Свойства грунтов. Особенные условия существования грунтовых вод в толщах рыхлых пород заставляют нас прежде всего остановиться на некоторых физических свойствах этих грунтов. Среди этих свойств особенное значение имеют: пористость пород, их влагоемкость, капиллярные свойства и водопроницаемость.

Пористость грунтов. Отношение пустот в грунте к объему всего сухого грунта называют пористостью грунта. Пористость обычно выражается в процентах. Определить ее можно так: сосуд объемом в 1 л нужно наполнить сухим песком. Затем осторожно из мензурки приливать воду в сосуд с песком до полного насыщения всего песка влагой. Допустим, что для этого требовалось 250 см 3 воды. Отношение 250/1000=0,25, или 25%, как раз и будет определять пористость взятого нами песка.

Пористость различных рыхлых пород далеко не одинакова. Так, у крупного речного песка пористость выражается приблизительно 15-25%, у гравия - 35%, у глины - 50-55%, у торфяного грунта - 80% и т. д.

Влагоемкость грунтов. От пористости пород в значительной степени зависит и их влагоемкость, т. е. способность породы удерживать в себе то или другое количество воды. Наименьшей влагоемкостью отличаются плотные каменные породы, а наибольшей - обломочные рыхлые породы, что хорошо видно из приведенной таблицы.

Капиллярные свойства грунтов. Огромную роль в жизни грунтовых вод играют размеры и форма тех зерен (или частичек), из которых состоит обломочная порода. Чем крупнее зерна, тем крупнее просветы между ними, и наоборот (рис. 98). А размеры просветов определяют капиллярные свойства породы.

Из физики известно, что высота поднятия воды в капиллярной трубке обратно пропорциональна диаметру трубки. Так, для трубки диаметром в 1 мм высота поднятия воды (при 15° С) равна 0,29 см, при диаметре 0,1 мм - 29 см, при диаметре 0,01 мм - 2 м.

Опыты, производившиеся над различными грунтами (рис. 99), показали, что высота поднятия воды в грунтах зависит от размеров зерна (или, точнее, от размеров тех просветов, которые между этими зернами образуются). Так, высота поднятия воды в обломочных породах, диаметр зерна которых колеблется от 1 до 0,5 мм, равна 1,31 см, для зерен диаметром 0,2-0,1 мм - 4,82 см, для зерен диаметром 0,1-0,05 мм - 10,5 см и т. д.

Различное состояние воды в грунтах. Вода в грунтах может находиться в трех основных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Твердая вода может находиться только при температурах ниже 0°. Она

неподвижна и в данном случае нас мало интересует. Гораздо важнее жидкая и газообразная вода, которая находится в движении.

Жидкая вода в грунтах может быть в виде пленочной и гравитационной.

Пленочная вода, как мы уже имели случай упоминать, обволакивает каждую частичку грунта. Толщина водяной пленки зависит от влажности породы, но имеет предел, который определяется величиной молекулярных сил. (Минимальная толщина пленки равна диаметру молекулы воды). Пленочная вода движется, как и жидкость, но передвижение ее не зависит от сил тяжести. Пленочная вода удерживается каждой частицей грунта с большой силой и может быть удалена только с трудом (например, путем испарения).

Гравитационная вода в отличие от пленочной не попадает в радиус эффективного действия молекулярных сил, а движется вниз под влиянием сил тяжести через поры, находящиеся между зернами (или частичками) породы. Скорость передвижения гравитационной воды во много раз превосходит скорость движения пленочной воды. Гравитационная вода движется в сторону накло-на поверхности водоупорного пласта и только под влиянием гидростатического давления может иметь и восходящее движение.

Само собой разумеется, что гравитационная вода представляет для нас наибольший интерес, ибо она как раз и составляет главную массу подземных потоков, озер, источников и колодцев.

Газообразная вода может находиться только в порах грунта (в просветах между зернами породы). В тех случаях, когда водяные пары насыщают «подземную атмосферу», упругость водяных паров в просветах и порах влажной породы будет зависеть только от температуры. Последнее обстоятельство имеет большое значение в процессе увлажнения грунта путем конденсации водяных паров, поступающих из воздуха.

Согласно наблюдениям, производившимся в окрестностях Одессы проф. А. Ф. Лебедевым, почва указанным путем получает в год от 15 до 25% общего количества выпадающих здесь атмосферных осадков. Эта величина настолько значительна, что заслуживает большого внимания. В пустынях и полупустынях ночью условия конденсации паров в почве особенно благоприятны. Таким образом, было доказано, что значительная часть грунтовых вод образуется не только из атмосферных осадков, но также и путем непосредственной конденсации в грунте водяных паров из воздуха.

Как бы переходом между жидкой и газообразной водой в грунтах является вода гигроскопическая. Гигроскопическая вода окружает каждую частицу породы не сплошным слоем изолированных молекул.

В тех случаях, когда водяных молекул бывает много, они сливаются в сплошную пленку, толщина которой равна диаметру одной молекулы.. Это так называемая максимальная гигроскопичность, которая наблюдается при относительной влажности «подземной атмосферы» в 100%. Переход водяного пара в гигроскопическую воду сопровождается выделением тепла. Гигроскопическая вода перемещается из одних слоев грунта а другие, только переходя в парообразное состояние.

Парообразная и гигроскопическая вода особенный интерес представляет для почвоведения.

Происхождение грунтовых вод. Человек с давних пор широко использовал грунтовые воды в хозяйственных целях, а потому, естественно, очень давно стал задумываться над их происхождением. Первые «теории» происхождения грунтовых вод носили чисто фантастический характер. Говорилось, например, что земля «родит» воду, что в земле существуют особые неиссякаемые озера, откуда вода выходит на поверхность. Существовало даже и такое мнение, что вода океанов проникает в грунт материков и дает грунтовую воду. Последний взгляд пользовался особенно широким распространением и держался в науке почти до начала XVIII в.

Наряду с фантастическими гипотезами существовали объяснения, приближающиеся к истине. Так, по мнению Аристотеля, дождевые и снеговые воды частью испаряются, частью впитываются горными породами и образуют источники. Еще ближе к истине подходил римлянин Марк Витрувий Поллин, который говорил, что грунтовые воды образуются повсюду из вод атмосферных осадков. Однако только в начале XVIII в. эти объяснения стали проникать в европейскую науку.

В конце XVII в. (1686 г.)французский физик Мариотт впервые, на основании тщательных наблюдений, сумел доказать, что грунтовые воды происходят из атмосферных осадков, просачивающихся в землю. Выводы Мариотта, дополненные и уточненные последующими исследователями, все прочнее и прочнее входили в науку и в настоящее время упрощенно могут быть выражены в следующем виде. Вода, падающая на сушу в виде атмосферных осадков, частью стекает в ручьи и реки, частью испаряется и частью просачивается в грунт. Вода, проникшая в грунт, доходит до водоупорного слоя, и здесь ее движение вглубь прекращается. Накопляясь на поверхности водоупорного слоя, она обильно пропитывает вышележащие породы и образует так называемый водоносный слой. Эта теория, объясняющая происхождение грунтовых вод путем просачивания в глубь земли вод атмосферных осадков, носит название инфильтрационной.

Однако указанный способ происхождения грунтовых вод нельзя считать единственным. Трудами наших русских ученых (А. Ф. Лебедев и другие) было доказано, что подземные воды могут получаться еще путем конденсации водяных паров непосредственно в толще грунтов. Грунтовая вода, образованная путем конденсации водяных паров атмосферы непосредственно в грунтах, носит название конденсационной.

Мы уже говорили о том, что подземные воды, достигнув водоупорного слоя, прекращают свое движение вглубь и, собираясь на поверхности водоупорного слоя, образуют так называемый водоносный слой или водоносный горизонт. Водоносный слой снизу ограничен поверхностью водоупорного слоя, форма которой может быть весьма различна (рис, 101). Верхняя поверхность водоносного слоя обычно бывает плоская и носит название «зеркала» грунтовых вод. Это «зеркало» мы имеем возможность видеть в любом колодце.

Строго говоря, зеркало грунтовых вод имеет горизонтальную поверхность только на небольших сравнительно однородных пространствах. На больших же участках, при различии пород, различии геологического строения и рельефа горизонтальность зеркала в большей или меньшей степени нарушается. Возьмем простейший пример: ряд песчаных дюн, приблизительно однородных по своему строению. Зеркало грунтовых вод здесь будет (несколько ослаблено) повторять форму рельефа (рис. 102).

Причины этого довольно сложны: большее уплотнение песков под гребнями дюн создает иные условия капиллярности, что способствует более высокому стоянию грунтовых вод; оказывает влияние также различная степень испаряемости и т. д. Приблизительно то же, только в более сложных формах, мы можем видеть и на других примерах (рис. 103). Последнее необходимо учитывать как при поисках мест для рытья колодцев, так особенно при сооружении подземных хранилищ, погребов, блиндажей и т. д.

Движение грунтовых вод.В тех случаях, когда водоупорный слой имеет форму обширного вогнутого бассейна, грунтовая вода, заполняя бассейн, приобретает характер подземного озера. Понятно, что ряд колодцев, вырытых в районе подобного озера, будет иметь зеркало на одном уровне (рис. 104). Но значительно чаще водоупорный слой бывает наклонен в ту или другую сторону. При отмеченных нами условиях грунтовые воды, подчиняясь силе тяжести, медленно движутся в сторону наклона, образуя подземный поток (рис. 105). Ряд колодцев, вырытых вдоль потока, имеют зеркала на разных глубинах. Понятно, что чем больше колодцев, тем точнее мы можем определить направление и характер подземного потока. В местностях, где нет колодцев или количество их недостаточно, забивают буровые скважины, опускают в скважины трубы и по высоте воды в трубах определяют характер подземного потока.

При изучении подземных потоков важно бывает определить не только направление, но и скорость потока. Для определения скорости течения потока применяется обыкновенная поваренная соль. Ее бросают в колодец в верхней части подземного потока, а потом определяют, через сколько времени соленая вода появляется в других, ниже расположенных колодцах. Раствор азотнокислого серебра (А gNO 3 ) позволяет заметить даже ничтожную примесь хлористого натрия в воде исследуемых колодцев (получается ясный белый осадок хлористого серебра). Иногда для определения

скорости подземного потока вместо соли применяют бактерии, которые по своей малой величине легко проходят через поры грунтов. Скорость течения подземных потоков зависит от угла наклона водоупорного пласта и еще более от характера грунта. Так, в мелких песках скорость течения подземного потока достигает приблизительно 1 м в сутки, в крупных песках 2-3 и даже 5 м. В толще галечника, щебня и по трещинам твердых каменных пород подземные потоки движутся значительно быстрее, по нескольку километров в сутки. В глинах, наоборот, скорость проникновения воды даже вглубь не превышает 20 см в год, что и позволяет считать глину практически водонепроницаемой.

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

места,

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 (рис. 107). Эти воды, находясь под сильным гидростатическим давлением, нередко бьют фонтанами и дают много воды (самые сильные - до 10-15 м 3 в минуту).

Минеральные источники. Во время своих подземных перемещений грунтовые воды встречают на своем пути различные вещества, которые могут растворяться в воде. K числу таких веществ относятся известняки, гипсы, поваренная соль, углекислый газ, сероводород и многие другие. Чаще всего в грунтах встречаются известняки (СаСОз) и гипс (CaSO 4 ). Вода, содержащая в растворе гипс или известь, почти не изменяет вкуса, но отличается тем, что плохо растворяет мыло (плохо мылится). Такую воду люди в общежитии называют «жесткой». При кипячении известь из воды выделяется и образует на стенках сосуда так называемую «накипь», которая всем хорошо известна.

Грунтовые воды, соприкасаясь с засоленными грунтами (в сухих степях и пустынях) или с залежами поваренной соли, растворяют эту соль и приобретают соленый вкус. Соленые источники и колодцы встречаются очень часто и являются хорошими показателями содержания соли в толщах грунтов той или другой местности. Примерами могут служить соленые источники и колодцы Соликамска, Березников, Илецкой Защиты и многие другие.

Нередко в подземных водах бывают растворены соли железа, углекислый натр, углекислый газ, сероводород и др.

Количество растворенных в воде солей и газов может быть различно. В тех случаях, когда растворенных солей и газов мало, вкус и запах воды не меняется и воду в этих случаях называют пресной. В тех же случаях, когда растворы на 1 л воды содержат не менее 1 г солей или газов, придающих воде различные вкусы и запахи,- воду называют минеральной, источники же, выделяющие минеральную воду,- минеральными источниками. В зависимости от химического состава минеральных источников их делят на группы:

Грунтовые воды в условиях вечной мерзлоты. За полярным кругом на глубине 50-100 см обычно залегает мерзлый горизонт, не проницаемый для воды. При этих условиях водоносный слой располагается над мерзлым горизонтом, т. е. у самой поверхности почвы. Столь высокое положение грунтовых вод создает исключительно благоприятные условия для заболачивания, что и наблюдается в тундрах в широких размерах.

Однако вечномерзлые горизонты встречаются не только за полярным кругом. Так, в Сибири (за Енисеем) они известны южнее 60-й и даже 50-й параллели. Вечная мерзлота в Сибири залегает на разных глубинах, но чаще всего на глубине 2-4 м. Таким образом, грунтовые воды здесь также залегают очень неглубоко, что, естественно, приводит к заболоченности даже при очень малом количестве осадков (рис. 108). На заболоченных местах обычно растут торфяные мхи, осоки, карликовые березы и ивы, лиственницы и корявые березы. По распространению этой растительности во многих случаях можно судить о налички вечной мерзлоты в данном месте.

В зимнее время, когда почвы промерзают сверху, грунтовые воды оказываются зажатыми между двумя водоупорными горизонтами. Подобное положение грунтовых вод приводит к ряду весьма своеобразных явлений. Так, на склонах, особенно в нижней их части, воды испытывают огромное гидростатическое давление, в результате которого вода прорывает мерзлую почву трещинами и выливается наружу. Ввиду того что явления эти протекают при сильных морозах, выливающаяся из трещин вода

замерзает. Излияние вод и последующее их замерзание повторяется неоднократно, что приводит к увеличению толщины льда до 4-5 и более метров. В результате нарастают огромные ледяные бугры, известные под названием наледей (рис. 109).

Наледи особенно сильно вредят дорогам. По одной только шоссейной Амуро-Якутской магистрали (728 км) за зиму 1927-1928 гг. зарегистрировано свыше сотни наледей. Из них 24 наледи имели площади свыше 1 км 2 . Толщина льда наледей доходит до 3-5 и более метров. Ввиду того что промерзание грунтов (сверху) к концу зимы постепенно увеличивается, растет и количество наледей. По наблюдениям, производившимся в районе той же Амуро-Якутской магистрали, в декабре образовалось 110 наледей, в январе 150, в феврале 350, в марте 575, в апреле 500. (В мае не образовалось ни одной.)

Случается, что грунтовые воды не могут сразу прорвать верхнего мерзлого горизонта. Тогда под давлением грунтовых вод поверхность земли выпучивается наподобие гриба (рис. 110). Эти «выпучивания» разрушают постройки, портят дороги и мосты.

K концу зимы земля сверху промерзает настолько, что верхний мерзлый слой нередко соединяется с нижним, и грунтовые воды полностью замерзают. В северных районах это явление наступает раньше, в южных позже. Вследствие сплошного промерзания вода ключей и колодцев иссякает, что создает большие затруднения для жителей. Понятно также, что и питание рек в зимний период в районах распространения вечной мерзлоты очень резко снижается. Летом же, наоборот, после каждого сильного дождя реки разливаются.

Подземные воды вулканических областей. Застывшие лавы благодаря своей трещиноватости и пористости хорошо пропускают воду. Еще лучше пропускают воду вулканические туфы, состоящие из рыхлых продуктов извержения. В силу этого обстоятельства атмосферные осадки, даже при большом их количестве, нередко нацело поглощаются вулканическими образованиями и не дают поверхностных водостоков. В результате поверхность лавовых покровов обычно имеет вид безжизненной пустыни, лишенной воды и растительности. Темная или даже черная окраска лав усиливает безотрадность открывающейся перед зрителем картины.

Воды, проникающие в толщу вулканических пород, достигают, наконец, водоупорных подстилающих пород и образуют здесь значительные скопления подземных вод. При большой мощности вулканических образований грунтовые воды оказываются очень глубоко, и, чтобы добраться до них, приходится рыть колодцы в

десятки метров глубиной. Эти грунтовые воды обычно выступают по краям лавовых плато в виде чистых, иногда очень многоводных источников...

Ювенильные воды. Магма, проникающая в толщу земной коры, выделяет большое количество водяных паров, которые, конденсируясь под землей, дают так называемую ювенильную воду. Ювенильные воды образуют источники, которые особенно широко распространены в областях недавнего вулканизма. Ювенильные источники чаще всего бывают горячими или теплыми и нередко минеральными.

Особое место среди горячих источников занимают гейзеры. Гейзеры периодически бурно вскипают и выбрасывают струи горячей воды и пара. Гейзеры встречаются сравнительно редко и связаны всегда с вулканическими областями. Наибольшей известностью пользуются гейзеры о. Исландии, Иеллоустонского национального парка США, Калифорнии и Новой Зеландии. Большое количество крупных гейзеров находится на Камчатке, несколько южнее группы Кроноцких вулканов. Высота выбрасываемых струй воды и пара некоторых камчатских гейзеров достигает 15-20 и более метров.

Иногда грунтовые воды могут обусловить разрушение различных сооружений

Покупая участок для строительства дома, обращают внимание на его площадь и место расположения. При этом лишь профессионалы смотрят на то, какой на участке грунт, и интересуются уровнем залегания грунтовых вод. А ведь эти показатели крайне важны, так как именно от них зависит то, насколько легко будет возвести здесь постройку или разбить сад. Особенно важно расположение грунтовых вод, тем более что ответ на вопрос об этом параметре часто не знает и сам продавец. Следует изучить информацию о том, какие типы грунтовых вод существуют, почему так важно знать их положение и как с ними бороться.

Грунтовые воды – это жидкость, располагающаяся под слоем грунта. Они могут залегать на разной глубине и иметь разное происхождение.

Почвенные воды могут являться подземным источником или происходить из конденсата в земле и осадков.

Определить наличие грунтовых вод на участке можно с помощью специальной техники и карт

Если вы планируетена своем участке постройку дома или создание огорода, то вам действительно стоит определить правильный уровень положения грунтовых вод. Ведь они напрямую влияют на качество и долговечность ваших затей.

Почему нужно знать УГВ:

1. Если вы сажаете огород, то, чтобы обеспечить растениям максимальный комфорт, необходимо определиться с тем, где находятся грунтовые воды. Ведь если они располагаются слишком близко к поверхности, то такое соседство может навредить растениям. Многие из них не любят соседство влаги, из-за этого могут погибнуть. Особенно часто по этой причине загнивают плодовые деревья.
2. Опасны подземные воды, расположенные на небольшой глубине, при строительстве дома. Ведь они могут отрицательно сказаться на долговечности постройки. Кроме того, они разрушают фундамент, делая такую постройку попросту опасной. Поэтому крайне важно определить степень залегания влаги под землей.

Определение уровня положения грунтовых источников необходимо.

Виды грунтовых вод

Необходимо не только проверить самый низкий и самый высокий тип грунтовых вод, но и приступить к определению их вида. Ведь именно от этого зависит то, насколько они опасны.

Если вы покупаете участок через агентство, то вам должна предоставляется его схема. На ней должны быть указаны типы грунтовых вод и глубина их залегания.

Итак, есть три их разновидности. Они залегают на разной глубине и имеют разное происхождение:

1. Верховодка считается самым близким водяным слоем. Она отличается высоким уровнем залегания, в пределах 0,5-3 метров. Располагается во впадинах между слоями земли и образуется из осадков и конденсата в почве. В засушливые периоды эта жидкость исчезает, но с дождями появляется вновь. Она больше влияют на сад, чем на фундамент.
2. Безнапорные воды залегают глубже. Этот тип также называют «фунтовые воды». Они расположены на уровне от 1 до 5 метров под поверхностью и являются постоянными. Они не исчезают при засухах. Именно из них пополняются водоемы. Такие воды сильнее всего влияют на постройки, и именно они разрушают фундамент. Они могут иногда менять свое положение — то поднимаются, то уходят на глубину.
3. Артезианские напорные воды залегают глубже всего. Найти самостоятельно их невозможно. Это можно сделать лишь с помощью бурения скважин специальным механизмом. Эти воды появляются из подземных источников. Именно они подходят для водоснабжения частных домов.

Перед обустройством дачного участка стоит проконсультироваться со специалистом по поводу грунтовых вод

Если вы планируете строить дом, то вас больше всего должно интересовать расположение безнапорных грунтовых вод. Для тех, кто хочет организовать на участке сад, необходимо узнать наличие на участке верховодки.

Современные способы определения уровня

Если вы заранее не узнали, на каком пределе присутствуют грунтовые воды на вашем участке, то вам придется своими силами искать способы выяснения этого показателя. Есть несколько вариантов, подходящих для этих целей. Некоторые из них пришли к нам из далеких времен и не обладают высокой точностью, другими активно пользуются и сейчас, получая самые точные данные.

Проверить место расположения грунтовых вод можно с помощью растений и насекомых. Несмотря на то что профессионалы к подобным способам относятся весьма скептически, они все же оказываются весьма эффективными.

Как определить уровень расположения грунтовых вод:

1. Проверьте ближайшие колодцы на уровень воды в них. Ведь она в них появляется именно из подземных источников.
2. Также можно проверить уровень положения воды с помощью бурения скважин обычным садовым буром.
3. Существуют компании, которые с помощью специального оборудования проведут для вас исследование участка. Их данные считаются самыми точными.

С услугами компаний все просто: вы обращаетесь в специализированную фирму, за определенную плату специалисты проводят проверку и составляют схему залегания грунтовых вод.

Чтобы определить уровень подпочвенных вод по колодцам, необходимо посмотреть, на каком уровне в них находится вода. Это практически точно позволит определить уровень положения грунтовых вод. Однако делать это лучше не после дождя.

Оборудование для определения уровня грунтовых вод стоит достаточно дорого

Также можно определить положение грунтовых вод с помощью бурения скважин. Необходимо обычным садовым буром проделать в нескольких местах участка скважины. Их глубина должна равняться двум с половиной метрам. Далее следует подождать пару дней. Если отверстия не наполнились водой, значит, она залегает достаточно глубоко.

Если же скважины наполнились жидкостью, то придется определить ее происхождение. Для этого нужно подождать засушливых дней, если вода исчезнет, значит, это была верховодка. Если нет, то вы столкнулись с безнапорными грунтовыми водами, с которыми для постройки зданий обязательно нужно бороться.

Народные методы

Существуют более традиционные методы определения уровня грунтовых вод. Они не позволят точно определить метраж их положения, но могут свидетельствовать о близости жидкости под землей.

Способы таковы:

1. Определить близость грунтовых можно по растениям, которые произрастают на участке. Как вы понимаете, там, где присутствует верховодка, будут находиться влаголюбивые растения. Например, если уровень воды ближе 2,5 метров, то на участке будут расти камыш, крапива, осока, болиголов и наперстянка. Если воды располагаются глубже трех метров, то вы можете найти на участке полынь и солодку. При этом чем зеленее растения, чем ближе влага.
2. По животным тоже можно определить место расположения вод. Там, где близко к земле летают мошки, почти наверняка присутствует верховодка. Собаки, муравьи, кроты и мыши не любят соседства грунтовых вод. Кошки любят полежать в месте пересечения жил.
3. Также вы можете посмотреть на то, как стелется туман. Если он покрывает землю практически каждый вечер, по грунтовые воды близко. Там, где присутствует верховодка, по утрам на растениях будет больше росы.

Зачастую грунтовые воды не представляют опасности

Самым эффективным из описанных здесь методов являются растения. Ведь влаголюбивые экземпляры не будут расти в засушливых местах.

Борьба с грунтовыми водами

Когда закончен сбор данных о расположении вод на вашем участке, можно приступить к решению этой проблемы. Если безнапорные воды слишком близко, то с этим нужно бороться.

Какие меры можно принять:

1. Поверхностный водоотлив представляет собой канавы и траншеи. Из них выкачивается вода насосом.
2. Можно выкопать траншею по всему периметру участка. Из нее воду тоже придется откачивать насосом, например, в пруд.
3. Иглофильтровые установки откачивают близлежащие грунтовые воды и уводят их на глубину 5 метров.

Такие установки позволяют решить проблему. Однако заниматься их проектированием и организацией должны профессионалы.

Грунтовые воды – это опасное природное явление, которое встречается очень часто. Однакос ними вполне реально бороться , используя современные технологии.

На печать

Отправить статью

Владимир Марченко 14.07.2015 | 21772

Наличие на участке грунтовых вод может заставить вас отказаться от строительства капитальных сооружений. Чтобы этого не произошло, узнайте больше о подземных источниках.

Без информации о грунтовых водах, их составе, уровне залегания и иных свойствах нельзя планировать возведение долговременных зданий и сооружений , обустройство водоемов , организацию водоснабжения и канализации . Наличие подземных вод может испортить любые работы и привести со временем к разрушению конструкции. Чтобы этого не произошло, следует знать, как определять уровень и характеристики грунтовых вод.

Что такое грунтовые воды?

По сути, грунтовые воды – это жидкость, которая скапливается в верхних слоях почвы. Источниками формирования грунтовых вод являются:

• осадки в виде дождя и снега;
• конденсат водяных паров , образующийся в почве.

Глубина залегания грунтовых вод зависит от рельефа местности и наличия водоемов вблизи вашего участка. В болотистых или низинных районах грунтовые воды находятся практически на поверхности – в 1-2 м, а то и в нескольких сантиметрах от нее.

Виды грунтовых вод

Уровень грунтовых вод может изменяться на протяжении года. Минимальных значений он достигает зимой. В это время почва замерзает и становится непроницаемой для осадков. К тому же снег тает только ближе к весне, лишая грунтовые воды основного источника наполнения.

В пределах частных домовладений обычно присутствуют два вида подземных вод.

1. Верховодка (автохтонные, "местные" подземные воды). Залегают на глубине от 0,5 до 3 м "пятнами" во впадинах или между пластами грунта. В засушливую погоду или холодной зимой верховодка практически исчезает. Но с возобновлением дождей и повышением влажности земли появляется вновь.

Иногда эти подземные воды образуются в местах протечек водопровода, канализации либо постоянного слива жидкости. Вода в верховодке – пресная, слабоминерализованная, обычно не пригодная для питья. Она часто бывает загрязнена токсичными металлами, вызывающими быстрое разрушение бетона.

2. Безнапорные грунтовые воды (аллохтонные, "внешние" воды). Залегают на глубине от 1 до 5 м и являются относительно постоянными. Именно безнапорные грунтовые воды доставляют строителям основную массу неудобств, поскольку все время пополняются за счет атмосферных осадков, близкорасположенных рек и озер, конденсата, а иногда и артезианских скважин.

Как определить уровень грунтовых вод?

Перед началом любых работ на участке, связанных с проникновением под землю, нужно определить уровень грунтовых вод (УГВ). Особенно важно учитывать данные геологической разведки при . Но знать, какие процессы происходят на глубине от 1 до 5 м, необходимо еще и при бурении скважин и колодцев, устройстве погребов и даже перед посадкой растений. Близкорасположенные к поверхности грунтовые воды влияют на химический состав почвы, уровень ее кислотности и влажности.

Определять уровень грунтовых вод нужно ранней весной, когда он достигает максимальных значений.

Самостоятельно определить глубину залегания можно несколькими способами.

• Просто заглянуть в близлежащие колодцы . Вода в них поступает только из подземных источников, поэтому определить глубину их залегания можно без труда. Расстояние определяется от уровня земли до зеркала воды.

• Раньше определяли уровень залегания подземной воды по растениям . Участок земли внешне выглядит сухим, но если он покрыт влаголюбивой растительностью , то и грунтовые воды расположены близко к поверхности. Если на земле обильно произрастает крапива , осока , болиголов , камыш или наперстянка , то водоносный горизонт расположен очень близко – в пределах 2-3 м от поверхности. А вот полынь и солодка указывают на то, что до воды более 3 м. Растения, выращенные на грунтовых водах, всегда сочные, яркие и зеленые.
• Еще наши предки следили за поведением насекомых и животных . Мошкара и комары вьются над участками с повышенной влажностью. Кошки выбирают места, под которыми находится пересечение водных жил. Собаки , напротив, обычно отдыхают в стороне от подобных зон. Избегают близкого соседства с грунтовыми водами муравьи , кроты и мыши .
• Можно наблюдать за естественными "подсказками". Природа постоянно "сообщает" о наличии в ландшафте грунтовых вод. Если вечером над землей стелется туман – грунтовые воды находятся пределах 1,5-2 м от поверхности. То же касается и случаев, когда в одних местах росы больше, чем в других.

Бурение скважины как самый надежный способ определения УГВ

Чем выше расположены грунтовые воды, тем тяжелее будет соорудить долговременные здания и сооружения. А учитывая, что фундамент часто занимает большую площадь, уровень грунтовых вод нужно замерить в нескольких местах. На участке в этом случае (а равно и в любом другом) лучше использовать методику бурения пробных скважин .

Для этого возьмите обыкновенный садовый бур и проделайте 3-4 скважины глубиной 2-2,5 м по периметру предполагаемого места строительства. Если в течение 2-3 дней на дне скважин не появляется вода, значит, она находится на достаточной глубине и можно смело проектировать прочное сооружение.

Как отличить верховодку от грунтовых вод?

Хорошо, если вам при бурении пробных скважин не попались ни грунтовые воды, ни верховодка. В этом случае можно смело начинать строительство. Хуже, если скважины наполнились водой.

Но перед тем как принять решение о строительстве, вам нужно понять, что это за жидкость – верховодка (т.е. временное скопление воды) или грунтовые воды (относительно постоянные, занимающие большую площадь, скопления воды).

Сделать это, не видя целостной картины рельефа, непросто. В жаркое время года верховодка "уходит" и создается ложное впечатление, что почва сухая и с низким уровнем влаги. Однако после пары дней с продолжительными ливнями на участке может появится вода. Если так произошло и у вас, знайте, на участке именно верховодка, а не грунтовые воды.

Также обращайте внимание на характер рельефа. Участки, расположенные в нижней части склонов (точке водосбора) либо на самом склоне, но имеющие препятствия для стока воды в виде элементов дороги, стенок и т.д., как нельзя лучше подходят для образования верховодки.

Определить наличие и "рисунок" верховодки помогут специалисты, производящие замеры несколько раз в течение года.

Высокий уровень воды – почему нельзя строить дом?

Повлиять на природные процессы, в том числе и на наличие грунтовых вод на участке, довольно сложно. В разных регионах приняты свои строительные нормы , которые регламентируют УГВ, при котором можно начинать или, напротив, следует прекратить возведение капитальных сооружений.

Для сооружения фундамента любого типа оптимальными считаются условия, при которых уровень грунтовых вод находится ниже глубины промерзания грунта. При этом последний должен содержать минимальное количество глинистых и пылеватых (непучнистых) частиц. Фундамент нужно закладывать ниже точки промерзания грунта.

• между водоупорным слоем и верхней границей грунта лежат мелкозернистые пески с примесью илистых частиц . В этом случае он превращается в плывун и при строительстве разжижается на мелкие части. Нужно устанавливать заглубленные фундаменты, замораживать стенки или дополнительно укреплять их;
• если средний слой занимает глинистый сланец , то фундамент будет неустойчивым, поскольку данный тип грунта быстро размягчается и распадается на мелкие частицы;
• если уровень залегания грунтовых вод находится на глубине до 2 м . В этом случае от возведения долговременного строения, для которого нужно вырыть котлован или траншею, лучше отказаться. Котлован будет заливать даже при регулярной откачке воды, а установить фундамент в таких условиях практически невозможно. Не поможет и гидроизоляция – она даст лишь кратковременный эффект.

По СНиП между нижней точкой фундамента и грунтовыми водами должно быть не менее 0,5 м.

Как понять, что грунтовые воды разрушают фундамент

Бетонное основание "подтачивает" не столько жидкость, сколько растворенные в ней соли, сульфаты и другие соединения. Они приводят к образованию так называемой "цементной бациллы", растворяющей и разрыхляющей бетон. Понять, что бетон подвержен влиянию грунтовых вод можно по следующим признакам:

• на поверхности бетона появился белый налет;
• материал отслаивается кусками, как после промерзания;
• заметна плесень и грибки;
• присутствует запах сырости;
• образуются бледно-желтые солевые пятна.

Если на фундаменте или в подвале наблюдается нечто подобное, можно смело утверждать, что грунтовые воды вступили во взаимодействие с основанием дома.

Строим дом без подвала

Самый простой и надежный способ ужиться с грунтовыми водами состоит в сооружении здания без подвального помещения – например, простой деревянный дом. А если подвал нужен только для хранения закаток и урожая, рядом с домом можно сделать хранилище "под холм".

Для пучинистых грунтов или почвы с большой глубиной промерзания подойдут столбчатый или свайный фундамент. Если планируется массивное здание, лучше соорудить мелкозаглубленный ленточный фундамент (МЗЛФ), или "плавающий фундамент".

На участках с высоким уровнем грунтовых вод можно подсыпать под будущее основание дома 0,5 м песка.

Что делать с грунтовыми водами на участке?

С уровнем грунтовых вод можно "повоевать". Наиболее популярными являются мерами понижения УГВ являются:

1. Поверхностный водоотлив (открытый способ водопонижения) – вода, просачивающаяся через дно или откосы котлована, поступает в канавы-водосборники и откачивается оттуда насосами. Вариант не подходит, если водой постоянно вымываются частицы грунта, из-за чего он проседает.

2. Безтрубный дренаж . Для его организации по периметру участка выкапывается траншея, в нее активно начинает стекать грунтовая вода, поскольку отсутствует сопротивление грунта. Воду можно выкачивать при помощи насоса, например, в расположенный на участке пруд . Для укрепления стенок канавы ее можно засыпать гравием или щебнем.

3. Трубный дренаж – в дополнение к предыдущему методу используются перфорированные и гофрированные трубы из синтетических материалов, которые укладываются на дно канавы и также засыпаются сыпучими материалами. Вода по трубам в идеале должна выводиться за пределы участка.

4. Использование иглофильтровых установок . Подобные системы выводят грунтовые воды на глубину до 4-5 м. Насос откачивает грунтовые воды, и они по трубе уходят на большую глубину.

5. Эжекторные иглофильтровые установки . Усложненная версия предыдущей системы. Вода проходит по комплексу труб, насосов и фильтров и также отводится на глубину до 20 м или в место водостока.

Не пытайтесь самостоятельно проектировать и строить систему водоотвода, доверьте это специалистам.

Грунтовые воды – опасное, но частое природное явление, от соседства с которым не застрахован ни один владелец участка. Проводить строительство при наличии грунтовых следует с особой осторожностью и только после тщательного изучения состава грунта и УГВ.

При строительстве очень важно учитывать множество факторов. Один из которых, определение уровня грунтовых вод. От полученного результата будет зависеть не только место расположения здания, но и его конфигурация. Близкое расположение источников к поверхности может стать причиной разрушения основания и т.д. В этой статье мы расскажем как определить уровень грунтовых вод на участке.

Что это

Грунтовые воды - это самый верхний слой жидкости, который залегает в земле. Источниками являются реки или озера, которые могут находиться поблизости. Еще одним наполнителем выступают осадки в виде дождя и снега. В различное время года уровень может колебаться. Например, в летний период при сильной засухе УГВ опускается до минимальной отметки, из-за чего пересыхают колодцы и ручьи . Их близкое расположение к поверхности может налагать такие ограничения при строительстве:

• невозможность организовать подвальное помещение или погреб ;
• невозможность возведения уличного туалета;
• сложности при выборе типа и размера фундамента ;
• ограничение на использование некоторых строительных материалов;
• сложность прокладки коммуникаций в земле;
• высокая степень пучинистости грунта.

По уровню распределения выделяют 3 основных вида водоносных слоев:

• Верховодка. Может доходить до уровня менее чем 2 м от поверхности. Чаще всего наблюдается на территориях, где в составе почвы преобладает глина и суглинок.
• Межпластовый. Состоит из верховодки и других вод, которые прошли очистку через естественный фильтр. Обычно не обладает напором.
• Артезианский. Очень похож на предыдущий, но способен самостоятельно подниматься на поверхность, что обусловлено наличием внутреннего давления.

Последний вид встречается довольно редко, но может стать источником чистой питьевой воды без необходимости ее подъема глубинными насосами.

Способ бурения

Один из современных и простых способов определения уровня залегания верховодки осуществляется с применением обычного ручного бура. Дело в том что если пласт находится глубже 2 метров, тогда переживать не о чем и можно спокойно осуществлять строительство. А садовый бурильный станок отлично пробивается на такое расстояние. Для работы понадобится:

• ложковый бур;
• металлический или другой ровный прут;
• рулетка.

При наличии всего необходимого сверлится небольшая скважина. Важно углубиться более чем на 2 метра. При выполнении работы потребуется своевременно вынимать грунт, чтобы он не обсыпался. После достижения необходимой глубины следует прикрыть отверстие и оставить в таком состоянии на сутки. Прут размечается при помощи рулетки. Шаг можно выбрать такой, какой будет удобен лично вам. Он опускается на дно, вынимается и производится визуальная оценка жидкости. Эти действия стоит повторять в течение нескольких дней. Если показатели не меняются, тогда значение можно считать постоянным.

Такие действия лучше производить в весенний период. Именно в это время года происходит таяние снега и выпадают дожди, что позволяет достичь грунтовым водам максимального значения. Для более точного результата изготавливается несколько отверстий и производится замер.

Растения

Растения служат хорошим природным индикатором глубины залегания верхнего слоя грунтовых вод. Для того чтобы использовать этот метод, важно, чтобы участок уже некоторое время находился под паром. Этот период даст возможность растительности занять свою нишу. Обратить внимание следует на:

• Камыш. Если он есть на территории, которая выделена под застройку, тогда, скорее всего, пласт находится на глубине от 1 до 3 м.
• Рогоз. Представляет собой высокую болотную траву. Часто применяется для плетения различной утвари. Этот вид говорит о том, что до жидкости примерно 1 м.
• Полынь - представитель сложноцветных. Если она бурно растет, то пределы нахождения водоносного слоя от 3 до 5 м. На таком участке свободно можно вести постройки.
• Солодка способна пускать корневую систему на глубину до 5 м. Обычно она свидетельствует о том, что верхний порог вод может достигать 1,5 метра.
• Ежевика, малина - верховодка способна достигать 60 см на конкретном участке.
• Крыжовник, смородина и облепиха являются индикаторами залегания верховодки на уровне 1 м от поверхности.
• Если на участке уже не один год растут яблони и груши, тогда можно быть спокойными: вода находится на уровне 2 и более метров. Дело в том, что в противном случае такие деревья не выдерживают более долгого нахождения при меньшем залегании пласта воды. При разрастании корневой системы идет большее потребление кислорода, которого оказывается мало, и растение просто чахнет.
• Для вишни и сливы потребуется наличие воды на уровне более 1,5 метра.

В случае когда участок был вычищен еще до покупки, тогда можно поспрашивать у старожилов в отношении растительности и их опыта в строительных работах.

Другие способы определения

Один из простых способов – обращение в службу землеустройства, где смогут предоставить конкретные данные или хотя бы топографические карты, по которым можно определить возвышенности и низины. Кстати, в этом отношении можно провести самостоятельные наблюдения. Осмотритесь вокруг и оцените, находится ли территория на холме или в низине. Чем ниже уровень, тем больше вероятность того, что грунтовые воды будут находиться близко.

В случае когда по близости есть колодец , то уровень примерно можно оценить по нему. Для этого достаточно заглянуть в середину, опустить мерный шнур до зеркала воды, затем измерить расстояние. Но значение будет примерным в том случае, если источник наполняется подземной рекой, которая может из-за течения немного поднимать это значение. Также это не будет говорить о насыщенности грунта конкретно на вашем участке.

Борьба с грунтовыми водами

Если так случилось, что ситуация в вашей местности резко изменилась и по каким-то причинам грунтовые воды стали подступать все ближе к поверхности, есть несколько способов, которые помогут частично облегчить ситуацию:

При подъеме грунтовых вод важно побеспокоиться о защите источников чистой питьевой воды. Для скважин применяется установка кессона. Проводятся земельные работы до нижнего уровня водоупорного слоя. Устанавливается конструкция, которая будет отсекать попадание нежелательной жидкости внутрь. Для колодцев применяется способ внешней и внутренней гидроизоляции. По периметру выкапывается траншея и кольца обрабатываются специальным составом.

Теперь вы знаете основные способы, используя которые можно примерно определить уровень грунтовых вод. Если они будут на глубине менее 2,5 метров, тогда строительство на таком участке вести нежелательно.

В большинстве домов обустроено централизованное водоснабжение. Но в силу отдаленности от населенного пункта или по другим причинам в некоторых загородных коттеджах, на дачах его нет. Хозяевам приходится бурить скважину или обустраивать колодец.

Для определения горизонта залегания источника приходится прибегать к помощи профессионала. Его услуги обойдутся недешево. Глубина залегания грунтовых вод может быть установлена самостоятельно. При этом получится существенно сэкономить средства семейного бюджета на обустройство системы водоснабжения. Для этого применяется несколько несложных подходов. Перед началом работы необходимо рассмотреть всю процедуру подробно.

Вид подземных вод

Глубина залегания уровня грунтовых вод разная. От этого показателя зависит тип источника. Его учитывают при проведении системы водоснабжения. Самый близкий к поверхности слой называется верховодкой. Он расположен на глубине 2-3 м. Такой источник применим только в технических целях.

Далее следуют со свободной поверхностью. Также есть межпластовые безнапорные и напорные артезианские источники. Самой чистой, пригодной для питья считается последняя разновидность. Химический состав и качество - самые высокие среди всех источников. Слой воды может проходить в песчаных, или в гравии.

Особенности грунтовых вод

Перед тем как определить глубину залегания грунтовых вод, необходимо узнать об их особенностях. В первую очередь на их расположение влияет тип местности. В степи, где поверхность ровная, пласты пролегают равномерно. В любой точке их глубина одинакова.

Но при наличии ухабов, горок вода также расположена изгибисто. Эксперты рекомендуют при создании скважины учитывать такие особенности рельефа. Если нужна вода в технических целях, можно использовать первый слой. Он ближе других подходит к поверхности.

В питьевых целях необходимо применять воду хотя бы из второго слоя. Если местность холмистая, бурить скважину лучше на возвышенности. В этом случае слой почвы лучше отфильтрует такую воду.

В болотистой местности грунтовые воды могут подходить к поверхности на глубине всего 1 м. Разрабатывая скважину, к этому нужно быть готовым.

Грунтовые воды Московской области

Перед владельцы собственного дома должны навести справки об особенностях слоев подземных источников. Например, глубина залегания грунтовых вод в Московской области характеризуется неоднородностью.

Здесь выделяется 5 основных слоев. Все они неодинаково расположены и обладают разной мощностью. Первые три слоя характеризуются низким напором. Их применяют в технических целях. Водоразгрузка происходит в небольших ручьях и реках. Эти грунтовые воды пополняются в весенний период, когда снега начинают таять.

В доломитовых и известняковых породах залегают два нижних слоя. Глубина их залегания составляет около 100 м. Именно эти источники пригодны в питьевых целях. В Московской области центральное водоснабжение проложено именно из этих источников.

Подготовка к замеру

Условия увлажнения и глубина залегания грунтовых вод довольно тесно связаны. Собираясь производить измерения, необходимо правильно выбирать время. При этом не должно быть ни засухи, ни затяжных дождей. Все погодные условия влияют на результат замеров.

Чтобы определить глубину нахождения грунтовых вод, необходимо воспользоваться одним из несложных способов. Для этого необходимо подготовить все подручные средства и материалы. Из инструментов потребуются обычная бур, рулетка. Также необходимо подготовить длинную веревку.

Помимо инструментов нужны определенные химические элементы. Это сера, и медный купорос. Для разных методик потребуются те или иные подручные средства.

Бурение

Определение глубины залегания грунтовых вод возможно при помощи нескольких способов. Самым надежным из них считается бурение. При этом удается точно определить, какая глубина у подземного источника, нет ли на пути к нему значительных препятствий в виде камней.

Для работы подойдет обычный заводской бур. При желании на его лопасти приваривают дополнительные лезвия. Инструмент врезается в мягкий грунт. Его достают вместе с землей на поверхность. Чтобы размягчить грунт, его поливают водой.

При помощи резьбового, втулочного соединения бур скрепляют с трубами, чтобы углубиться на нужный уровень. Далее при помощи веревки делают замеры. Скважина должна быть на 0,5-1 м глубже, чем К веревке крепят бумагу и проверяют, на каком уровне она намокнет.

Применение химикатов

Если бурить скважину не хочется, есть более простой способ того, как узнать глубину залегания грунтовых вод. Для этого лопатой в предполагаемом месте роют ямку. Она может быть около 0,5 м глубиной. В нее требуется установить глиняный горшок.

В сосуде в равных пропорциях смешивают негашеную известь, серу и медный купорос. Далее яму закапывают и оставляют на сутки. После этого горшок достают на поверхность и взвешивают. Чем тяжелее он стал, тем ближе грунтовые воды подходят к поверхности. Этот метод является недостаточно точным, но его применяют с самых давних времен. Только сейчас его усовершенствовали.

Барометр

Еще одним надежным способом определить то, какова глубина залегания грунтовых вод в данной местности, является применение барометра. Однако следует учесть, что для его применения требуется присутствие в округе водоема.

Если таковой имеется, можно приступать к замеру. Каждое деление барометра соответствует 1 м глубины. Сначала с прибором необходимо подойти к водоему. Здесь показания барометра записывают.

Этот метод также не очень точный. Погрешность искажает реальную картину. Но общий принцип понять можно.

Народный способ

Глубина залегания грунтовых вод может быть определена народными методами. В первую очередь необходимо обратить внимание на растительность. Где источник близко подходит к поверхности, она зеленее, ярче. В таких местах любят расти камыш, плющ, незабудка и прочие влаголюбивые представители флоры.

Народный подход предполагает следующее. Необходимо в мыльном растворе вымыть и хорошо высушить шерсть. На предполагаемом месте для опыта убирают растительность.

На земле раскладывают шерсть. На нее укладывают сырое яйцо и всё накрывают сковородкой. Утром оценивают результат опыта. Если яйцо и подстилка из шерсти покрылись каплями росы, значит, вода близко подходит к поверхности. Но проводить такую процедуру нужно в сухую погоду.

Рассмотрев то, как определяется глубина залегания грунтовых вод, можно самостоятельно произвести замеры. В зависимости от выбранного способа можно получить более точный или приблизительный результат. Всю работу можно произвести самостоятельно. При этом получится значительно сэкономить средства семейного бюджета.