От чего зависит уровень грунтовых вод

Что такое грунтовые воды

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

Основные источники пополнения:

Атмосферные осадки; Инфильтрация из поверхностных водоемов. Незначительно грунтовые воды подпитываются за счет конденсации водяных паров, еще реже водой, которая поднимается из артезианских колодцев. Их объем напрямую зависит от количества дождей и снега. В засушливые сезоны они резко постепенно мелеют. Общий объем стока за долгосрочный период практически равняется объему инфильтрации. Колебание сезонного и многолетнего уровня грунтовых вод имеет амплитуду до 20 метров. Основные массы грунтовых вод скапливаются в глинистых породах горных долин и низинных местностях. Они постоянно движутся в толще грунта и насыщаются минеральными веществами. На территориях с повышенной влажностью грунтовые воды приводят к их вымыванию, и как следствие, образованию пресных неплодородных грунтов. Минерализация зависит от геологического состава омываемых пород. В лесах вода пресная и вкусная, а в пустынях – горьковатая, соленая и непригодная для питья. Нынешняя экологическая ситуация такова, что грунтовые воды повсеместно загрязнены продуктами сельского хозяйства, промышленности и жизнедеятельности человека. В безвыходных ситуациях их очищают различными фильтрами, установками и подручными средствами.

Чем чреват высокий уровень грунтовых вод на участке

Глубина залегания грунтовых вод влияет на возможность и успех капитальных строительных работ и прокладки подземных инженерных коммуникаций: водопровода, канализации, телефонных и электрических кабелей. Грунтовые воды – это важный источник водоснабжения, особенно для небольших населенных пунктов. Их добывают с помощью колодцев, неглубоких скважин, каптажа родников и скважин в местах, где они выходят на поверхность Близость грунтовых вод – это потенциальная причина постепенного разрушения наземных сооружений. Во время снеготаяния и обильных ливней она затапливает подвалы домов, погреба и цокольные этажи. Длительный контакт с избытком влаги приводит к разрушению дорожных полотен, проседанию зданий, целых кварталов и целых городов. Отрицательно сказывается на современных мегаполисах и откачка подземных вод, которую проводят при массовой застройке. Опасная тенденция наблюдается по всему миру. Многомиллионный Пекин тонет со скоростью 11 см в год, но Калифорния его стремительно обгоняет, доходя до рекордных 40-60 см. Огромный вес зданий и опустошение подземных запасов воды, привело к тому, что почва сминается, словно выжатая губка.

Определение уровня грунтовых вод

Грунтовку нужно брать в расчет не только при масштабной стройке, но и при рытье колодцев и закладке домашнего сада. Самый низкий уровень наблюдается морозной зимой и сухой осенью. О близкой воде свидетельствуют влаголюбивые растения и деревья, обильная роса и туманы. Такие народные приметы использовались для поиска удачного места для закладки колодца. Колодец на грунтовой воде сильно подвержен загрязнению. В идеале – пригласить команду гидрогеологов с дорогим оборудованием, которые за большие деньги нарисуют карту пролегания подземных вод всего участка с глубинами. Такой способ используют при строительстве крупных объектов. На своем участке это можно сделать дешевле и быстрее с помощью метода пробных скважин. По периметру будущей застройки пробиваются простые скважины с помощью обычного садового бура глубиной до 3 метров. Если повезет, и углубления останутся сухими спустя несколько дней, можно смело начинать строительство. Скопление влаги на дне свидетельствует, что вода близко, и нужно провести подготовительные работы по ее отведению, или выбрать другой участок. При определении УГВ можно перепутать постоянные грунтовые воды с местной (автохтонной) верховодкой. Она залегает на небольших глубинах четко локализованными линзами, которые носят сезонное явление Допустимый уровень грунтовых вод регламентируется строительными нормами, которые могут отличаться в зависимости от региона. Чтобы фундамент не подвергался разрушительному влиянию грунтовых вод, их уровень должен проходить ниже глубины промерзания грунта. Минимальное рекомендованное расстояние от нижней точки фундамента до грунтовых вод — 50 см. Не рекомендуется и запрещается строить в таких случаях: УГВ ближе 2 метров; В толще грунта скрыт плывун; Средний слой состоит из неустойчивого глинистого сланца. Обильные атмосферные осадки превращают территории с высоким УГВ в непроходимые лужи и болота. Усугубляют ситуацию близкорасположенные в поверхности земли пласты глинистых пород. Под воздействием влаги образуется скользящий слой грунта, который легко передвигается, формируя опасные оползни. Высокий уровень грунтовых вод – это распространенное явление, поэтому строители имеют в арсенале несколько действенных способов борьбы с ним.

Как снизить и отвести высокие грунтовые воды

Открытое водопонижение – это самый простой способ отвести воду с участка. Сначала копается котлован, и если со стенок и дна начинает поступать влага, ее накапливают в водосборных канавах, а затем откачивают. Вариант рабочий, но массовый забор грунтовых вод приводит к просадке грунта, поэтому прежде чем применять его, обязательна консультация специалиста. На участках склонных к заболачиванию активно используются дренажные установки. Чтобы отвести воду, вокруг участка прокладывается траншея, куда будет постепенно выходить грунтовая вода. Затем ее откачивают и вывозят. Сложнее и дороже организовать трубный дренаж. Для него по всему участку в канавы закапываются специальные полимерные трубы с перфорированными стенками. Укладывать их нужно под уклоном в несколько градусов, чтобы вода самотеком уходила в подготовленные водосборники. Кроме труб придется поставить пескоуловители и смотровые колодцы, для удобного обслуживания системы. Наглядный пример борьбы с высоким УГВ – строительство города Чикаго на берегу озера Мичиган. Чтобы построить высотки, инженеры использовали глубокий свайный фундаменты забитый в базальт. Уже построенные дома и целые улицы приподнимали с помощью сотен домкратов на высоту до 2,5 метра Самый дорогой способ избавиться от грунтовой воды – это использование иглофильтровых установок. Трубы заглубляются в грунт вертикально и с помощью насосов выводятся на глубину 5-20 метров, в зависимости от типа установки. Конкретный способ понижения УГВ зависит от типа грунта и коэффициента фильтрации (скорость пропускания воды).

Признаки того, что на участке высокий УГВ

Ни один участок не застрахован от негативного влияния грунтовых вод. Чтобы вовремя предпринять меры и защитить здания, колодец и насаждения, владельцу нужно отслеживать их состояние. О близкой воде свидетельствует высокая влажность в доме, появление на стенках пятен сырости и колоний грибка. Большинство деревьев чахнет и засыхает из-за того, что корневая система постоянно находится в воде. Для растений и бетонного фундамента вредна не столько влага, как растворенные в ней соли. Контакт с грунтовой водой приводит к появлению эттрингита, или как его еще называют «цементной бациллы». Постепенно цементное основание теряет свою прочность и разрыхляется. Признаки эттрингита: Появление на поверхности белесого наплыва мелких кристаллов; Выступание солевых пятен; Отслаивание и крошение бетона. Покупая дом нужно обязательно проверять состояние стен и пола подвальной части. Если использование мер снижения и отвода грунтовой воды на участке невозможно, строители рекомендуют возводить простые дома без подвала, а в качестве резервуара для хранения продуктов возводить не подземные погреба, а наземные хранилища в холме грунта.

Как определить глубину грунтовых вод на участке

Грунтовыми называют подземные воды, расположенные максимально близко к поверхности. Они залегают в верхнем слое грунта, который отделен от нижних водоупорным пластом из камня или глины. Поверхностный слой обладает водопроницаемостью – влага впитывается в почву и скапливается над пластом из пород, не пропускающих ее глубже.

Сведения об УГВ

Под уровнем грунтовых вод подразумевают глубину, на которой расположен полностью насыщенный водой слой водопроницаемых горных пород. УГВ постоянно колеблется, поскольку изменяется количество влаги в верхних слоях почвы. В продолжительные засушливые периоды она испаряется, когда тает снег или в дождливый сезон интенсивно скапливается. В результате УГВ понижается или повышается, причем на свой максимальный уровень грунтовые воды выходят в период бурного таяния снегов, половодья, дождливой осенью, когда из-за прохладной погоды влага практически не испаряется, в отличие от лета, где дожди перемежаются с жаркими солнечными днями. Определение УГВ требуется в различных случаях. Если речь идет о строительстве или высадке плодовых деревьев, кустарников, то важно знать, до какого уровня поднимаются воды при максимальном насыщении почвы влагой. В случае обустройства колодца необходима иная информация – требуется определить, до какого минимума опускается уровень, чтобы в засушливые периоды не остаться без воды в источнике. Уровень грунтовых вод зависит от геологических особенностей местности и климата. В южных регионах он заметно ниже, чем в северных. Различаются ГВ следующих видов: Верховодье – глубина залегания 1,5-2,5 м, в засушливую погоду могут полностью пересыхать. Безнапорные (без гравитации) – слой, сформировавшийся над первым водонепроницаемым пластом горных пород. Артезианские – располагаются в толще грунта между двумя водонепроницаемыми пластами.

Зачем нужна информация об УГВ на участке

Сведения о глубине залегания вод важны для владельца участка, если планируется возведение каких-либо построек, высадка деревьев и кустарников. Строительство. От УГВ зависит выбор фундаментного основания, глубина его залегания, способ гидроизоляции, принципы обустройства дренажа и т. д. Неправильно заложенный фундамент быстро разрушится из-за неравномерного проседания на грунте, размываемом при подъеме верхних вод. Это повлечет за собой разрушение всей постройки. Высокий УГВ делает невозможным строительство подвала или погреба, смотровой ямы для автомобиля в гараже, так как постройке грозит заливание водой весной и осенью. Гидроизоляция и дренаж, способные защитить строение, требуют серьезных денежных затрат и не дают гарантии. Водоснабжение. От того, на каком уровне залегает водонесущий пласт, зависит возможность обустройства источника воды для питья и хозяйственных нужд, а также выбор между колодцем и скважиной. Локальное водоотведение и канализация. Глубина выгребной ямы, возможность обустройства и расположение поля фильтрации, фильтрующего колодца или траншей, согласно санитарным нормам, напрямую зависят от УГВ. Садоводство и огородничество. Переувлажнение губительно для корневой системы плодовых деревьев и кустарников. Перед тем как разбить сад, следует убедиться, что при максимальном подъеме грунтовые воды располагаются на глубине более 1,5 м. Подтопление весенними паводками негативно сказывается и на выращивании культурных растений на грядках.

Способы определения УГВ

Владельцу участка крайне важно располагать информацией об УГВ, о минимальных и максимальных показателях в течение сезона. Но как определить уровень грунтовых вод на участке? Практикуется несколько способов решения этого вопроса.

Изучение архивов

Если земельный надел находится в обжитых местах, значит, велика вероятность того, что специалисты здесь уже проводили геологические изыскания. Результаты изысканий фиксируются в виде специальных схем и помещаются в архив. Поэтому есть смысл обратиться в местную организацию, которая занимается гидрогеологией и ведет мониторинг обстановки. При этом следует учитывать, что изыскания такого плана велись в СССР, в рамках программы по детальному изучению геологии территорий страны. Масштаб карт таков, что информация об УГВ носит только общий характер, если рассматривать ее применительно к участку в несколько соток.

Сбор информации на месте

Опросив ближайших соседей по участку, можно собрать информацию, полезную для дальнейшего анализа. Важно узнать, на каком уровне располагается вода в скважинах и колодцах – это даст представление о зеркале грунтовых вод на территории. Учитывая рельеф на своем участке, можно приблизительно рассчитать параметры УГВ.

Изучение растительности

Некоторые виды растений свидетельствуют о близком к поверхности залегании вод, так как не выживают без постоянного увлажнения корневой системы. Индикаторами могут служить: Мать-и-мачеха (это растение бурно разрастается, если до воды около 1,5 м); Ива, тополь – около1-1,5 м; Конский щавель – 2-3 м; Ольха – около 3 м; Полынь – 4-5 м.

Инструментальные способы

Для определения УГВ используются различные способы нивелирования высот рельефа участка. Нивелирование бывает: Барометрическим. Для работы потребуется барометр – с его помощью измеряют давление на участке, где проводятся изыскания, а также на берегу ближайшего естественного водоема – на уровне воды. Разница в 1 мм по шкале свидетельствует о перепаде высоты в 12-13 метров. Геометрическим. Применяется нивелир и мерные рейки. Гидростатическим. Базируется на принципе сообщающихся сосудов, требует использования гидроуровня. В интернет-магазинах можно встретить специальные приборы (китайского и российского производства) для поиска подземных вод. Но гидрогеологи предупреждают, что устройств, способных определять УГВ, не существует. Эхолокация дает возможность выявить наличие трещин в глубине горных пород, но эти трещины далеко не всегда заполнены водой. Таким образом, использование таких «приборов» по эффективности сродни привлечению лозоходцев для поиска поземных вод при помощи специальных рамок.

Буровой способ

Максимально достоверным способом определения УГВ считается метод пробного бурения. Он заключается в следующем: в разных местах на участке выполняются скважины, после чего замеряют уровень воды, когда удается достичь водоносного слоя. Каждая скважина отмечается на плане, указывается дата ее бурения. Параллельно с этим в рамки изысканий входит исследование керна – цилиндрического среза грунта, который вынимается из шурфа при бурении специальным устройством. Послойный срез позволяет точно определить физико-механические свойства грунта, что в первую очередь требуется учитывать, проектируя строительство сооружений на участке. В течение некоторого времени необходимо регулярно проверять уровень воды в пробуренных шурфах, чтобы определить диапазон колебаний зеркала подземных вод. Чем больше пробных скважин, тем точнее измерения.

Выводы

Бурением шурфов с выемкой керна занимаются профессионалы, вкладывать деньги в их услуги есть смысл, если речь идет о постройке капитального дома, прокладке подземных коммуникаций, фильтрационных систем канализации и т. д. Народные методы определения УГВ имеют высокую погрешность, не стоит на них всерьез рассчитывать. Чтобы на дачном участке определить пригодность грунта к высадке плодовых деревьев и кустарников, можно выполнить пробное бурение в нескольких точках, используя садовый бур. Глубина скважин должна составлять не менее 2 метров. По уровню заполнения шурфов водой в конце весны и начале лета, осенью, можно судить, стоит ли использовать эту часть участка под сад. Важно, чтобы максимальная отметка УГВ была не выше 1,5 м, иначе деревья и кустарники будут болеть, их урожайность не сможет достичь высоких показателей. Если исследование УГВ направлено на поиски источника водоснабжения, разведывают безнапорный слой на глубине от 3 метров. У тех вод, что залегают выше (верховодка), уровень сильно зависит от осадков, чистота воды низкая, так как она не успевает отфильтроваться, проходя через слои грунта. Получив землю в собственность, рекомендуется вложить финансовые средства в геологоразведку на участке. Это обезопасит будущие постройки от разрушения, поможет найти источник с качественной питьевой водой. Народные методы применимы, если речь идет о поиске оптимального места под культурные посадки.