Что такое водоносный слой география

Как образуется водоносный слой кратко

Все мы знаем, что, чтобы получить воду из глубин земли, необходимо пробурить скважину . Но не менее интересным для всех владельцев загородных домов является вопрос: откуда под землей появляется вода? Он носит, скорее, теоретический, чем практический характер, что не делает его менее интересным.

Формирование подземных вод происходит достаточно просто. Жидкость проникает внутрь земной поверхности после дождя , при таянии снега или льда , через дно рек , озер или других водоемов . При этом в процессе прохождения различных пород, расположенных в толще земли,она не течет, а фильтруется.

Вполне логично, что через разные грунты вода просачивается с разной скоростью. Например, за месяц жидкость преодолеет в слое песка 60 метров. Для фильтрации на аналогичное расстояние через глину потребуется ни много ни мало почти целый век, конкретнее – около 90 лет.

Чем ниже пропускная способность породы, тем больше воды скапливается над ней. Именно в таких местах и происходит формирование водоносного слоя, часто называемого горизонтом . Обычно образуется несколько подобных слоев.

Первый – грунтовые воды или верховодка. Глубина расположения варьируется от 2 до 10 метров. Слой наполняется после дождя или во время таяния снега. Значительную часть года вода в нем практически отсутствует. Небольшой путь, пройденный с поверхности земли, означает предельно слабую фильтрацию жидкости, поэтому в ней присутствуют самые различные примеси, мусор и другие малоприятные дополнения.

Первый водоупорный слой грунта редко бывает сплошным. Поэтому вода продолжает просачиваться ниже в местах разрыва – до следующей породы, плохо пропускающей жидкость. Глубина ее расположения находится в диапазоне от 30 до 300 метров, а иногда и глубже. Чем дольше продолжается фильтрация, тем вода становится чище, что вполне логично и достаточно очевидно. Именно поэтому качество воды в более глубокой артезианской скважине при прочих равных условиях всегда лучше, чем в песчаной.

Для добычи жидкости из водоносных слоев, находящихся на разной глубине, человек достаточно давно использует разные способы – колодцы , скважины и т.д. Кстати, у нас на канале есть интересная статья — Колодец или скважина — что лучше?

Подземные воды спрятаны под землёй — такой вывод напрашивается, исходя из названия. Эта группа вод находится в земной коре. Вместе с озёрами, реками, болотами, ледниками она образует внутренние воды. Подземные воды играют важную роль в жизни человека и всех живых организмов. Они вовлечены в мировой круговорот воды, питают реки и озёра, служат источником пресной воды.

Подземные воды

На земную поверхность выпадают осадки. В тёплый сезон года бывают дожди, зимой — снегопады. Весной снег тает. Часть влаги стекает в реки и озёра, часть просачивается в земную кору. В результате происходит пополнение подземных вод. Выделяют грунтовую и межпластовую воду.

Подземные воды находятся в постоянном движении. Они перемещаются по водонепроницаемым слоям, стекают в реки и озёра, выходят на поверхность в виде родников, ключей, источников.

Чтобы понять, как образуются грунтовые воды, надо знать, что это такое. Вода, которая содержится на первом водоупорном слое называется грунтовой. Водоупорным или водонепроницаемым называются слои, не пропускающие жидкость. Они образованы глиной, гранитом.

Выше водоупорного слоя всегда содержится водопроницаемый слой. Он может быть сложен песком, гравием, галькой, щебнем. Слой горных пород, который содержит воду, называют водоносным.

Межпластовая вода содержится между двумя водонепроницаемыми слоями. Как же она попадает в пространство, между пластами горных пород?

Слои пород залегают по-разному, не всегда в горизонтальном направлении. Иногда они располагаются наклонно или бывают изогнуты в виде чаши. Где-то водопроницаемый слой, расположенный между двумя водонепроницаемыми, выходит на поверхность земли. В месте выхода влага в него и попадает.

Грунтовые и межпластовые воды человек использует для питьевых целей. Следует отметить, что межпластовые воды более чистые, чем грунтовые.

Вода — это универсальный растворитель. Попадая на земную поверхность, она растворяет всё, что может перейти в это состояние. Вещества, чаще вредные, в растворённом виде содержатся в грунтовых водах.

В случае чашеобразного залегания водоупорных пластов вода содержится в земле под давлением. Если пробурить скважину до водоносного слоя, вода будет фонтанировать на поверхность. Такие источники называют артезианскими.

Виды подземных вод

Чаще всего подземные воды пресные. Но они не являются дистиллированными. В любой воде растворены минеральные соли. Есть они и в подземной воде, но в небольших количествах.

В районах, где горные породы содержали много растворимых солей, образуются минеральные подземные воды. Они обладают целебными свойствами.

На основе минеральных источников создают курорты. Всем известны Кавказские Минеральные Воды: Кисловодск, Пятигорск, Ессентуки.

В некоторых районах образуются термальные подземные воды. Они имеют высокую температуру. Чаще всего такие воды образуются в сейсмически активных районах. В России горячие источники есть на Камчатке.

То, как образуются подземные воды, кратко рассматривается на уроках географии в 6 классе.

Что мы узнали?

Подземные воды образуются в результате проникновения воды с поверхности земли. Грунтовые воды содержатся в первом водоносном на первом водоупорном слое. Межпластовые воды находятся между двумя водонепроницаемыми слоями.

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

Вода под землей

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

Формирование подземных горизонтов

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

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

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

Водоносные слои

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

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

Водоносные горизонты делят на:

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

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

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

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

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

Свойства воды в грунте

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

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

Уровень грунтовых вод

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

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

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

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

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

Химический состав

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

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

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

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

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

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

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

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

Фундаменты и вода

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

Определение глубины залегания

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

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

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

Бетон для агрессивных сред

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

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

Из школьной программы каждый знает о круговороте воды в природе. Так вот, в процессе этого самого круговорота часть воды задерживается под землей. После дождя вода проникает сквозь песчаные, галечные, гравелистые грунты. Вода проходит фильтрационный цикл и задерживается в определенных слоях почвы, натолкнувшись на водоупор.
Водоупором называют почвенный слой с плотной, структурой, за счет которой задерживается основной поток воды. Сам процесс проникновения воды в определенные слои почвы называется инфильтрацией или инфильтрационный путь образования подземных вод.
Например:

• Сквозь песчаный слой вода проходит за месяц 60 м.п.
• Через глину столько же достигается за 90 лет.

Грунтовые воды

Итак, просачиваясь сквозь песчаные почвы, вода достигает водоупора и начинает накапливаться. Образуется водоносный горизонт. Самый первый такой водоносный горизонт, образовавшийся над ближайшим к поверхности водоупором, называется грунтовыми водами . Уровень грунтовых вод сильно зависим от осадков. Чем больше осадков, тем выше уровень грунтовых вод. Без дождей этот водоносный слой становится скуднее, иногда исчезает.

Подземные реки

В местах максимального уровня заглубления водонепроницаемого слоя скапливаются большие объемы воды, которые со временем преобразуются в настоящие подземные реки . Из-за того, что водоупорный пласт не везде сплошной и имеет прорехи, вода из подводной реки проникает в низшие слои. Самый низкий уровень залегания подземных вод от 30 до 300 метров и ниже.

Важно отметить, чем ниже уровень залегания подземных водоносных слоев, тем чище в них вода. Это объясняется более долгим путем фильтрации. Самые загрязненные — грунтовые воды. Самая чистая вода добывается из глубоких водоносных скважин.

Не стоит забывать о круговороте воды в природе. Из нижних слоев вода выбивается на поверхность в виде родников и гейзеров. Водичка в этих источниках обычно чистая, с высоким уровнем минерализации.

Водоносные горизонты и подземные воды: как найти водоносный слой самостоятельно при бурении скважины

Наша Земля — планета воды: более 70% её поверхности покрыто Мировым океаном. Подземные воды — часть водных ресурсов планеты. Они составляют примерно 1,5% от всех мировых водных запасов и две трети от объёма всей воды суши. Объём воды, находящейся под землёй, в 50 тысяч раз превосходит количество воды, наполняющее все реки на Земле.

Вода — это жизнь

Водные ресурсы Земли представляют собой единый комплекс, находящийся в постоянном динамическом равновесии, называющимся круговоротом воды в природе. Их объём составляет 1 351 421 тысяч кубических километров, из которых:

• мировой океан — 1 350 000 тыс км³;
• испарение с поверхности океанов, рек, озёр, земли — 452 тыс км³;
• осадки — 385 тыс км³;
• снег и лёд — 250 тыс км³;
• облака — 111 тыс км³;
• подземные воды — 84 тыс км³;
• транспирация (испарение воды растениями) — 71 тыс км³;
• перенос влаги от океанов вглубь суши — 40 тыс км³;
• поверхностные стоки — 38 тыс км³;
• влага в атмосфере — 13 тыс км³;
• поверхностные источники воды (реки, озёра, болота и пр.) — 2 тыс км³;
• подземные стоки — 2 тыс км³.

Подземными называют воды, находящиеся ниже уровня поверхности земли, в горных породах верхних областей земной коры в жидком, газообразном или твёрдом состоянии. Жидкую часть подземных вод, находящуюся в свободном состоянии, способную перемещаться под действием сил гравитации, гидрогеологи именуют фреатическими, то есть «наполняющими колодцы».

Фреатические воды, в зависимости от степени водопроницаемости, влагоёмкости и способности к водоотдаче горных пород, в которых они накапливаются, образуют водоносные горизонты, совокупность которых формирует водоносные комплексы.

Водоносный горизонт

Водоносным горизонтом (в иностранных источниках — аквифером) называют пласты осадочных горных пород, близкие по своему составу и происхождению, и имеющие определённую степень водопроницаемости. Существует четыре основных типа горных пород, составляющих аквиферы:

• аллювиальные отложения — несцементированные отложения постоянных водных потоков (рек, ручьёв), состоящие из песка, гравия, гальки;
• уплотнённые осадочные породы;
• неуплотнённые ледниковые отложения;
• трещеноватые метаморфические горные породы.

В рыхлых, несцементированных породах вода накапливается в порах, в уплотнённых — в трещинах и кавернах, в водорастворимых типа гипса, известняка или доломита — в карстах.
Водоносные горизонты подстилаются водонепроницаемыми или слабо водопроницаемыми пластами — массивами гранита, глины. Водонепроницаемые пласты называются водоупорами. Надо понимать, что полностью водонепроницаемых грунтов нет: вода дырочку найдёт. Говоря о том, что пласт водонепроницаем, имеют в виду его крайне слабую водопроницаемость.

В большинстве случаев водоносные горизонты скрыты под поверхностью почвы: для добычи воды аквиферы вскрывают с помощью колодцев или скважин. Но бывает, что они вскрываются естественным путём, обнажаясь на склонах холмов или оврагов. Такое место выхода подземной воды на поверхность называют ключом или родником.

Откуда берётся вода в водоносном горизонте

Происхождение подземных вод различно в зависимости от глубины их залегания. В нижних слоях земной коры находятся метаморфогенные, магматогенные и седиментогенные подземные воды. Они появились миллионы лет назад, во время формирования земной коры: при извержении вулканов (магматогенные), метаморфизма осадочных горных пород (метаморфогенные) или в результате выдавливания воды последующими наслоениями из иловых осадков древних морей (седиментогенные). Такие подземные источники воды представляют величайший интерес для геологов, гидрогеологов и палеонтологов, но совершенно бесполезны для дачников и владельцев загородных домов, мечтающих о водопроводе на собственном участке.

С точки зрения строительства колодцев и бурения скважин интересны верхние водоносные горизонты. Именно они и участвуют в круговороте воды в природе. Верхние водоносные горизонты пополняются в основном за счёт инфильтрации (просачивания) атмосферных осадков: дождей и талых вод. В их питании участвуют и воды, фильтрующиеся из наземных источников — рек, озёр, болот.

Верхние водоносные горизонты пополняются за счёт инфильтрации атмосферных осадков, вод рек, озёр, болот.

Другой источник пополнения — конденсация влаги из воздуха в трещинах и порах горных пород. Такой способ наиболее характерен для пустынных областей с резкими температурными колебаниями между днём и ночью. По водоупорным пластам подземные воды стекают в поверхностные водные источники (озёра, реки) или в моря и океаны. То есть то ведро воды, которое вы достали из колодца или подняли с помощью насоса из скважины, — малая часть 84 000 км³ подземных вод Земли.

Расположение водоносных слоев

Почва, не является монолитной структурой, в зависимости от состава, имеет различные характеристики, но имеет схожее расположение водоносных слоев.

Водоносные слои или горизонты образовываются в результате атмосферных осадков, грунт через который они проходят — природный фильтр. Слои залегают на разной глубине чередуясь в водоупорными пластами земли, глины и горных пород, имеет различную глубину, в зависимости от региона, бывают как строго горизонтальные, так и бесформенное положение.

Самое интересное, форма водоносного слоя может различаться даже он отдельном СНТ или деревне, бывают случаи когда строители колодцев не могут докопаться до воды на 15 метрах, хотя у соседа два-три кольца уже на 5 метрах.

При поиске голубого вещества и ориентации источника по участке желательно иметь хотя бы поверхностных знания о водоносных слоях и их залегании.

Какими бывают водоносные слои

Грунт на срезе очень неоднороден по своему составу. Его пласты располагаются горизонтальными слоями разной толщины. Одни из них хорошо пропускают через себя воду, а у других эта способность отсутствует либо очень мала, поэтому они являются водоупорами. Очень хорошо видны водоносные слои при бурении скважин на воду, и если бурить глубоко, можно оценить состав всех пластов.

По глубине залегания

По мере удаления от поверхности земли подземные воды делятся на несколько видов.

• Верховодка – на глубине от 3-5 м.

Это очень неустойчивый слой воды, объем которой напрямую зависит от времени года, количества осадков. При длительной засухе или активном водозаборе он может иссякать и восстанавливается только за счет атмосферных осадков. Они просачиваются через грунт, по пути вбирая в себя встречающиеся на пути загрязнения. Если поблизости есть промышленные предприятия, крупные автодороги, выгребные ямы, скотные дворы, кладбища, то использовать верховодку для питьевых целей категорически нельзя. Опасность усугубляется ещё и тем, что такая вода насыщена кислородом, поэтому в ней активно размножаются микроорганизмы.

• Грунтовые воды – на глубине от 6-8 до 40 м.

Этот слой лежит на водоупоре в виде глины, а вода в него попадает и с поверхности земли, и из природных водоемов, просачиваясь сквозь грунт.

Иногда бывает сложно определить водоносный слой при бурении скважины и не принять верховодку за грунтовые воды. Для этого нужно правильно установить глубину, на которой появилась вода, и оценить её качество. Чем дальше от поверхности, тем чище оказывается вода, так как она лучше фильтруется, проходя через песчаные горизонты, и содержит меньше кислорода.

• Артезианские воды – на глубине от 70 м.

По характеристикам

Собираясь копать колодец или бурить скважину, необходимо найти водоносный пласт и определить его характеристики:

• глубину залегания – чтобы прикинуть объем работ и количество материалов для обустройства источника;
• производительность в виде объема воды, который можно получить за единицу времени – чтобы понимать, хватит ли её на ваши нужды;
• амплитуду колебания воды в зависимости от сезона (для грунтовых вод).

Не имея таких данных, можно зря потратить время и деньги, но не получить ожидаемого результата.

Виды водоносных горизонтов

Когда требуется найти воду, специалисты изучают разные варианты подземных водяных источников. Во-первых, они делятся на две крупные категории:

• безнапорные – локализуются максимально близко к земной поверхности (первый водоносный горизонт), отличаясь нестабильностью показателя производительности;
• напорные – располагаются значительно глубже, не имеют зависимости от температуры воздуха либо от объемов атмосферных осадков.

Также водоносные горизонты имеют классификацию по отдалению их от почвы (заглублением).

Грунтовые воды

Непостоянные водоносные слои, располагающиеся на первом от поверхности непроницаемом слое породы (в основном — глиняном). Перемещение воды в грунте осуществляется в зависимости от рельефных уклонов.

В данном случае бурение скважины осуществляется с уточнением уровня грунтовых вод, для чего оптимальным временем является зима или конец лета (при стабильной сухой погоде).

Первый водоносный пласт отличается нестабильным дебитом и глубиной, величина которой зависит от геологического строения конкретной местности. Основными источниками пополнения являются фильтруемые атмосферные осадки.

Песчаный водоносный горизонт

Скважина на песчаный водонос — наиболее популярный тип среди дачников. Глубина подобных источников обычно колеблется в диапазоне 10-25 метров.

Основной особенностью выступает нахождение пласта с водой, насыщающей песок или галечник, между парой массивных глиняных водонепроницаемых слоев.

Стоимость бурения скважины, доходящая до данного уровня, характеризуется экономичностью, кроме того, на процедуру бурения и монтажа устройства не нужно тратить много сил и времени. Качество воды и химический состав зависим от внешних факторов. В засушливый сезон горизонт может истощитться. Поэтому песчаник чаще используется в качестве источника «технической воды» на даче (душ, полив огорода).

Артезианский горизонт

Артезианский слой – напорный известняковый пласт с максимальной чистотой и глубиной. Этот горизонт отличается стабильностью уровня подачи воды, а также исключительно качественным составом природного продукта.

Наиболее чистая и вкусная вода, оптимально подходящая для питья и приготовления пищи, добывается именно из артезианской скважины, однако стоимость создания такого вида сооружений самая высокая. В зависимости от района Ленинградской области химический состав и дебит могут отличаться. Необходимо сдать воду на химический анализ и установить систему водоподготовки!

Сравнение водоносных горизонтов

Глубина	Водоносный горизонт	Расположение	Рекомендуемый источник
От 1-10 метров	Поверхностные воды, верховодка	Верхний водоносный слой	Колодец
От 5 до 20 метров	Второй водоносный слой	Грунтовые, почвенные воды	Колодец, абиссинский колодец, скважина на песок
От 5 до 20 метров	Третий водоносный слой	Вода на песке	Колодец, абиссинский колодец, скважина на песок
от 12 до 300 метров	Артезианский горизонт	Артезианские воды	Артезианская скважина

Качество воды и глубина залегания

Большая глубина источника не всегда показатель, что вода будет чистой и обогащенный макроэлементами. В большинстве случаев это так, но в отдельных районах с плохой экологической обстановкой, проводят анализ, если вода не соответствует нормами СанПиН, устанавливают дополнительные компоненты фильтрации.

Разгерметизация труб в верхней части скважины дает возможность попаданию бактериям, глине и грузи попасть в шахту источника. Благодаря такому казусу воду даже из артезианской скважины станет непригодной для питья.

Как найти водоносный горизонт

Самым достоверным способом поиска воды является изучение слоев земли по порядку в разрезе при бурении. Он же позволяет точно определить глубину залегания водоносного пласта, его мощность и производительность.

Сбор информации

Есть более простые и менее затратные методы, чем разведочное бурение.

Если поблизости уже есть жилые дома с автономным водоснабжением, достаточно поговорить с их владельцами и получить информацию о глубине их скважины, её дебите, качестве воды и сезонных колебаниях её уровня.

• Обращение в организации, занимающиеся бурением скважин в вашей местности.

У них наверняка есть данные о составе грунтов, водоносных слоях и прочие нужные сведения.

Её можно получить по заявке в Росгеолфонде, местном институте гидрологии, территориальном фонде геологической информации. Или найти на портале Геологическая Библиотека GeoKniga.

Изучение косвенных признаков

У наших предков не было возможности бурить землю на десятки метров или изучать карты с разрезами земной коры. Они полагались на собственную наблюдательность и природные факторы. Эти знания актуальны и сегодня.

Самые явные признаки близости грунтовых вод – это туман, висящий над землей в утренние или вечерние часы, и места произрастания влаголюбивых растений. Чем плотнее туман, тем ближе находится вода. Что же касается растений, то самыми лучшими индикаторами являются заросли брусники, крапивы, ежевики, багульника, мать-и-мачехи, дикого щавеля. Из деревьев больше всего любят воду береза, ольха, ива, верба.

Можно понаблюдать и за животными. Например, собаки в жару копают себе ямки в самых влажных и прохладных местах, куры же несутся в самых сухих, удаленных от воды. Вы никогда не встретите муравейник там, где глубина водоносного слоя небольшая, зато над этим местом по вечерам будут роиться мошки.

Самым точным способом нахождения водяной жилы многие до сих пор считают лозоходство – поиск воды с помощью рогатины из ивовой лозы или металлической рамки. Но немалое количество людей относится к нему скептически, считая чуть ли не магическим ритуалом или надувательством.

Использование приборов

С помощью таких несложных приборов, как барометр и компас, можно решить задачу, как определить водоносный слой по глубине его залегания.

Барометр-анероид поможет, если поблизости есть водоем.

• Сначала измеряют давление у самой воды.
• Затем перемещаются с барометром в точку, где планируется бурить скважину или копать колодец, и снова снимают показания.
• Определяют разницу между показаниями и умножают её на коэффициент 10.
• Полученное значение – это глубина водоносного пласта от поверхности земли.

Например, если стрелка барометра стала показывать на 0,8 мм/рт.столба меньше, чем у водоема, то вода находится на глубине 8 метров, с возможной погрешностью в 1 метр.

Разведочное бурение

На самом деле вода есть везде, вопрос только в том, как глубоко находится водоносный горизонт. Если вы не замахиваетесь на артезианскую скважину, то выбрать лучшее место для колодца или скважины на песок можно с помощью обычного садового бура, который наращивается по длине. Показателем близости воды является влажный крупнозернистый песок.

Простые методы обнаружения

Сегодня найти воду на территории земельного участка можно разными способами, включая наиболее технологические. Однако вне зависимости от наличия современных инструментов и приборов, применение старых методик по-прежнему отличается эффективностью.

Метод глиняного горшка

Древний метод, как отыскать источник воды на дачном участке. На месте, где предполагается выкопать колодец или скважину, на некотором заглублении в земле устанавливался вверх дном хорошо высушенный горшок из глины.

Если через некоторое время в нем скапливалась конденсат, то это служило свидетельством того, что в глубине залегает водоносный слой.

Сходной современной методикой предусматривается применение гранул силикатгеля – специфический материал, характеризующийся прекрасными впитывающими свойствами.

Его высушивают и закапывают на глубине в полтора-два метра внутри закрытого полотном резервуара. Оставляют на 24-30 часов, после чего выкапывают и замеряют вес материала на точных весах.

Чем больше его показатель, тем больше вероятность нахождения под земной поверхностью воды. А значит в этой точке доступно устройство скважины.

Растения

Еще одним старым методом является внимательное отношение к разным объектам флоры. Кроме того, они позволяют даже определить глубину, на которой залегают водные ресурсы. Необходимо обращать внимание на крупные крупы растительности.
К самым «осведомленным» о том, что на глубине присутствуют водные ресурсы, относятся:

• рогоза – определяет наличие воды на глубине примерно в 40-60 см;
• песчаный камыш – водонос залегает в 1-3 метрах под поверхностью земли;
• черный тополь – водоносный пласт расположился не глубже трех метров;
• кустарник Сарсазан – свидетельство наличия горизонта, заглубленного на 5 метров;
• полынь – определяет первый водоносный участок подземных вод на уровне 6-7 метров под землей (песчаная полынь указывает на больший показатель глубины – до десяти метров).

Среди перечня общих примет, по которым можно определить место, в котором находятся водные ресурсы, выделяются особенности корневой системы.

Чем меньше длина корневой системы травянистой растительности, тем выше находятся водоносные слои, и, наоборот, на местности с древесными рощами, кустами и кустарниками с длинными кореньями вода уходит вглубь земной поверхности.

Карта глубин

Специалисты, для которых бурение скважины любого типа является профильной работой, используют готовые наработки, собиравшиеся годами. Многие местные активны населенных пунктов имеют подробные схемы и карты глубин, в которых имеется информация о присутствующих в почве грунтовых водах, а также глубинах их залегания.

Срочно помогите пожалуйста! география 6 класс!​

водоносный слой-это каменистая порода, часто песчаник или известняк, которые способны как накапливать, так и пропускать воду благодаря своей проницаемости и пористости. Значительная часть населения Земли зависит от поступления воды из этих слоев. Их можно эксплуатировать, пробурив скважину.

Что такое ледник

Ледник — это масса льда преимущественно атмосферного происхождения, испытывающая вязкопластическое течение под действием силы тяжести и принявшая форму потока, системы потоков, купола (щита) или плавучей плиты.

Какие существуют виды ледников

По внешнему облику и характеру движения ледники делятся на два основных типа – материковые (покровные) и горные.

Что такое снеговая линия

снеговая линия- это уровень земной поверхности, выше которого накопление твёрдых атмосферных осадков преобладает над их таянием и испарением.

Чем отличаются грунтовые воды от межпластовых

Грунтовые воды — подземные воды первого от поверхности постоянно существующего водоносного горизонта, залегающего на первом выдержанном по площади водоупорном пласте. Имеют свободную поверхность — зеркало грунтовых вод. Тяготеют к рыхлым четвертичным отложениям, участвуют в питании поверхностных вод, легко доступны для использования, наиболее подвержены загрязнению. Имеют изменчивый режим, связанный с режимом питания и разгрузки.

Межпластовые воды — расположены глубже — бывают напорные артезианские и глубинные.

Какие природные условия способствует образованию подземных вод

Один из основных способов образования подземной воды – просачивание атмосферных осадков и поверхностных вод (озёр, рек, морей и т.д.).

От чего зависит высота положения Снеговой линии

Для каждых гор линия имеет свой показатель, который зависит от географического положения, то есть, чем выше широта, тем ниже проходит граница. Кроме того, поскольку Земля имеет угол наклона, для каждого полушария это значение неодинаково:

от 0 до 10 — для северной широты — 4700 м, а для южной — 4800 м;

10-20 — 5500 м, 5750 м;

20-30 — 5300 м, 5450 м;

30-40 — 4950 м, 3250 м;

40-50 — 3200 м, 1750 м;

50-60 — 2550 м, 900 м;

60-70 — 1200 м, 0 м;

70-80 — 800 м, 0 м;

80-90 — 600 м, 0 м.

Как видно, для Южного полушария в трех последних строках прослеживается закономерность, а все потому, что здесь находится огромный «холодильник» — скованная льдами Антарктида. Что касается остальных широт, то в их пределах высота относительна, поскольку может меняться в виду влияния ряда факторов. Например, климат и характер рельефа, а также количество осадков и степень близости океана. Кроме того сказывается положение склона по отношению к солнцу. Так, на северной стороне граница будет пролегать ниже, чем на Южной.

Что интересно, по мере подъема будет наблюдаться уменьшение количества осадков, и если бы на нашей планете были бы горы выше снеговых облаков, то их верхушки были бы абсолютно голыми.

Какие условия необходимы для образования ледника

Для образования ледников необходимо несколько важных условий. Первое — большое количество осадков, в частности снега, выпадающего на определенной территории. Второе — достаточно низкие температуры, чтобы выпадающий снег не успел полностью растаять. Постепенно снег будет уплотняться, и образовывать глетчерный лед, из которого и состоят ледники.

Колодцы и скважины: какие бывают водоносные слои

Люди — не рыбы, но вода — необходимое условие для жизни человека, как, впрочем, и любого другого живого существа. А лёгкий к ней доступ, достаточное количество и надлежащее качество — основные условия комфорта и хорошего уровня жизни.

В среднем за 75 лет жизни современный гражданин развитых стран так или иначе, в качестве питьевой или на хозяйственно-гигиенические цели (стирка, мытьё, туалет и прочее), потребляет от 3,8 до 19 млн литров воды. То есть от 138 до 694 литров в сутки. Жители не слишком цивилизованных районов на собственные нужды расходуют в разы меньше — за 75 лет всего 380 тысяч литров воды, то есть около 13 литров (одно ведро) в день.

Колодец

Большая часть территории нашей страны не страдает от недостатка воды, но в мире существует немало мест, где живительная влага в принципе — редкость, а дефицит воды, пригодной для питья, существует не только в фантастических фильмах о судном дне. По данным последнего доклада ООН, к 2030 году более половины (67%) населения нашей планеты будут испытывать нехватку питьевой воды.

Как говорится в песенке из знаменитого советского фильма: «Ни побриться, ни попить, ни помыться, ни поплыть, человеку без воды — и ни туды и ни сюды!»

Вода — наша абсолютная необходимость

В загородном доме вопрос водоснабжения владельцу часто приходится решать собственными силами, потому что магистральный водопровод есть далеко не везде, да и качество водопроводной воды может не устраивать: например, напор слабый, а вода ржавая. И если горожанин вынужден мириться с тем, что ему поставляют коммунальные службы, используя локальные методы борьбы — устанавливая напорные насосы, расширительные баки и фильтры очистки, то землевладелец может попробовать решить проблему водоснабжения в свою пользу. Один из способов получения воды для бытовых нужд человека — это использование подземных вод.
Колодцы и скважины для добычи подземной воды используются людьми с давних пор. Не утратили они своего значения и по сей день: наличие воды на участке значительно повышает стоимость недвижимости. А возможность иметь свою воду решает вопросы не только комфорта, приближенного к привычным городским условиям, но и позволяет землевладельцу стать автономным, независимым от капризов коммунальных служб.

Вода на участке: откуда она берётся

• мировой океан — 1 350 000 тыс км³;
• испарение с поверхности океанов, рек, озёр, земли — 452 тыс км³;
• осадки — 385 тыс км³;
• снег и лёд — 250 тыс км³;
• облака — 111 тыс км³;
• подземные воды — 84 тыс км³;
• транспирация (испарение воды растениями) — 71 тыс км³;
• перенос влаги от океанов вглубь суши — 40 тыс км³;
• поверхностные стоки — 38 тыс км³;
• влага в атмосфере — 13 тыс км³;
• поверхностные источники воды (реки, озёра, болота и пр.) — 2 тыс км³;
• подземные стоки — 2 тыс км³.

Схема круговорота воды в природе

Подземными называют воды, находящиеся ниже уровня поверхности земли, в горных породах верхних областей земной коры в жидком, газообразном или твёрдом состоянии. Жидкую часть подземных вод, находящуюся в свободном состоянии, способную перемещаться под действием сил гравитации, гидрогеологи именуют фреатическими, то есть «наполняющими колодцы».
Фреатические воды, в зависимости от степени водопроницаемости, влагоёмкости и способности к водоотдаче горных пород, в которых они накапливаются, образуют водоносные горизонты, совокупность которых формирует водоносные комплексы.

Водоносный горизонт

• аллювиальные отложения — несцементированные отложения постоянных водных потоков (рек, ручьёв), состоящие из песка, гравия, гальки;
• уплотнённые осадочные породы;
• неуплотнённые ледниковые отложения;
• трещеноватые метаморфические горные породы.

Водоносные горизонты подстилаются водонепроницаемыми или слабо водопроницаемыми пластами — массивами гранита, глины. Водонепроницаемые пласты называются водоупорами. Надо понимать, что полностью водонепроницаемых грунтов нет: вода дырочку найдёт. Говоря о том, что пласт водонепроницаем, имеют в виду его крайне слабую водопроницаемость.

Родник Соколовский ключ в Валдайском районе

В большинстве случаев водоносные горизонты скрыты под поверхностью почвы: для добычи воды аквиферы вскрывают с помощью колодцев или скважин. Но бывает, что они вскрываются естественным путём, обнажаясь на склонах холмов или оврагов. Такое место выхода подземной воды на поверхность называют ключом или родником.

Откуда берётся вода в водоносном горизонте

Происхождение подземных вод различно в зависимости от глубины их залегания. В нижних слоях земной коры находятся метаморфогенные, магматогенные и седиментогенные подземные воды. Они появились миллионы лет назад, во время формирования земной коры: при извержении вулканов (магматогенные), метаморфизма осадочных горных пород (метаморфогенные) или в результате выдавливания воды последующими наслоениями из иловых осадков древних морей (седиментогенные). Такие подземные источники воды представляют величайший интерес для геологов, гидрогеологов и палеонтологов, но совершенно бесполезны для дачников и владельцев загородных домов, мечтающих о водопроводе на собственном участке.

С точки зрения строительства колодцев и бурения скважин интересны верхние водоносные горизонты. Именно они и участвуют в круговороте воды в природе. Верхние водоносные горизонты пополняются в основном за счёт инфильтрации (просачивания) атмосферных осадков: дождей и талых вод. В их питании участвуют и воды, фильтрующиеся из наземных источников — рек, озёр, болот.

Верхние водоносные горизонты пополняются за счёт инфильтрации атмосферных осадков, вод рек, озёр, болот.

Другой источник пополнения — конденсация влаги из воздуха в трещинах и порах горных пород. Такой способ наиболее характерен для пустынных областей с резкими температурными колебаниями между днём и ночью. По водоупорным пластам подземные воды стекают в поверхностные водные источники (озёра, реки) или в моря и океаны. То есть то ведро воды, которое вы достали из колодца или подняли с помощью насоса из скважины, — малая часть 84 000 км³ подземных вод Земли.

Почвенные, грунтовые, межпластовые и артезианские подземные воды

Человек, планирующий копать колодец или бурить скважину, сталкивается с тем, что разновидностей подземных вод много. Они находятся на разной глубине под землёй, обладают различными свойствами. Кто-то категорически утверждает, что бурить нужно только «на известняк», другие считают, что «на песок» тоже подойдёт. Верховодкой во многих случаях презрительно именуют неглубокие грунтовые воды, и применять их для питья категорически не рекомендуют. Как разобраться, какие бывают водоносные слои, на сколько колец стоит копать колодец и на какую глубину бурить скважину?

Итак, рассмотрим классификацию подземных вод. Стоит иметь в виду, что она, как и любая классификация, условна: чёткой границы между водоносными слоями нет. А толщина или влагоёмкость того или иного слоя зависит от геологии участка.

Почвенные воды

Почвенные воды составляют самый верхний уровень подземных вод: они располагаются в корнеобитаемой зоне почвы — в плодородном пласте, где размещаются корни травянистых растений и поверхностная корневая система деревьев. Запасы почвенной влаги пополняются дождевыми и талыми водами и активно испаряются в атмосферу, то есть её объём очень сильно зависит от процессов испарения и транспирации.

Схема водоносных слоёв

Нижняя часть зоны почвенных вод называется подвешенной (вадозной). Зона подвешенной воды насыщается и вода начинает под действием сил тяготения просачиваться в нижние слои грунта. Эта вода называется гравитационной. Если осадков было много, например, в дождливый осенний сезон или по весне при активном таянии снега, движение гравитационных вод усиливается. Почвенные воды имеют большое значение в жизни растений, но для нужд водоснабжения человека не используются.

Грунтовые воды

Водопроницаемые породы, находящиеся под плодородным слоем почвы, образуют первый постоянно существующий водоносный горизонт. Как правило, первый водоносный горизонт составляют несцементированные отложения. Вода в этом слое заполняет поры между частицами породы: это и есть тот уровень, который на профессиональном сленге бурильщиков называется «на песок».

Его насыщаемость влагой довольно сильно зависит от количества атмосферных осадков и температурных колебаний — в малодождливые годы уровень грунтовых вод может сильно понижаться. Кроме того, грунтовые воды могут загрязняться. Именно поэтому в санитарных требованиях по устройству туалетов с выгребными ямами запрещено делать негерметичные ёмкости для нечистот: в яме без дна загрязнения попадают непосредственно в первый водоносный горизонт.

Выгребная яма должна быть герметичной

Грунтовые воды, благодаря своему относительно неглубокому залеганию, легко доступны и широко используются для нужд водоснабжения частных домов, посёлков и небольших предприятий. Хотя, как уже говорилось выше, на интернет-ресурсах, где обсуждаются вопросы добычи воды, часто грунтовые воды называют верховодкой, не предназначенной для использования в качестве питьевой воды.

Добыча грунтовых вод производится с помощью колодцев и небольших скважин. Эти воды безнапорные: уровень в колодце устанавливается на уровне зеркала грунтовых вод.

Межпластовые воды

Ниже грунтовых вод, отделённые от них пластами водонепроницаемых или слабо проницаемых горных пород, составляющих водоупорный слой, располагается следующий слой водопроницаемых пород, образующий второй водоносный горизонт. Он слагается из более плотных пород, в которых вода заливается в трещины, образуя заполненные полости. Питание второго водяного горизонта осуществляется просачиванием (инфильтрацией) грунтовых вод через пласты со слабой проникающей способностью. Также это происходит в местах, где водовмещающие слои межпластовых вод выходят ближе к поверхности, в разрывах водоупорного слоя верхнего водяного горизонта.

Их уровень гораздо меньше подвержен колебаниям от воздействия атмосферных осадков или температур на поверхности земли. Глубокое залегание предохраняет межпластовые воды от загрязнений. Подземные воды, расположенные на большой глубине, под водоупорами, уже могут иметь гидростатическое давление. В этом случае они называются напорными. Межпластовые воды относятся к возобновимым полезным ископаемым, а значит, к государственной собственности (Закон РФ «О недрах»).

Выброс термальной воды и пара из скважины на Мутновской ГеоТЭС. Камчатка

Кроме хозяйственно-бытовых целей и технического водоснабжения (для промышленности, орошения земель, обводнения пастбищ), подземные воды используются в лечебных целях (минеральные воды), в энергетической отрасли (геотермальные воды) и в промышленности — для извлечения растворённых в них ценных веществ.

Артезианские воды

Артезианские воды — это разновидность межпластовых подземных вод. Их отличие в том, что они полностью заполняют водоносный горизонт и находятся в нём под давлением. Напорные воды обычно залегают в пределах геологических структур, имеющих вогнутое строение — в мульдах, флексурах, образуя артезианские бассейны.

Схема артезианского бассейна

При вскрытии такого водоносного горизонта уровень воды в скважине поднимается выше уровня зеркала грунтовых вод, иногда свободно изливаясь из скважины фонтаном. Артезианские воды, как правило, расположены на большой глубине — от 100 до 1000 метров. В некоторых интернет-источниках артезианскими называют все скважины, имеющие большую глубину, что не совсем правильно. Первоначально артезианскими называли именно фонтанирующие скважины, сейчас термин «артезианские» относят ко всем напорным водам.

Артезианская фонтанирующая скважина

Для водоснабжения обычно используют два верхних водоносных горизонта. Вода, находящаяся на больших глубинах, чаще всего имеет повышенную минерализацию, да и добыча её спряжена с большими финансовыми расходами.

Верховодка

И, наконец, о верховодке. Специалисты и интересующиеся вопросом добычи подземных вод не рекомендуют использовать верховодку в качестве источника питьевой воды. И правильно делают, потому что верховодка не является постоянным водоносным горизонтом. Она появляется сезонно, во время весеннего таяния снега или в период продолжительных осенних дождей.

Верховодка характерна для глинистых и суглинистых почв. Появление её связано с накоплением воды над слабопроницаемыми для воды грунтами: глинистые почвы набухают от обильной влаги и перестают пропускать воду атмосферных осадков в лежащие ниже слои грунта.

Яма, наполненная «верховодкой»

На поверхности земли образуются скопления воды в естественных углублениях, вода появляется и ниже — в метре — полутора от поверхности. В песчаных грунтах верховодка более редка и образуется локально, на временных водоупорах — прослойках глины в основном песчаном грунте.
Использовать верхние воды для нужд водоснабжения загородного дома не стоит: они имеют ярко выраженный сезонный характер, количество их недостаточно. А самое главное — такие воды загрязнены. В силу своего неглубокого местоположения они ещё не успели очиститься, проходя через естественный фильтр — толщу земли. Верховодку можно использовать для полива, искусственно углубив природные понижения, где она скапливается по весне, как, например, на фото выше.

Верховодку можно спутать с высоко стоящим уровнем грунтовых вод. Первый водоносный горизонт может начинаться довольно неглубоко от поверхности земли: в северных регионах — от 50 см (в районе тундр). С перемещением на юг глубина расположения водоносного пласта увеличивается: от 3-5 метров в средней полосе до 15-20 в южных районах. В сельской местности, вдалеке от автострад и промзон, очень часто питьевые колодцы имеют небольшую глубину. Так, к примеру, в нашей деревне общественный колодец всего на три кольца.

Общественная водоразборная колонка

Вот и всё о том, какие бывают водоносные горизонты. А информацию, что лучше для дачного участка — колодец или скважина, на какую глубину следует копать или бурить, как определить уровень грунтовых вод, а так же о правовом аспекте добычи подземной воды читайте в других материалах.

Похожие публикации:

1. Как хранить медицинские документы дома
2. Для чего нужен конденсатор в болгарке
3. Как самому сделать блоки для строительства
4. Как выровнять потолок из бетонных плит