывается глубина залегания вод.

Наличие и глубину залегания подземных вод успешно определяется также с помощью обычного барометра анероида

Например: показания барометра на берегу реки составляют 545,5 мм, а на участке – 545,1 мм. Уровень залегания грунтовых вод рассчитывается по принципу: 545,5-545,1=0,4 мм, т. е. глубина скважины будет составлять не менее 4 метров.

Разведочное бурение

Пробное разведочное бурение является одним из самых надежных способов по поиску воды для скважины.

Разведочное бурение позволяет не только обозначить наличие и уровень залегания вод, но также и определить характеристику грунтовых слоев, залегающих до и после водоносного слоя

Бурение производится с применением обычного садового ручного бура. Поскольку глубина разведывательной скважины в среднем составляет 6-10 метров, необходимо предусмотреть возможность наращивать длину его ручки. Для проведения работ достаточно использовать бур, диаметр шнека которого составляет 30см. По мере заглубления бура с тем, чтоб не сломать инструмент, выемку грунта необходимо проводить через каждые 10-15 см почвенного слоя. Влажный серебристый песок можно наблюдать уже на глубине около 2-3 метров.

Место под обустройство скважины должно располагаться не ближе, чем 25-30 метров относительно дренажных траншей, компостных и мусорных куч, а также других источников загрязнения. Самое удачное размещение скважины – на возвышенном участке.

Повторяющие рельеф местности водоносные слои на возвышенных местах являются источником более чистой отфильтрованной воды

Дождевая верховодка и талая вода всегда стекает с возвышенности в низину, где постепенно дренируется в водоупорный слой, который в свою очередь вытесняет чистую отфильтрованную воду до уровня водоносного слоя.

Метод сейсмической разведки

Метод поиска основан на «простукивании» энергетическим устройством земной коры посредством воздействия звуковых волн и улавливании ответных колебаний с помощью сейсмочувствительного прибора.

В зависимости от структуры и материала слоев земной коры волны по-разному проходят сквозь них, возвращаясь затухающими отраженными сигналами, по свойствам и силе которых судят о породах представляющих эти слои, о пустотах и наличии водоносных слоев, о скоплении вод между прочными водоупорными пластами. Учитывают не только силу возвращенного колебания, но и время, за которое волна приходит обратно.

Тестирование осуществляется в нескольких точках участка, все показатели вносятся в компьютер и обрабатываются специальной программой для выяснения места присутствия водоноса.

Сравнивают полученные данные, собранные в местах со сходной геологией, непосредственно поблизости от водоемов, с данными, собранными на предполагаемом участке бурения. Либо выясняют стандарт сейсмосигнала, характерный для большинства точек конкретного места и по отклонению от этого стандарта выявляют предполагаемый участок залегания водоносного слоя. Артезианские воды дают высокий сейсмический фон, в разы превышающий стандартный.

Метод электрического зондирования

Метод позволяет с помощью приборов зафиксировать наличие воды по показателям удельного сопротивления слоев земли. Используется специальная зондирующая аппаратура.

В почву забивают четыре трубы-электрода длиной до полутора метров. Две из них являются создающими поле электрического напряжения, а две другие выполняющими роль тестирующих устройств.

Их последовательно разводят в стороны. При этом фиксируют данные, по которым измеряют удельное сопротивление, выясняют разность потенциалов, таким образом, последовательно выявляя показатели на разных уровнях земной коры.

Так электроразведка выясняет недоступную сейсмоспектральному методу информацию, будучи менее затратным способом поиска.

Недостаток метода в том, что если местность поиска обогащена ископаемыми металлами или находится в близости к железнодорожным путям, то зондирование станет невозможным.

Как найти воду с помощью рамки?

Во многих случаях при поиске воды для будущей скважины или колодца прибегают к методу биолокации, который использовался еще в древности и позволяет с высокой точностью определить месторасположение водоносного слоя. Однако еще до того, как вы воспользуетесь подобным методом, вам потребуется подготовиться к нему.

Подготовка

У вас должны быть рамки, которые имеют вид кусков алюминиевой проволоки, достигающих в длину порядка 40 см. Их концы необходимо загнуть на расстоянии около 10 см под прямым углом.

Для эффективного поиска места для устройства колодца рамки следует вставить в трубочки из бузины, предварительно очистив их от сердцевины. Чтобы этот метод сработал, проволока в трубках должна легко крутиться. В некоторых случаях рамки можно сделать из развилок веток калины, вербы и лещины.

Поиск воды

Когда рамки будут готовы, необходимо придерживаться следующего порядка действий:

Берем компас и определяем, где именно находятся стороны света. После этого их необходимо нанести на участок, установив в соответствующих местах колышки.

• Далее необходимо взять две рамки, разместив их по одной в каждую руку. Локти необходимо прижать к бокам, а предплечья следует вытянуть так, чтобы они располагались параллельно земле. Если вы все сделали верно, то рамки будут выступать своеобразным продолжением ваших рук.
• Начинаем не спеша идти по участку, двигаясь сперва с севера на юг, а затем с востока на запад. Во время передвижения необходимо обращать на рамки: если где-то есть водоносный слой, то рамки подскажут об этом в виде движения и попыткой пересечься. Необходимо сразу же пометить обнаруженные места при помощи колышка.
• Помните, что в большинстве случаев вода проходит в виде своеобразной жилы. Поэтому, когда будет обнаружена одна точка, далее необходимо выяснить местоположение всего водотока. Это делается путем повторения базовых действий: заметив движение рамок, необходимо отметить место при помощи колышка.
• Затем нам необходимо выяснить, насколько мощным является обнаруженный водоносный слой и на какой глубине он находится. Вообразите, что вы начинаете погружаться на глубину, равную одному вашему росту, после чего на двойную глубину, тройную и т. д. В первый раз сигнал будет подан при обнаружении верхней границы водяной жилы, а второй, если будет найдена нижняя.

Как определить водоносный слой

Водоносный слой представляет собой пласт песка, размер которого будет зависеть от глубины залегания, чем ближе к поверхности, тем мельче песок. Для глубоких водоносов характерным является крупный песок, переходящий в гравий. Во время бурения ощутимы изменения, когда бур доходит до рыхлого водоносного слоя.

Глубина залегания грунтовых вод в зависимости от произрастающих на территории растений.

Водоносный слой – это русло, которое с двух сторон обычно окружено достаточно плотными слоями – глины или извести. Толщина таких плотных слоев может быть от нескольких сантиметров до нескольких метров. Зная это, можно во время бурение определить начало водоносного слоя.

Водоносные слои могут иметь не строго горизонтальное направление, они могут уходить вниз или подниматься вверх. Объемы грунтовой воды также могут быть совершенно разными: от нескольких кубометров до десятков. Для того чтобы определить в каком месте стоит начинать бурить скважину, применяют несколько методов. Стоит отметить, что 100% гарантии ни один метод дать не может. Для того чтобы получить максимально точный результат, стоит использовать несколько методик, данные которых дадут более конкретную информацию.

Определение глубины залегания: самый простой способ

Расположение артезианских «озер» на данном конкретном участке может определить, конечно же, только квалифицированный специалист. Находят такие водные горизонты инженеры-геологи, в том числе и пользуясь особыми картами глубины залегания водоносных слоев и рельефа пластов грунта. Точно такие же методики чаще всего используются специалистами и для определения расположения жил «на песок».

Для того чтобы узнать глубину залегания водоносного слоя на участке, таким образом, многие частники просто нанимают за деньги сотрудников компаний, зарабатывающих на бурении скважин. Этот способ найти место пробивки шахты считается самым простым и надежным, но, к сожалению, и наиболее дорогим.

Предварительная разведка месторождения

Вычислить водоносный горизонт проще всего на основании геофизического исследования. Прояснить картину поможет геологический разрез, отображающий особенности строения и демонстрирующий последовательность напластовывания пород над месторождением.

На стадии проведения предварительной разведки решаются сразу две задачи:

• Изучаются гидрогеологические условия участка.
• Проводится качественная и количественная оценка используемого источника.

Услуги такого рода исследований оказывают организации, занимающиеся разведывательной геофизикой и фирмы, специализирующиеся на бурении скважин.

По полученным результатам предварительной разведки определяются размеры водоносного горизонта, условия эксплуатации источника и возможность покрытия заявленной потребности

На самых перспективных участках, выявленных в результате предварительной разведки, в последующем изучают инженерно-геологические особенности: просадочность земли, вероятность оползней, категории буримости вскрываемой горной породы, характер ее устойчивости в скважине…

Как метод работы может применяться крупномасштабная гидрогеологическая съемка. В ходе проведения детальной съемки картируются водоносные горизонты, а также выявляется состав и запас подземных вод.

Для хорошо изученных районов, где уже есть опыт эксплуатации подземных источников, оценка запаса воды может осуществляться на основании степени достоверности категории С2. Перспективные запасы этой категории рассчитываются на основании геологических и геофизических данных разведанных месторождений, условия залегания которых аналогичны.

Садовым буром, наращиваемым при заглублении отрезками стальной трубы — штангами, можно самостоятельно пробурить разведочную скважину на участке

Однако максимально точные сведения можно получить без вложения усилий и средств в компаниях, проводивших инженерно-геологические исследования в районе

Информацию о залегании грунтовых вод, физико-механических свойствах пород над кровлей и под подошвой водоносного пласта можно получить в строительных организациях, проводивших изыскания перед разработкой проекта под строительство

Целенаправленно проводить геологоразведку перед бурением скважины на воду нерационально. Обычно сразу бурят водозаборную скважину, чтобы не переплачивать дважды или более того за разработку одного источника воды

Практические методы обнаружения воды

Помимо визуального наблюдения и анализа увиденного, найти воду помогут практические методы обнаружения воды на участке с помощью различных инструментов и приспособлений. Таковыми могут служить стеклянные банки и глиняные горшки, виноградная лоза и алюминиевая проволока, влагопоглощающие материалы (силикагель или красный кирпич и так далее).

Надо сказать, что в настоящее время эти методы применяются все реже. Хотя самостоятельные поиски водоносной жилы очень увлекательны, тут можно представить себя золотоискателем. Куда надежнее и результативнее произвести разведочное бурение в нужном месте. Правда, это требует финансовых затрат.

Самое простое — опросить соседей по участку

Самым простым, но в то же время и наиболее действенным методом поиска места, где лучше всего оборудовать колодец, является опрос соседей по участку.

Те из них, кто уже обзавелся собственным автономным источником водоснабжения, наверняка, проводили изыскания пред тем, как его вырыть.

Они могут оказать действенную помощь, предоставив сведения о проведенных разведывательных работах. Эта информация поможет значительно сэкономить время на поиски водоносного слоя. Если же у соседей по участку колодцев нет, придется искать воду своими силами.

Биолокация с помощью рамки из лозы или алюминия

Расположение водоносного слоя можно определить биолокацией с применением рамки из алюминия или ивовой лозы. Порядок действий рамки из алюминия следующий:

• два сорокасантиметровых отрезка проволоки изгибаются под прямым углом, как на фото и помещаются в полую трубку таким образом, чтобы они могли в ней свободно вращаться;
• развернув концы проволок в разные стороны и взяв трубки в руки, начинаем движение по участку;
• в том месте, где концы проволоки сойдутся, располагается водоносный слой;
• контрольное прохождение участка совершается в перпендикулярном направлении.

Манипуляции при использовании рамки из ивовой лозы похожи. Этот метод называется лозоходство и заключается в следующем:

• с ивы срезается ветка с развилкой величиной приблизительно сто пятьдесят градусов;
• лоза тщательно высушивается;
• при прохождении участка лоза берется в руки таким образом, чтобы ствол был направлен вверх;
• в том месте, где он опустится вниз, находится вода.

Самое надежное — провести разведывательное бурение

Самый надежный метод обнаружения воды на участке – проведение на нем разведывательного бурения.

Используя обычный бур, проходят несколько метров породы до столкновения с горизонтом залегания воды. Прежде, чем приступать к рытью колодца, нужно отправить ее пробу на анализ для определения наличия в ее составе вредных примесей.

Народный метод — расставляем горшки и банки

Народный метод поиска воды на участке осуществляется с помощью стеклянных банок и глиняных горшков. С вечера по всему участку кверху дном расставляются обычные стеклянные банки для консервирования или горшки. Утром они внимательно рассматриваются. Емкости, на дне которых собралось наибольшее количество сконденсированной влаги, обозначат место расположения водяной жилы.

Метод поиска воды измерением массы гигроскопичных материалов

В одинаковые глиняные горшки помещается влагопоглощающий материал, например, обычная поваренная соль. Горшки с солью взвешиваются и закапываются в землю равномерно по всему участку. Затем они выкапываются и вновь взвешиваются. Те из них, которые получили наибольшую прибавку в весе, покажут место нахождения воды.

Применение барометра и других приборов — это серьезно

Такой прибор как барометр, которым можно измерить величину атмосферного давления, позволит определить глубину залегания водяной жилы в том случае, если поблизости от участка располагается река, озеро или другой водоем и, таким образом, поможет ответить на вопрос: как найти воду для колодца?

Атмосферное давление измеряется на участке и на берегу водоема. Затем следует вспомнить из школьного курса физики, что один миллиметр ртутного столба соответствует перепаду высоты в тринадцать метров и сравнить показания измерений. Если разница составила половину миллиметра ртутного столба, значит водоносный слой располагается на глубине 13/2=7,5 метров.

Надеемся, что изложенная информация поможет найти на Вашем участке кристально чистую воду. Нижеследующий ролик излагает авторитетное мнение гидролога по данному вопросу.

Как образуются подземные воды?

Основной источник пополнения подземных вод — это атмосферные осадки. Вода с поверхности просачивается сквозь породы. Одни из них пропускают её легко, их называют водопроницаемыми, другие с большим трудом (относительно водонепроницаемые). Такой тип вод называют инфильтрационными.

Второй путь появления воды под землёй — конденсация водяного пара из попавшего в поры и трещины горных пород воздуха. Особенно характерно это для пустынных районов. Там горячий воздух конденсируется над солёными грунтовыми реликтовыми водами, образуя пресноводные линзы. Это конденсационные воды.

Реликтовые, или погребённые воды — это захороненные остатки древних океанов, закрытые осадочным чехлом горных пород. Они солёные и непригодные для питья.

Во время процессов, происходящих в магме — землетрясений, извержений вулканов и др. происходит выделение небольшого количества термальных вод. По происхождению такие воды называют ювенильными. Таким способом образуется наименьшее количество гидроксида водорода в земной коре.

Условия залегания подземных вод

По условиям залегания обычно выделяют следующие типы подземных вод:

Воды верховодки. Верховодкой называется подземная вода, залегающая на небольшой глубине в зоне аэрации — зоне свободного проникновения воздуха. Обычно верховодка не имеет сплошного распространения, а образует сравнительно небольшие линзы, которые подстилаются водоупорными породами (рис. 23). Мощность таких линз верховодки обычно не превышает 0,5—1 м, реже достигает 2—3 м. Здесь вода находится уже в гравитационной форме и обладает уровнем. Уровень воды верховодки подвержен значительным колебаниям, чем и объясняется ее исчезнове­ние в колодцах в районах с засушливым климатом.

Грунтовые воды. Атмосферные воды, просачиваясь сверху вниз до водоупора, а затем перемещаясь в горизонтальном направлении, постепенно заполняют все пустоты горной породы. Так возникают водоносные горизонты (рис. 23).

Водоносным горизонтом называется пласт или слой породы, в котором поры, пустоты и трещины заполнены водой. У каждого такого пласта имеются кровля и подошва. Если пласт не полностью заполнен водой, то под водоносным горизонтом понимают лишь его водонасыщенную часть. Первый от земной поверхности постоянный водоносный горизонт называется горизонтом грунтовых вод. Грунтовые воды обладают свободной поверхностью — зеркалом, или уровнем грунтовых вод. Этот уровень непостоянен. Обычно он повышается в дождливые и понижается в засушливые периоды. Если уровень грунтовых вод на каком-то участке поднимается до земной поверхности, то здесь образуется болото.

Вцелом грунтовые воды характеризуются наличием свободной водной поверхности — уровня, наличием только одного, подстилающего, водоупора и отсутствием напора.

Межпластовые (пластовые) воды. Отличие межпластовых вод состоит прежде всего в том, что они заключены между двумя водоупорами, т. е. ограничены ими и сверху (со стороны кровли) и снизу (со стороны подошвы). Водоносные горизонты, содержащие межпластовые воды, обычно характеризуются обширной областью распространения, часто измеряемой тысячами квадратных километров. При этом они залегают на значительной глубине, выходя на поверхность лишь на периферии.

Подземные воды вместе с вмещающими их породами образуют гидродинамические системы, которые делятся на безнапорные и напорные.

Безнапорные гидродинамические системы обычно характерны для бассейнов грунтовых вод, не обладающих естественным напором.

В пределах напорных систем атмосферные воды попадают в проницаемый пласт в районах, где он обнажается на поверхности, в так называемой области питания. Постепенно атмосферная влага проникает вглубь и полностью насыщает весь пласт. Перемещаясь по пласту, вода достигает других участков выхода его на поверхность и самоизливается, образуя источники подземных вод. Это область разгрузки, или дренажа пластовых вод. В зависимости от рельефа и высотного положения областей питания и разгрузки в центральной, наиболее прогнутой части бассейна могут существовать условия, благоприятные для создания напора, т.е. самопроизвольного излияния воды под давлением (рис. 24,а).

Таким образом, в центральной части бассейна образуется область напора, в пределах которой вода из скважин способна изливаться в виде фонтана. Высота подъема воды зависит от расположения скважин относительно областей питания и дренажа и от гидростатического уровня.

Гидростатическим (пьезометрическим) уровнем называется воображаемая поверхность, проходящая через область питания и разргузки и определяющая высоту подъема воды в данном месте (рис. 24). Пьезометрический уровень обычно выражается в абсолютных отметках по отношению к уровню моря. Выше этого уровня артезианская вода при фонтанировании подняться не может.

Другой характеристикой области напора является гидростатический (пьезометрический) напор, под которым понимают высоту столба воды от кровли водоносного горизонта до пьезометрического уровня. Пьезометрический напор выражается в метрах.

Погружаемся

Главная сложность в освоении Мирового океана — это давление: на каждые 10 м глубины оно увеличивается еще на одну атмосферу. Когда счет доходит до тысяч метров и сотен атмосфер, меняется все. Жидкости текут иначе, необычно ведут себя газы… Аппараты, способные выдержать эти условия, остаются штучным продуктом, и даже самые современные субмарины на такое давление не рассчитаны. Предельная глубина погружения новейших АПЛ проекта 955 «Борей» составляет всего 480 м.

Впрочем, на глубину существует и альтернативный путь. Вместо того чтобы создавать все более прочные корпуса, можно отправить туда… живых водолазов. Рекорд давления, перенесенного испытателями в лаборатории, почти вдвое превышает способности подлодок. Тут нет ничего невероятного: клетки всех живых организмов заполнены той же водой, которая свободно передает давление во всех направлениях.

Клетки не противостоят водному столбу, как твердые корпуса субмарин, они компенсируют внешнее давление внутренним. Недаром обитатели «черных курильщиков», включая круглых червей и креветок, прекрасно себя чувствуют на многокилометровой глубине океанского дна. Некоторые виды бактерий неплохо переносят даже тысячи атмосфер. Человек здесь не исключение — с той лишь разницей, что ему нужен воздух.

Технологии
Первый полет электрического аэротакси Seraph: видео

Как найти воду для скважины — обзор способов и средств

Привлекая для бурения скважины буровиков, деньги все равно придётся заплатить, даже если воды не будет. Поэтому прежде чем это делать, лучше всего будет попытаться отыскать воду на участке для скважины самостоятельным путём.

В зависимости от глубины залегания, подземные воды подразделяются на три типа:

• Верховодка — глубина залегания верховодных вод не более 5 метров от поверхности земли. Такую воду пить не рекомендуется, поскольку чаще всего она образуется вследствие выпадения атмосферных осадков;
• Грунтовые воды — глубина залегания грунтовых вод от 8 до 40 метров. В результате защищённости грунтом, глиной и породой, такие воды чаще всего служат источником для колодца и скважины;
• Артезианские — глубина залегания артезианских вод, как правило, более 40 метров. Основное отличие артезианской воды, это наличие минеральных солей в составе и достаточно большой дебит скважин.

Теперь перейдём непосредственно к вопросам поиска воды для скважины на участке.

Электрическое зондирование для поиска воды

Начнём с современных способов поиска воды на участке, а именно, с электрического зондирования. Дело в том, что удельное электрическое сопротивление водоносного слоя и пород имеет отличие. Насыщенный водой грунт имеет всегда более низкое электрическое сопротивление.

Для вертикального электрического зондирования при поиске воды применяется низкочастотный ток. Для этих целей, в разных местах участка забиваются электроды, на которые подаётся переменное напряжение. Затем производят замеры удельного электрического сопротивления. Как было сказано выше, при наличии воды, сопротивление будет всегда меньше.

Что такое сейсмическая разведка

Часто при поиске воды для скважины используется и метод сейсморазведки, который основан на измерении кинематики волн. Для этих целей используются специальные приборы, которые дают возможность исследовать сейсмический фон, путём направления в землю генерируемых волн.

При достижении слоя породы или воды, волны отражаются вверх. Таким образом, можно более точно исследовать геологию участка и найти воду. Проходя через воду, частота акустических волн увеличивается, что говорит о присутствии большого скопления жидкости в грунте.

Что представляет собой карта водоносных слоев

Гидрогеологическое исследование грунтов позволяет определить виды и характеристики почвенных слоев на небольшом участке или обширной территории, а также уровень подземных вод. На основе изучения и анализа результатов составляется ряд документов. Как правило, в местных архивах населенных пунктов уже давно имеются геологические разрезы и карты водоносных слоев. Но за городом или на вновь осваиваемых площадках требуется производить выемку образцов грунта и определять расположение подземных уровней водных зеркал.

Под землей вода ведет себя несколько иначе, чем в емкости, где сомневаться о горизонтальности ее уровня не приходится. В толще грунта линия водного зеркала может изгибаться под влиянием многих факторов:

• рельефа местности;
• формы и размещения водоупорных слоев;
• варианта подпитки и сброса;
• пропускной способности и плотности грунтовых пластов;
• близости водоемов и т.д.

При составлении карт пользуются замерами УГВ в доступных природных и искусственных источниках. Это могут быть скважины и выработки, колодцы и шурфы, водные объекты и водомерные посты. Для «чистоты» полученных данных, измерения в точках, расположенных неподалеку друг от друга, выполняют в один день по причине того, что уровень подземных вод под влиянием внешних воздействий может существенно меняться. В связи с этим, карты водоносных слоев требуется обязательно датировать.

Если при застройке участка грунтовые воды можно обнаружить при устройстве шурфа, то при выполнении шахтного колодца или артезианской скважины специалистам потребуется взглянуть на карту водоносных слоев. Ее отсутствие в большинстве случаев приводит к непредвиденным ситуациям. К примеру, в процессе опускания колодезных колец может выясниться, что вода находится намного глубже ожидаемой отметки. Смысл в дальнейшей работе отпадет сам собой, а кольца, скорее всего, останутся в земле. В этом случае выгоднее было бы сразу остановиться на устройстве скважины.

Опытные мастера рекомендуют не пренебрегать ознакомлением с картами водоносных слоев или проведением разведывательного бурения. Кстати, определить близкое расположение водоносного слоя можно народными методами, но это не всегда приводит к обнаружению именно питьевой воды.