Что мы подразумеваем под понятием «грунтовые воды»? Это один из основных типов постоянных водоносных горизонтов, перечисленных в классификации «подземные воды». Грунтовые воды размещаются на первом от поверхности земли водоупоре, поэтому иногда их также называют подпочвенными. Благодаря близости к поверхности, на которую в течение года выпадают осадки в виде дождя и снега, грунтовый водоносный горизонт получает постоянную атмосферную подпитку, и поэтому имеет очень большую площадь распространения.
Размещение и уровень грунтовых вод
Грунтовый водоносный горизонт имеет незначительную мощность и высокую неравномерность распределения воды. Отсутствие сплошной кровли из водонепроницаемых пород приводит к большим сезонным колебаниям уровня и дебита воды. Над грунтовыми водами располагается так называемая верховодка. Верховодка не имеет признаков водоносного горизонта, представляет из себя отдельные скопления воды, которые непосредственно контактируют с атмосферой.
Во влажное время года уровень грунтовых вод повышается за счет дождя, таяния снега, разлива рек и озер. Подпочвенный водоносный горизонт гидравлически связан с питающим его озером или рекой. Поэтому изменение уровня воды в естественном водоеме сразу же оказывает влияние на уровень грунтовых вод. Наиболее мощными питающими источниками для грунтовых вод являются долины рек, районы предгорий, скопления неглубоко залегающего водоносного трещиноватого известняка. В сухое время — жаркое лето или морозная зима — уровень грунтовых вод падает до полного пересыхания. Это объясняется простым эффектом — в жару объем испарения превышает объем осадков. Морозной зимой также полностью прекращается поступление жидкой воды из атмосферы, почва промерзает на глубину 1,8 м, становясь водонепроницаемой.
колодец питается грунтовыми водами
В основном грунтовые воды ненапорные и движутся под действием сил гравитации. Просачиваясь сквозь рыхлые осадочные породы большая часть подпочвенной воды уходит глубже на более низкие горизонты — песчаный и артезианский. Необходимо уточнить, что песчаный водоносный горизонт менее зависим от атмосферных изменений, чем грунтовый. Артезианский водоносный горизонт вообще не подвержен прямому влиянию климата и времени года, поэтому вода в скважине на известняк зимой и летом имеет одинаковый уровень и дебит, что важно для организации бесперебойного водоснабжения.
Глубина залегания грунтового водоносного горизонта во многом зависит от рельефа и повторяет его профиль. Если поверхность земли сильно рассечена долинами рек и оврагами, то подпочвенные воды залегают гораздо глубже, чем на равнине. По крутым склонам подпочвенные воды стекают в низины и в нижней точке могут выйти на поверхность в виде родников.
родник ничем не защищен от загрязнений
Большое скопление растительности, кустарника и деревьев, развитая корневая система — все это задерживает атмосферные осадки, создавая условия для более интенсивного насыщения подпочвенных вод.
В различных природных зонах грунтовые воды залегают на разной глубине. Если в Подмосковье это первые метры от поверхности, то в сухой местности южных регионов с низким уровнем осадков грунтовые воды могут размещаться на глубинах 50-100 м. В зоне тундры уровень грунтовых вод практически совпадает с уровнем поверхности земли.
Характеристики грунтовых вод
Являясь безнапорными, грунтовые воды присутствуют только в рыхлых, водопронецаемых грунтах. Если родник выходит из скалы, это значит, что в сплошном на вид камне есть система трещин или пор, по которым движется вода. Учитывая варианты размещения и движения, грунтовая вода разделяется на типы:
- пластовая
- трещинная
- поровая
Породы, в которой могут размещаться подземные воды, различаются по типу. В соответствии с каждым типом общий объем подпочвенных вод в определенной местности значительно отличается:
- водопроницаемые: песок, галечник, гравий
- водоупорные: гранит, глина
- растворимые: гипс, доломит, мел
размыв известняка грунтовыми водами
Указанные геологические слои могут располагаться не только строго горизонтально, но также под углом, прерываться, пересекаться между собой. Это также оказывает непосредственное влияние на количество и поведение грунтовых вод. Иногда грунтовые воды в силу сложного геологического строения местности залегают между двумя водоупорами. В этом случае область питания водонесущего горизонта, то есть территория, с которой атмосферная и поверхностная вода попадает в грунт, будет располагаться не непосредственно над горизонтом, а в стороне — там, где кончается верхний водоупор.
карстовый провал
При движении грунтовых вод в рыхлой породе проявляется явление суффозия — вымывание частиц потоком воды. В результате в грунте могут появится пустоты и при некоторых условиях даже карстовые пещеры. Возможно проседание почвы и образование провалов. При химической суффозии подпочвенная вода растворяет гидрокарбонаты и соли. При не только осуществляется перенос частиц грунта, но также повышается минерализация воды.
Добыча грунтовой воды
Мелкое залегание грунтовой воды в рыхлых грунтах позволяет для ее добычи бурить неглубокие скважины. Можно обойтись без вызова профессиональной бригады с мощной буровой установкой на автомобильном шасси. Скважина на первый водоносный горизонт глубиной до 10 м может быть сделана мотобуром или даже вручную. Для упрощения и удешевления работ скважина бурится диаметром всего лишь несколько сантиметров. Опустить скважинный насос в столь узкую трубу нельзя, поэтому используется насос поверхностный, от которого в скважину подается шланг. Особенности гидравлики ограничивают глубину использования простых поверхностных насосов 9 м.
бурение мелкой скважины мотобуром
При большей глубине необходимо применять поверхностный насос с внешним эжектором. Существует вариант забивной скважины, называемой в народе абиссинский колодец. В почву в прямом смысле забивается, а не ввинчивается, металлическая труба с острым наконечником и отверстиями для поступления воды. Для подъема воды из забивной скважины часто используется самый простой ручной насос-качалка. Говорить о каком-либо качестве такого водоснабжения не приходится. Мелкие скважины можно рассматривать лишь как временный вариант.
Чистота грунтовых вод
Неглубокое залегание делает грунтовые воды абсолютно незащищенными от поступления загрязнений из атмосферы и с поверхности земли. Перед употреблением такой воды в бытовых целях ее необходимо очистить и продезинфицировать, особенно, если речь идет о приготовлении пищи. Делать химический и бактериологический анализ любой подземной воды необходимо, но в данном случае полная открытость земной поверхности — место сбора воды для грунтового горизонта — за короткое время сделает его результаты неактуальными. Картина загрязнения грунтовых вод меняется очень быстро. На это влияют промышленный выброс в атмосферу, слив стоков из фермерского хозяйства, дождевой смыв удобрений с полей, выгребные ямы, неправильно сделанные септики и многое другое. За считанные часы характер загрязнения воды может измениться настолько, что некоторые фильтры станут бесполезными.
Поэтому для очистки грунтовой воды необходимо использовать наиболее универсальные системы очистки — механический грубый фильтр для задерживания твердых частиц и волокон, универсальный фильтр балонного типа с засыпкой, рассчитанной на наиболее распространенные загрязнения, фильтр тонкой очистки. Так как мелкая скважина может дать лишь небольшой объем воды с низким напором, в систему можно добавить фильтр обратного осмоса. Его специальная мембрана способна отделить от воды практически все самые мелкие загрязнения, но следствием такой высокой эффективности стало медленное просачивание воды сквозь микронные отверстия. Для полной уверенности рекомендуем добавить ультрафиолетовый обеззараживатель.
